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        長慶油田隴東超1500水平段油井水平井鉆井工藝技術(shù)

        2017-03-04 07:59:02易磊譚學(xué)斌李秀明川慶鉆探工程公司長慶鉆井總公司710018
        化工管理 2017年23期
        關(guān)鍵詞:水平施工

        易磊 譚學(xué)斌 李秀明(川慶鉆探工程公司長慶鉆井總公司,710018)

        長慶油田隴東超1500水平段油井水平井鉆井工藝技術(shù)

        易磊 譚學(xué)斌 李秀明(川慶鉆探工程公司長慶鉆井總公司,710018)

        鄂爾多斯盆地油藏都屬于超低滲油藏,長水平段配合體積壓裂技術(shù),是提高超低滲油藏單井產(chǎn)量,增加采出程度的主要方案,2016年開始在隴東區(qū)塊部署長水平段水平井,提高其單井產(chǎn)量和產(chǎn)建效益。同時為長水平段規(guī)模化開發(fā)提供依據(jù)。

        本文分析超長水平段技術(shù)難點(diǎn),通過井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化、鉆頭優(yōu)選、鉆具組合結(jié)構(gòu)優(yōu)化、高潤滑強(qiáng)抑制鉆井液配方改良、新工具應(yīng)用等技術(shù)和工具的應(yīng)用,解決長水平段軌跡控制、井壁維穩(wěn)、泥巖防塌等技術(shù)難點(diǎn),順利完成長水平段施工,并形成長水平段技術(shù)集成,為后期同類井施工提供技術(shù)支撐。

        水平井;鉆井;超長水平段;鉆井液;鉆具結(jié)構(gòu)

        1 技術(shù)難點(diǎn)

        (1)裸眼井段長,二開后81/2井眼,井壁穩(wěn)定和井眼潤滑難度大。

        (2)目的層垂深較淺,位垂比達(dá)1.7,水平段后期鉆具懸重與摩阻相當(dāng),接單根困難。

        (3)大位垂比、超長水平段鉆頭處有效鉆壓傳遞難度大,防止單一鉆具極易發(fā)生“自鎖”的復(fù)雜情況,無法延伸水平段長度。

        (4)水平段長,砂巖發(fā)育好,鉆遇裂縫幾率增大,存在失返性漏失和滲透性漏失風(fēng)險(xiǎn)。

        (5)套管下入難度大。水平段長度大于入窗井深,下套管使用漂浮節(jié)箍,下完漂浮節(jié)箍,套管內(nèi)無泥漿重量輕,下行困難;井筒內(nèi)液柱壓力下降存在較大井控風(fēng)險(xiǎn)。

        2 施工前技術(shù)準(zhǔn)備

        2.1 井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化

        最早1500米水平段水平井采用三開井身結(jié)構(gòu),技術(shù)套管下至入窗點(diǎn)。存在311mm鉆頭鉆進(jìn)井段長,機(jī)械鉆速低,斜井段311mm鉆頭滑動困難,大井眼泥巖段坍塌風(fēng)險(xiǎn)大的問題。

        隨著水平井施工技術(shù)的成熟,井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化的新思路,從解決復(fù)雜,提高施工速度和降低成本三個方面綜合考慮。井身結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化為二開,并縮短311鉆頭施工井段。

        2.1.1 減少311鉆頭的施工井段,提高施工速度

        井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化路線,第一步從技術(shù)套管入窗到技術(shù)套管進(jìn)入斜井段50°左右井段,第二步從技術(shù)套管進(jìn)入斜井段50°井段到直接表層鉆頭穿直羅,進(jìn)入延安30-50米。這種井身結(jié)構(gòu)簡化的直接效果是311mm井段大幅縮短,機(jī)械鉆速明顯提高。

        2.1.2 解決漏、噴、塌同井存在問題

        進(jìn)入延安50米封固,即可完全隔離洛河易漏層和直羅易塌兩個最復(fù)雜地層,二開后的施工只要考慮目的層泥巖防塌和防噴工作,并且屬于同層復(fù)雜,鉆井液處理預(yù)防簡單化。

        2.2 鉆具組合結(jié)構(gòu)優(yōu)化

        2.2.1 分段混接鉆具

        延伸水平段長度,在鉆具結(jié)構(gòu)方面,重點(diǎn)需要解決鉆頭部位的加壓問題,單一的鉆具,在水平段極易發(fā)生屈曲變形,進(jìn)而導(dǎo)致鉆具“自鎖”,無法給鉆頭有效提供鉆壓。

        在以往水平井施工鉆具的基礎(chǔ)上,提出分段混接、倒裝結(jié)構(gòu),破壞單一鉆具的屈曲模型,采用加厚+加重的分段入井方式,消除鉆具屈曲變形導(dǎo)致的自鎖現(xiàn)象,解決長水段水平井加壓問題。

        2.3 井眼軌跡控制

        間斷滑動方式,軌跡平滑,減少滑動井段,利用復(fù)合鉆進(jìn),有效傳遞鉆壓,減少鉆具摩擦力和偏磨現(xiàn)象。

        2.3.1 水力振蕩器

        水力振蕩器主要由振蕩短節(jié),動力部分,閥門和軸承系統(tǒng)三部分組成。水力振蕩器器通過自身產(chǎn)生的徑向周期振動來提高鉆進(jìn)過程中鉆壓傳遞的有效性,改變減少底部鉆具與井眼之間的摩阻。

        特別是在使用動力鉆具的滑動鉆進(jìn)中,水力振蕩器的徑向振動將下部鉆具的靜摩擦改為動摩擦,改善鉆壓的傳遞,減少鉆具組合粘卡的可能性,保障滑動施工工具面穩(wěn)定,從而提高滑動效率,提高機(jī)械鉆速。

        對于水力振蕩器的安放位置,主要考慮兩個方面:

        (1)越靠近鉆頭,徑向震動增加,近鉆頭處的配合接頭多,定向用無線儀器軟連接故障增加,定向接頭和配合接頭故障率增加。

        (2)越遠(yuǎn)離鉆頭,軸向震動對鉆頭附近的影響較小,對鉆頭拖壓情況影響不大,降摩提高滑動效率的作用減弱

        2.3.2 短起下作業(yè)

        短起下鉆即進(jìn)行部分鉆具起下鉆作業(yè),已達(dá)到預(yù)定的目的,工程短起下的主要作用有:

        (1)維護(hù)井壁穩(wěn)定,修護(hù)井壁,打破虛泥餅,擠壓微裂縫、減弱泥漿滲透。

        (2)保證鉆井液清巖、懸浮特性,

        (3)攜帶巖屑,清除巖屑床,防止沉沙、沙橋、膨脹、縮徑等復(fù)雜情況,降低鉆具屈曲影響,降摩減阻。解決滑動拖壓問題。

        (4)測油氣上串速度。

        在長水平段施工中,短起下作業(yè)有著重要的保障和輔助作用。

        2.4 漂浮接箍位置經(jīng)驗(yàn)計(jì)算

        按照以往水平井施工經(jīng)驗(yàn),在水平段小于1000米,泥漿體系基本相同的情況下,水平段套管摩阻為鉆具摩阻的0.6-0.8左右。

        使用漂浮接箍,封閉套長為水平段的70%-90%之間,套管的最大下放摩阻可控制在15噸以內(nèi)。

        從上表可以看出,一般情況下,封閉套管占比越大,套管下放摩阻越小,但隨井深增加、井斜增大,套管浮力將逐漸增加。套管進(jìn)入水平段后,處于水平段中的套管浮力將達(dá)到最大值。封閉的套管長度不能無限延長,過大而無法下放的情況。

        因此,為保證下漂浮套管階段的封閉套管能順利入井,在水平段長度增加的情況下,漂浮接箍封閉套管長度要盡量靠近下限,即隨著水平段長度增加,封閉套管長度逐步接近水平段長度的70%。

        3 結(jié)語

        (1)井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化,很好的解決了長水平段封固復(fù)雜層和提高施工速度的矛盾。

        (2)采用分段鉆具混接、倒裝入井方式,減弱高摩阻、大扭矩情況下的鉆具屈曲影響,有效延伸水平段長度。

        (3)合理利用短起下鉆作業(yè),有效完成井眼防塌輔助、清除巖屑床、修正井眼的綜合作用。

        (4)完井套管采用漂浮接箍管串結(jié)構(gòu),合理的漂浮接箍安放位置,保證油層套管的順利入井。

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