小井眼水平井技术在大牛地气田的应用_赵文彬
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小井眼水平井钻井技术摘要:小井眼开窗侧钻井工艺技术的运用,分析小井眼侧钻井实际固井作业中存在的问题,针对难点,提出解决小井眼开窗侧钻井固井工艺技术存在问题的重要措施。
本文对小井眼水平井钻井技术进行分析,以供参考。
关键词:小井眼;水平井;钻井技术引言国内多数油田进入开发后期,在长时间的开发生产中由于套管变形、损坏、井下落物施工、井下水锥、气锥各方面影响导致油井已经不能正常生产,为降低钻井成本,开发油田潜力,国内开始广泛研究推行小井眼开窗侧钻井。
1小井眼水平井技术简介小井眼水平井技术是指用直径小于等于6″的井眼穿过目的层,井斜不小于86°,并保持这一角度直至打完水平段的一种钻井技术。
具有小井眼井和水平井的双重优点,具有机械钻速高、钻井成本低、环境污染物排放量少等优势,在老油田加密井开采剩余油、老井和报废井改造再利用,以及特殊油气藏资源的开采中得到广泛应用。
小井眼钻井技术在国外研究起步较早,20世纪50年代美国就开始使用该项技术,节约了钻井成本,20世纪60年代前后是国外小井眼技术发展的高峰期,世界上各石油公司共钻超过3200口小井眼井,取得了较高的经济效益。
进入21世纪前后,国际油价居高不下,小井眼技术未得到足够重视,技术也未取得实质性突破。
直到近10年来,各老油田开发进入后期和国际油价的下跌,小井眼技术和小井眼水平井技术再次进入高速发展阶段,除了在1000m以内浅井中得到应用,在垂深超过3500m的深井中也得到较大范围应用,并取得了良好效果。
2小井眼水平井钻井优势2.1技术发展迅速目前,国内外针对小井眼钻井技术的研发进展飞速,从小井眼钻井钻机、配套工具(井口、防喷、井下动力钻具)到小井眼钻井的整套技术(井控技术、固井技术以及钻井液优化等),都获得了快速的发展,促进了小井眼钻井技术安全高效地发展。
2.2环保压力减小国内外对钻井过程中的环境问题非常重视,常规钻井过程中会产生大量的钻屑、废油、泥浆以及钻井液,还有噪声污染、空气污染等,都对环境造成了污染。
30一、气田应用小井眼开窗侧钻水平井存在的问题(1)开窗时效差或开窗失败。
(2)环空间隙小,钻井速度慢,石千峰地层易漏失。
(3)钻具柔性强,滑动效率低,螺杆寿命短。
(4)井控风险高。
(5)压裂改造成本高。
二、小井眼套管开窗侧钻水平井技术对策1.提高开窗效率(1)优选开窗侧钻方式。
套管开窗侧钻的主要方式有两种,一种是段铣开窗,一种是采用斜向器开窗。
采用斜向器开窗不仅能保护原井眼,而且侧钻后窗口处井壁稳定性好,因此φ139.7mm 套管斜向器开窗优于段铣开窗。
斜向器开窗分为一体式斜向器和分体式两种。
一体式可以采用MWD测量,坐斜向器和开窗一次性完成,但是存在开泵提前坐封或者坐封失败的现象。
分体式主要是通过陀螺或有线测量,安置好工具面后再投球憋压坐封斜向器,起钻下开窗铣锥。
尽管分体式斜向器坐封成功率高,但是从施工工序来讲,分体式起下钻程序复杂,周期长,采用陀螺测量成本高,因此建议在开窗侧钻井段井斜大于4°,采用一体式斜向器开窗工具加无线随钻的开窗方式。
(2)优化斜向器坐封措施。
①下斜向器前,首先采用φ121.00mm通径规+φ104.80mm钻铤×1根+φ73.00mm 钻杆通井,通井要过窗口以下20m。
在开窗处反复上下活动钻具,充分循环,将井下杂物清洗干净,消除套管壁残余水泥对固定斜向器的影响。
对通井遇阻井段,采用胀管技术或用铣锥进行扩孔到要求尺寸,保证斜向器顺利下入和坐封;②检查斜向器卡瓦是否松动,一体式斜向器连接销钉是否上紧,导管是否畅通,连接到位;③检查定向接头,确保仪器坐键后,鞋口引鞋管槽的方向就是弯接头定向接头键的方向,斜向器的斜面方向与定向接头的键相对位置要量准,绘有草图;④送入钻具要用φ48mm 的通径规通内径;⑤下导斜器过程中要操作平稳,控制下钻速度,遇阻不超过30 kN,钻具不能转动,中途和坐封前不要循环钻井液;⑥ 陀螺测量要考虑陀螺的漂移量,坐键3次以上,测量数据大致相同,调整斜向器斜面至设计方位;⑦若憋压达不到设计压力,检查泵和管汇是否刺漏,判断投球是否到位。
录井技术在大牛地气田水平井钻井中的发展及应用,化工-:段旭东王振华摘要:水平井钻井技术是开发建设鄂尔多斯大牛地气田的迫切需要,针对该区水平井施工中地层研磨性强,井眼轨迹控制难的难题,录井技术也在不断发展进步。
随着水平井钻井技术的日趋完善和成熟,我们正不断探索与研究综合录井技术水平井钻井技术在低渗透气田大牛地气田的开发研究。
阐述了录井技术在大牛地气田从初期岩屑录井、气测录井和钻时录井,发展到如今的x射线录井,定录一体等特色录井技术,充分发挥录井地质导向作用,为大牛地气田水平井的顺利、优质施工提供了技术支持和保障。
关键词:大牛地;水平井;综合录井;地质导向一、大牛地气田水平井发展概况大牛地气田已成为中国石化的一个重要的天然气开发基地,而水平井钻井技术已成为该油气开发的主要手段,水平井与直井比较,具有低成本优势。
水平井与直井比较,产量是直井的3~5倍,甚至更高,而钻井投资与直井相比,井深3 000 m为2倍左右;井深1 500 m为2.5倍左右。
二、综合录井在大牛地气田的发展综合录井技术从狭义上讲是随钻技术,是跟踪技术;广义上讲是信息采集处理技术。
它集常规地质录井、气测录井和工程录井为一体,是地面录井技术的最高阶段。
1.岩屑录井岩屑录井在大牛地气田的综合录井发展中一直占着举足轻重的地位,在钻井过程中,随着泥浆一起被带至地面的那些地下岩石碎块叫作岩屑,俗称为“砂样”。
在钻井过程中,按一定的时间顺序、取样间距以及迟到时间,将岩屑连续收集、观察并恢复井下剖面的过程即为岩屑录井。
岩屑录井过程中产生的资料即为岩屑录井资料。
岩屑录井为我们现场录井提供了第一手的地质资料,通过岩屑录井我们现场工作人员可以掌握井下地层层序、岩性、,初步了解钻遇地层的含油、气、水情况如图(1),在水平的施工过程中更好的做到地质导向的作用,为水平井顺利到达A 靶点提供技术支持。
图(1)通过岩屑录井建立多井对比图而岩屑录井具有成本低、简便易行、了解井下地质情况及时、资料的系统性强等优点。
水平井钻井技术最早出现在20世纪80年代,经过多年发展逐渐完善,成为综合性石油钻井配套技术,在提高油气产量和采收率方面发挥着重要的作用。
小井眼水平井钻井技术具有中、长、半径水平井特性,井眼曲率大、建设周期短、见效快、钻井投资小,经济效益优势更加明显。
1 钻井设计1.1 井深结构1.1.1 主要问题小井眼水平井钻井结构设计需要考虑的核心问题是较大埋深长钻井周期井眼长时间浸泡、起下开停泵产生较大的压力激动、钻柱/稳定器/弯螺杆对井壁的作用力和特殊地层对井眼轨迹的影响。
三叠系、石炭系井眼严重扩大,软硬层交叠,井眼轨迹控制难度大,钻井过程中可能会面临严重卡阻,奥陶系油藏钻井过程可能导致渗漏、井喷、卡钻、井塌。
1.1.2 井深剖面在复合井眼内两种地层中造斜,石炭系地层钻进困难,造斜率较低,造斜规律和奥陶系地层不同,设计井深剖面需要考虑到井眼造斜变化与轨迹控制,满足钻井地质、开发目标要求,设计直-增-增-直-稳平井深结构剖面。
1.2 剖面设计1.2.1 短半径水平井剖面油藏工程允许情况下,井下马达造斜率、测量仪器通过率以及井下工具限制,普通短半径水平井优先选择中短半径,曲率在50m以下,配合有线随钻测量,同时为了方便现场施工,曲率不能过小,预留足够回旋余地。
深井中小井眼钻井井径规则,钻进开始就可以伴随进行无线随钻测量。
1.2.2 造斜率造斜率首先要满足曲率要求,普通半径造斜井斜率1~3°为短半径,MWD无线测量是小造斜率深短半径水平井最经济的方法,有线随钻测量能够满足造斜率要求,但是需要反复起下电缆,且需要长时间停泵,安全隐患比较多。
1.2.3 调整余地选择井深剖面本质是优化造斜率,短半径水平井造斜段长度小,钻井过程面临目的层垂深的不确定性、斜井段马达/初始不稳定性、地层不稳定性、操作偏差以及马达造斜率的差异,因此剖面设计需要预留一定余量,方便根据钻进实际情况进行适当调整。
2 钻井工艺2.1 下部钻柱力学性能分析1)螺杆钻具。