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摘要:长庆油田公司由于开发需要,在苏东区块部署了6-1/2〃小井眼井,2018年在此区块施工时,由于二开钻头磨损严重,钻具组合稳斜效果差,轨迹控制困难、无线仪器故障等一系列问题,始终没有实现一趟钻,针对以上问题,本文通过对2018年施工的井进行研究分析,优选钻头螺杆,总结地层规律加强轨迹预算,优化钻井液配方,钻井周期由去年的12.24天缩短至9.86天,机械钻速提高26.11%,为本区块小井眼后续大规模开发积累了宝贵的技术经验。
关键词:苏东;小井眼;一趟钻
1. 2018年施工状况
2018年该区块完井10口,其中5口井由于钻头磨损起钻,占比达到50%,2口井因轨迹控制因素起钻,2口井因螺杆故障而起钻,1口井因无线仪器故障导致起钻,钻井周期较长。困难如下:轨迹预算、钻具组合、钻井液配方不合理、刘家沟组地层可钻性差、小井眼泵压高等困难。
2.针对性措施
2.1优化井眼轨迹,建立轨迹控制技术模板
(1)分析2018年施工的井,与地层相对应,寻找四合一钻具组合在不同地层复合时的井斜、方位变化规律,得出2019年施工的井,平均每口井滑动与18年相比,减少了60-80米,机械钻速由18年的26.39m/h提高至33.28m/h,提高26.11%。
(2)根据位移大小,优化最大井斜角。位移总体思路:选择直-增-稳-缓降剖面,全井段PDC+螺杆复合钻进,在<800 m:造斜点表套以下300米;在延长中部最大井斜控制在18-22°;800m<位移≤1000 m:造斜点表套以下200米,在延长中部最大井斜控制在25°左右;位移>1000 m:造斜点表套以下100米,在延长中部最大井斜控制在28-32°。
2.2优选钻头螺杆,形成了苏东区块定向井最优钻具组合
(1)钻头对比优选。对比2018年使用的钻头,发现大部分钻头起出来后外径磨损严重,2019年加强了钻头保径齿,同时由单排齿改为双排齿,进一步提高钻头抗研磨性,有一定的几率完成一趟钻。PDC钻头优选原则:上部地层可钻性高,要有较强的攻击性从而获得较高的机械钻速;定向滑动井段多,要有良好的滑动稳定性;斧型齿复合片有良好的耐磨性,从而获得较高的进尺。
(2)螺杆优选。二开全井段使用螺杆钻具组合复合钻进,提高了机械钻速的同时也提高了轨迹控制能力,减少起下钻次数,缩短钻井周期。经过多次试验对比,螺杆扶正器由原来158mm增加160mm,可以提高本钻具组合的稳定性,提高了螺杆的造斜能力,减少了滑动时效,缩短了钻头使用时间,为一趟钻提供了良好的条件。
(3)钻具组合优化。根据地层规律、PDC钻头进尺和钻具组合特性,设计出“高造斜点、适当最大井斜、直-增-微降”的井身剖面,降低了轨迹控制难度,提高了施工效率。通过跟去年对比,多次在前期一些井进行试验对比,优化了钻具组合,取得了一趟钻的突破。
2.3优化参数。建立各个层位钻井参数模板。根据泵压施加钻压,控制加压前后泵压差达到螺杆最优工作工况;定向鉆进时钻压控制到20-60KN,确保工具面稳定提高施工效率。
2.4优化钻井液性能及确定处理时间,减少钻头磨损和泥包。
(1)二开聚合物体系:1.二开-延长底部300米。二开前提前预配聚合物胶液,地面循环均匀,水化好、性能稳定后,方可开钻。性能:漏斗粘度:30-32s;密度:≤1.03g/cm3;滤失量:全失。该井段钻井液处理思路为“强化防塌”,维护处理要点如下:①二开提前预配300方钻井液,聚合物总量0.6%,并一次性加入5吨KCl;②每100米用15方聚合物清扫液清扫井底。2.延长底部300米-纸坊组上部100米。性能:漏斗粘度:31-32s;密度:≤1.05g/cm3;滤失量:≤18ml。本井段为快速钻进段,钻井液处理思路为“强化絮凝、兼顾防塌”,维护处理要点:①延长中部加入PAC-LV,控制滤失量小于18ml,并一次性加入5吨KCl;②延长中部开始原则上不补充新配钻井液;③滑动前,先用稠浆清扫井眼,再开始滑动,若滑动拖压,可在上水罐加入缓慢加入XCS-3,也可缓慢补充聚合物胶液进行润滑。3.纸坊组上部100米-刘家沟组顶界。性能:漏斗粘度:31-32s;密度:≤1.05g/cm3;滤失量:≤18ml;维护处理要点:①每100米用15方聚合物清扫液清扫井底。
(2)天然高分子体系:1.刘家沟,性能:漏斗粘度:35-38s;密度:≤1.08g/cm3;滤失量:≤6ml;塑性粘度:≤14mpa.s;动切力:≥4Pa;Φ6:≥2;pH:8-9。维护处理措施:①钻井液转化点;②转化时按照循环周均匀加入配方中的处理剂,防止粘切升高,泥包钻头;③PAC-LV、NFA25、NAT20、XCD等处理剂加完2h后,再一次性加入10吨KCl;④转化后注意观察锥形罐的沉沙量,超过2/3后及时清理锥形罐;⑤转化钻井液后,需保持钻井液具有好的润滑性,液体润滑剂RY-838的含量达到1%,大位移定向井其含量达到2%以上;⑥起钻时使用重浆压水眼;⑦振动筛安装200目筛布,适当开启离心机,清除有害固相。2.石千峰-石盒子上部100米,性能:漏斗粘度:38-42s;密度:≤1.11g/cm3;滤失量:≤6ml;塑性粘度:≤20mpa.s;动切力:≥5Pa;Φ6:≥3;pH:8-9。维护处理措施:①补量时需严格执行配方要求加入处理剂;②下钻时预防“双石层”钻头泥包,分段循环,到底后充分清洗钻头;③每天用井浆配制25方清扫液清扫井底。3.石盒子中下部-完钻。维护处理措施:①补充处理剂时,严禁将处理剂直接加入井浆,必须配成胶液逐渐补充至井浆中,防止局部粘度过高,压漏地层;②进山西前混入2吨预水化白土浆,提高泥饼质量和封堵性,为打开煤层做准备;③每天用井浆配制25方清扫液清扫井底。
2.5加强仪器管理培训,做好地面检查及中途测试,减少仪器故障
对无线仪器进行调试、连接、吊(装)卸严格按照《随钻操作规程》的要求。出井无线随钻仪器必须及时保养、清洁和装箱工作,并严格落实仪器使用资料填写制度;必须使用钻杆滤子,严禁在堵漏作业时使用无线随钻仪器,以防长纤维、大颗粒材料堵住水眼,增加井下风险,由此造成的等停或其它损失;入井钻铤内径必须大于71mm。止回阀必须安装在MWD接头以下,确保仪器上部水眼畅通,以便出现事故时利于无线随钻仪器打捞。入井钻挺、接头等钻具的内径水眼必须大于无磁钻铤内径且从小到大一次连接,保证钻具水眼畅通,以利于井下复杂时仪器打捞;必须使用稳定电源,保证连续提供220±15V,50Hz稳定电源,施工过程中需要倒发电机时,必须断开仪器所有电源,防止电流突然增大烧毁仪器。数据处理仪必须连接地线。雷雨天气时,停止使用仪器,断开仪器所有连接线,防止仪器遭雷击损坏;在仪器使用中井队技术人员必须监控BT和GT变化,出现异常的仪器严禁使用;加强仪器外观的检查和电池筒减震器组件、扶正器、打捞头绝缘性和导通性的检测;仪器必须在井口测试好,保证入井后仪器正常工作,减少起下钻,进步提高一趟钻比例。
结论:优化井眼轨迹,各施工区块认真分析各地层复合轨迹变化,提前精准轨迹预算,建立轨迹控制技术模板,相同区块全面推广,达到整体突破;建议引进质量更好的钻头复合片,提高钻头使用寿命,配合大功率、高转速螺杆,不断提高机械钻速,进一步提高一趟钻比例;不断试验激进参数钻井,提高钻井液排量,提高水力破岩与机械破岩的有效结合;进一步优化钻井液天然高分子体系,提高滑动施工效率,同时减少摩阻,提高井壁润滑性,减少井下故障,确保井下安全,为不断提高一趟钻比例保驾护航。
关键词:苏东;小井眼;一趟钻
1. 2018年施工状况
2018年该区块完井10口,其中5口井由于钻头磨损起钻,占比达到50%,2口井因轨迹控制因素起钻,2口井因螺杆故障而起钻,1口井因无线仪器故障导致起钻,钻井周期较长。困难如下:轨迹预算、钻具组合、钻井液配方不合理、刘家沟组地层可钻性差、小井眼泵压高等困难。
2.针对性措施
2.1优化井眼轨迹,建立轨迹控制技术模板
(1)分析2018年施工的井,与地层相对应,寻找四合一钻具组合在不同地层复合时的井斜、方位变化规律,得出2019年施工的井,平均每口井滑动与18年相比,减少了60-80米,机械钻速由18年的26.39m/h提高至33.28m/h,提高26.11%。
(2)根据位移大小,优化最大井斜角。位移总体思路:选择直-增-稳-缓降剖面,全井段PDC+螺杆复合钻进,在<800 m:造斜点表套以下300米;在延长中部最大井斜控制在18-22°;800m<位移≤1000 m:造斜点表套以下200米,在延长中部最大井斜控制在25°左右;位移>1000 m:造斜点表套以下100米,在延长中部最大井斜控制在28-32°。
2.2优选钻头螺杆,形成了苏东区块定向井最优钻具组合
(1)钻头对比优选。对比2018年使用的钻头,发现大部分钻头起出来后外径磨损严重,2019年加强了钻头保径齿,同时由单排齿改为双排齿,进一步提高钻头抗研磨性,有一定的几率完成一趟钻。PDC钻头优选原则:上部地层可钻性高,要有较强的攻击性从而获得较高的机械钻速;定向滑动井段多,要有良好的滑动稳定性;斧型齿复合片有良好的耐磨性,从而获得较高的进尺。
(2)螺杆优选。二开全井段使用螺杆钻具组合复合钻进,提高了机械钻速的同时也提高了轨迹控制能力,减少起下钻次数,缩短钻井周期。经过多次试验对比,螺杆扶正器由原来158mm增加160mm,可以提高本钻具组合的稳定性,提高了螺杆的造斜能力,减少了滑动时效,缩短了钻头使用时间,为一趟钻提供了良好的条件。
(3)钻具组合优化。根据地层规律、PDC钻头进尺和钻具组合特性,设计出“高造斜点、适当最大井斜、直-增-微降”的井身剖面,降低了轨迹控制难度,提高了施工效率。通过跟去年对比,多次在前期一些井进行试验对比,优化了钻具组合,取得了一趟钻的突破。
2.3优化参数。建立各个层位钻井参数模板。根据泵压施加钻压,控制加压前后泵压差达到螺杆最优工作工况;定向鉆进时钻压控制到20-60KN,确保工具面稳定提高施工效率。
2.4优化钻井液性能及确定处理时间,减少钻头磨损和泥包。
(1)二开聚合物体系:1.二开-延长底部300米。二开前提前预配聚合物胶液,地面循环均匀,水化好、性能稳定后,方可开钻。性能:漏斗粘度:30-32s;密度:≤1.03g/cm3;滤失量:全失。该井段钻井液处理思路为“强化防塌”,维护处理要点如下:①二开提前预配300方钻井液,聚合物总量0.6%,并一次性加入5吨KCl;②每100米用15方聚合物清扫液清扫井底。2.延长底部300米-纸坊组上部100米。性能:漏斗粘度:31-32s;密度:≤1.05g/cm3;滤失量:≤18ml。本井段为快速钻进段,钻井液处理思路为“强化絮凝、兼顾防塌”,维护处理要点:①延长中部加入PAC-LV,控制滤失量小于18ml,并一次性加入5吨KCl;②延长中部开始原则上不补充新配钻井液;③滑动前,先用稠浆清扫井眼,再开始滑动,若滑动拖压,可在上水罐加入缓慢加入XCS-3,也可缓慢补充聚合物胶液进行润滑。3.纸坊组上部100米-刘家沟组顶界。性能:漏斗粘度:31-32s;密度:≤1.05g/cm3;滤失量:≤18ml;维护处理要点:①每100米用15方聚合物清扫液清扫井底。
(2)天然高分子体系:1.刘家沟,性能:漏斗粘度:35-38s;密度:≤1.08g/cm3;滤失量:≤6ml;塑性粘度:≤14mpa.s;动切力:≥4Pa;Φ6:≥2;pH:8-9。维护处理措施:①钻井液转化点;②转化时按照循环周均匀加入配方中的处理剂,防止粘切升高,泥包钻头;③PAC-LV、NFA25、NAT20、XCD等处理剂加完2h后,再一次性加入10吨KCl;④转化后注意观察锥形罐的沉沙量,超过2/3后及时清理锥形罐;⑤转化钻井液后,需保持钻井液具有好的润滑性,液体润滑剂RY-838的含量达到1%,大位移定向井其含量达到2%以上;⑥起钻时使用重浆压水眼;⑦振动筛安装200目筛布,适当开启离心机,清除有害固相。2.石千峰-石盒子上部100米,性能:漏斗粘度:38-42s;密度:≤1.11g/cm3;滤失量:≤6ml;塑性粘度:≤20mpa.s;动切力:≥5Pa;Φ6:≥3;pH:8-9。维护处理措施:①补量时需严格执行配方要求加入处理剂;②下钻时预防“双石层”钻头泥包,分段循环,到底后充分清洗钻头;③每天用井浆配制25方清扫液清扫井底。3.石盒子中下部-完钻。维护处理措施:①补充处理剂时,严禁将处理剂直接加入井浆,必须配成胶液逐渐补充至井浆中,防止局部粘度过高,压漏地层;②进山西前混入2吨预水化白土浆,提高泥饼质量和封堵性,为打开煤层做准备;③每天用井浆配制25方清扫液清扫井底。
2.5加强仪器管理培训,做好地面检查及中途测试,减少仪器故障
对无线仪器进行调试、连接、吊(装)卸严格按照《随钻操作规程》的要求。出井无线随钻仪器必须及时保养、清洁和装箱工作,并严格落实仪器使用资料填写制度;必须使用钻杆滤子,严禁在堵漏作业时使用无线随钻仪器,以防长纤维、大颗粒材料堵住水眼,增加井下风险,由此造成的等停或其它损失;入井钻铤内径必须大于71mm。止回阀必须安装在MWD接头以下,确保仪器上部水眼畅通,以便出现事故时利于无线随钻仪器打捞。入井钻挺、接头等钻具的内径水眼必须大于无磁钻铤内径且从小到大一次连接,保证钻具水眼畅通,以利于井下复杂时仪器打捞;必须使用稳定电源,保证连续提供220±15V,50Hz稳定电源,施工过程中需要倒发电机时,必须断开仪器所有电源,防止电流突然增大烧毁仪器。数据处理仪必须连接地线。雷雨天气时,停止使用仪器,断开仪器所有连接线,防止仪器遭雷击损坏;在仪器使用中井队技术人员必须监控BT和GT变化,出现异常的仪器严禁使用;加强仪器外观的检查和电池筒减震器组件、扶正器、打捞头绝缘性和导通性的检测;仪器必须在井口测试好,保证入井后仪器正常工作,减少起下钻,进步提高一趟钻比例。
结论:优化井眼轨迹,各施工区块认真分析各地层复合轨迹变化,提前精准轨迹预算,建立轨迹控制技术模板,相同区块全面推广,达到整体突破;建议引进质量更好的钻头复合片,提高钻头使用寿命,配合大功率、高转速螺杆,不断提高机械钻速,进一步提高一趟钻比例;不断试验激进参数钻井,提高钻井液排量,提高水力破岩与机械破岩的有效结合;进一步优化钻井液天然高分子体系,提高滑动施工效率,同时减少摩阻,提高井壁润滑性,减少井下故障,确保井下安全,为不断提高一趟钻比例保驾护航。