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摘要:埕岛区块作为胜利油田勘探开发的主要区块之一,近年来加密开发井组很多,其中水平井施工具有一定的难度和复杂性。为实施优快钻井,加快开发进度,缩短施工周期,还需要不断的总结和探索研究,争取研究出一套合适的模式化优快钻井方案,来完成该地区的钻探任务。
关键词:大位移 水平井 钻头 泥浆性能 地质导向
一、本井基本情况简介
1、地质情况
埕岛整体构造呈西高东低趋势,区内构造比较简单,构造高点位于埕北11井区的1H-4井附近。埕北22F井区是埕岛油田中区的剩余部分,其构造是埕岛油田中区的一部分,总体呈西高东低的趋势,但沿埕北26B-5井呈南西北东方向为一个构造梁部,向东西两侧构造变低。区内地层平缓,倾角1-3度左右,各砂层组构造继承性较好,研究区内基本无断层发育。埕北22H-P4井位于埕北22F井区的南部,埕北25GB-4井与25GB-5井之间。
埕岛油田22F井区331砂体油层较厚且分布稳定,油层碾平厚度3.6米。根据数值模拟垂向位置优化结果,应将水平段设计在尽量靠近油层顶面的位置,且严格控制水平段轨迹。埕北22H-P4井所处位置油层厚度7.0-9.0m,A靶点油层厚度7.2m,设计A靶点距油层顶1m,距油层底6.2m;B靶点油层厚度7.8m,设计B靶点距油层顶1m,距油层底6.8m。
2、 基本数据
埕北22H-P4井是埕北22H井组第三口水平井。本井利用水平井技术提高单井产能;钻探目的是馆陶组加密调整。本井完钻井深2191米(垂深1307.43米),最大井斜91.2°,水平位移1521.69m。
3、施工难点
井间距小,老井井眼轨迹错综复杂,防碰绕障困难
该井临近有老井31口,新井3口。井组井间距为1.8*1.8米,由于井间距小、井网密,施工中井间极易相碰和窜槽,防碰极为重要。
造斜点浅,造斜难度大
现场施工中为了防碰需要,本井实际造斜点为118.86米。井眼大且地层松软,造斜有一定难度。
水平井磨阻大,扭矩大
当井斜大时易出现定向钻进时磨阻大,复合钻进时扭矩大,钻压传递相对困难。影响钻进速度和钻具安全。
易形成压差卡钻
随着井斜的增大,钻具与井壁接触面积增大,易与泥饼相粘附,由于压差作用,易形成压差卡钻。
井斜大,携砂困难,井眼净化难度大
水平井施工井斜大,携砂困难,岩屑返出不够,井眼净化难度大,容易造成井下事故,同时也影响机械钻速。
二、施工中的技术措施
1、一开施工措施
在一开阶段的施工中,我们主要工作就是防碰。同时,也为了确保后面几口定向井的顺利施工,我们采用了预定向方式,下入动力钻具,小钻压、钻至隔水管管底时,用单泵90冲,出隔水管后继续双泵逐渐提到120-150冲,同时用小钻压钻进。钻进过程中加强坐岗。刹把操作注意扭矩的变化,震动筛处注意有无铁屑出现,做到一旦相碰,能够及早发现,及早处理。为保证上部地层能够有效造斜,为下步施工打好基础, 一开井段为泥岩及松散砂层,地层易坍塌,为确保井壁稳定及大井眼携砂,控制钻井液粘度30~40s,密度为1.05~1.10g/cm3。
2、二开施工措施
二开初期钻引鞋轻压慢转,防止引鞋倒开,也防止水泥块破碎的太大,而带不出来,给二开带来安全隐患。一般要求钻压在10-20KN,转速30转/分,泵冲60-70冲,钻穿引鞋后,来回划眼至少两次,修整水泥环。出引鞋三柱后逐渐提排量,控制排量在45L/s以内,钻压40KN左右。 正常钻进过程中排量保证在50L/s以上。钻压40-120N,转速60-70转/分。每柱划眼,以修整井壁和加强携砂。
上部井眼为兼顾提高钻速和造斜的需要使用1.5°动力钻具+高效PDC钻头。严格控制好全角变化率,保证井眼轨迹圆滑。钻进至目的层前300m,起钻加装LWD地质导向钻具,更换牙轮钻头。
下部井段采用LWD地质导向钻具,为便于加压,我们采用倒装钻具。由于此段井斜较大,造成携砂困难,井眼净化难度大、摩阻大。
在进入油气层之前,我们对泥浆性能进行了处理,同时使用好固控设备,控制好固相含量是优快钻井安全钻井的前提 ,所以固控设备的维护保养一定要及时到位,振动筛筛布的选择要根据井的地层深度和岩性特征及时合理的更换。勤维护、勤处理,泥浆中加入足量的润滑剂,适当提高泥浆动切力,确保钻井液有良好的流变性和润滑性。保证钻井液具备优良的携砂能力和悬浮能力。
3、三开施工措施
三开为水平段,采用简化的柔性钻具结构“HAT127牙轮钻头+动力钻具+LWD”复合钻具,出套管浮鞋后吊打1柱,排量50-55冲,再进行正常钻进,防止对管鞋附近地层的冲刷引起大肚子和水泥掉块,随后逐步改进钻进参数:钻压5-8吨,转数60,排量80-90冲。振动筛处安排专人坐岗,钻进时均匀加压,平稳操作,避免长时间定点循环,同时司钻随时记录测斜实际数据,便于随时调整合理参数,保证稳斜钻进,确保轨迹的平滑性,为后期的完井作业做好基础。
泥浆方面,严格执行设计要求,切实把比重控制在设计之内,合理调整泥浆性能,严格控制失水,加入流型调节剂HF-1,提高粘切,确保对井壁的保护。由于水平井极易形成岩屑床,这就要求钻井液还要有较好的流变性和携岩性。以保证井壁稳定,井眼通畅。
4、钻头的选择
埕岛油田上部地层平原组、明化镇组以粘土、泥岩、砂岩为主,下部馆陶组以泥岩、粉砂岩、粗砂岩、中砂岩为主,针对地层岩性这一特点,Φ445mm井眼一般采用SKG124三牙轮高速旋转钻头,二开上部地层选用胜利固邦的高效五刀翼PDC钻头。既能满足造斜的需要,又能提高机械钻速。二开下部井斜变大,三开阶段水平段,我们选择便于调整工具面,并且适合软地层的HAT127牙轮钻头。
三、几点认识
1、良好的井身轨迹是大位移水平井成败的关键, 它可以降低摩阻、减小扭矩并延缓键槽的形成。控制轨迹时不要仅以中靶为目的,要考虑为下一步施工减少难度,努力保证井眼轨迹的平滑,减少螺旋井段的出现。
2、钻井施工中要使用加重钻杆,尽量简化钻具结构。如上部可钻性好的地层、井斜和方位不好控制的井段或井段快打完时,采用复合钻进的方式可获得较好的井眼轨迹和较高的生产时效。
3、在井身轨迹一定的情况下,观察摩阻是否属正常范围,有无增大或粘的现象;钻井过程中要勤搞短起下钻,要结合携沙情况、泵压、摩阻的变化等实际情况来定,搞短起下要拉过造斜点进入直井段(不能长时间不过造斜点)。过造斜点时要特别小心—严禁强压硬砸,防键槽卡钻。
4、保持良好的泥浆性能是成功与否的保障。特别是在造斜段或水平段钻遇泥岩层,一定要调整好泥浆性能、降低失水,防止井壁掉块或坍塌。
参考文献:
[1]胡景荣.再论大斜度定向井的井眼净化问题[J].钻采工艺,2001。24(2).14—16.
[2] 王建新.水平井水力参数优化设计研究[J]. 价值工程,2012.29期
关键词:大位移 水平井 钻头 泥浆性能 地质导向
一、本井基本情况简介
1、地质情况
埕岛整体构造呈西高东低趋势,区内构造比较简单,构造高点位于埕北11井区的1H-4井附近。埕北22F井区是埕岛油田中区的剩余部分,其构造是埕岛油田中区的一部分,总体呈西高东低的趋势,但沿埕北26B-5井呈南西北东方向为一个构造梁部,向东西两侧构造变低。区内地层平缓,倾角1-3度左右,各砂层组构造继承性较好,研究区内基本无断层发育。埕北22H-P4井位于埕北22F井区的南部,埕北25GB-4井与25GB-5井之间。
埕岛油田22F井区331砂体油层较厚且分布稳定,油层碾平厚度3.6米。根据数值模拟垂向位置优化结果,应将水平段设计在尽量靠近油层顶面的位置,且严格控制水平段轨迹。埕北22H-P4井所处位置油层厚度7.0-9.0m,A靶点油层厚度7.2m,设计A靶点距油层顶1m,距油层底6.2m;B靶点油层厚度7.8m,设计B靶点距油层顶1m,距油层底6.8m。
2、 基本数据
埕北22H-P4井是埕北22H井组第三口水平井。本井利用水平井技术提高单井产能;钻探目的是馆陶组加密调整。本井完钻井深2191米(垂深1307.43米),最大井斜91.2°,水平位移1521.69m。
3、施工难点
井间距小,老井井眼轨迹错综复杂,防碰绕障困难
该井临近有老井31口,新井3口。井组井间距为1.8*1.8米,由于井间距小、井网密,施工中井间极易相碰和窜槽,防碰极为重要。
造斜点浅,造斜难度大
现场施工中为了防碰需要,本井实际造斜点为118.86米。井眼大且地层松软,造斜有一定难度。
水平井磨阻大,扭矩大
当井斜大时易出现定向钻进时磨阻大,复合钻进时扭矩大,钻压传递相对困难。影响钻进速度和钻具安全。
易形成压差卡钻
随着井斜的增大,钻具与井壁接触面积增大,易与泥饼相粘附,由于压差作用,易形成压差卡钻。
井斜大,携砂困难,井眼净化难度大
水平井施工井斜大,携砂困难,岩屑返出不够,井眼净化难度大,容易造成井下事故,同时也影响机械钻速。
二、施工中的技术措施
1、一开施工措施
在一开阶段的施工中,我们主要工作就是防碰。同时,也为了确保后面几口定向井的顺利施工,我们采用了预定向方式,下入动力钻具,小钻压、钻至隔水管管底时,用单泵90冲,出隔水管后继续双泵逐渐提到120-150冲,同时用小钻压钻进。钻进过程中加强坐岗。刹把操作注意扭矩的变化,震动筛处注意有无铁屑出现,做到一旦相碰,能够及早发现,及早处理。为保证上部地层能够有效造斜,为下步施工打好基础, 一开井段为泥岩及松散砂层,地层易坍塌,为确保井壁稳定及大井眼携砂,控制钻井液粘度30~40s,密度为1.05~1.10g/cm3。
2、二开施工措施
二开初期钻引鞋轻压慢转,防止引鞋倒开,也防止水泥块破碎的太大,而带不出来,给二开带来安全隐患。一般要求钻压在10-20KN,转速30转/分,泵冲60-70冲,钻穿引鞋后,来回划眼至少两次,修整水泥环。出引鞋三柱后逐渐提排量,控制排量在45L/s以内,钻压40KN左右。 正常钻进过程中排量保证在50L/s以上。钻压40-120N,转速60-70转/分。每柱划眼,以修整井壁和加强携砂。
上部井眼为兼顾提高钻速和造斜的需要使用1.5°动力钻具+高效PDC钻头。严格控制好全角变化率,保证井眼轨迹圆滑。钻进至目的层前300m,起钻加装LWD地质导向钻具,更换牙轮钻头。
下部井段采用LWD地质导向钻具,为便于加压,我们采用倒装钻具。由于此段井斜较大,造成携砂困难,井眼净化难度大、摩阻大。
在进入油气层之前,我们对泥浆性能进行了处理,同时使用好固控设备,控制好固相含量是优快钻井安全钻井的前提 ,所以固控设备的维护保养一定要及时到位,振动筛筛布的选择要根据井的地层深度和岩性特征及时合理的更换。勤维护、勤处理,泥浆中加入足量的润滑剂,适当提高泥浆动切力,确保钻井液有良好的流变性和润滑性。保证钻井液具备优良的携砂能力和悬浮能力。
3、三开施工措施
三开为水平段,采用简化的柔性钻具结构“HAT127牙轮钻头+动力钻具+LWD”复合钻具,出套管浮鞋后吊打1柱,排量50-55冲,再进行正常钻进,防止对管鞋附近地层的冲刷引起大肚子和水泥掉块,随后逐步改进钻进参数:钻压5-8吨,转数60,排量80-90冲。振动筛处安排专人坐岗,钻进时均匀加压,平稳操作,避免长时间定点循环,同时司钻随时记录测斜实际数据,便于随时调整合理参数,保证稳斜钻进,确保轨迹的平滑性,为后期的完井作业做好基础。
泥浆方面,严格执行设计要求,切实把比重控制在设计之内,合理调整泥浆性能,严格控制失水,加入流型调节剂HF-1,提高粘切,确保对井壁的保护。由于水平井极易形成岩屑床,这就要求钻井液还要有较好的流变性和携岩性。以保证井壁稳定,井眼通畅。
4、钻头的选择
埕岛油田上部地层平原组、明化镇组以粘土、泥岩、砂岩为主,下部馆陶组以泥岩、粉砂岩、粗砂岩、中砂岩为主,针对地层岩性这一特点,Φ445mm井眼一般采用SKG124三牙轮高速旋转钻头,二开上部地层选用胜利固邦的高效五刀翼PDC钻头。既能满足造斜的需要,又能提高机械钻速。二开下部井斜变大,三开阶段水平段,我们选择便于调整工具面,并且适合软地层的HAT127牙轮钻头。
三、几点认识
1、良好的井身轨迹是大位移水平井成败的关键, 它可以降低摩阻、减小扭矩并延缓键槽的形成。控制轨迹时不要仅以中靶为目的,要考虑为下一步施工减少难度,努力保证井眼轨迹的平滑,减少螺旋井段的出现。
2、钻井施工中要使用加重钻杆,尽量简化钻具结构。如上部可钻性好的地层、井斜和方位不好控制的井段或井段快打完时,采用复合钻进的方式可获得较好的井眼轨迹和较高的生产时效。
3、在井身轨迹一定的情况下,观察摩阻是否属正常范围,有无增大或粘的现象;钻井过程中要勤搞短起下钻,要结合携沙情况、泵压、摩阻的变化等实际情况来定,搞短起下要拉过造斜点进入直井段(不能长时间不过造斜点)。过造斜点时要特别小心—严禁强压硬砸,防键槽卡钻。
4、保持良好的泥浆性能是成功与否的保障。特别是在造斜段或水平段钻遇泥岩层,一定要调整好泥浆性能、降低失水,防止井壁掉块或坍塌。
参考文献:
[1]胡景荣.再论大斜度定向井的井眼净化问题[J].钻采工艺,2001。24(2).14—16.
[2] 王建新.水平井水力参数优化设计研究[J]. 价值工程,2012.29期