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欠平衡长水平段水平井钻井技术

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平衡 水平 钻井 技术
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第27卷第8期 天然气工业欠平衡长水平段水平井钻井技术“谯抗逆1 郭世侯1 姚振华1 李峰2 白碌1(1.四川石油管理局钻果工艺技术研究院8.四川石油管理局川东钻探公司)谯抗逆等.戈平衡长水平段水平井钻井技术.天然气工业,2007,27(8):57—59.摘要广安002一构造为低渗低压碎屑岩气藏,常规钻完井技术开发效盏较差。为此,介绍了中空玻璃微珠低密度钻井液和套管阉在该井炙平衡技术中的应用,旋转地质导向技术在长水平段井眼轨迹控制中的应用,重舟绍了长水平段水平井在井眼清洁、防塌、防卡、防磨、降摩阻、减扭矩等方面的技术措施。上进技术的综合应用,效果很好,储层钻遇率达82.74%,获工业性天然气。主题词 欠平衡钻井 水平井 钻井液 旋转地质导向系统垂昔阀护油气层和增产、提高单井产能的工艺技术。欠平衡钻井技术的特点是在钻井过程中实现了井筒压力小于地层压力,钻井液不会进入地层造成近井周围油气层的伤害。因此,特别适合于采用常规钻井方法无法实现油气层保护的低压地层以及与钻井滤液作用后渗透率急剧降低的水敏、盐敏、碱敏及碎屑岩等地层。同时,水平井钻井技术的优点是井眼在产层中水平延伸,增加井眼与储层的接触面积,或增大井眼钻遇裂缝的机率,因而比较适合于油气层厚度较薄、裂缝沟通性差、利用直井开发效益差的油气藏。一、国内欠平衡水平井钻井状况目前采用的欠平衡钻井方式有气体(氮气、天然气、柴油机尾气等)、泡沫、钻井液欠平衡钻井,各种欠平衡钻井方式在短水平段水平井中都有一些初步应用,但由于气体欠平衡钻井对随钻测量仪器提出了较高要求,目前主要依靠在一定井深起钻测试,根据测斜结果及时改变钻具组合来调整井眼轨迹,来实现对井眼轨迹的连续监测和控制。但是,不能适应跃水平段水平井或薄储层水平井井眼轨迹控制要求。钻井液欠平衡钻井工艺技术没有气体欠平衡钻井的这一缺点,能满足常规随钻测量仪器的要求。又由于目前国内水平井技术已发展到能租用旋转地质导向系统来控制井眼轨迹。因此,可考虑把钻井液欠平衡钻井技术与水平井技术有机地结合起来完成一口欠平衡长水平段水平井。广安002一、广安002一)广安002虑到该井第三次开钻作业的安全性,技术套管下到垂直井深进人须六段地层2 1住上部页岩和煤等易垮层。(2)广安002一1):为保障第三次开钻旋转导向工具的顺利下人、满足旋转导向工具高转速、减少技术套管和钻具磨损,优选了造斜点和第二次开钻井眼轨迹,设计第二次开钻井眼轨迹狗腿度控制在3.5。/30 找到发育好的储层,并使井眼轨迹以较好的姿态进入水平段钻进,第三次开钻还设计了用地质导向技术来实现的造斜段。三、广安002一)中空玻璃微球密度钻井液的应用。该井须六段地层压力系数为*本文为中国石油天然气集团公司重点科技攻关项目“川渝气田最大储层有效进尺钻完井技术现场试验”的成果。本文作者还有四/f『石油局钻采工艺技术研究院的张德军。作者简介:谯抗逆,1 964年生,硕士,高级工程师;长期从事钻井工作。地址:(618300)四川话:(0838)8151333。63. 万方数据天然气工业 2007年8月表l 广安002井段 垂井段 井斜角 方协角 闭合位移 增斜率井段名(((m) (。) (9) (111) [(。)/30 m]直井段 444.5/3】1.2 0~1270 0~1270 0 0 0 0造斜段 311 2 1270~198I 1270~1 762 0~82 288 427 3.46造斜段 2l 5 9 198i~2055 l 762~1766.5 82~90 57 288 501 3.4 6稳斜段 21 5 9 2055~4055 l 766.3~1746 6 90.57 288 2501 01.03 g/三次开钻钻井液密度没汁为0.85~0.95 g/崩生物聚合物正电胶聚合醇中空玻璃微球钻井液体系。中空玻璃微球是美国3微球直径为1 0~90”m,中空,有坚硬的外壳,壳内为稀薄气体,可承压力为14~124 实密度为0.32~0.6 g/。在钻井液中加人中空玻璃微球最高体积浓度可达50%,最低可把钻井液密度降低到0.65 g/,该井先后使用了 8000两种;000密度为0.38 g/8000密度为0.5 g/承压力为124 井在施工初期发现加入中空玻璃微球的钻升液密度上升较快,主要原因如下:①中空玻璃微球被筛部分中空玻璃微球破损成了加重剂;③钻速快,钻井液中有害固相增加。主要解决办法有:①适时补充中空玻璃微球;②加强同控设备的使用,合理侧整离心机转速,浚井施工中发现将离心机转速由原来的l 600 r/00 r/够把密度小于l g/离效果较好,上述技术措施的采用基本控制住了钻井液密度的快速增长。(2)套管阀的应用。由于旋转地质导向仪器长、外径大、外形不规则,起下仪器时,旋转防喷器无法密封井筒。浚井欠平衡施工中使川了彰244.5 阀可承受的最大压差为35 装在井深310 的技术套管巾,通过两根液控管线与地面控制设备相连。在起下钻施工前,先进行循环洗井,尽量减少环空钻井液中的天然气含_最。起钻中利用旋转防喷器带压起钻,并用压裂下按时或连续灌钻井液,起钻中注意控制起钻速度,钻头起过套管浏后,通过与套管阀相连的地面液控系统关闭套管阀,使其将上部井筒和下部井筒分隔开。当卸掉套管阀上部套压后,即可进行正常起钻作业。下钻中,当钻头下至套管阀顶时,使用旋转防喷器控制适当的平衡压力,然后打开套管阀,控压下钻。(3)欠平衡主要技术。①钻具组合中强制回压·的使用:欠平衡钻井钻具组合巾要求使用两只强制式回压阀,每趟钻都要认真检查其完好性,确保欠平衡钻进在可控下进行;②保持钻井参数柏列稳定;③欠平衡钻进中,坐岗人员应连续观察液面和全烃的变化,每10 现井内情况变化时应加强监测.并严格控制回压.防止回压过高憋漏地层或回压过低,地层流体大萤溢m;④起下钻过程中,注意相互配合,严格控制起钻下速度,做到补压或卸压及时;⑤每天钻进前,做低泵冲次试验,为后期作业提供依据;⑥常检测钻井液性能,及时榆测地层流体种类和控制地层流体侵入量。欠平衡水平井钻井液与常规水平井钻井液相比,主要I,之处是在欠平衡钻进过程中,钻井液容易受到地层流体的污染,从而影响钻井液的性能。因此,检测地层流体种类和控制地层流体侵入量是欠平衡安全钻井的一项蘑要据侵入水、油、天然气、H:时采取相应的对策。(4)优选钻头。①底、短护径,不满足此要求的免影响具控制井眼轨迹能力;②针对该地层研磨性强,以前使用国产井使用了贝克休斯乍产的械钻速为9~】2 m/h,是过去在该地区同层位钻速的3倍。纯钻100 h,进尺900多米.出井钻头只有轻微磨损,从而打破次在研磨性很强的须家河组使用5)旋转地质导向系统。旋转地质导向系统能测鼍多种参数,地质师根据测得的参数和岩屑录井资料及时建立地质模型并指导定向井工程师的施工,从而保证在最好的储层穿行,提高储层钻遇率。由于钻具处于旋转状态,减少了岩屑床的形成,降低了卡钻风险。旋转导向使井眼平滑,摩阻小,对钻头加钻压也役有问题,使钻成长水平段水平井成为可能。使用旋转导向系统要注意以下几点:①钻头水万方数据第27卷第8期 天然气工业眼选择要满足钻头压降不小于3.4 好为4~5 有足够的力推出支撑块。②若造斜率低了,要通过加大排量、提高转盘转速或降低钻压来提高造斜率,仍然不起作用,就应起钻检查仪器。③调整工具面靠发送指令给条指令由6个持续时间长度不同的高低排量组合组成,为保证指令的正确性,一定要在较短的时间内达到指定的排量。四、施工简况2007年3月28日开始第三次开钻欠平衡钻进,该井须六段地层压力系数为1.03 g/,使用钻井液密度为0.85~0.95 g/进中控制压力为0~1 下钻控制压力为3~4 出钻井液先经过分离器分离气体,再经过振动筛、除砂器、除泥器、离心机四级固控设备除去有害同相。在施工初期发现加入中空玻璃微球的钻井液密度上升较快,后调整好离心机转速后,有效地控制了钻井液密度的增长,保障三次开钻钻进共起了六趟钻,第一趟钻使用L j。弯螺杆配合地质导向技术成功着陆,第二趟钻检验贝克休斯牙轮钻头效果,所用钻压较高,不利于保护1900三、四、六趟钻使用贝克休斯得到了较好效果。第五趟钻未带旋转地质导向仪器,只为试验水平段钻杆上每柱接一只髟185 获得较佳效果。该井在井段3344~3356 由于各项技术措施合理,钻井过程中,未出现厚岩屑床、井壁垮塌、套管被磨(完钻后对套管试压35 井下异常情况,由于顶驱能力限制,2007年4月25日钻达设计完钻井深4055 工主要钻具组合如下:彰21 5,9 5(旋转导向系统、内装回压阀,限流阀)+阻率、成像测井、伽马)+马、中子、密度、井径)一髟127[根)+回压凡尔。黟127 0柱)+巧1 27 柱)+随钻震击器+∥12 7 柱)+∥127 井参数:钻压为70~90 速为70~80 r/量为28 L/s,泵压为12~14 井中最大扭矩为40 kN·m(条件:钻压为80 速为70r/起下钻最大摩阻为600 、使用欠平衡和旋转导向后获得的主要指标(1)水平段所用纯钻时间为228.08 h;机械钻速为8.96 m/h,其中4 m/h,是过去在该地区同层位钻速的三倍。(2)该井顺利完成水平段长2010 m,创川渝地区水平段最长纪录。(3)钻遇孔隙度大于8%的储层达到85%。(4)实钻入靶点井深为2045 m.垂深为1770.76合距为490.43 m;出靶点井深为4055 深为1773.83 m,闭合距为2499.16 m;达到设计要求。(5)水平段用的两只一只号为段为2247.61~3066.45 m;进尺为81 8.84 1钻为66.33 h;机械钻速为12.34 m/h;第二只号为段为3066.45~4055 尺为988.85m.纯钻为100.33 h,机械钻速为9.85 m/h;两只钻头出井都只有轻微磨损。(6)初测产量1 6×101 d,足邻井广安002井产量(稳定产量1.25×101m3/d)的1 2.8倍。六、结论(1)从解放油气藏,保护油气藏两方面的角度考虑,实现欠平衡钻井技术与水平井钻井技术的有机结合,是合理、经济开发油气藏的必然趋势。(2)使用针对性的欠平衡水平井钻井技术开发广安构造须六段储层是可行的。(3)先进的旋转导向工具和大功率顶驱的应用是长水平段水平井成功钻井的关键。(4)各种技术措施的综合运用,特别是合理的钻具组合和钻井参数,保障了广安002一考文献[1]陶冶,刘伟.欠平衡钻井新技术在夏72井的应用[J].钻005(I).[胡饶政,吴锋,李姥平.水平井开发气顶油藏合理位置舯确定方法两南石油学院学报,2006,28(1):32—34.(收稿日期2007—06—08编辑钟水清)·59· 万方数据欠平衡长水平段水平井钻井技术作者: 谯抗逆, 郭世侯, 姚振华, 李峰, 白璟, 张德军作者单位: 谯抗逆,郭世侯,姚振华,白璟(四川石油管理局钻采工艺技术研究院), 李峰(四川石油管理局川东钻探公司), 张德军(四川石油局钻采工艺技术研究院)刊名: 天然气工业英文刊名: (期): 2007,27(8)被引用次数: 4次参考文献(2条)锋;李晓平 水平井开发气顶油藏合理位置的确定方法[期刊论文]006(01)伟 欠平衡钻井新技术在夏72井的应用[期刊论文]005(01)本文读者也读过(10条)1. 平1井长水平段水平井的设计与施工[期刊论文]5(1)2. 孔低渗气田长水平段水平井钻井技术[期刊论文]7(2)3. 内外钻井摩阻力研究的现状及趋势[会议论文]庆苏里格气田欠平衡钻井井壁稳定性预测研究[期刊论文]4(2)5. 体钻水平井气体携岩能力分析[期刊论文]7(5)6. 基流体钻井参数的计算[会议论文]平井地层破裂压力的解析公式[期刊论文]5(1)8. 杨本光 水平井斜井段几例典型事故的分析及预防[期刊论文])9. 平衡水平井钻井技术在刊论文]4(5)10. 层大位移水平井钻井技术[会议论文]条)型超低密度水基无固相钻井液在刊论文])平衡钻井技术的发展研究[期刊论文]008(11)安002刊论文]008(4)钻地质导向系统在广安构造的应用评价[期刊论文]008(4)本文链接:
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