论文部分内容阅读
摘 要:本文结合小井眼钻井技术的基本含义、适用环境和作业特点等基本情况的分析,着重结合具体的应用油井,对合理配套二开设备、优化井身结构、优选钻头和钻具、选择合理的钻井模式、合理配套钻井液等小井眼钻井的具体技术应用措施进行了探究。
关键词:小井眼钻井;适用环境;作业特点
小井眼钻井技术具有钻井成本较低、开发效益较好的特点,在當前石油企业降本增效的背景下,应用小井眼钻井技术具有较强的应用优势。因此,通过对小井眼钻井技术的基本情况分析,以及对主要应用技术措施的研究,有利于提升对小井眼钻井技术的认识,更好地应用小井眼钻井技术进行油气资源开发。
1 小井眼钻井技术基本情况
小井眼钻井技术就是利用尺寸较小的钻头进行井径较小的油井钻进,并配套随钻监测、井涌早期预警等措施,对规模较小的区块进行钻井开发的应用技术。在开发时间较长的油田中,小井眼钻井技术是低成本开发的首要选择。小井眼与常规钻井技术的应用优势如表1所示。
小井眼钻井技术应用首先必须合理设计井身轨迹,特别是需要在老油井套管进行开窗侧钻的油井和水平井而言,需要提前设计和预测钻进的轨迹和形状,统筹开窗部位、造斜率、井段长度、井眼规格等参数进行设计。其次是要进行开窗试钻并辅助进行修窗处理,提前检查钻井仪器,确保螺旋和有线仪器一次性下入井底,在开窗套管初铣中,要尽量采用低压和低转速进行钻进,并借助强力磁铁等进行铁屑吸附,通过多次测试确保窗口无异常,修窗合格后进行试钻,在钻进顺利的情况下再进行钻进。要注重确保钻井液润滑性能达标,满足小井眼钻井造斜率高、井斜角大的问题,同时钻井液必须具备较高的粘度,实现良好的润滑和携砂。
相比常规钻井技术,小井眼钻井技术应用中需要着重克服以下因素:空间因素,小井眼钻井井筒空间有限,加大了环空压力,增加了井漏概率;泵压因素,钻井泵压相对较高,长期持续性运转对钻井设备提出了更高要求;循环排量问题,受井筒排量限制,钻井中泥沙循环返排和排沙工作较为困难;随钻监测要求高,需要加强预测和绘制井眼轨迹,通过实时监测、反复测量,确保控制钻进误差;钻井液因素,对粘度等指标要求较高,且要防止井下落物引发复杂事故。
2 小井眼钻井应用技术措施
2.1合理配套二开设备
二开钻井是小井眼钻井的关键井段,可选择ZJ30L 型钻机,通过机械一体化驱动、液力传动、链条并车,配套柴油机和偶合正车减速箱组成动力机组提供作业动力,利用万向轴驱动泥浆泵和绞车,将钻台设置为高度6m、井台工具齐全、在后台底座设置绞车,通过低位安装、整体起升的方式进行井架安装,并配套网电钻机进行应用。
2.2优化井身结构
针对具体区块,比如裸眼井段存在压力层系较多、相互间压力差异较大的地层,要通过合理的井身结构设计减少复杂情况的发生。在钻井井控安全的基础上,可利用φ339.7mm 表层套管进行应用优化,利用φ311.2mm钻头与φ244.5mm 的技术套管进行钻进,达到一定深度可根据实际需要进行钻具的参数调整。要注意需要确保下深要对目的储层上部的断层以上进行封堵。在三开钻井后,要将钻具尺寸适当加大、技术套管规格适当降低,三开井眼和技术套管也相应调。
2.3优选钻头和钻具
小井眼钻井中,定向钻进是必不可少的步骤,可采用Ф165. 1mm型的三牙轮钻头进行钻进,在钻至增斜段后期和稳斜段后,改用PDC钻头,通过一次穿越多个压力层析实现钻速提升的目的。比如,165. 1mm 专用PDC 钻头相比常规钻头,具有低钻压驱动下的高转速钻进,能够实现软到中等硬度地层的钻进,在2000m以内的油井可以实现一次性完钻。对浅层地层可采用牙轮钻头钻进,特别是低抗压力和高可钻性软地层的钻进。可采用Ф130mm 型大扭矩动力钻具,实现扭矩和动力钻具强度大幅增加的目的。研制配套钻铤、单弯螺杆钻具等配合的各尺寸扶正器。利用Ф101.6mm钻杆降低内耗,泵压相同时将压降提高90%以上。
2.4选择合理的钻井模式和钻井液
直井段利用双驱动PDC钻头复合钻井技术。在定向段和稳斜段,通过“四合一”钻具进行一次性完钻,比如以下钻具组合:φ165. 1mm的PDC钻头+φ130mm 的单弯动力钻具× 1. 25° φ143mm 的扶正器+φ120mm 的无磁钻铤+ MWD 短节+φ88. 9mm的加重钻杆×24 根+φ101.6mm 钻杆。在钻井液选择上,不同井段要求不同,一开钻进配套预水化膨润土浆+ 清水+ 0. 5% Na2CO3 +0. 1% HV - CMC的钻井液,注意完钻前根据实际需要添加增粘剂,确保黏度超过40s,随后进行大排量的洗井和循环起钻,实现表层套管的顺利下入和固井时水泥的顺利返排;二开井段在前述钻井液基础上添加0.3%-0.5%的PAM 和 0.5% 的铵盐,根据需要添加重晶石、防塌剂、降失水剂等,根据实际需要保持固相含量稳定、聚合物充足,增强抑制性确保上部的井眼扩大率达标,杜绝糊井眼、起下钻困难等问题,必要时采用双路循环钻进和小循环钻进;斜井段要增强钻井液的润滑性和防塌性,应用沥青质类封堵剂进行地层封堵,保持原油含量在8%-10%范围内,具体是在上部钻井液基础上添加加重剂、0. 5% 的NaOH + 0. 3%-0.5% 的PAM + 0. 5% 额铵盐等,注意增强钻井液流变性,防止井眼过分扩大;三开井段主要是加强钻井液的温度和密度控制。
3 结论
综上所述,小井眼钻井技术因为成本低、实用性强的特点,在当前油田降本增效的背景下应用优势明显,通过对其影响因素和典型区块钻井技术应用措施的探究,有利于提升对该技术的认识,更好地借助技术进行油气资源开发。
参考文献:
[1]赵荣,谢立志,高学胡.小井眼钻井施工技术分析[J].长江大学学报(自然科学版),2011(07).
[2]谭世武,秦本良,吴强.小井眼钻井井控技术[J].石油技术工业监督,2011(03).
关键词:小井眼钻井;适用环境;作业特点
小井眼钻井技术具有钻井成本较低、开发效益较好的特点,在當前石油企业降本增效的背景下,应用小井眼钻井技术具有较强的应用优势。因此,通过对小井眼钻井技术的基本情况分析,以及对主要应用技术措施的研究,有利于提升对小井眼钻井技术的认识,更好地应用小井眼钻井技术进行油气资源开发。
1 小井眼钻井技术基本情况
小井眼钻井技术就是利用尺寸较小的钻头进行井径较小的油井钻进,并配套随钻监测、井涌早期预警等措施,对规模较小的区块进行钻井开发的应用技术。在开发时间较长的油田中,小井眼钻井技术是低成本开发的首要选择。小井眼与常规钻井技术的应用优势如表1所示。
小井眼钻井技术应用首先必须合理设计井身轨迹,特别是需要在老油井套管进行开窗侧钻的油井和水平井而言,需要提前设计和预测钻进的轨迹和形状,统筹开窗部位、造斜率、井段长度、井眼规格等参数进行设计。其次是要进行开窗试钻并辅助进行修窗处理,提前检查钻井仪器,确保螺旋和有线仪器一次性下入井底,在开窗套管初铣中,要尽量采用低压和低转速进行钻进,并借助强力磁铁等进行铁屑吸附,通过多次测试确保窗口无异常,修窗合格后进行试钻,在钻进顺利的情况下再进行钻进。要注重确保钻井液润滑性能达标,满足小井眼钻井造斜率高、井斜角大的问题,同时钻井液必须具备较高的粘度,实现良好的润滑和携砂。
相比常规钻井技术,小井眼钻井技术应用中需要着重克服以下因素:空间因素,小井眼钻井井筒空间有限,加大了环空压力,增加了井漏概率;泵压因素,钻井泵压相对较高,长期持续性运转对钻井设备提出了更高要求;循环排量问题,受井筒排量限制,钻井中泥沙循环返排和排沙工作较为困难;随钻监测要求高,需要加强预测和绘制井眼轨迹,通过实时监测、反复测量,确保控制钻进误差;钻井液因素,对粘度等指标要求较高,且要防止井下落物引发复杂事故。
2 小井眼钻井应用技术措施
2.1合理配套二开设备
二开钻井是小井眼钻井的关键井段,可选择ZJ30L 型钻机,通过机械一体化驱动、液力传动、链条并车,配套柴油机和偶合正车减速箱组成动力机组提供作业动力,利用万向轴驱动泥浆泵和绞车,将钻台设置为高度6m、井台工具齐全、在后台底座设置绞车,通过低位安装、整体起升的方式进行井架安装,并配套网电钻机进行应用。
2.2优化井身结构
针对具体区块,比如裸眼井段存在压力层系较多、相互间压力差异较大的地层,要通过合理的井身结构设计减少复杂情况的发生。在钻井井控安全的基础上,可利用φ339.7mm 表层套管进行应用优化,利用φ311.2mm钻头与φ244.5mm 的技术套管进行钻进,达到一定深度可根据实际需要进行钻具的参数调整。要注意需要确保下深要对目的储层上部的断层以上进行封堵。在三开钻井后,要将钻具尺寸适当加大、技术套管规格适当降低,三开井眼和技术套管也相应调。
2.3优选钻头和钻具
小井眼钻井中,定向钻进是必不可少的步骤,可采用Ф165. 1mm型的三牙轮钻头进行钻进,在钻至增斜段后期和稳斜段后,改用PDC钻头,通过一次穿越多个压力层析实现钻速提升的目的。比如,165. 1mm 专用PDC 钻头相比常规钻头,具有低钻压驱动下的高转速钻进,能够实现软到中等硬度地层的钻进,在2000m以内的油井可以实现一次性完钻。对浅层地层可采用牙轮钻头钻进,特别是低抗压力和高可钻性软地层的钻进。可采用Ф130mm 型大扭矩动力钻具,实现扭矩和动力钻具强度大幅增加的目的。研制配套钻铤、单弯螺杆钻具等配合的各尺寸扶正器。利用Ф101.6mm钻杆降低内耗,泵压相同时将压降提高90%以上。
2.4选择合理的钻井模式和钻井液
直井段利用双驱动PDC钻头复合钻井技术。在定向段和稳斜段,通过“四合一”钻具进行一次性完钻,比如以下钻具组合:φ165. 1mm的PDC钻头+φ130mm 的单弯动力钻具× 1. 25° φ143mm 的扶正器+φ120mm 的无磁钻铤+ MWD 短节+φ88. 9mm的加重钻杆×24 根+φ101.6mm 钻杆。在钻井液选择上,不同井段要求不同,一开钻进配套预水化膨润土浆+ 清水+ 0. 5% Na2CO3 +0. 1% HV - CMC的钻井液,注意完钻前根据实际需要添加增粘剂,确保黏度超过40s,随后进行大排量的洗井和循环起钻,实现表层套管的顺利下入和固井时水泥的顺利返排;二开井段在前述钻井液基础上添加0.3%-0.5%的PAM 和 0.5% 的铵盐,根据需要添加重晶石、防塌剂、降失水剂等,根据实际需要保持固相含量稳定、聚合物充足,增强抑制性确保上部的井眼扩大率达标,杜绝糊井眼、起下钻困难等问题,必要时采用双路循环钻进和小循环钻进;斜井段要增强钻井液的润滑性和防塌性,应用沥青质类封堵剂进行地层封堵,保持原油含量在8%-10%范围内,具体是在上部钻井液基础上添加加重剂、0. 5% 的NaOH + 0. 3%-0.5% 的PAM + 0. 5% 额铵盐等,注意增强钻井液流变性,防止井眼过分扩大;三开井段主要是加强钻井液的温度和密度控制。
3 结论
综上所述,小井眼钻井技术因为成本低、实用性强的特点,在当前油田降本增效的背景下应用优势明显,通过对其影响因素和典型区块钻井技术应用措施的探究,有利于提升对该技术的认识,更好地借助技术进行油气资源开发。
参考文献:
[1]赵荣,谢立志,高学胡.小井眼钻井施工技术分析[J].长江大学学报(自然科学版),2011(07).
[2]谭世武,秦本良,吴强.小井眼钻井井控技术[J].石油技术工业监督,2011(03).