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摘 要:交运1井是确定交运温泉小区地层系列及水温、水量资料,为交运社区地热供暖提供热能保障的一口定向采灌井。施工难点是盖层细砂岩和杂色泥质互层,孔隙度大,大井眼定向造斜易出现造斜率偏低的现象。施工中定向、增斜段段使用单弯单扶螺杆滑动与复合控制轨迹,优选钻井参数,使用HAT127和HJ517系列牙轮钻头提高机械钻速。
关键词:定向采灌井;HAT127、HJ517系列钻头;井眼轨迹控制;
1 概述
交运1井位于大名县城交运温泉小区附近,是一口定向采灌井。施工中推广优快钻井技术,选用HAT127和HJ517系列牙轮钻头针对该区块存在的轨迹控制、井壁稳定等技术难点,开展技术攻关,优质快速完成了施工任务该井实际完井井深2055m,最大井斜41.80°,完钻垂深1749.60m,水平位移887.61m,钻井周期12天13小时,建井周期16天8小时,平均机械钻速23.62m/h。交运1井为该区块后续施工提供了借鉴。
交运1井井身结构:
一开:444.5mm*498m+339.7mm*497.17m,
二开:311.2mm*1328m+244.5mm*454.3-1327.6m,
三开:215.9mm*2055m+177.8mm1303.21-2055m
2 施工重点
1)针对该区块,优选钻头类型,合理优化钻进参数,提高机械钻速;
2)造斜段控压钻进,提高造斜率,为后续施工和中靶打好基础;
3)完井使用尾管悬挂完井,下尾管前认真组织通井,合理选择通井钻具结构,起钻前调整好钻井液性能,保证下尾管顺利。
3 优化钻井技术应用
3.1优选HAT127、HJ517系类钻头
二开使用311.2mmHAT127G系列牙轮钻头,进尺830m,平均机械钻速17.29m/h;三开使用215.9mmHJ517G系列牙轮钻头,进尺702m,平均机械钻速22.65 m/h;
3.2井眼轨迹控制
井眼轨迹控制能力高低是定向井技术的核心,不但影响后续完井作业,同时也影响整个钻井速度;通过合理加压,加入润滑剂保证井眼轨迹圆滑不仅能提高全井机械钻速,而且能预防井下复杂事故。二开钻头选用HAT127铣齿钻头,三开选用HJ517G钻头,加快了钻井速度,保证钻头的安全,同时保证定向时工具面稳定,控制好井身结构。
3.2.1直井段防斜打直
交运1井一开(0.00~498.00m)使用Φ444.5mmSKG124钻头,采用塔式钻具组合:Φ444.5mmSKG124钻头+Φ203.2mmDC×3根+Φ177.8mmDC×3根+Φ127mmDP,配以较高的水力参数,随着钻进井深的不断加深,按钻柱浮重的80-85%加压。
一开井段地层胶结疏松,钻速快,易垮塌、扩径。一开的工作重点是保证井眼开直,保证下步施工方便因此要选用合理的钻井参数。开始钻进时采用高钻速90r/min,低钻压30KN,轻压吊打,随井深逐渐增压。钻进中保证排量不低于50L/s,坚持大排量,提高水眼喷射速度,有利于水利破岩和清洁井底,有效提高机械钻速。该井段最大井斜0.45°。
3.2.2二开定向造斜、稳斜、增斜段(498.00~1328.00m)
本井为“直-增-稳”三段制的定向井,实际造斜点518.73m。保证井身轨迹增斜趋势不变、圆滑,用大排量形成开放式井眼,避免定点循环造成井眼不规则。测斜时,为减少动力钻具在井下对井壁的冲刷,每次测斜时降低排量。这样既能保证井径扩大率,又实现了施工的连续性,避免出现大肚子井段,为今后的起下钻和完井作业奠定了基础。
采用钻具组合:Φ311.2mmHAT127+Φ197mm×1.5°单彎螺杆+Φ127mmNMHWDP×1+Φ127mmHWDP×18根+Φ127mm钻杆。进行定向增斜、稳斜,钻压60-80KN,排量45L/s,泵压13MPa。
钻井施工过程中,根据测斜情况及井眼轨迹设计,精确预测下部井斜、方位并及时调整钻具组合及钻井参数;每钻进100-200m或根据井下实际情况进行短起下;接单根、测斜等施工动作迅速,循环充分,及时处理好钻井液,避免井下复杂。
3.2.3三开稳斜段(1328~2055m)
三开采用钻具组合:Φ215.9mmHAT127+Φ172mm×1.5°单弯螺杆+Φ127mmNMHWDP×1+Φ127mmHWDP×18根+Φ127mm钻杆。三开施工中实时监控钻井的井斜、方位情况,及时调整钻井参数,复合钻进时的钻压一般为60~80kN,转盘转速60r/min,定向钻进时的钻压根据井眼的实际情况而定一般为80~100kN。钻时快的情况下划眼2-3遍,保证井底岩屑返出地面。井斜大、摩阻大,上提下放看好指重表,慢提慢放,在接单根时做到晚停泵早开泵。本井完钻电测井身井斜及全角变化率均符合设计及规范要求。
4 洗井与试水技术
洗井与试水是采灌井的重要环节,成功与否是整口井最后能否顺利交井的关键。本井采用压风机气举方式进行洗井,洗井结束后大排量抽水24小时停泵恢复4小时开始测定静水位,静水位为-72m。根据地质技术设计要求和规范规定,该井进行了三次落程抽水试验。
试验结果如下:
大落程抽水:静水位:-71m,动水位:-112m,流量:155m3/h,温度:56℃
中落程抽水:静水位:-71m,动水位:-104m,流量:120m3/h,温度:56℃
小落程抽水:静水位:-71m,动水位:-94m, 流量:104m3/h,温度:56℃
5 完井工艺技术
完钻后,循环不得少于2个循环周,以确保井底岩屑能够反出干净,搞好短起下,起钻时用一档起,反复活动起出钻具。本井三开使用215.9mm钻头,下177.8mm尾管,由于尾管与井眼间隙小,选用以下钻具通井:Φ215.9mm钻头+Φ177.8mm钻铤1根+Φ212mm螺旋扶正器+Φ177.8mm钻铤1根+Φ212mm螺旋扶正器+Φ177.8mm钻铤1根+Φ127mm 斜台肩钻杆+Φ127mm 加重钻杆+Φ127mm 斜台肩钻杆。在全角变化率大的井段、遇阻点、泥岩层、水层及距井底100米井段反复划眼,到底后大排量(40L/S)循环,以确保下尾管顺利。
下套管过程中按操作规范动作,确保管柱安全。下完尾管接悬挂器前必须灌满泥浆,每下入30根套灌满一次钻井液。下套管时控制下放速度,尽量让套管在自身重力引导下溜入井眼中,如遇阻则不可多拔,上提至原悬重慢慢下放过遇阻段。灌泥浆时不要活动套管串,防止地层过于松软,套管接箍来回上拉刮划井壁,堆积过多泥巴造成下套管困难。
6 结论和认识
1)优选HAT127、HJ517系类钻头适用于该区块地层,可以有效提高该区域灌采井施工速度;
2)定向钻进打完单根测斜时,为减少对井壁的冲刷,保证适度的井径扩大率,避免出现大肚子井眼,需要每次测斜时降低排量。
参考文献:
[1] 陈庭根.管志川.钻井工程理论与技术[M].东营:石油大学出社,2000.
[2] 钻井工程技术手册 [M].北京:中国石化出版社.2011.
关键词:定向采灌井;HAT127、HJ517系列钻头;井眼轨迹控制;
1 概述
交运1井位于大名县城交运温泉小区附近,是一口定向采灌井。施工中推广优快钻井技术,选用HAT127和HJ517系列牙轮钻头针对该区块存在的轨迹控制、井壁稳定等技术难点,开展技术攻关,优质快速完成了施工任务该井实际完井井深2055m,最大井斜41.80°,完钻垂深1749.60m,水平位移887.61m,钻井周期12天13小时,建井周期16天8小时,平均机械钻速23.62m/h。交运1井为该区块后续施工提供了借鉴。
交运1井井身结构:
一开:444.5mm*498m+339.7mm*497.17m,
二开:311.2mm*1328m+244.5mm*454.3-1327.6m,
三开:215.9mm*2055m+177.8mm1303.21-2055m
2 施工重点
1)针对该区块,优选钻头类型,合理优化钻进参数,提高机械钻速;
2)造斜段控压钻进,提高造斜率,为后续施工和中靶打好基础;
3)完井使用尾管悬挂完井,下尾管前认真组织通井,合理选择通井钻具结构,起钻前调整好钻井液性能,保证下尾管顺利。
3 优化钻井技术应用
3.1优选HAT127、HJ517系类钻头
二开使用311.2mmHAT127G系列牙轮钻头,进尺830m,平均机械钻速17.29m/h;三开使用215.9mmHJ517G系列牙轮钻头,进尺702m,平均机械钻速22.65 m/h;
3.2井眼轨迹控制
井眼轨迹控制能力高低是定向井技术的核心,不但影响后续完井作业,同时也影响整个钻井速度;通过合理加压,加入润滑剂保证井眼轨迹圆滑不仅能提高全井机械钻速,而且能预防井下复杂事故。二开钻头选用HAT127铣齿钻头,三开选用HJ517G钻头,加快了钻井速度,保证钻头的安全,同时保证定向时工具面稳定,控制好井身结构。
3.2.1直井段防斜打直
交运1井一开(0.00~498.00m)使用Φ444.5mmSKG124钻头,采用塔式钻具组合:Φ444.5mmSKG124钻头+Φ203.2mmDC×3根+Φ177.8mmDC×3根+Φ127mmDP,配以较高的水力参数,随着钻进井深的不断加深,按钻柱浮重的80-85%加压。
一开井段地层胶结疏松,钻速快,易垮塌、扩径。一开的工作重点是保证井眼开直,保证下步施工方便因此要选用合理的钻井参数。开始钻进时采用高钻速90r/min,低钻压30KN,轻压吊打,随井深逐渐增压。钻进中保证排量不低于50L/s,坚持大排量,提高水眼喷射速度,有利于水利破岩和清洁井底,有效提高机械钻速。该井段最大井斜0.45°。
3.2.2二开定向造斜、稳斜、增斜段(498.00~1328.00m)
本井为“直-增-稳”三段制的定向井,实际造斜点518.73m。保证井身轨迹增斜趋势不变、圆滑,用大排量形成开放式井眼,避免定点循环造成井眼不规则。测斜时,为减少动力钻具在井下对井壁的冲刷,每次测斜时降低排量。这样既能保证井径扩大率,又实现了施工的连续性,避免出现大肚子井段,为今后的起下钻和完井作业奠定了基础。
采用钻具组合:Φ311.2mmHAT127+Φ197mm×1.5°单彎螺杆+Φ127mmNMHWDP×1+Φ127mmHWDP×18根+Φ127mm钻杆。进行定向增斜、稳斜,钻压60-80KN,排量45L/s,泵压13MPa。
钻井施工过程中,根据测斜情况及井眼轨迹设计,精确预测下部井斜、方位并及时调整钻具组合及钻井参数;每钻进100-200m或根据井下实际情况进行短起下;接单根、测斜等施工动作迅速,循环充分,及时处理好钻井液,避免井下复杂。
3.2.3三开稳斜段(1328~2055m)
三开采用钻具组合:Φ215.9mmHAT127+Φ172mm×1.5°单弯螺杆+Φ127mmNMHWDP×1+Φ127mmHWDP×18根+Φ127mm钻杆。三开施工中实时监控钻井的井斜、方位情况,及时调整钻井参数,复合钻进时的钻压一般为60~80kN,转盘转速60r/min,定向钻进时的钻压根据井眼的实际情况而定一般为80~100kN。钻时快的情况下划眼2-3遍,保证井底岩屑返出地面。井斜大、摩阻大,上提下放看好指重表,慢提慢放,在接单根时做到晚停泵早开泵。本井完钻电测井身井斜及全角变化率均符合设计及规范要求。
4 洗井与试水技术
洗井与试水是采灌井的重要环节,成功与否是整口井最后能否顺利交井的关键。本井采用压风机气举方式进行洗井,洗井结束后大排量抽水24小时停泵恢复4小时开始测定静水位,静水位为-72m。根据地质技术设计要求和规范规定,该井进行了三次落程抽水试验。
试验结果如下:
大落程抽水:静水位:-71m,动水位:-112m,流量:155m3/h,温度:56℃
中落程抽水:静水位:-71m,动水位:-104m,流量:120m3/h,温度:56℃
小落程抽水:静水位:-71m,动水位:-94m, 流量:104m3/h,温度:56℃
5 完井工艺技术
完钻后,循环不得少于2个循环周,以确保井底岩屑能够反出干净,搞好短起下,起钻时用一档起,反复活动起出钻具。本井三开使用215.9mm钻头,下177.8mm尾管,由于尾管与井眼间隙小,选用以下钻具通井:Φ215.9mm钻头+Φ177.8mm钻铤1根+Φ212mm螺旋扶正器+Φ177.8mm钻铤1根+Φ212mm螺旋扶正器+Φ177.8mm钻铤1根+Φ127mm 斜台肩钻杆+Φ127mm 加重钻杆+Φ127mm 斜台肩钻杆。在全角变化率大的井段、遇阻点、泥岩层、水层及距井底100米井段反复划眼,到底后大排量(40L/S)循环,以确保下尾管顺利。
下套管过程中按操作规范动作,确保管柱安全。下完尾管接悬挂器前必须灌满泥浆,每下入30根套灌满一次钻井液。下套管时控制下放速度,尽量让套管在自身重力引导下溜入井眼中,如遇阻则不可多拔,上提至原悬重慢慢下放过遇阻段。灌泥浆时不要活动套管串,防止地层过于松软,套管接箍来回上拉刮划井壁,堆积过多泥巴造成下套管困难。
6 结论和认识
1)优选HAT127、HJ517系类钻头适用于该区块地层,可以有效提高该区域灌采井施工速度;
2)定向钻进打完单根测斜时,为减少对井壁的冲刷,保证适度的井径扩大率,避免出现大肚子井眼,需要每次测斜时降低排量。
参考文献:
[1] 陈庭根.管志川.钻井工程理论与技术[M].东营:石油大学出社,2000.
[2] 钻井工程技术手册 [M].北京:中国石化出版社.2011.