连续油管过油管射孔在渤海某井的应用
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123在渤海油田滚动式勘探开发的背景下,套管开窗侧钻技术在低效井调整再利用、事故处理和多目标系统勘探等方面逐步得到了的应用,实现了低效井复活、提高采收率、降本增效、实现多目标勘探的目的。
套管开窗的方法主要有两种,即斜向器开窗法和铣套管开窗法。
斜向器开窗工具费用高,但开窗作业时间相对锻铣套管短,因此针对海上钻井作业日费高的情况,使用斜向器开窗侧钻方法可以降低综合作业成本。
两种开窗方式在工艺方面存在一定差异,但技术原理基本相同。
以下分别介绍斜向器开窗的作业准备及技术要求,然后通过海上钻井具体实例介绍套管开窗的原理、专用工具及其现场应用。
1 侧钻窗口位置的设计和优化侧钻窗口位置的选择要综合考量原井套管的完好情况、地层岩性、油水层纵向分布状况、地质设计、开窗方式、工具造斜能力等因素。
侧钻位置的选择宜以利用稳定性好且较长的老井眼、节约钻井成本、缩短钻井周期、保证钻井施工安全、延长油井的有效寿命、提高油井产量为总原则。
具体实施可以归纳为以下几点:(1)选择侧钻的位置尽可能深。
侧钻位置以上的套管必须完好,无破裂、变形、漏失等,窗口应选择在固井质量较好、井斜较小的井段,同时避开套管接箍2~3m。
(2)如若采用锻铣的方式进行开窗,要保证侧钻位置及以下至少20m之内地层稳定、可钻性好,这样既便于造台肩和钻出新井眼,同时又不易回到老井眼。
(3)侧钻位置应尽量选择在砂岩或非膨胀泥岩地层,尽量避开膨胀页岩和岩盐井段、避开老井的水淹区;尽可能避开射孔井段,以保证开窗和钻进施工安全。
(4)对于出砂严重、窜漏和射孔后套管破裂而需要开窗侧钻的油井,在开窗窗口位置选定时,要综合考量侧钻效果。
开窗位置通常选在距射孔井段30m以上。
参考井史与测井资料,窗口位置应满足方位、造斜点、井眼曲率、水平位移等综合参数的要求。
2 开窗前资料校核及技术要求2.1 开窗前资料校核核实并明晰原井眼套管数据。
核实套管的尺寸、重量和材质,选择合适的斜向器磨铣工具。
1 墩1H 井基本井况墩1H 井是玉门油田花海地区的一口重点探井,因地处花海凹陷的断裂破碎带,钻井过程中4次发生因井壁坍塌造成的卡钻事故。
2014年2月,该井完钻后采用D215.9mm 三牙轮钻头通井时发生第5次卡钻,被迫采用D127mm 钻杆完井,完井深度3351.33m。
该井井况复杂,难以进行常规开发作业,并面临报废风险。
该井井身结构如图1所示。
墩1H 井施工难点如下:(1)该井为侧钻水平井,最大井斜为92.4°,井斜大、井眼尺寸小且通径不均匀;其完井管柱的最小内径仅为92.1mm,且存在台阶,管柱起下摩阻大,卡钻风险高。
(2)因采用D127mm、壁厚9.19mm 的S135钢级小尺寸钻杆,钻杆强度高且井壁和环空水泥环厚度均高于常规井,井筒内有较多水泥残留。
前期采用钢丝下至井斜为48.1°的2812m 时遇阻,无法对目的层校深,难以采用常规技术进行后续的电缆射孔、分层压裂及测试作业。
(3)因采用钻杆被动固完井,缺少地层自然伽马等原始数据,且无用作深度基准的短套管,校深测试难度较大;此外,本井试油层位为3个厚度均不超过3m、井斜为78°以上的薄油层,若校深不准易因误射孔造成措施作业失败。
(4)钻井过程中地层多次坍塌,该井下部井段井眼扩径严重(表1),井径平均增大13.26%,最大增基金项目:中国石油天然气集团公司重大推广专项“连续管作业技术推广专项”(编号:2011B-1711)。
第一作者简介:任勇强,1983年生,2014年毕业于北京科技大学,现主要从事井下作业工具及工艺技术研究工作。
E-mail:renyongqiang@表1 墩1H 井井径测井数据表井深(m) 平均井径(mm)井径增大率(%)2625 258.18 11.05 2650 297.74 28.23 2675 304.32 29.06 2700 261.13 17.10 2725 261.04 13.40 2750 271.68 20.96 2775 263.81 15.612800266.5117.41大29%;若再次采用开窗侧钻完井,也难以排除类似卡钻事故的发生,且施工作业成本将成倍增加,达不到经济建产的目的。
连续油管修井技术研究与应用发布时间:2022-07-20T05:50:51.974Z 来源:《科学与技术》2022年30卷第5期第3月作者:郝贵斌王功明涂三红[导读] 与传统修井技术相比,连续油管修井技术具有通过性强、安全风险低、作业效率高、施工成本郝贵斌王功明涂三红中原油田分公司采油气工程服务中心河南省濮阳市 457001摘要:与传统修井技术相比,连续油管修井技术具有通过性强、安全风险低、作业效率高、施工成本低等优点,尤其适用于水平井修井,其作用显著。
关键词:连续油管;修井;应用连续油管技术应用广泛,在工艺方式上,可适用于欠平衡压力钻井、平衡压力钻井、超平衡压力钻井。
无论是垂直井、丛式井、定向井、斜井、水平井、裸眼井、小井眼井、完井、测井、打捞等各种类型作业都适用。
此外,连续油管技术不受地形限制,可用于内陆、海滩、沙漠和极地。
与常规油管作业相比,连续油管作业节省作业时间,减少地层污染,具有更高安全性能。
一、连续油管概述连续油管(CT)是用低碳合金钢制作的管材,有很好的挠性,又称挠性油管,一卷连续油管长几千米,可代替常规油管进行很多作业,连续油管作业设备具有带压作业、连续起下特点,设备体积小,作业周期快,成本低。
二、连续油管技术特点1、作业成本低。
由于CTU设备少,搬迁安装和作业井准备时间短,以及CT起下作业速度快,工作量小,直接降低成本,CTD侧钻井成本为常规钻新井的1/3,CTD作业节约费用25~40%。
2、增加油井产量。
CT作业技术或通过油管老井重钻或侧钻水平井,可使原本无经济效益的老井增加产量。
3、保护油层,作业安全。
对一些敏感地层,用CT作业安全可靠,可进行不放喷、放压,带压连续作业,防止地层污染,保护环境及油层,增加产量。
4、水平井、定向井作业,方便快捷。
在水平井和大斜度定向井中,一些如电测和钢丝绳作业,或在水平井段中的冲砂洗井作业,CT 技术具有方便作业的优势。
5、海上作业,优势明显。
631 油田概况渤海某油田含油层系主要位于明化镇下段及馆陶组上段,早期采用一套层系大井距多层合采的开发方式[1]。
经过多年开发,目前层间干扰大,注采关系连通复杂。
钻井作业期间往往面临着地层压力超压与亏空同时存在的情况,在提高钻井液密度的同时,容易造成井漏,进而发生“又溢又漏”复杂情况,给现场作业带来巨大挑战。
为解决钻井作业期间窄密度窗口问题,该油田逐步引进使用压力控制钻井技术,从常规定向井中逐渐推广至水平井中,作业期间使用低密度钻井液钻进,完钻后根据具体井况提高钻井液密度。
近年来,“又溢又漏”复杂情况较少发生,控压钻井技术应用取得了良好的效果。
2 控压钻井工艺介绍控压钻井工艺选取的钻井液密度一般偏低,钻进期间通过ECD来实现井筒安全;停泵期间,根据采集的井底压力,通过闭环压力控制算法软件,计算出需施加的井口回压,通过调节井口回压,控制井底压力稍高于地层压力,保持井筒不溢不漏[2]。
控压钻井的关键技术在于钻井液密度的选取以及井口回压的控制,钻进期间井底ECD稍高于实际地层压力,停泵期间通过井口旋转防喷器控制井口回压,保证井底压力高于地层压力,达到保护储层和防止井漏的目的。
完钻后,逐渐加重钻井液密度,起钻前钻井液密度附加0.03-0.05g/cm 3,实现微过平衡情况下的起钻及电测作业[2]。
P F/L -地层破裂压力;BHP-井底压力;P P -地层孔隙压力;P C -井口回压图1 控压钻井工艺原理3 X17H1井作业情况介绍X 17H 1井为该油田的一口综合调整井,为φ244.5mm套管开窗,侧钻φ215.9mm井眼。
开窗点井深1542m,定向钻进至着陆层位,钻φ152.4mm水平段完钻。
水平段下入φ101.6mm筛管进行裸眼砾石充填防砂完井。
根据φ215.9mm井眼钻进情况,目的层位超压严重,实际钻井液密度高达1.27g/cm 3。
因而φ152.4mm井眼水平段使用控压钻井设备进行作业,以减少储层污染。
中国石油大学(华东)毕业设计(论文)连续油管钻井的关键技术及应用学生姓名:学号:专业班级:指导教师:摘要连续油管是相对于常规螺纹联接油管而言的,它又称为挠性油管、蛇形管或盘管。
本文对连续油管钻井技术应用状况、连续油管作业设备、工艺和作业工具分别进行了阐述。
通过资料调研,较为系统地论述了这一技术所采用的设备和中外油田的应用情况,分析总结了连续油管钻井的工艺特点及发展趋势,并对其在稠油开发,老井重入等方面的应用进行了阐述。
叙述了连续油管钻井的优缺点、连续油管钻机系统、欠平衡连续油管钻井及连续油管侧钻技术。
较为系统地阐述了连续油管的工作力学特性以及连续油管弯曲、抗内压强度和外部挤毁压力分析计算模型。
对连续油管的疲劳寿命预测模型进行了介绍,根据模型计算结果,分析了影响连续油管疲劳寿命的因素,并据此提出了提高连续油管使用寿命的建议和措施。
关键词:连续油管钻井;设备;受力分析;力学特性;疲劳寿命ABSTRACTThe coiled tubing shall be defined relative to conventional thread connection tubing.This article will analyze the application and research of the coiled tubing technology.The coiled tubing equipment,processing and tools will be also introduced in this article.In this paper,Coiled Tubing Drilling (CTD) Technology, its equipment and the application of this technology in oil fields are introduced overall. The developing of this technology and the usage in Viscous Oil Development and re-entry sidetracking operation. The paper also describes the advantages and disadvantages of CTD,CT drilling rig system,under balanced CTD and through tubing sidetracking technique of CT.Mechanical characteristic of CT is studied.The model of bending,internal pressure strength and external collapse strength,diametric growth and stuck-point of CT is established. Based on the fatigue life prediction model of the coiled tubing,the main factors influencing the coiled tubing's fatigue life are analyzed schematically in the text and some advice for improving the fatigue life is presented in the end.Key words:coiled tubing drilling;equipment ;force analysis;mechanics characteristic ;fatigue life目录摘要 (i)ABSTRACT (ii)目录 (iii)第1章前言 (1)1.1连续油管发展概况 (1)1.2国内外应用概况 (3)1.3国内外研究概况 (6)1.4发展连续油管钻井的意义 (7)第2章连续油管钻井技术与配套装备 (9)2.1发展历程 (9)2.2连续油管钻井的优缺点 (10)2.3地面设备 (11)2.4井下工具 (16)2.5连续油管钻井技术新进展 (18)第3章连续油管钻井工艺技术分析 (19)3.1小井眼钻井 (19)3.2欠平衡钻井 (21)3.3连续油管开窗侧钻技术 (25)第4章连续油管受力分析及工作特性 (28)4.1连续油管轴向载荷分析 (28)4.2连续油管工作特性分析 (36)第5章连续油管失效分析及疲劳寿命计算 (42)5.1连续油管失效分析 (42)5.2连续油管疲劳寿命计算 (45)5.3影响连续油管疲劳寿命因素分析 (47)第6章连续油管钻井的评价与未来技术发展 (52)第7章结论 (55)参考文献 (57)致谢 (60)第1章前言1.1连续油管发展概况连续油管(Coiled Tubing,简称CT)又称挠性油管、盘管或柔管。
连续油管应用:连续油管起初作为经济有效的井筒清理工具,在市场上赢得了立足之地。
修井和完井作业的经济收入占连续油管作业总收入的75%以上,连续油管在世界各油气田的应用范围持续扩大。
事实上连续油管所具有的带压欠平衡作业、作业的快速高效、对地层的低伤害、低成本(来源于工序的简化)等等优点和应用价值,是在连续油管诞生30年后的上世纪90年代才真正被人们所认识。
其后连续油管广范应用于油气田修井、钻井、完井、测井等作业,在油气田勘探与开发中发挥着越来越重要的作用。
90年代后,连续油管压裂技术和连续油管钻井技术,在工艺技术上和实际的应用中得到了较快的发展。
我国引进和利用连续油管作业技术始于70年代,1977年,我国引进了第一台波温公司生产的连续油管作业机,在四川油田开始利用连续油管进行气井小型酸化、注氮排残酸、气举降液、冲砂、清蜡、钻磨等一些简单作业,累计进行数百口井的应用试验,取得了明显效果,积累了初步的经验,随后在全国各油田推广应用。
目前,据不完全统计,国内共有引进的连续油管作业机30台左右,主要分布在四川、大庆、长庆、胜利、华北、中原、吉林、新疆、辽河、吐哈、大港、河南和克拉玛依等油田。
四川、辽河、华北自引进连续油管以来累计作业井次均己超过1000井次。
大庆油田自1985年引进连续油管作业装置以来,共在百余口井中进行了修井等多种井下作业,主要用于气举、清蜡、洗井、冲砂、挤水泥封堵和钻水泥塞等。
吐哈油田自1993年引进连续油管作业机以来,作业井次达40~60井次,用连续油管进行测井的最大井深已达到4300m。
总的来讲,国内连续油管作业机主要应用于以下几个方面:冲砂洗井、钻桥塞、气举、注液氮、清蜡、排液、挤酸和配合测试。
用得比较多的是冲砂堵、气举排液和清蜡,占95%以上。
连续油管作业在我国油田受到普遍欢迎。
192CPCI 中国石油和化工石油工程技术集束射孔与电泵生产联作新工艺在渤海湾致密沙河街组的成功应用陈爱国 张彬奇 赵少伟 刘 峰(中海石油(中国)有限公司天津分公司 天津塘沽 300452)摘 要:套管井油井完井时,按常规完井施工工序,先对套管进行射孔之后再下入电泵生产管柱,射孔后需要洗压井和再次刮管,由此引起施工周期长、作业费用高、易井喷等问题。
考虑到渤海湾致密沙河街组油藏比较稳定,生产地层不出砂,完井作业不需要防砂作业,提出了射孔与电泵联作完井技术;又为了最大限度的释放产能,使用集束射孔技术和负压射孔技术。
降低了人力、物力的消耗,缩短了施工时间,减少油层污染,保护了地层。
关键词:完井 集束射孔 电泵联作1 前言渤海湾辽东致密沙河街组构造处于辽西低凸起北部倾末端,辽西凹陷北洼东侧,钻遇的油层段位沙河街储层,该储层生产时不易出砂,完井作业时不要防砂作业。
在常规套管井完井工艺中,先对油层段套管进行射孔,再防砂作业,最后下生产管柱进行生产。
若地层压力比较高,射孔之后先要进行压井,这样,不仅作业工作量大,且作业费用高,更严重的是压井液会漏入地层,对地层造成一系列的伤害。
集束射孔与电泵联作新工艺正是考虑了本油田的地层的特殊不防砂性,采用了将射孔枪和附件管柱用一个顶部封隔器悬挂定位于射孔段,再下入Y 合电泵管柱插入顶部封隔器内,装好井口采油树,射孔返排生产。
这不仅缩短了施工时间,节省了施工成本,更主要的是射孔后不用压井,直接进行电泵或者自喷生产,减少了对油气藏的伤害。
实践证明,此新工艺先进可行,操作简便,并能有效地防止井喷事故,可在不防砂的套管井中推广应用。
2 集束射孔的优选渤海湾辽东致密沙河街组钻遇了两套差异比较大的地层,为保护储层,同时保证作业顺利和施工安全,都采用技术套管封固上部疏松地层,在下入尾管封固产层。
完井作业前考虑到钻井的井况和射孔段的渗透率等岩性情况,为获得预期的产能,射孔时采用孔径大、穿深长、对油层污染程度小的射孔工艺。