超深水平井

摘要： 在超深水平井中,当井眼曲率过大时,套管下入到弯曲井段会由于弯曲应力过高而无法下入或发生受损甚至破坏。针对超深水平井套管下入难题,开展了套管下入极限井眼曲率分析及套管安全性评价。在几何法、解析法的基础上结合有限元法,建立了考虑套管弯曲及带刚性井下工具的套管下入极限井眼曲率模型,研究了弯曲应力对套管强度的影响,并建立了弯曲井段套管压裂时受力分析有限元模型。现场应用结果表明:随着井眼扩大率的增大,极限井眼曲率逐渐增大;随着工具长度的增大,极限井眼曲率逐渐降低;弯曲应力对套管强度有一定影响,高钢级套管抗内压和抗外挤强度受井眼曲率影响较小;利用有限元方法计算了压裂过程中套管应力及安全系数,当井眼曲率及井筒内压较高的情况下,P110套管的安全系数低于1.5,而TP140V套管的安全系数高于1.5。提出的研究计算方法可为超深水平井套管选型及套管优化设计提供依据。

摘要： 为解决顺北油气田断裂带超深水平井钻井过程中的漏失、坍塌、气侵和随钻测量仪器抗温能力低等问题,从而提高钻井速度、缩短钻井周期,利用井震联合识别技术与修正的三压力剖面,优选了井口位置、确定了必封点,将井身结构优化为四级井身结构;基于裂缝性质分析与室内试验,优选了防漏堵漏浆和封堵防塌体系的配方,保障了长裸眼井段井壁的稳定;垂直钻井系统与大扭矩螺杆配合解决深部地层岩石强度高与易井斜的问题,实现了防斜打快;设计在低温井段造斜、在高温井段稳斜的井身剖面,采用微增斜钻具组合、采取针对性技术措施,解决了随钻测量仪器抗温能力低的问题;利用低密度钻井液+简易控压钻井技术解决了储层气侵、井涌和井漏的问题。通过技术研究和制定针对性技术措施,形成了适用于顺北油气田断裂带超深水平井的优快钻井技术。该技术在顺北油气田断裂带6口超深水平井进行了应用,钻井过程中漏失、坍塌、气侵和随钻测量仪器抗温能力低等问题都基本得到解决,与未应用该技术的邻井相比,平均机械钻速提高了116.2%,平均钻井周期缩短了41.2%。研究和现场应用结果表明,超深井水平井优快钻井技术可以解决顺北油气田断裂带超深水平井钻井过程中存在的问题,提高钻井速度、缩短钻井周期,为顺北油气田勘探开发提供技术支持。

摘要： 顺北油气田储层埋藏深、井底温度和压力高,导致MWD仪器故障率高,超深高温水平井下部高温井段有时无MWD仪器可用,井眼轨迹控制难度较大。为了降低该油气田超深高温水平井轨迹控制难度并提高钻井效率,对水平井井眼轨道设计与井眼轨迹控制进行一体化规划,将顺北油气田超深高温水平井井眼轨道设计成造斜率“前高后低”的多圆弧轨道,优化钻具组合和钻进参数;对于下部无MWD仪器可用的高温井段,采用单弯单稳定器螺杆钻具组合进行复合钻进,以控制井眼轨迹。研究和应用结果表明,采用单弯单稳定器螺杆钻具组合进行复合钻进,根据复合钻进井斜角变化率预测结果优化钻具组合和钻进参数,可以解决顺北油气田超深高温水平井下部高温井段无法应用MWD控制井眼轨迹的问题,降低井眼轨迹控制难度,提高钻井效率。

摘要： 川西气田彭州海相区域天然气资源储量丰富,但受制于储层埋藏深、地层可钻性差、裂缝孔隙发育等原因,钻井施工过程中复杂故障多、施工周期长。针对此现象,文章在区域工程地质特征及钻井技术难点分析的基础上,从预弯曲防斜打直技术、PDC钻头耐磨锥齿优化技术、基于机械比能的参数强化技术、减摩提速工具优选、岩溶地层防塌钻井液体系等方面开展研究攻关,形成了海相超深水平井钻井提速关键技术,相关技术在PZ3-5D等3口超深水平井进行了集成应用,对比区域内前期直井的施工情况,在施工难度大幅度增加的情况下,机械钻速提高了102.76%,钻井周期缩短了25.87%,取得良好应用效果,为川西气田海相超深水平井钻井施工积累了宝贵的经验。

摘要： 随着勘探开发的不断深入,常规埋深油藏越来越少,超深水 平井技术和配套工艺的成熟,给区块埋深深的油藏带来了广阔的应用 前景。基于此,文章结塔里木盆地哈拉哈唐油田跃满区块超深水平井 钻井技术进行研究,希望对相关工程提供一定借鉴作用。

摘要： 随着油气田的开发逐步走向深层,在深井小井眼井段的钻完井作业中随钻扩眼技术逐步在海洋钻完井作业中发挥了重要作用,随钻扩眼技术的应用能增大小井眼固井水泥环厚度和环空间隙,减少固井过程中的循环压耗,降低漏失风险,减少钻完井事故的发生.但该井水平段储层的非均质性较强,扩眼作业风险高,存在较大技术难度.文章介绍了扩眼过程中的钻具震动控制,总结了水平井随钻扩眼技术在作业过程中的重难点,并针对性地提出了具体措施.

摘要： 为了实现中石化川西气田钻井工程整体提速提效的目的,以前期已完钻的四川盆地川西气田彭州海相区块的9口井为研究对象,主要分析了超深水平井随钻轨迹控制技术的影响因素.研究结果表明:①川西海相三叠系雷口坡组碳酸盐岩气藏平均埋深超过了6000 m、岩石致密、可钻性差,三叠系小塘子组地层异常高压,多套压力系统同存,安全窗口较窄,井漏问题突出,部分"喷漏同存"地层采用简化钻具组合施工,又增加了轨迹控制难度;②二开造斜点深,裸眼段长达3000 m左右,摩阻扭矩大,对钻具抗拉、抗扭强度及钻井液性能要求高,且因施工周期长,钻井液长时间浸泡后易发生井壁失稳,增加了施工风险;③三开储层雷口坡组局部区域破碎严重,井壁易垮塌,井下状况复杂,同时旋转导向工具抗温性、抗震性不足,故障率高,轨迹控制难度大.结论认为,所形成的川西气田超深水平井轨迹控制技术有助于该区实现钻井提速提效的目标.

摘要： 为了实现中石化川西气田钻井工程整体提速提效的目的,以前期已完钻的四川盆地川西气田彭州海相区块的9口井为研究对象,主要分析了超深水平井随钻轨迹控制技术的影响因素。研究结果表明:①川西海相三叠系雷口坡组碳酸盐岩气藏平均埋深超过了6000 m、岩石致密、可钻性差,三叠系小塘子组地层异常高压,多套压力系统同存,安全窗口较窄,井漏问题突出,部分“喷漏同存”地层采用简化钻具组合施工,又增加了轨迹控制难度;②二开造斜点深,裸眼段长达3000 m左右,摩阻扭矩大,对钻具抗拉、抗扭强度及钻井液性能要求高,且因施工周期长,钻井液长时间浸泡后易发生井壁失稳,增加了施工风险;③三开储层雷口坡组局部区域破碎严重,井壁易垮塌,井下状况复杂,同时旋转导向工具抗温性、抗震性不足,故障率高,轨迹控制难度大。结论认为,所形成的川西气田超深水平井轨迹控制技术有助于该区实现钻井提速提效的目标。

摘要： 超深井钻井过程中钻具失效事故频繁发生,钻柱动力学特性研究对增加钻具安全性具有重要作用.考虑真实井眼轨迹、钻头与地层相互作用、钻柱与井壁接触及钻井液黏滞作用等因素的影响,建立了全井钻柱动力学特性仿真模型,模拟了不同钻压及转速下钻柱不同截面轴向力、扭矩、位移及等效应力等随时间的变化,采用第四强度理论计算了井口钻具的安全系数,校核了超深水平井钻具强度.分析结果表明,井口轴向力和等效应力表现为低频变化,MWD处等效应力和加速度表现为高频振动且其横向振动比轴向振动更加剧烈;在钻压和转速较小的情况下,钻压和转速对井口轴向载荷、井口扭矩、井口等效应力及井口安全系数影响不大;MWD处等效应力随钻压的增加而增大,其横向加速度随转速的增加幅值显著增大;对于井深超过8 000 m、井眼尺寸Φ120.65 mm及Φ114.3 mm的G105钻杆,动力学分析得到的井口安全系数大部分时间内在1.2附近波动,钻具总体是安全的.

摘要： 塔中碳酸盐岩储层埋藏深、温度高、裂缝溶洞发育、高含H2S、溢漏同层,钻井设计及施工作业难度大、风险高.本文以塔中862H井为例,系统地介绍了塔里木油田碳酸盐岩超深水平井在钻井工程设计及施工过程中面临的难点,以及针对不同难点采用的解决办法.针对二叠系火成岩可钻性差、机械钻速慢的问题,研究采用了旋冲钻具+抗冲击PDC钻头,提高了钻头对硬地层的破岩效力.针对长水平段滑动钻进严重托压和目的层安全密度窗口窄的问题,采用水力振荡器和精细控压钻井技术.塔中862H井是目前中国陆上最深的水平井,仅用时157.42天完钻,是塔里木油田碳酸盐岩超深水平井钻井技术的一个突破,为塔中碳酸盐岩油藏高效勘探开发奠定了基础,也为类似区块的钻井施工提供了技术参考.

摘要： 川东北元坝地区天然气资源丰富,开发潜力巨大,但该地区超深水平井的施工面临很多技术难题,该地区初期的钻井作业主要依靠国外公司.为了降低元坝地区勘探开发成本,实现元坝地区超深水平井作业的自主化,在国外公司进行作业的同时,中石化西南工程公司紧密跟踪学习,不断提高自己的超深水平井钻井技术水平,最终形成了一套元坝地区超深水平井钻井技术.该技术在元坝地区多口井应用后十分成功,标志着元坝地区的超深水平井作业摆脱了以往只能依靠国外公司进行的制约,有力推进了元坝气田的勘探开发进程,具有很大的推广应用价值.

摘要： 元坝长兴组气藏超深、高温、高压、高含硫,储层非均质性强,气水关系复杂,完井安全性与经济性矛盾突出,其水平井完井方式应比常规气井更具较宽的适应性,以满足气井整个寿命周期的各种作业、生产及经济要求.本文在室内实验、模拟计算、现场试验基础上,通过完井方式对地质特征、地质力学特征、产能、气水关系、工程工艺风险、技术经济适应性评价,形成了元坝超深水平井完井方式优选方法和方案.研究表明,Ⅰ-Ⅱ类较多的礁相储层采用衬管完井,多级暂堵交替注入酸化投产;对于Ⅰ-Ⅱ类较少的叠合区+滩相储层采用裸眼预置管柱完井,分段酸化投产.两种完井方式下的井身结构一致,可根据实钻情况及时调整,转换性好,在不同类型储层进行了现场试验,元坝103H、元坝124-侧1等试验井获得高产,实现了元坝超深水平井开发的突破.

摘要： 本文针对YB气田P2ch超深水平井水平段长、非均质性强、衬管完井无法实施机械封隔、实现均匀酸化困难的问题,在暂堵转向酸化作用机理研究的基础上,通过暂堵剂的研制和暂堵工艺的优化,形成了多级暂堵转向酸化工艺.该工艺利用可降解暂堵剂对高渗储层进行暂堵,使酸液转向,从而实现整个长水平段的均匀布酸.YB101-1H等井的现场实施表明,暂堵和酸液转向作用明显,工艺成功率100％,有效率100％,增产效果显著.

摘要： 忠平1井存在泥质碳酸盐岩,易发生漏、坍塌等复杂情况,为保证该地区复杂地质条件下的安全钻井,该井上部井段使用了强抑制复合盐聚合物钻井液体系,水平段采用了自主研发的CQ-SEAL纳米封堵高性能钻井液体系.现场应用表明该CQ-SEAl纳米封堵高性能钻井液体系封堵性强,润滑性良好,具有很好的流变性,性能稳定.该井顺利的完钻,为该区域超深水平井的钻探开发积累了经验.

摘要： 塔里木油田碳酸盐岩储层具有分布广、埋藏深、温度高、基质孔渗差、高含硫化氢等特点,大多数井需经过储层改造才能获得工业油气流.本文简介了塔中碳酸盐岩储层大型酸压配液用水、连续施工、连续投球三方面的技术进展,细化了施工过程中的风险点及处置措施,明确了注入控制与调整原则,分析了大规模储层改造高压、连续及夜间施工潜在风险,提出了现场几种应中止施工的情形,在沙漠腹地实现了8000m3以上的超大型酸压作业安全、连续施工,为超深碳酸盐岩储层的高效提产提供了有力保障.

摘要： 元坝气田长兴组气藏储量巨大,主力储层埋深接近7000m,面临地层压力系统复杂、陆相深部地层机械钻速低、超深小井眼钻井难度大、井段钻井液维护困难等诸多技术难题.在深入分析工程地质特征的基础上,明确了不同井区的必封点深度,优化了套管选型方案,形成海相超深井五开制井身结构方案.配套形成了直井段以气体钻井、涡轮钻井、复合钻井为主,斜井段采用螺杆滑动定向和复合钻进,配合使用抗高温低摩阻钻井液的钻井技术体系,应用于14口海相开发井,提速效果显著,能够满足元坝气田高效开发的需要.

摘要： 全球对油气资源需求不断增大,在深部复杂地层油气勘探开发活动的日益增多,超深水平井作为一种经济有效的开采手段得到越来越广泛使用,有效提高了单井产能.但是,深部碳酸盐岩地层是典型的"窄压力窗口"储层,钻探易出现的井涌、井漏及有害气体泄露,常规水平钻井技术实施困难,水平井段短.目前已知最有效地避免"窄压力窗口"的方法是采用控压钻井技术,精确监测及控制井底压力,降低溢流、漏失等事故,避免发生井控险情.因此,必须将控压钻井技术与水平井技术融合,才能最大的发挥两项技术优势,一方面利用水平井技术,沿着碳酸盐岩储层缝洞结构顶部,实现擦着"头皮"钻进,最大程度靠近储层,减少后期完井储层开采的难度;另一方面,利用控压钻井技术,精确控制负或正井底压差,最大程度发现、暴露储层,消除井底压力剧烈波动带来的恶劣影响,有效延长水平段长度,降低井控风险,顺利钻达目的井深.通过实施超深水平井控压钻井技术,从控压钻井技术与水平井技术交叉设计开始,在水平段井底压力实时监测与控制工艺技术,效果十分显著,相比使用常规水平井技术,水平井段增加超过100％.可见通过控压钻井技术与水平井技术的融合的突破性创新为深部碳酸盐地层勘探开发开创了一条崭新的道路,将会获得日益广泛的应用.

摘要： 现场水平井综合地质导向是一项公认的技术难题.本文从现场水平井随钻过程中存在的技术难点分析着手,以地质研究为基础,通过源头数据采集融合技术、近钻头岩性快速识别技术、水平井井身轨迹地质剖面预测技术、水平井井身轨迹控制技术、目的层微构造变化监测技术的研究和应用分析,提出一种有别于传统直井的水平井随钻测录一体化综合导向技术,并在川渝地区多口水平井随钻过程中得到成功应用.结果表明,该项技术能为水平井段高效导向提供有效指导,获得的目标层钻遇率达90.07％.

摘要： 现场水平井综合地质导向是一项公认的技术难题.本文从现场水平井随钻过程中存在的技术难点分析着手,以地质研究为基础,通过源头数据采集融合技术、近钻头岩性快速识别技术、水平井井身轨迹地质剖面预测技术、水平井井身轨迹控制技术、目的层微构造变化监测技术的研究和应用分析,提出一种有别于传统直井的水平井随钻测录一体化综合导向技术,并在川渝地区多口水平井随钻过程中得到成功应用.结果表明,该项技术能为水平井段高效导向提供有效指导,获得的目标层钻遇率达90.07％.

摘要： 本发明公开了一种水平井防砂完井管柱，并公开了使用水平井防砂完井管柱的水平井快速防砂完井方法，其中水平井防砂完井管柱包括留井管柱和服务管柱，留井管柱中的温感膨胀筛管具有温度感应激发或激发剂感应激发的特性，入井后仅通过循环热流体或激发剂即可实现膨胀完井，激发温感膨胀筛管可有效节省循环洗时间。较常规砾石充填防砂节省地面泵注设备和注砂工序，节省大量作业时间。

摘要： 本发明公开了一种水平井防砂完井管柱，并公开了使用水平井防砂完井管柱的水平井快速防砂完井方法，其中水平井防砂完井管柱包括留井管柱和服务管柱，留井管柱中的温感膨胀筛管具有温度感应激发或激发剂感应激发的特性，入井后仅通过循环热流体或激发剂即可实现膨胀完井，激发温感膨胀筛管可有效节省循环洗时间。较常规砾石充填防砂节省地面泵注设备和注砂工序，节省大量作业时间。

摘要： 本申请涉及油井开采技术领域，具体涉及一种超深水平井井眼的完井方法，通过预置管柱和回接管柱完成，包括以下步骤，步骤a，下入预置管柱，使钻杆将多功能丢手、钻头、回接桶、多个高抗扭油管和多个高抗扭可溶筛管送入至预设井深；步骤b，预置管柱到位后，钻杆正打压，多功能丢手与回接桶分离，以使回接桶连带多个高抗扭油管、多个高抗扭可溶筛管和钻头留在井底；步骤c，下入回接管柱，直至油管底端的密封短节与预置管柱的回接桶进行回接后停止；步骤d，回接管柱的封隔器坐封，完井。本申请解决了水平井井眼造成的模拟通井时间长、管柱下入困难、无法进行常规完井的问题。

摘要： 本发明提出了一种用于碳酸盐储层超深水平井的完井方法，包括：步骤一，在油管四通上设置双闸板防喷器；步骤二，向水平井中下入完井管柱；步骤三，在完井管柱的油管挂之上设置油管短节后，坐挂油管挂；步骤四，在所述油管短节上安装压裂管汇；步骤五，通过压裂管汇向完井管柱内泵送压力液以进行射孔，该方法中用双闸板防喷器替换了采油树，在多段射孔操作中省去了重复换井口的工序和时间，从而提高了工作效率。

摘要： 本发明公开了一种超深水平井井眼轨道设计方法，所述设计方法根据获得的地层岩石强度和地层可钻性数据，将预定造斜段处的地层按照可钻性分层，以可钻性级值低的地层的造斜率大于可钻性级值高的地层的造斜率进行逐层增斜。本发明针对超深水平井的特殊性，通过将预定造斜段处的地层按照可钻性分层，并以可钻性级值低的地层的造斜率大于可钻性级值高的地层的造斜率进行逐层增斜，从而在超深水平井的预定造斜段处形成分层的“多增‑多调”式井眼轨道优化设计，钻具根据设计的井眼轨道钻进时，能够有效减少在难钻地层的滑动钻进比例，以快速钻穿高研磨性地层、减少在破碎地层滑动进尺，安全性、高效性和精度好。

摘要： 本申请涉及一种超深水平井井眼的完井管柱，包括预置管柱和回接管柱。预置管柱包括钻杆、多功能丢手、钻头、回接桶、多个高抗扭油管和多个高抗扭可溶筛管；多个高抗扭可溶筛管沿开采方向间隔排布，相邻两个高抗扭可溶筛管之间通过一个高抗扭油管连通，位于末端的高抗扭可溶筛管还连接有一个高抗扭油管，位于末端的高抗扭油管与钻头连接，钻杆通过多功能丢手与回接桶的一端连接，回接桶的另一端与位于始端的高抗扭可溶筛管。本申请解决了水平井井眼造成的模拟通井时间长、管柱下入困难、无法进行常规完井的问题。

摘要： 本实用新型公开一种超深水平井防沉屑工具，包括中空的钻杆，钻杆的一端内侧壁分别依次设置有环状的导流块、阶梯状的隔液筒，导流块与隔液筒之间还设置有过滤网，导流块、隔液筒和过滤网之间形成导液腔，导液腔上远离导流块的一端设置有排液管且排液管穿过钻杆的侧壁，隔液筒的另一端还分别依次设置有滑动板、固定板，滑动板、固定板之间设置有活塞装置，钻杆的外侧壁上还设置有排屑管，排屑管位于滑动板、固定板之间的钻杆侧壁上，钻杆的外侧壁上还设置沉屑排出装置，沉屑排出装置通过排液管与导液腔连通，沉屑排出装置通过排屑管与钻杆内部连通；该工具能有效增大钻井液流速和岩屑运移速度，有效防止沉降，且能有效地防止钻井液的回流。

摘要： 本实用新型公开了一种油气田超深水平井数据监测系统，包括车体、安装在车体底盘上的搭载底座、安装在该搭载底座上的缆盘装置、驱动装置、支撑架和安装在支撑架上的线缆导引装置；支撑架竖直设置；线缆导引装置包括支撑臂、悬臂、注入头、校直器和导向器；悬臂的一端与支撑架的顶端铰接，另一端上安装导向器、校直器和注入头；支撑臂的一端安装在所述支撑架上，另一端支撑住所述悬臂；导向器用于引导缆盘装置上的传输线缆进入校直器；校直器用于校直传输线缆；注入头用于将校直后的传输线缆送入井口内。本实用新型还公开了一种在线监测的系统，包括井下探管总成、传输线缆、电器测量间和该车载导引装置。

摘要： 本实用新型一种超深水平井井下自动清除岩屑床工具。所述工具中螺杆马达带动动力转化体内部的销轴旋转，销轴通过柱塞内壁的弧形凹槽，带动柱塞左右往复移动，从而带动柱塞左右往复移动；当柱塞向右移动时，单流阀A关闭且单流阀B打开，柱塞压缩钻井液储集室内的钻井液进入高压储液室，高压钻井液推动T型挡板向右运动并压缩弹簧，喷嘴流道打开，高压储液室内的钻井液经喷嘴向环空高速射流，冲击岩屑床；当柱塞向右达到移动极限后，转而向左移动，单流阀A打开、单流阀B关闭，钻井液储集室由流道A吸入钻井液，弹簧伸展并推动T型挡板向左移动，从而关闭喷嘴流道。柱塞不断的左右往复运动，从而高压储液室内的钻井液间歇性的经喷嘴向环空自动射流清洗水平井岩屑床。本实用新型的优点：结构简单，操作方便，射流效果明显，能有效冲击水平井段环空沉积的岩屑床，实现自动清除岩屑床的目的。

摘要： 本实用新型涉及石油勘探开发用的一种超深水平井防沉屑工具，主要由公接头、母接头、钻杆壁、阀芯、弹簧、垫圈、弹簧端盖、喷嘴、流道孔组成。所述公接头和母接头分别与工具上下两端钻杆螺纹连接；工具本体中部钻杆壁加厚，且旁通有钻井液流道；阀芯安装在钻杆壁内，弹簧端盖通过螺纹安装在钻杆壁内；弹簧端盖开有限位孔，与阀芯嵌套连接，阀芯与弹簧端盖之间安装有弹簧和垫圈；喷嘴通过螺纹安装在钻杆壁内的流道中。正常循环时，钻杆内液柱压力较高，钻井液推动阀芯压缩弹簧，钻杆壁内的流道打开，钻井液沿流道经喷嘴向环空高速射流。由喷嘴喷射出的高速钻井液可以改变喷嘴上部附近环空流场，增大钻井液流速和岩屑运移速度，结合钻杆旋转，可以显著提高岩屑的运移效率，有效防止岩屑因受自身重力和钻井液对其的拖拽力不足而沉降。本实用新型的优点：结构简单、射流效果明显，能有效提高工具上部环空岩屑运移效率，防止岩屑沉降。