苏丹水平井钻井技术研究-石油工业论文-工业论文
- 格式:docx
- 大小:22.76 KB
- 文档页数:6
水平井及复杂井连续正反冲砂技术研究与应用参加人水平井及复杂井连续正反冲砂技术研究与应用一、连续正、反冲砂技术与传统冲砂方式对比1、传统冲砂方式目前,油田油水井冲砂作业通常采用正冲砂或反冲砂方式。
其中正冲砂冲击力强,容易冲动力油砂,但因套管容积大,上返速度小,携砂能力弱,易造成砂卡、砂埋冲砂管柱;反冲砂携砂能力强但冲击力弱;两种冲砂方式在接单根过程中,都需要停泵操作,停泵后冲砂液不流动,容易砂卡(堵)管柱。
特别是水平井及复杂井,冲砂作业风险大,周期长,很多油水井发生砂卡造成大修甚至报废。
2、连续正、反冲砂技术为解决传统冲砂方式存在的严重缺陷,避免砂卡事故风险,研发了水平井及复杂井连续正反冲砂技术。
该技术最大的优势就是:冲砂全过程不停泵,连续冲砂、连续携砂上返;在遇到复杂情况时,可以随时转换正反冲砂方式,确保了冲砂过程屮的井下安全。
表1各种冲砂方式对比表二、连续正反冲砂技术原理:连续正反冲砂技术是利用井口特殊密封装置、冲砂换向阀组及地面三通和控制装置,实现在下放及接单根时,不停泵作业,利用反冲砂携砂能力强的特点,实现安全、高效的冲砂作业。
由于使用了冲砂换向阀组和地而三通,不但可以做到接单根不需停泵, 还可以随时倒换阀门,变换正、反冲砂方式。
1、反冲砂方式示意图2、正冲砂方式示意图三、连续正、反冲砂技术的特点1、安全:以往冲砂时,需要停泵接单根油管,由于害怕砂卡,人员施工时间紧任务重,容易造成人员伤害。
如果接单根油管时间稍长,极易造成砂卡管柱。
本技术采用连续反冲砂装置,接单根时不需停泵,冲砂、携砂液流不间断,携砂液在油管内连续、匀速上返,不必担心发生砂卡事故,使接单根操作变得轻松愉快,保证了人身和油井的安全。
三通处接安全阀,保证了憋泵时管线的安全。
2、高效:由于冲砂液一直保持连续,井内流体携带砂子匀速上升,连续反冲砂提高了携砂速度,节省了接单根循环洗井的时间,使冲砂作业速度大大提高。
按现场保守的速度,从接单根到下放冲砂完毕,每个单根,仅用不到10分钟,连续作业,安全顺畅。
621 固井面临的难点(1)井漏:Sufyan NW-1井、西部的Sufyan W-1和Suf N-3井等探井在钻井过程中就多次打水泥塞堵漏。
地层承压能力较低,固井施工漏失风险大。
(2)地层情况较为复杂,井眼条件差。
探井钻遇不熟悉的地层,泥浆性能调整不合适,有的井出现大肚子、糖葫芦井段,甚至井壁垮塌,后续影响固井顶替效率。
(3)地层中众多种压力体系共同存在,可能漏喷并存。
例如FNED-1井先期打水泥塞堵漏,后期钻遇高压气层,气体侵入泥浆,导致泥浆喷出钻台面4m多高,固井过程中可能会导致水泥浆压稳困难,侯凝期间易发生气侵气窜,影响固井质量。
(4)不同探井地质条件差异明显,实际泥浆性能往往会与设计差别较大,给配方调配造成一定困难。
2 探井固井技术研究和实践在探井固井中存在的困难,需要相关的实验研究和现场实践相结合,对固井技术进行研究,从而为区块后续勘探开发提供借鉴。
下面就以FNED-1井为典型,引入对苏丹项目探井固井技术的研究探讨。
2.1 FNED-1探井基本数据(1)井深结构一开Φ444.5mm钻头×550.0m+Φ339.7mm表套×549.0m二开Φ311.15mm钻头×2053.0m+Φ244.5mm技套×2051.61m三开Φ215.9mm钻头×3450m+Φ244.5mm×Φ139.7mm 悬挂器+Ф139.7mm套管(1900~3448m)完钻井深3450.00m,浮鞋下深3447.96~3448.60m,水泥返高,1883.47~1887.07m(悬挂器位置)双凝界面:2500m,井眼水泥量54.8m 3。
主要目的层为 AG2D and AG2E、AG3层,在Abo Gabra AG2 A钻遇气层。
(2)FNED-1井在三开钻进至2611m钻遇高压气层,2873m测最大气体含量580512ppm持续6min泥浆比重为1.28g/cm 3。
长水平段水平井钻井技术研究1. 引言1.1 概述长水平段水平井钻井技术是一种针对油气田中水平段水平井进行钻井的技术。
随着油气勘探开发技术的不断提高和油气资源储量的逐渐减少,长水平段水平井钻井技术的研究变得越发重要。
长水平段水平井钻井技术可以有效提高油井的产量,降低工程成本,延长井下生产周期,是目前油气开发领域的热点技术之一。
通过综合利用先进的钻井设备、技术和工艺流程,可以实现长水平段水平井的高效钻井和完井,从而更好地开发油气资源。
本文通过对长水平段水平井钻井技术进行详细研究和分析,旨在探讨该技术的实际应用问题,提出优化方案,为长水平段水平井钻井技术的进一步发展和完善提供参考依据。
【概述】1.2 研究意义长水平段水平井钻井技术的研究意义包括以下几个方面:1. 提高油气开采效率:长水平段水平井钻井技术可以有效提高油气开采效率,通过水平井的钻井和完井可以获得更大的产量,实现更有效的油气开采。
2. 减少钻井成本:相比传统的垂直井钻井技术,长水平段水平井钻井技术可以减少钻井成本和开发周期,提高经济效益。
3. 提高油气资源利用率:长水平段水平井钻井技术可以更充分地开发和利用地下油气资源,减少资源浪费,提高资源利用率。
长水平段水平井钻井技术的研究意义在于提高油气开采效率、降低成本、提高资源利用率和拓展新领域,对于油气勘探开发领域具有非常重要的意义和价值。
2. 正文2.1 长水平段水平井钻井技术简介长水平段水平井钻井技术是一种在地下水平方向钻探并完善油气井的技术。
长水平段水平井钻井技术的出现,可以有效提高油气开发的效率,降低勘探成本,延长油气井的寿命。
长水平段水平井钻井技术在油气勘探领域具有重要的应用价值。
长水平段水平井钻井技术主要分为定向钻井和水平井钻井两种类型。
定向钻井是指在垂直井的情况下,通过特殊的工具和技术,在特定井段进行一定角度的倾斜钻井。
水平井钻井则是在特定井段进行水平方向的钻探,以增大油气开采面积,提高产量。
石油开采中水平井钻井技术与实施要点研究石油工程陆小宁徐礼明张利良李小龙(长庆油田分公司第四采油厂陕西·西安710000)摘要石油是我国社会发展的重要资源,在人类社会生产和生活中发挥着十分重要的作用。
在社会经济的快速发展下,社会发展对石油需求量增加。
水平井钻井技术以其自身优势在石油开发中起到了十分重要的作用,能够提升石油开采率。
为此,文章在阐述水平井钻井技术内涵和特点的基础上,具体分析水平井钻井技术在石油开采中的应用。
关键词水平井钻井技术石油开采应用中图分类号:F407文献标识码:A水平井钻是一种十分重要石油开采技术,在石油资源日益紧缺下,水平井钻井技术在石油开采利用中发挥了更为重要的作用,特别是在石油勘测方面发挥了十分重要的优势,能够增加石油开采量,降低石油开采成本,减少石油开采对周围环境的影响。
1水平井钻井技术概述1.1内涵水平井主要指的是在目的层中保持一定长度的水平井段,最大倾斜角是90度。
水平井钻井技术是在定向井钻技术基础上发展起来的一种石油勘探技术形式,主要是指在石油开发过程中,沿着钻头控制油层的基本方向,从而提升石油勘探成效。
1.2特点和常规定向井钻技术相比,水平井钻井技术具有以下几方面的特点:第一,水平井钻井技术一般会采用一口水平井的方式,通过这种方式不仅能够降低石油开采工作量,而且还能够在一定程度上降低石油开采对周围环境的破坏。
第二,水平井钻井技术在石油勘测中的应用能够帮助相关人员更好的了解油层性质、特点,为水层性质分析提供重要支持。
第三,能够对多层陡峭的产油层进行钻穿操作。
第四,能够实现对薄油层的有效开采,提升单井油气资源的产量。
第五,水平井钻井技术的应用能够实现对垂直裂缝油藏的开采。
2水平井钻井技术应用存在的问题2.1施工人员素质较低从水平井钻井技术在油田勘探中的应用来看,大多数的技术人员不具备专业的理论知识和实践操作经验,在具体工作中对水平井钻井技术的应用也比较单一。
超长水平井钻进技术研究论文超长水平井钻进技术研究论文超长水平井钻井技术应对方案1钻井液性能:钻井液密度维持设计下线1.16g/cm3,适当维持较高的切力,屈服值略高但流变性要好,降低排量但要满足井下携砂和螺杆工作需要。
因为漏失量较大,必须及时补充钻井液。
2采用随钻和岩屑堵漏:因为石炭系孔隙发育较好,而水平段井眼又大只要揭开新地层就会有漏失,因此采用边漏边钻的技术,掌握漏失规律(正常漏失速度基本在3.0—8.0m3/h)钻进,一旦出现异常(漏失大于10m3/h)立即进行随钻堵漏,若效果不明显降低排量控制钻时,利用岩屑堵漏。
3本井为气井,针对钻井液气侵现象及时除气,维护钻井液性能;对井控装备巡检、维护、操作等严格要求;油气层钻进中每次起钻严格按照钻进细则要求进行短程起下钻;在三开导眼段完钻进行电测时油气上窜速度增快进行循环排后效及多次进行短起下静止观察。
合理选择钻具结构,一方面利用扶正器控制井斜,减少定向钻进,保证较高的钻时;另一方面采用倒装加重钻杆,使加重钻杆始终处于斜井段60°左右位置,为钻进过程中有效传递钻压提供有力保障;加密对井身轨迹的监控:钻进中及时测斜(关键点每3米一测)、准确计算、跟踪作图,是保证井身轨迹的关键。
使用无线随钻测斜仪(S-MWD),能够及时准确掌握井身轨迹的变化趋势,配合以使用导向马达的导向钻具,保证了井眼轨迹地严格控制,提高了剖面符合率及中靶精度,实现了优质、快速、安全钻进。
在钻进过程中,通过随时注意观察扭矩、泵压的变化,发现问题及时分析、解决;变换钻压来调整钻具受力情况;每钻进完单根划眼1次,以保证井眼平滑、及时清除井底岩屑,保证了斜井段的顺利钻进。
对于本超长水平井能够快速优质完工的几点总结1解决超长水平井由于托压严重造成粘卡的问题,由于水平段长如果按照常规的钻井参数,不仅保证不了钻时,而且还增加了井控风险;对于解决的办法,可以根据工具面和立压的变化及时改变钻压值来控制工具面,选择合理的钻井参数。
苏丹某区易漏底层钻井技术分析在苏丹某区块,油藏埋藏相对较深,地層压力高,中上部地层软硬交错,缩径严重,容易导致卡钻的严重后果,在高密度条件下,机械钻速相对较低,容易发生井漏、卡钻等复杂事故,导致钻井周期延长,研究高密度条件下提高钻进速度有较重要的现实意义。
标签:苏丹;高密度;提速;高地层压力在苏丹某区区块地质特性比较明显,符合地质构造比较完整的区块,在中上部地层泥岩砂岩交替出现,地层容易出现变形,造成钻井的难度,如何控制井眼的规则化,保证井下安全是当前钻井的难点。
1 区块技术难题在采用高密度钻井液钻井,井壁的稳定能够得到控制,但会出现井漏,诱发井喷,目前如何使钻井液密度和底层稳定达到相对稳定一直是一个值得探讨的难点,同时也是在区块施工的又一个难点。
①钻井液密度增加,井底压差增加,阻碍了井底岩屑的及时排除。
液柱压力的增大,也使得井底岩石的强度与塑性增强,这些因数导致了机械钻速的降低;②高密度钻井液环空阻力大,激动压力与抽吸压力高,压力波动大;钻井液柱压力与地层破裂压力之间的允许压力差范围小,在开泵、下钻、划眼等情况下,稍有不慎就会导致地层破裂,发生井漏;③高密度钻井液中固相含量高,形成的滤饼虚厚,摩擦系数大,容易导致起钻遇卡,下钻遇阻。
钻井液波动压力大,容易引起井壁失衡,导致井塌划眼等复杂情况;④高密度井,钻井液液柱压力与地层孔隙压力之间的压差大,钻具易紧贴井壁;⑤压差合适,钻井液中固相颗粒浸入深度一般为几厘米。
若压差过大,则固相颗粒浸入深度可达几十厘米。
高密度钻井液中固相颗粒数量多,大量的固相颗粒浸入储层,造成储层油气通道堵塞,储层浸透性降低。
2 导致机械钻速低的原因分析2.1液柱压力增大增加了井底岩石的强度与塑性增大钻井液柱压力将增大对岩石的“各向压缩效应”,其结果将导致岩石的抗压入强度(或硬度)的增加和塑性的增加。
2.2 高液柱压力增大了压持效应钻井液密度越高,压差越大,压持效应越严重。
高密度钻井液由于液柱压力与井底压差之间的压差大,将岩屑压在井底形成“垫层”,使钻头工作刃难以接触新地层,而消耗了较大的功率对井底垫层进行再次破碎,从而降低机械钻速。
水平井采油工艺技术的研究与应用摘要:80 年代后期进行的水平井科研攻关, 促进了水平井开采技术的发展,取得可喜的成果。
初步形成了不同类型油气藏水平井适应性筛选方法、深层特稠油油藏水平井开采技术、砂砾岩稠油油藏水平井开采技术、浅层超稠油水平井开采技术、低渗透油藏水平井开采技术、火山岩裂缝性油藏水平井开采技术和水平井物理模拟与数值模拟技术等7 套技术,包括油藏地质研究、完井、射孔、测井、举升、防砂增产等主要技术。
同时, 在侧钻水平井中进行分段酸化,调剖堵水、冲砂技术也在现场实验成功。
对水平井成功地进行了限流法压裂和暂堵法分段压裂, 取得了施工技术的成功,也取得了油田应用的好效果。
关键词:水平井;采油;工艺目录1前言32国内外水平井应用简况12.1国外12.2国内13水平井采油工艺技术43.1人工举升方式43.2水平井采油技术43.3水平井采油相关配套技术53.3.1 高含水油田控水稳油工艺技术53.3.2 低渗透油田高效开采工艺技术53.3.3压裂技术63.3.4酸化技术73.3.5防砂技术73.3.6找水与堵水74.水平井采油工艺研究与应用94.1水平井流入动态及合理生产压差确定94.2水平井生产参数的优化94.2.1水平井举升方式优选94.2.2举升工艺参数的确定94.3水平井储层解堵与改造探索研究114.3.1措施优选114.3.2酸洗方案选择114.4水平井采油工艺的应用12结论13参考文献14致谢151前言二十世纪八十年代后期,由于水平井具有穿透油层长,泄油面积大、生产压差低、产量高、投资回收期短、经济效益显著等优点,受到国内各大油田重视,各油田相继开始了水平井技术研究。
JS油田利用水平井技术开发始于1996年,成功完钻了G6P1井,但由于水平井开发初期经验和对油藏的认识不足,导致G6P1井投产后效果不理想。
进入二十一世纪以来,随着国内外水平井技术的发展,JS油田加大了水平井的研究力度,2002年实施了油田自行设计施工的第一口水平井—AP1井,并且开发获得成功。
水平井钻井完井关键技术摘要:随着新技术的不断发展,水平井完井技术作为连接钻井和石油开采而又相对独立的一门科学技术,为我国油气开发开辟了一种新的途径,并迅速在石油开采行业得到了广泛的推广和应用。
但是,目前水平井完井中存在的技术难点,仍然制约着该技术的进一步发展。
针对开采现场条件、设备的变化对水平井完井关键技术进行了探讨,以期为相关工作者提供一定的借鉴。
关键词:水平井;钻井;完井;关键技术引言我国石油产业近几年的规模不断扩大,为我国经济的发展提供了充足的石油能源。
但由于石油开采量的逐年增加也导致石油的产油量逐渐下降。
同时石油开采的地理环境也更加复杂,对石油开采的技术水平提出了更高的要求。
因此,我国石油企业为了解决这些问题,开始不断提高自身的钻井技术,从而保证油田的产油能力。
1水平井完井技术简介水平井完井技术于20世纪80年代开始用于石油工业勘探开采领域,我国于20世纪90年代引进、推广、应用,为我国提高油气开采效率和开采质量发挥了巨大的作用。
完井作业作为钻采过程的最后一道工序,同时又是采油的开始,为国内外油气田开采带来了巨大的社会效益和经济效益。
水平井完井技术是指水平裸眼井在钻井时,一旦达到设计井深,就应具有以一定结构将井底和油层联通的工艺过程,这样建立起来的水平井能为油层提供更多关于油层储藏的信息,对丰富人们对油藏的认识具有极大的作用。
完井方式的优选、完井工具的开发以及完井质量的好坏直接关系到探井能否顺利实施、油井能否长期稳定使用,并最终影响到油田的经济效益。
因此,在进行水平井完井作业时,必须严格遵守一定的原则,保证完井顺利进行。
2重点探区钻井完井技术2.1超深井安全高效钻井关键技术为降低超深井钻井过程中的钻井液漏失量并提高机械钻速,在建立地层压力剖面、研究井漏与井眼失稳机理的基础上,优化了井身结构,研制了系列钻井提速工具,研发了微流量早期监测系统及防漏堵漏浆,形成了超深井安全高效钻井关键技术,并取得了较好的应用效果。
对江苏苏北区块水平井钻井的研究与分析摘要:水平井作为一项非常先进的钻井及采油技术,对于老油田的开发具有非常重要的意义,正是由于水平井特有的适用性和先进性,可以实现油藏的地质特征研究及钻完井技术、采油作业技术的有机结合,所以在油田的生产作业中发挥着越来越重要的作用。
而水平井又可以解决边水突进过快的问题,且具有成本低、产量高的特点,所以近几年在江苏苏北区块的油田开发中加大了水平井钻井技术的研究与应用。
江苏油田苏北区块是典型的复杂小断块低渗砂岩油藏,沉积类型较多,而且储层的非均质性非常严重,含油井段长而且油层多而薄,这些特征决定了油气层非常容易受到污染和损害,开发难度相对较大。
本文针对江苏苏北区块油藏的这一特点,就水平井钻井问题进行了研究和分析。
关键词:苏北区块水平井钻井钻井液技术完井方式一、对江苏苏北区块油藏地质特征及储层特征分析江苏苏北区块地质特征是典型的复杂小断块低渗的砂岩油藏,具有沉积类型较多,储层的非均质性严重,含油的井段长,而且油层多而薄等特点,所以苏北油田多表现为规模较小、小断层较发育、边底水能量强及水淹快的特点。
例如腰滩油田和边城油田,腰滩油田是由北东向的断层遮挡的向东南倾没的断鼻构造油藏,其阜宁组二段、阜宁组一段断鼻上下叠置,而平面是由三个高点组成的,由北往南依次为北部高点、中部高点及南部高点,简称北断鼻、中断鼻及南断鼻构造;边城油田位于溱潼拗陷北部斜坡带,其储层阜宁组三段沉积时,具有东北、西北等多种物源。
苏北地区特有的地形地质特征决定了其储层特征普遍表现为低孔、低渗-特低渗的类型,而且储层中的裂缝、微裂缝比较发育,所以当外来流体侵入储集层后引起了储集层的渗透率下降,以至于造成的储层伤害非常严重。
而且储层中含有黏土矿物、胶结物、微裂缝,所以造成所在地的油藏具有敏感性的特征。
所有这些特征对于水平井的钻井造成了一定的困难,在实际的钻井作业中需要积极分析其地质及储层的结构特征,并采取合理合适的钻井技术,以完成对油藏的有效开采。
油井水平井钻井技术的现状和发展趋势探讨摘要经济的发展进步使得石油的需求量不断增加,石油钻井开采的压力日益加大,国内的钻井技术也经历着一系列的更新和发展,新技术层出不穷。
在多种钻井技术中,水平井钻井技术以其高能效、高产量的优势引起了国内外的广泛关注。
本文对水平井技术加以概述,分析水平井钻井技术在我国的发展现状以及应用的效果,探讨油井水平井钻井技术未来的发展趋势。
关键词水平井;钻井技术;现状;发展趋势随着全球经济的飞速发展,石油作为重要的能源发挥着越来越重要的作用,社会对石油的需求量不断增加使得石油开采面临着前所未有的压力。
为了有效的提高石油的开采量,满足经济发展对石油资源的需要,石油行业也加大了对钻井技术的研究和开发力度。
水平井钻井技术的发展更新,其所表现出的高产、高效的优势特点受到国内外石油开采行业的广泛关注。
随着水平井钻井技术的不断完善和发展,其技术得到延伸,促进了多个水平井新技术的诞生,使得水平井技术成为石油资源开发的重要手段。
1 水平井技术概述所谓水平井,指的是油层中井眼有较长距离的延伸、呈85°以上的井斜角的油井。
水平井可分为多个种类,根据用途的不同,水平井可分为生产用平井、注入用平井和横向勘探用平井;根据类型的不同,水平井可分为常规型、分支型和套管侧钻型。
水平井技术自诞生以来,已经经过了多年的研究,钻井技术及与之配套使用的仪器和工具也在不断的升级和完善当中,水平井工艺技术不断发展,已经成为油气藏开发的重点技术,得到了广泛的应用。
随着应用范围的扩大和对水平钻井技术的研究的深入,水平井钻井技术不断优化升级,水平井轨迹技术不断发展,多种水平井新技术不断派生。
开发出一大批具有先进水平的工艺技术,新的仪器和工具不断涌现,应用在钻井领域发挥了重要作用,很多技术达到了世界领先水平。
2 我国水平井钻井技术的发展现状分析2.1 水平井钻井技术的发展现状在全球范围内,我国的水平井钻井技术起步比较早,最初的水平井钻井技术的应用是在六十年代中期的四川省,但是因为当时的经济原因和有限的技术水平,使用水平井钻井技术打下的两口水平井所获得的效益并不理想。
苏丹水平井钻井技术研究-石油工业论文-工
业论文
——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——
苏丹1/2/4区水平井原设计二开准311mm井眼在
1050m左右造斜,钻至1700m左右至着陆点(井斜在80°左右),下技
术套管,再水平钻进300~800m完钻。这样的设计存在如下问题:
大井眼井段过长,施工后期泵压高,安全隐患较大;设备负荷重,维
修时间多;大井眼机械钻速慢,影响钻井周期。针对存在问题,对井
身结构进行了优化:①以前设计造斜点有时会在Jimidi泥砂岩交互层,
造斜效果差。根据地层实钻资料及邻井资料,将造斜点移至泥岩稳定
井段,提高了造斜效果。②技术套管从以前的1700m减少到1300m
左右,在井斜60°前下入,减轻设备负荷,缩短了钻井周期,降低了
钻井成本。③随着老油区完钻井的增加,防碰问题将越来越严重,
但为了尽量避免绕障而带来的施工难度,与地质人员和甲方协商,在
满足地质要求的情况下,调整了地质靶点,避开障碍。
在水平段及大斜度井段,传统的钻柱结构已不再适用[2]。采用带欠尺
寸扶正器的微增倒装钻具组合,将加重钻杆放置在井斜和全角变化率
较小的井段,这样做减小了下部钻具的刚性,有效传递钻压和扭矩;
减轻了水平段和接近水平段钻具向下井壁的压力;避免了钻杆台肩吃
入地层,摩擦阻力减小,避免了可能产生的卡钻。井斜60°以后,使
用加重钻杆代替部分钻铤,简化下部钻具组合并降低了下部钻具刚性,
将加重钻杆、震击器等加在30°~60°井段,减轻下部钻具重量,有利
于钻具弯曲,减小摩阻,使滑动钻进加压更顺畅。确保井底获得足够
的钻压,并减少黏卡的机会。钻具组合为:准127mm钻头+准127mm
加重钻杆×2柱+准127mm钻杆×5柱+震击器+准127mm钻杆+准
127mm加重钻杆9柱+准127mm钻杆。苏丹老区块内水平井目的层
厚度大多在1.5~3m,应用LWD工具,将测得的数据与邻井的电测
数据对比,及时进行判断,可以实时指导钻进的方向。同时,采用近
钻头测量工具,减少了仪器零长,测量数据更接近井底,减小了预测
误差和扭转方位的次数,施工效率更高。下入的LWD测井仪器组合
为:Pulser+PSA+SEA+GR+THE+CPR。在着陆层位YabusⅥ之前,Adar和
Yabus两层界面的测井曲线值有一明显变化:上部泥岩为低电阻值
(1~2Ωm)和小密度(2.35g/cm3),而下部大段泥岩为高电阻值(10Ωm)
和较大的密度值(2.45g/cm3),保证了准确找到第一个主要标志层。在
着陆前15~20m左右时,根据深浅电阻率的相对变化值指导导向钻
进,避免了在目标层里进行大的调整,保证了油层钻遇率。
限制苏丹水平井施工进度的主要问题是定向造斜段机械钻速低,平均
机械钻速在5m/h左右,严重制约了全井的施工进度。影响施工进度
的主要问题集中在两点:一是普通PDC钻头易憋钻,托压现象严重,
机械钻速低;二是使用普通PDC钻头造斜时,工具面不易控制,定
向效果差。笔者优选了长寿命的专用定向PDC钻头。苏丹石油工业
处于起步阶段,能够提供定向PDC钻头的供应商只有SMITH、Varel、
川克三家。通过对比分析,优选了Varel公司VRP519GH钻头。该钻
头扶正块短,在切削齿后设计了支撑块,不但能保护切削齿,延长钻
头使用寿命,增加总进尺,而且能将切削齿吃入深度限定在一个固定
的数值,防止钻头扭矩因切削刃吃入量变动而出现剧烈变化,工具面
控制更容易。使用证明,VRP519GH钻头明显减少定向时的托压现象,
工具面稳定,定向造斜效果好。斜井段平均纯钻时间为74h,平均进
尺为838m,平均机械钻速为11.32m/h,提速效果明显。可减少起下
钻次数,提高钻进时效,达到优快钻井的目的。直井段和水平段内的
钻头采用现场钻井资料选型法优选钻头,该方法简单实用,适合现场
钻井技术人员采用。首先对老井钻头使用指标进行统计,依据机械钻
速、进尺、钻头寿命、使用井段等条件进行综合评定,去除机械钻速
在10m/h以下的钻头,初选出机械钻速高、寿命长、耐磨损的PDC
钻头。在3/7区,川克BD506钻头三开水平段机械钻速达15.20m/h;
在1/2/4区直井段和水平段,SmithM616LKBPX钻头机械钻速达
13.90m/h,均取得了预期效果。
在3/7区水平井施工初期,使用PDC钻头,在井斜超过75°滑动钻进
时扭矩变化大,影响LWD仪器传输信号,转盘钻进时井斜下降严重。
由于位移、摩阻较大,钻具托压严重,工具面很容易跳动,难以控制。
根据对地层情况和钻进情况分析,在3/7区改用牙轮钻头,克服摩阻
扭矩大、托压严重等难题,LWD信号比较稳定,稳斜效果好,水平段
基本可以保证80%以上的旋转钻进,确保了岩屑的携带。在1/2/4区,
通过多口井的试用,发现准311mm井眼使用VAREL公司生产的定向
PDC钻头,自造斜点至1900m使用效果较好;三开时使用Smith公司
PDC钻头,也没有出现严重托压现象。在钻进方式上,由单一滑动钻
进或转动钻进变为滑动与复合交替钻进,尽量多的采用转盘钻进,保
持井眼轨迹光滑。通过对钻井参数的合理配置和螺杆钻具的合理选择,
如使用高一级角度(+0.25°)的螺杆,可以更快地调整轨迹,也能更多
地采用钻盘钻进,整个井段旋转钻进率达到70%,这对于井下安全、
提高钻井速度等都会有所帮助。
在3/7区的PP-27H井,使用了美国NOV公司生产的AGITATORTOOL
水力震荡器进行加压。使用井段为1320~1619m,钻具组合如下:钻
头+螺杆+扶正器+CPR+MWD+TRX+加重钻杆1柱+钻杆5柱+水力震荡
器+震击器+钻杆3柱+加重钻杆9柱+钻杆。使用效果见表1。由表1
可以看出,使用震荡器后,机械钻速由原来的4.68m/h提高到
10.26m/h,增幅达一倍以上。其产生的震动不会对钻头或其他钻具产
生破坏,造成的压力脉冲对绝大多数MWD信号没有干扰。实践证明,
水力震荡器产生的轴向振动能有效减小钻具与井壁间的摩擦力,减轻
滑动钻进时的摩阻托压现象,大幅提高定向造斜速度。在长半径水平
井滑动钻进时,对改善工具面的控制和增加机械钻速效果十分显著。
3/7区Palouge油田Aradieba地层(1277~2650m)为很厚的页岩层,主
要成分为伊利石和蒙脱石,裂缝发育,掉块严重。1/2/4区
Baraka-Ghazal、AbuGabra以及3/7区块Adar地层主要为易水化、易
造浆的泥岩与胶结性较差的砂岩互层;600~1900m的Aradieba组是
造斜的主要层段,地层是以石英、蒙脱石及高岭石为主的大段泥岩层,
易吸水脱落,造成严重掉块和垮塌,经常出现大段划眼和卡钻等情况。
各井段的钻井液配方见表2。硅酸盐与KCl配伍性较好,对填补微裂
缝、稳固泥岩效果很好。硅酸盐屏蔽物能形成高效渗透膜,降低钻井
液中水的活度, 发页岩中的流体从页岩中渗出到钻井液中,从而达
到抑制二开井段页岩水化,改善页岩稳定性的目的。Drilling-in钻井
液体系,重点是降摩、防卡。摩阻扭矩对水平井施工具有重要的影响
[3]。处理措施是:首先满足地质录井低荧光钻井液的要求,加大固、
液态润滑剂(RH2、RH3)用量,保证润滑剂含量大于5%,具有良好的
润滑性;其次,加入XC调整流型,控制动塑比大于0.7,保证携砂;
第三,在能够稳定井壁情况下,完井时钻井液密度保持在1.18g/cm3
即可;第四,充分利用固控设备,及时去除有害固相,保证固相含量
尽可能低。通过现场应用,具有强抑制性、强封堵性、流变性易控制
的针对性钻井液体系,成功解决了Aradie-ba和AbuGabra地层的井壁
稳定问题,造斜段的平均井径扩大率由原来的20%以上降至8%左右,
满足了低荧光要求和悬浮携砂能力,有效降低了超长大水平段摩阻,
保障了钻井作业的顺利实施。
自2010年1月开始,逐步在苏丹市场推广水平井优快钻井配套技术,
近一年多来,共在两个区块20口水平井成功实施,取得理想效果。
平均钻井周期从2010年前的44d缩短至23.67d,缩短了46.2%;平
均建井周期为36.42d,比设计周期提前5~14d;机械钻速从原先的
平均10.81m/h提高到目前的12.41m/h,提高了14.8%;事故和复杂
现象由原来的3.7%降至1.8%。
通过实施一系列针对性的措施,全面提升了苏丹水平井钻井及完井质
量和速度,占据了海外市场优势,效益显著。钻头优选后,全面提升
了钻井速度,减少了井下复杂,为今后自主研发适应苏丹市场的钻头
进行了尝试,取得宝贵经验。KCl/硅酸盐钻井液体系、Drilling-in钻井
液体系有效保证了各项钻井工序的顺利实施,水平井施工中,在抑制
页岩坍塌、稳定井壁、减少托压等方面效果明显。水力震荡器的使用,
可以解决长半径水平井摩阻大、造斜慢、加压困难的难题,建议做进
一步研究并力争实现自主研发。(