论文部分内容阅读
摘要：小井眼钻井技术应用领域比较广阔，随着钻井技术设备及工具的出现，当前，小井眼技术不仅可用于浅井，直井，也可用于中深井和深井，定向井和水平井，多分支井；不仅可用于探井也可用于开发井；不仅用于打新井，也用于老井加深和开窗侧钻。小井眼技术发展是勘探开发的需要，发展和应用小井眼技术主要目的是降低钻井成本。提高机械钻速是实现高效钻井的重要措施之一，积极开展小井眼旋冲钻井提速技术实验与应用，进行工艺现场试验，减少钻头粘滑振动有效传递钻压，利用高效冲击破岩增加机械钻速达50%以上，延长钻头使用寿命，缩短钻井周期。
关键词：提速；钻井工艺；小井眼；钻井周期；钻头寿命
近年在国际原油价格断崖式下跌的背景下大幅度降低施工成本，缩短施工周期，提高综合经济效益。小井眼钻井又得到了人们的普遍关注。在深井超深井的尾管、老井侧钻、小井眼钻井等井型中得到广泛应用。积极开展新技术、新方法在钻井工艺技术方面的应用，是推动高效钻井工艺发展的必经之路。在小井眼钻井方面，开展了提速钻井工艺的调研和现场实践，尝试应用了水力旋冲钻井。现场试验表明，该钻井提速工具应用效果较好，同时也开展了固井及注水泥塞相关技术实践及应用，为钻井工艺技术的实践提供借鉴。
1 钻井提速工具
1.1 水力旋冲钻井技术
旋冲钻井原理是在常规旋转钻进的基础上，再加上一个冲击器。冲击器是一种井底动力机械，一般接在井底钻头的上端，依靠钻井液推动其活塞冲锤上下运动，撞击钻头，钻头在冲击动载和静压旋转的联合作用下破碎岩石。通过采用液动冲击旋转钻井技术和对射流冲击器的改进与防空打机构的設计，大幅度加快逆掩推覆体地层的钻井速度，利用小钻压钻井来有效控制井斜。水力旋冲钻井共实施应用4口井，钻遇地层主要是：石炭系、泥盆系、志留系、奥陶系，主要岩性为：泥晶灰岩、泥灰岩、粉砂质泥岩、泥岩、含砾细砂岩、粉砂岩、沥青质粉砂岩、灰质泥岩。旋冲钻井工具在这几口井使用，大幅度提高机械钻速，缩短了钻井周期。
1.2 高温螺杆+高效PDC钻头提速技术
抗高温螺杆即是用了耐高温橡胶，以保证螺杆的橡胶定子在高温情况下不会发生损坏，此次试验的贝壳休斯高温直螺杆具有以下四个特点： 耐高温160°C-190°C；动力强、稳定性高、工作时间长，最高寿命累计使用可达1000小时。使用效果表明，贝克休斯抗高温螺杆X-Treme+高效PDC 在石炭系、泥盆系、志留系以及奥陶系取得良好的提速效果，平均机械钻速达到4.04m/h，行程钻速3.09m/h，两者都远远大于邻井，分别提高 72.65%和78.6%。经过现场实际应用，贝克休斯耐高温螺杆+高效PDC 钻头提速取得了较好的效果，充分说明贝克休斯螺杆耐高温性能强，功率大，使用寿命长，PDC钻头有较好的抗冲击、抗研磨性，攻击力强。在地层温度高、井段长、岩石强度大、研磨性强井段使用合适的贝克休斯高效PDC钻头+贝克休斯耐高温、长寿命螺杆能够大幅度提高钻井速度，减少起下钻时间，具有积极的推广价值。
2 固井及注水泥塞技术
2.1 长裸眼全封固固井配套技术及应用
长裸眼全封固固井配套技术根据紧密堆积理论，采用水泥+漂珠+微硅三级颗粒级配，形成1.20～1.40g/cm3的大温差低密度固井水泥浆体系，该水泥浆体系初始稠度低，可泵流动性较好，曲线平滑基本呈直角稠化。解决了70～135℃大温差固井，水泥浆易超缓凝顶部强度发展慢，一次性封固段长4000～6000m等技术难题。在此工艺基础上，逐步摸清非目的层纵横向承压能力，针对地层承压能力极低的特殊区块，进一步形成全封固正注反挤工艺，缩短常规密度水泥浆稠化时间，一般为200～300分钟，调整正注水泥浆上返高度，一般为井底以上2000-2500m，同时优化反挤水泥浆时机，固井质量显著提高，环空段长封固合格率提升至82%。长裸眼全封固固井配套技术的实施，从根本上解决了易漏失井长裸眼全封固固井技术难题。
2.2 易喷易漏储层注水泥塞技术
通过对目的层易喷易漏储层特征分析及注水泥塞技术现状调研，提出了"平衡法"注水泥塞工艺，即依靠水泥浆自重及钻井液静液柱压力平衡储层压力的一种注塞工艺。当静液柱压力从大于储层压力到接近平衡时，井筒剩余水泥浆在漏层以上形成一段连续的水泥浆柱，凝固后形成一段连续的水泥塞封堵油气层。配方如下：水泥+25%硅粉+10%微硅+2%防气窜剂Flock-2+3～5%降失水剂LANDY-806L+1.5～4%分散剂LANDY-906L+0.2%消泡剂LANDY-19L+2～3%中、高温缓凝剂。最低稠化时间可达150分钟；通过现场试验进一步对易喷易漏储层注水塞工艺在水泥塞面高度控制、水泥塞胶结质量控制、井控风险控制三方面进行了优化。
3 结束语
施工前在井筒反推一定高度的凝胶段塞，有助于将井筒存留的油气推入地层，进入储层的凝胶可进一步抑制后期油气与井筒水泥的置换。另外，清洁的井筒可防止泥浆中存留的油气上窜，影响水泥塞胶结质量。
参考文献：
[1]对长水平段水平井钻井技术的几点认识[J].韩来聚，牛洪波.石油钻探技术.2014（02）
[2]红河油田水平井钻井提速难点与技术对策[J].李克智，闫吉曾.石油钻探技术.2014（02）
[3]钻井工程技术现状、挑战及发展趋势[J].石林，汪海阁，纪国栋.天然气工业.2017（10）
关键词：提速；钻井工艺；小井眼；钻井周期；钻头寿命
近年在国际原油价格断崖式下跌的背景下大幅度降低施工成本，缩短施工周期，提高综合经济效益。小井眼钻井又得到了人们的普遍关注。在深井超深井的尾管、老井侧钻、小井眼钻井等井型中得到广泛应用。积极开展新技术、新方法在钻井工艺技术方面的应用，是推动高效钻井工艺发展的必经之路。在小井眼钻井方面，开展了提速钻井工艺的调研和现场实践，尝试应用了水力旋冲钻井。现场试验表明，该钻井提速工具应用效果较好，同时也开展了固井及注水泥塞相关技术实践及应用，为钻井工艺技术的实践提供借鉴。
1 钻井提速工具
1.1 水力旋冲钻井技术
旋冲钻井原理是在常规旋转钻进的基础上，再加上一个冲击器。冲击器是一种井底动力机械，一般接在井底钻头的上端，依靠钻井液推动其活塞冲锤上下运动，撞击钻头，钻头在冲击动载和静压旋转的联合作用下破碎岩石。通过采用液动冲击旋转钻井技术和对射流冲击器的改进与防空打机构的設计，大幅度加快逆掩推覆体地层的钻井速度，利用小钻压钻井来有效控制井斜。水力旋冲钻井共实施应用4口井，钻遇地层主要是：石炭系、泥盆系、志留系、奥陶系，主要岩性为：泥晶灰岩、泥灰岩、粉砂质泥岩、泥岩、含砾细砂岩、粉砂岩、沥青质粉砂岩、灰质泥岩。旋冲钻井工具在这几口井使用，大幅度提高机械钻速，缩短了钻井周期。
1.2 高温螺杆+高效PDC钻头提速技术
抗高温螺杆即是用了耐高温橡胶，以保证螺杆的橡胶定子在高温情况下不会发生损坏，此次试验的贝壳休斯高温直螺杆具有以下四个特点： 耐高温160°C-190°C；动力强、稳定性高、工作时间长，最高寿命累计使用可达1000小时。使用效果表明，贝克休斯抗高温螺杆X-Treme+高效PDC 在石炭系、泥盆系、志留系以及奥陶系取得良好的提速效果，平均机械钻速达到4.04m/h，行程钻速3.09m/h，两者都远远大于邻井，分别提高 72.65%和78.6%。经过现场实际应用，贝克休斯耐高温螺杆+高效PDC 钻头提速取得了较好的效果，充分说明贝克休斯螺杆耐高温性能强，功率大，使用寿命长，PDC钻头有较好的抗冲击、抗研磨性，攻击力强。在地层温度高、井段长、岩石强度大、研磨性强井段使用合适的贝克休斯高效PDC钻头+贝克休斯耐高温、长寿命螺杆能够大幅度提高钻井速度，减少起下钻时间，具有积极的推广价值。
2 固井及注水泥塞技术
2.1 长裸眼全封固固井配套技术及应用
长裸眼全封固固井配套技术根据紧密堆积理论，采用水泥+漂珠+微硅三级颗粒级配，形成1.20～1.40g/cm3的大温差低密度固井水泥浆体系，该水泥浆体系初始稠度低，可泵流动性较好，曲线平滑基本呈直角稠化。解决了70～135℃大温差固井，水泥浆易超缓凝顶部强度发展慢，一次性封固段长4000～6000m等技术难题。在此工艺基础上，逐步摸清非目的层纵横向承压能力，针对地层承压能力极低的特殊区块，进一步形成全封固正注反挤工艺，缩短常规密度水泥浆稠化时间，一般为200～300分钟，调整正注水泥浆上返高度，一般为井底以上2000-2500m，同时优化反挤水泥浆时机，固井质量显著提高，环空段长封固合格率提升至82%。长裸眼全封固固井配套技术的实施，从根本上解决了易漏失井长裸眼全封固固井技术难题。
2.2 易喷易漏储层注水泥塞技术
通过对目的层易喷易漏储层特征分析及注水泥塞技术现状调研，提出了"平衡法"注水泥塞工艺，即依靠水泥浆自重及钻井液静液柱压力平衡储层压力的一种注塞工艺。当静液柱压力从大于储层压力到接近平衡时，井筒剩余水泥浆在漏层以上形成一段连续的水泥浆柱，凝固后形成一段连续的水泥塞封堵油气层。配方如下：水泥+25%硅粉+10%微硅+2%防气窜剂Flock-2+3～5%降失水剂LANDY-806L+1.5～4%分散剂LANDY-906L+0.2%消泡剂LANDY-19L+2～3%中、高温缓凝剂。最低稠化时间可达150分钟；通过现场试验进一步对易喷易漏储层注水塞工艺在水泥塞面高度控制、水泥塞胶结质量控制、井控风险控制三方面进行了优化。
3 结束语
施工前在井筒反推一定高度的凝胶段塞，有助于将井筒存留的油气推入地层，进入储层的凝胶可进一步抑制后期油气与井筒水泥的置换。另外，清洁的井筒可防止泥浆中存留的油气上窜，影响水泥塞胶结质量。
参考文献：
[1]对长水平段水平井钻井技术的几点认识[J].韩来聚，牛洪波.石油钻探技术.2014（02）
[2]红河油田水平井钻井提速难点与技术对策[J].李克智，闫吉曾.石油钻探技术.2014（02）
[3]钻井工程技术现状、挑战及发展趋势[J].石林，汪海阁，纪国栋.天然气工业.2017（10）