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摘要:鄂尔多斯盆地油藏属于超低渗油藏,从开始开发到现在,常规油井技术已经历20多年的逐步发展,提速空间越来越窄。本文分析华池南梁施工难点,通过钻头优选、钻具组合结构优化、聚合物钻井液配方改良和新工具的应用,解决了滑动托压严重、滑动进尺比例高、机械钻速钻速低、完钻起钻遇阻等问题,顺利完成快速施工,并形成快速钻井技术集成,为后期同类井施工提供技术支撑。
关键词:柔性短节;钻具组合;滑动托压;配方改良
1 现状与前景
1.1现状
同区块施工井速度差异大。2016年华池南梁区块完井106口,钻井速度差较大,延安目的层井最短钻井周期1.38天,最长8.25天;华池长3-长6目的层井最短钻井周期2.54天,最长10.25天;长8-长9目的层井钻井周期最短6天,最长16.67天。
1.2前景
近年以来,长庆油田公司水平井逐渐增多,但常规油井仍是长庆油田公司稳产的主要开发井型之一。2017年在华池南梁区块成立甲乙双方“一体化”试验项目-午86井区创新试验项目。因此,常规油井在未来的钻井布井中,仍有广阔的市场前景,有必要深入研究油常规井钻井技术,形成钻井技术集成,提高施工速度。
2.技术难点
2.1下部地层(延长)降斜率高。该区块进入延长后开始降斜,最高达到10度/100米,滑动调整多,二开平均机械钻速低(仅37.78米/小时)。二开后滑动进尺比例高达10%。
2.2洛河-直罗地层缩径严重,起钻遇阻严重。2016年有80口井发生不同程度的遇阻情况,损失时间856小时。
2.3注水井网已成型,溢流险情频发。2016年有5口井发生溢流,占该区块施工井的5%。施工井处于注水井网中间,部分注水井注水量大于10万方。井控险情处置难度大。
3 施工前技术准备
3.1 PDC钻头优选
针对该区块施工井所钻地层为中软地层,结合往年施工钻头经验,优选长庆钻井总公司生产的5刀翼19毫米复合片双排齿PDC钻头。
3.2 优化钻具组合
3.2.1分析原四合一钻具组合存在的不足。2016年该区块施工四合一钻具组合,该组合在洛河组及下部地层滑动粘托严重,工具面不易到位。延长组降斜率较高,个别井可达10度/百米,滑动调整较多。井眼轨迹剖面为“直-增-降”剖面,不满足甲方质量要求。
3.2.2柔性四合一钻具组合的优点。使用7LZ172螺杆替换165螺杆,可承载钻压由6-8吨上升到10-12吨。将2米短钻铤更换为3.5米柔性短节,降低组合刚性。将钻铤数量由9根减少至0-3根,使用15根加重钻杆提供钻压,进一步降低组合刚性。将210-212钢性螺旋扶正器改为208-210球型扶正器,减小钻具与井壁的接触面积,降低摩擦阻力,減少滑动拖压。钻进时通过调整钻压改变弯曲程序,调整复合增斜率。
3.3 细化常规井聚合物钻井液体系
3.3.1大泥浆量,强调絮凝、弱化防塌。在洛河-安定聚合物阶段保证泥浆量大于500方,强化絮凝,直罗-延安聚合物阶段泥浆400方,强调絮凝,弱化防塌性,PAM:ZNP-1比例1:1,粘度降至30s,适当剥落扩大井径,减缓直罗-延安遇阻。
3.3.2控制失水,保证泥饼厚度。延9转化细分散-完钻阶段减少白土加量,第一口井转化只加2-3吨白土,后续井使用老浆不加土;控制失水5ml,地面泥浆200方,粘度38-42s,降低泥饼厚度;适当加入聚合物和润滑剂提高润滑性。
3.3.3工程措施扩大井眼直径。每个单根打完后划眼一遍,钻穿安定后短起至洛河顶部,扩大216mm井眼平均井径6mm;
3.4完善井控系列技术措施
3.4.1计算各井区地层压力。根据甲方工程设计及以往施工井密度,得出南梁各井区目的层平均地层压力,及时进行提前加重。
3.4.2完善停注泄压、快速压井措施。二开后对邻近注水井申请停注泄压。现场储备不少于60吨吨袋包装的加重物资,并配套起吊机具,便于快速加料。一旦发生溢流,能在2小时内配好60-80方加重钻井液,满足压井需求。对邻井发生过溢流的高风险井,申请安装使用旋转防喷器进行控压钻井,安全快速完成施工。
4 应用效果
4.1滑动比例明显下降,机械钻速大幅提高。
洛河组滑动钻时由10-15分钟下降到1-2分钟,下部地层(延长)复合降斜率由8-10度/百米下降到2-3度/百米,滑动钻时由10-12分钟下降到3-4分钟,滑动托压现象大幅减少。滑动钻进进尺比例由10%~12%下降到3%~5%,具体对比见参与首批试验的30652队全年施工的18口井为例,见下表:
从上表可以看出,在二开后段长增加182米的情况下,柔性四合一钻具比常规四合一钻具滑动进尺减少79.8米,滑动进尺比例降低5.77%。
4.2完井起钻遇阻大幅减少。通过强化钻井液处理过程中的强絮凝、弱防塌、控失水、保泥饼技术,配合扩划眼+短起下钻工程措施,较好地解决了高渗地层厚泥饼起钻遇阻问题,也促进了滑动托压现象的减轻。全年起钻遇阻11口井,损失时间由2016年的80口井856小时缩短到380小时。
4.3超前注水区块溢流频发趋势得到遏制。全年申请停注泄压80次,共发生油气侵及溢流共6口井,发生率4%,并形成了一套快速压井处置方法。
5 结论与建议
(1)柔性四合一钻具组合能够有效减少滑动进尺比例,减少滑动托压,提高滑动效率,提高复合钻进和滑动钻进机械钻速,可向油常规井项目全面推广。
(2)强絮凝、弱防塌、控失水、保泥饼技术,配合扩划眼+短起下钻工程措施,有利于地解决高渗地层厚泥饼起钻遇阻问题。
(3)提前加重配合停注泄压、快速压井技术措施,能够满足超前注水区块压井需求。
作者简介:
谢渭锋(1982-)男,汉族,陕西渭南人,钻井工程师,主要从事钻井技术管理工作。
关键词:柔性短节;钻具组合;滑动托压;配方改良
1 现状与前景
1.1现状
同区块施工井速度差异大。2016年华池南梁区块完井106口,钻井速度差较大,延安目的层井最短钻井周期1.38天,最长8.25天;华池长3-长6目的层井最短钻井周期2.54天,最长10.25天;长8-长9目的层井钻井周期最短6天,最长16.67天。
1.2前景
近年以来,长庆油田公司水平井逐渐增多,但常规油井仍是长庆油田公司稳产的主要开发井型之一。2017年在华池南梁区块成立甲乙双方“一体化”试验项目-午86井区创新试验项目。因此,常规油井在未来的钻井布井中,仍有广阔的市场前景,有必要深入研究油常规井钻井技术,形成钻井技术集成,提高施工速度。
2.技术难点
2.1下部地层(延长)降斜率高。该区块进入延长后开始降斜,最高达到10度/100米,滑动调整多,二开平均机械钻速低(仅37.78米/小时)。二开后滑动进尺比例高达10%。
2.2洛河-直罗地层缩径严重,起钻遇阻严重。2016年有80口井发生不同程度的遇阻情况,损失时间856小时。
2.3注水井网已成型,溢流险情频发。2016年有5口井发生溢流,占该区块施工井的5%。施工井处于注水井网中间,部分注水井注水量大于10万方。井控险情处置难度大。
3 施工前技术准备
3.1 PDC钻头优选
针对该区块施工井所钻地层为中软地层,结合往年施工钻头经验,优选长庆钻井总公司生产的5刀翼19毫米复合片双排齿PDC钻头。
3.2 优化钻具组合
3.2.1分析原四合一钻具组合存在的不足。2016年该区块施工四合一钻具组合,该组合在洛河组及下部地层滑动粘托严重,工具面不易到位。延长组降斜率较高,个别井可达10度/百米,滑动调整较多。井眼轨迹剖面为“直-增-降”剖面,不满足甲方质量要求。
3.2.2柔性四合一钻具组合的优点。使用7LZ172螺杆替换165螺杆,可承载钻压由6-8吨上升到10-12吨。将2米短钻铤更换为3.5米柔性短节,降低组合刚性。将钻铤数量由9根减少至0-3根,使用15根加重钻杆提供钻压,进一步降低组合刚性。将210-212钢性螺旋扶正器改为208-210球型扶正器,减小钻具与井壁的接触面积,降低摩擦阻力,減少滑动拖压。钻进时通过调整钻压改变弯曲程序,调整复合增斜率。
3.3 细化常规井聚合物钻井液体系
3.3.1大泥浆量,强调絮凝、弱化防塌。在洛河-安定聚合物阶段保证泥浆量大于500方,强化絮凝,直罗-延安聚合物阶段泥浆400方,强调絮凝,弱化防塌性,PAM:ZNP-1比例1:1,粘度降至30s,适当剥落扩大井径,减缓直罗-延安遇阻。
3.3.2控制失水,保证泥饼厚度。延9转化细分散-完钻阶段减少白土加量,第一口井转化只加2-3吨白土,后续井使用老浆不加土;控制失水5ml,地面泥浆200方,粘度38-42s,降低泥饼厚度;适当加入聚合物和润滑剂提高润滑性。
3.3.3工程措施扩大井眼直径。每个单根打完后划眼一遍,钻穿安定后短起至洛河顶部,扩大216mm井眼平均井径6mm;
3.4完善井控系列技术措施
3.4.1计算各井区地层压力。根据甲方工程设计及以往施工井密度,得出南梁各井区目的层平均地层压力,及时进行提前加重。
3.4.2完善停注泄压、快速压井措施。二开后对邻近注水井申请停注泄压。现场储备不少于60吨吨袋包装的加重物资,并配套起吊机具,便于快速加料。一旦发生溢流,能在2小时内配好60-80方加重钻井液,满足压井需求。对邻井发生过溢流的高风险井,申请安装使用旋转防喷器进行控压钻井,安全快速完成施工。
4 应用效果
4.1滑动比例明显下降,机械钻速大幅提高。
洛河组滑动钻时由10-15分钟下降到1-2分钟,下部地层(延长)复合降斜率由8-10度/百米下降到2-3度/百米,滑动钻时由10-12分钟下降到3-4分钟,滑动托压现象大幅减少。滑动钻进进尺比例由10%~12%下降到3%~5%,具体对比见参与首批试验的30652队全年施工的18口井为例,见下表:
从上表可以看出,在二开后段长增加182米的情况下,柔性四合一钻具比常规四合一钻具滑动进尺减少79.8米,滑动进尺比例降低5.77%。
4.2完井起钻遇阻大幅减少。通过强化钻井液处理过程中的强絮凝、弱防塌、控失水、保泥饼技术,配合扩划眼+短起下钻工程措施,较好地解决了高渗地层厚泥饼起钻遇阻问题,也促进了滑动托压现象的减轻。全年起钻遇阻11口井,损失时间由2016年的80口井856小时缩短到380小时。
4.3超前注水区块溢流频发趋势得到遏制。全年申请停注泄压80次,共发生油气侵及溢流共6口井,发生率4%,并形成了一套快速压井处置方法。
5 结论与建议
(1)柔性四合一钻具组合能够有效减少滑动进尺比例,减少滑动托压,提高滑动效率,提高复合钻进和滑动钻进机械钻速,可向油常规井项目全面推广。
(2)强絮凝、弱防塌、控失水、保泥饼技术,配合扩划眼+短起下钻工程措施,有利于地解决高渗地层厚泥饼起钻遇阻问题。
(3)提前加重配合停注泄压、快速压井技术措施,能够满足超前注水区块压井需求。
作者简介:
谢渭锋(1982-)男,汉族,陕西渭南人,钻井工程师,主要从事钻井技术管理工作。