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摘 要:樊116-1HF井是胜利油田纯梁采油厂在济阳坳陷东营凹陷博兴洼陷北部樊116-20块布置的一口裸眼段长的非常规水平井,有效动用樊116-20块沙三中22小层特低渗油藏,大幅度提高单井产能。通过优化工程及钻井液技术措施,满足了该井的施工要求,克服了地质条件复杂带来的不利影响,保证了该井的顺利完井。该井井眼轨迹平滑、井眼畅通、井壁稳定、施工过程顺利。
关键词:非常规 长裸眼 水平井 铝胺基聚合物防塌钻井液
一、引言
1.工程简况
樊116-1HF井井构造位置位于济阳坳陷东营凹陷博兴洼陷北部樊116-20块,该井2263.59m开始定向,垂深2814.10m,水平位移1405.45m,最大井斜角92.2°,水平段长918.08m。
2.技术难点
2.1地质方面技术难点
2.1.1馆陶组地层水敏性强,易缩径,易泥糊井眼。
2.1.2裸眼段长,造斜点深,地层复杂。施工中轨道调整频繁,滑动钻进所占比例大,要求钻井液具有更好的润滑防卡性能解决脱压和防卡问题。
2.1.3沙河街组地层容易坍塌掉块,根据樊116块区地质提供油层原始压力系数1.34,邻井完钻密度1.20g/cm3,借鉴樊154区块非常规井实钻钻井液密度,根据高压低渗储层裸眼段越长、后效越严重的压力特性,以及钻遇断层破碎带井壁稳定性,确定二开完钻密度为1.35g/cm3。
2.1.4进入水平段,一旦钻遇泥岩,极易发生垮塌现象,从而造成起下钻遇阻遇卡,甚至卡钻等危害。
2.2工程方面
2.2.1为保证油层套管的顺利下入,对井深轨迹要求高,要求狗腿度小于20度/100米,水平段不超过10度/100米,井身轨迹控制难度大。
2.2.2要求井径扩大率不超过5%,施工难度大。
2.2.3随着水平段的延长,钻具摩阻逐步增大,钻进中“拖压”现象严重,钻压传递困难。
2.2.4长裸眼水平段钻具躺在下井壁,钻具与井壁的接触面积大,致使钻井施工过程中摩阻升高、扭矩增大;管柱的摩阻摩扭会给施工带来较大困难。
2.3钻井液方面
地质条件复杂、钻井工艺复杂对钻井液体系提出了很高的技术要求。需要钻井液具有超强的抑制性;优良的钻井液性能及稳定性;良好的携岩洗井能力;润滑防卡;预防坍塌稳定井壁;保护油气层;以及保证油层套管的顺利下入等方面都提出了很高的要求。
二、现场施工
1.工程技术措施
由于造斜点深,开始造斜时适当控制排量,确保钻压及工具面的稳定,有利于造斜率的控制。
严格控制工具的造斜率,保证井眼轨迹圆滑,以减小钻柱的摩阻和扭矩,同时消除由于起下钻而形成键槽的可能性;随时进行待钻井眼的校正设计,入靶前加密测点,确保A点的矢量中靶。
本井自垂深2600m开始采用LWD随钻地质导向系统,随钻测量自然伽马、电阻率曲线、自然电位。根据随钻测井,确定目的层顶界深度,跟踪调整井眼轨迹;采用MWD随钻监控井眼轨迹;根据实际情况采用滑动钻进和复合钻进两种方式施工,随时调整井斜方位。
LWD下钻前钻井液性能稳定,达到设计要求,净化设备运转正常;泥浆混入润滑剂,采取大排量定期清洗井眼等措施,消除岩屑床,确保井眼畅通和稳定。采取短程起下钻和提前倒装钻具,确保大斜度井段钻压的有效传递;采用柔性钻具组合通井。
2.钻井液技术
2.1钻井液体系及配方
上部:钻井液体系:聚合物防塌钻井液:(0.3-0.5)%PAM+(0.5-1)%NaOH+(0.5-1)%NPAN+(1-2)%KFT+(0.5-1)%抗盐增粘降滤失剂
下部:铝胺基钻井液:按井浆总量+(0.5~0.7)%PAM+(2~2.5)%胶乳沥青+2%改性沥青+(2~3)%磺化酚醛树脂+(0.5~1)%SF-1+(1~1.5)%AP-1+(0.5~1)%铝基聚合物+2%乳化石蜡+1.5%磺酸盐共聚物+(2.5~3)%超钙+(6~15)%原油
2.2井壁稳定技术措施
2.2.1馆陶组地层防缩径、防泥糊井眼,具体技术措施:
大循环钻进至1200m改小循环,钻进期间不断补充清水和PAM干粉胶液,尽量使该井段钻成“开放式井眼”,为后期施工留下“防糊”的空间。
其次,使用扩大器对反复800—1300m井段进行“扩眼”,以达到预防该井段缩径的目的。
2.2.2进入东营组,增强钻井液的悬浮能力,防沉砂卡钻,采取以下技术措施:
正常情况下保持钻井液粘切45-50s,根据井下情况及时调整,逐步降低钻井液失水,保持合适的切力,严防沉砂卡钻。
2.2.3沙河街组的防塌技术措施
A:提高钻井液的抑制防塌和封堵防塌能力,选用胺基聚醇和聚合物配合,不仅具有良好的抑制能力,同时也具有较好的防塌效果,配合SMP-Ⅱ及磺化沥青等防塌剂,提高钻井液的封堵防塌能力。遇易塌地层保持适度的泥浆密度,在有破碎带地层提高钻井液粘度至60s以上,避免紊流钻井液对井壁的冲刷。做到钻一段地层封固一段地层,保证所钻井眼的井壁稳定。
B:控制较低的HTHP失水,尽量减少钻井液滤液进入地层,同时控制薄而韧的高温高压下的泥饼,提高钻井液的防塌造壁能力。在砂岩中钻进时可采用紊流流型钻井液粘度55-60s,若出现泥岩则应提高钻井液粘度,并减少紊流对井壁的冲刷,保持井壁稳定,降低井径扩大率。
C:严格控制密度,在钻进及钻井作业过程中不要波动太大,以免引起液柱波动造成井壁失稳。
2.3润滑防卡技术措施
2.3.1保证钻井液体系的强抑制性,防止泥页岩因水化膨胀而发生粘卡。润滑材料采用无水多元醇和原油,在钻进中及时补充以降低钻具摩阻;
2.3.2使钻井液具有合理的流型,提高钻井液的携岩洗井能力,降低井筒内的岩屑浓度,能有效地降低钻具摩阻。
2.3.3勤搞短起下,破坏岩屑床的形成。
2.3.4严格控制API和HTHP失水,改善泥饼质量。
2.3.5搞好固相控制,控制适当的泥浆密度,在水平段施工中振动筛使用150目筛布,间断使用使用离心机及时清除劣质固相。
三、施工效果
通过优化工程及钻井液技术措施,满足了该井的施工要求,克服了地质条件复杂带来的不利影响,钻井过程顺利,摩阻低,砂样代表性好,无坍塌,井眼稳定。本井起下钻都非常顺利,未出现阻卡、划眼现象,下至井底开泵畅通,,完井电测及下套管均一次成功。
四、结论与体会
1.通过优化定向技术措施,实钻定向井段狗腿度仅为6.56度/100米,水平段狗腿度仅为7.69度/100米,井径扩大率仅为1.1%,为油层套管的下入打下了良好地基础。
2.通过短程起下钻,清除岩屑床带来的危害,保证了井眼的畅通。有机胺(铝胺基)封堵防塌钻井液的使用,有效提高钻井液抑制性和封堵性,解决了破碎带井壁稳定问题。
3.通过使用倒装钻具,和提高钻井液的润滑能力降低钻具摩阻,解决了水平段长带来的拖压问题。
4.通过实施本井钻井技术,大大提高了钻井速度,井眼质量好,钻进、起下钻正常顺利、下套管全部一次成功及固井顺利,固井质量优良。为以后同类型井的施工积累了丰富的经验。
关键词:非常规 长裸眼 水平井 铝胺基聚合物防塌钻井液
一、引言
1.工程简况
樊116-1HF井井构造位置位于济阳坳陷东营凹陷博兴洼陷北部樊116-20块,该井2263.59m开始定向,垂深2814.10m,水平位移1405.45m,最大井斜角92.2°,水平段长918.08m。
2.技术难点
2.1地质方面技术难点
2.1.1馆陶组地层水敏性强,易缩径,易泥糊井眼。
2.1.2裸眼段长,造斜点深,地层复杂。施工中轨道调整频繁,滑动钻进所占比例大,要求钻井液具有更好的润滑防卡性能解决脱压和防卡问题。
2.1.3沙河街组地层容易坍塌掉块,根据樊116块区地质提供油层原始压力系数1.34,邻井完钻密度1.20g/cm3,借鉴樊154区块非常规井实钻钻井液密度,根据高压低渗储层裸眼段越长、后效越严重的压力特性,以及钻遇断层破碎带井壁稳定性,确定二开完钻密度为1.35g/cm3。
2.1.4进入水平段,一旦钻遇泥岩,极易发生垮塌现象,从而造成起下钻遇阻遇卡,甚至卡钻等危害。
2.2工程方面
2.2.1为保证油层套管的顺利下入,对井深轨迹要求高,要求狗腿度小于20度/100米,水平段不超过10度/100米,井身轨迹控制难度大。
2.2.2要求井径扩大率不超过5%,施工难度大。
2.2.3随着水平段的延长,钻具摩阻逐步增大,钻进中“拖压”现象严重,钻压传递困难。
2.2.4长裸眼水平段钻具躺在下井壁,钻具与井壁的接触面积大,致使钻井施工过程中摩阻升高、扭矩增大;管柱的摩阻摩扭会给施工带来较大困难。
2.3钻井液方面
地质条件复杂、钻井工艺复杂对钻井液体系提出了很高的技术要求。需要钻井液具有超强的抑制性;优良的钻井液性能及稳定性;良好的携岩洗井能力;润滑防卡;预防坍塌稳定井壁;保护油气层;以及保证油层套管的顺利下入等方面都提出了很高的要求。
二、现场施工
1.工程技术措施
由于造斜点深,开始造斜时适当控制排量,确保钻压及工具面的稳定,有利于造斜率的控制。
严格控制工具的造斜率,保证井眼轨迹圆滑,以减小钻柱的摩阻和扭矩,同时消除由于起下钻而形成键槽的可能性;随时进行待钻井眼的校正设计,入靶前加密测点,确保A点的矢量中靶。
本井自垂深2600m开始采用LWD随钻地质导向系统,随钻测量自然伽马、电阻率曲线、自然电位。根据随钻测井,确定目的层顶界深度,跟踪调整井眼轨迹;采用MWD随钻监控井眼轨迹;根据实际情况采用滑动钻进和复合钻进两种方式施工,随时调整井斜方位。
LWD下钻前钻井液性能稳定,达到设计要求,净化设备运转正常;泥浆混入润滑剂,采取大排量定期清洗井眼等措施,消除岩屑床,确保井眼畅通和稳定。采取短程起下钻和提前倒装钻具,确保大斜度井段钻压的有效传递;采用柔性钻具组合通井。
2.钻井液技术
2.1钻井液体系及配方
上部:钻井液体系:聚合物防塌钻井液:(0.3-0.5)%PAM+(0.5-1)%NaOH+(0.5-1)%NPAN+(1-2)%KFT+(0.5-1)%抗盐增粘降滤失剂
下部:铝胺基钻井液:按井浆总量+(0.5~0.7)%PAM+(2~2.5)%胶乳沥青+2%改性沥青+(2~3)%磺化酚醛树脂+(0.5~1)%SF-1+(1~1.5)%AP-1+(0.5~1)%铝基聚合物+2%乳化石蜡+1.5%磺酸盐共聚物+(2.5~3)%超钙+(6~15)%原油
2.2井壁稳定技术措施
2.2.1馆陶组地层防缩径、防泥糊井眼,具体技术措施:
大循环钻进至1200m改小循环,钻进期间不断补充清水和PAM干粉胶液,尽量使该井段钻成“开放式井眼”,为后期施工留下“防糊”的空间。
其次,使用扩大器对反复800—1300m井段进行“扩眼”,以达到预防该井段缩径的目的。
2.2.2进入东营组,增强钻井液的悬浮能力,防沉砂卡钻,采取以下技术措施:
正常情况下保持钻井液粘切45-50s,根据井下情况及时调整,逐步降低钻井液失水,保持合适的切力,严防沉砂卡钻。
2.2.3沙河街组的防塌技术措施
A:提高钻井液的抑制防塌和封堵防塌能力,选用胺基聚醇和聚合物配合,不仅具有良好的抑制能力,同时也具有较好的防塌效果,配合SMP-Ⅱ及磺化沥青等防塌剂,提高钻井液的封堵防塌能力。遇易塌地层保持适度的泥浆密度,在有破碎带地层提高钻井液粘度至60s以上,避免紊流钻井液对井壁的冲刷。做到钻一段地层封固一段地层,保证所钻井眼的井壁稳定。
B:控制较低的HTHP失水,尽量减少钻井液滤液进入地层,同时控制薄而韧的高温高压下的泥饼,提高钻井液的防塌造壁能力。在砂岩中钻进时可采用紊流流型钻井液粘度55-60s,若出现泥岩则应提高钻井液粘度,并减少紊流对井壁的冲刷,保持井壁稳定,降低井径扩大率。
C:严格控制密度,在钻进及钻井作业过程中不要波动太大,以免引起液柱波动造成井壁失稳。
2.3润滑防卡技术措施
2.3.1保证钻井液体系的强抑制性,防止泥页岩因水化膨胀而发生粘卡。润滑材料采用无水多元醇和原油,在钻进中及时补充以降低钻具摩阻;
2.3.2使钻井液具有合理的流型,提高钻井液的携岩洗井能力,降低井筒内的岩屑浓度,能有效地降低钻具摩阻。
2.3.3勤搞短起下,破坏岩屑床的形成。
2.3.4严格控制API和HTHP失水,改善泥饼质量。
2.3.5搞好固相控制,控制适当的泥浆密度,在水平段施工中振动筛使用150目筛布,间断使用使用离心机及时清除劣质固相。
三、施工效果
通过优化工程及钻井液技术措施,满足了该井的施工要求,克服了地质条件复杂带来的不利影响,钻井过程顺利,摩阻低,砂样代表性好,无坍塌,井眼稳定。本井起下钻都非常顺利,未出现阻卡、划眼现象,下至井底开泵畅通,,完井电测及下套管均一次成功。
四、结论与体会
1.通过优化定向技术措施,实钻定向井段狗腿度仅为6.56度/100米,水平段狗腿度仅为7.69度/100米,井径扩大率仅为1.1%,为油层套管的下入打下了良好地基础。
2.通过短程起下钻,清除岩屑床带来的危害,保证了井眼的畅通。有机胺(铝胺基)封堵防塌钻井液的使用,有效提高钻井液抑制性和封堵性,解决了破碎带井壁稳定问题。
3.通过使用倒装钻具,和提高钻井液的润滑能力降低钻具摩阻,解决了水平段长带来的拖压问题。
4.通过实施本井钻井技术,大大提高了钻井速度,井眼质量好,钻进、起下钻正常顺利、下套管全部一次成功及固井顺利,固井质量优良。为以后同类型井的施工积累了丰富的经验。