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丰深1-平1井是济阳坳陷东营凹陷北部陡坡带东段丰深1砂砾岩体布置的一口深层气藏水平井,有效动用丰深1井区块致密气藏,大幅度提高单井产能。钻探目的是有效动用丰深1井区块致密气藏,大幅度提高单井产能。主要目的层为沙四下第二期砂砾岩体。由胜利黄河钻井总公司70449钻井队承担钻井工程项目。
1丰深1-平1井概况
1.1地质概况
丰深1-平1井位于东营凹陷北部陡坡带东段,民丰凹陷西北丰深1井区,目的层沙四下亚段盐下砂砾岩体2、3砂组,目的层砂砾岩段之上发育巨厚盐膏、盐岩易蠕变地层,地层压力高,易发生井下复杂及事故。同时储层段为砂砾岩,研磨性强,钻速低,钻井周期长。水平井段长,施工过程摩阻扭矩大,后期传递钻压困难。
1.2设计及实际井身结构
2钻井技术难点
丰深1-平1井主要存在以下技术难点:
1)本井为长水平段水平井,钻井施工中一定要重视安全生产,特别要做好防塌、防卡等工作,保证人身、井下和设备安全。
2)安装好井口后进行坐标复测,并对轨道设计数据进行修正。
3)二开井眼较大,携岩困难,机械钻速低
4)三开定向点深且多套压力体系存在,沙四下钻遇盐膏层,伴随盐岩溶解扩径、盐膏蠕变缩径卡钻、井喷、井漏等事故及复杂情况;钻速慢;
5)主力含油层系岩性为致密砂砾岩,岩石研磨性强、机械钻速低,钻头选择余地小;
6)下压裂工具要求造斜段造斜率≤6?/30m,水平段造斜率≤10?/100m;
7)井温高170-180?C,钻井液体系维护难,费用高,并且对随钻测量仪器、测井仪器及螺杆要求高;
8)水平位移大,摩阻扭矩大,后期传递钻压困难
9)丰深1井在沙四下欠平衡钻进时出现H2S,浓度为(30~100)ppm
10)固井难度大,主要表现在套管居中、水泥浆性能稳定等方面
11)钻井施工过程中要注意环境保护,严防环境污染。
3钻井技术措施
3.1优选钻头、钻进参数及水利参数
一开使用Φ444.5mm钻头开钻,进尺248m,纯钻进时间4.5h,平均机械钻速55.1m/h。二开使用φ311.2mm钻头开钻,井段248-2802m,进尺2554m,纯钻进时间170h,平均机械钻速15m/h。三开使用φ215.9mmPDC钻头,三开水平段长167.99m,纯钻进时间1694.2h,平均机械钻速1.23m/h。三开使用φ215.9mm钻头26只,其中PDC6只和牙轮20只。由于四开沙四下地层主要为膏泥岩互层,地层太硬,不适合PDC钻头,因此使用牙轮钻头较多。从4000m以后几乎全是用的牙轮,全是金属密封的,纯钻进时间都在50小时左右,进尺45-60m不等,因此增加了钻头消耗。三开整体机械钻速不快,平均在1.23m/h。四开使用φ149.2mmPDC钻头开钻,钻进至5196m后,由于未见砂砾岩层,甲方要求提前完钻。四开水平段长464m,纯钻进时间642.8h,平均机械钻速0.72m/h。四开使用φ149.29mmPDC钻头8只和2只牙轮。
3.2优选钻具组合
一开套管串结构:3AΦ444.5+730*630+631*410+7"DC*6根+5"DP*21根,套管顺利下至预定井深247m,口袋1m。
二开套管串结构:HAT127-Φ311+630*630+Φ203钻铤2根+Φ308扶正器+Φ203钻铤1根+631*410+Φ178无磁钻铤+10根Φ178钻铤+钻杆,套管顺利下至预定井深2801.3m,口袋0.7m。
三开钻具组合:216+172mm1.25°单弯+411*410回压凡尔+Φ127无磁承压钻杆+Φ165悬挂接头+Φ127钻杆15柱+Φ127加重钻杆30根+Φ127钻杆,钻井参数:钻压20-50KN,转速45-50RPM/LZ,排量12L/S,立压21-22MPa。
四开钻具组合:Φ149+127mm1.25°单弯+回压凡尔+坐键接头+Φ120无磁钻铤+311*ST39母+Φ101.6钻杆n柱+ST39公*410+Φ127钻杆,钻井参数:钻压40-50KN,转速45-50RPM/LZ,排量14L/S,立压18-19MPa
3.3优化钻井液性能。
1、钻进过程中用8-10%钻井液用抗高温聚合物增粘降滤失剂+5-8%钻井液用磺酸盐共聚物降滤失剂高浓度胶液维护钻井液的粘度在55s以上,并进一步提高钻井液密度至设计范围以内。
2、水平段钻进过程中,要及时了解摩阻和扭矩等数据的变化情况,润滑剂以超细石墨为主。保证钻井液具有良好的润滑性能,泥饼摩擦系数不大于0.05。
3、良好的固控设备和高的运转率是保证钻井液质量的前提,因此,必须使振动筛、除砂器、除泥器、离心机等与钻井泵同步运转,严格控制钻井液中劣质固相含量。
4、加大磺酸盐共聚物的加量,并及时补充高温保护剂,增加体系的高温稳定性。及时补充超细碳酸钙,降低钻井液滤失量和损耗量,控制API失水在设计范围内。
5、高温条件下,钻井液中土相易钝化,且消耗量大,应定期补充预水化抗盐土浆。
6、随着井深和水平段长度的增加,岩屑的运移阻力增大,容易在下井壁形成岩屑床,单纯依靠钻井液不能解决这一问题,要与工程配合,根据井下情况及时进行短程起下钻作业或分段循环,以破坏岩屑床,及时清除井内岩屑,降低井眼中的岩屑濃度。若岩屑床难以清除,可以配制重塞和稠塞,通过推塞清扫岩屑床。
4现场施工效果及分析
丰深1-平1井实际完钻井深5196m,井底井斜62.9°,垂深4562.75m,闭合位移975.96m,闭合方位197.48°,水平段长464m。直井段全角变化率达到设计要求,水平段靶点0.14m*0.22m,井眼轨迹平滑,满足下入完井管柱要求。φ114.30mm油层套管一次顺利下至井深5189.89m,且固井质量良好,这表明强化井眼轨迹控制、模拟下套管通井、下套管钳封井和调整钻井液性能等措施起到了很好的效果。完成井井口质量达到设计要求
1丰深1-平1井概况
1.1地质概况
丰深1-平1井位于东营凹陷北部陡坡带东段,民丰凹陷西北丰深1井区,目的层沙四下亚段盐下砂砾岩体2、3砂组,目的层砂砾岩段之上发育巨厚盐膏、盐岩易蠕变地层,地层压力高,易发生井下复杂及事故。同时储层段为砂砾岩,研磨性强,钻速低,钻井周期长。水平井段长,施工过程摩阻扭矩大,后期传递钻压困难。
1.2设计及实际井身结构
2钻井技术难点
丰深1-平1井主要存在以下技术难点:
1)本井为长水平段水平井,钻井施工中一定要重视安全生产,特别要做好防塌、防卡等工作,保证人身、井下和设备安全。
2)安装好井口后进行坐标复测,并对轨道设计数据进行修正。
3)二开井眼较大,携岩困难,机械钻速低
4)三开定向点深且多套压力体系存在,沙四下钻遇盐膏层,伴随盐岩溶解扩径、盐膏蠕变缩径卡钻、井喷、井漏等事故及复杂情况;钻速慢;
5)主力含油层系岩性为致密砂砾岩,岩石研磨性强、机械钻速低,钻头选择余地小;
6)下压裂工具要求造斜段造斜率≤6?/30m,水平段造斜率≤10?/100m;
7)井温高170-180?C,钻井液体系维护难,费用高,并且对随钻测量仪器、测井仪器及螺杆要求高;
8)水平位移大,摩阻扭矩大,后期传递钻压困难
9)丰深1井在沙四下欠平衡钻进时出现H2S,浓度为(30~100)ppm
10)固井难度大,主要表现在套管居中、水泥浆性能稳定等方面
11)钻井施工过程中要注意环境保护,严防环境污染。
3钻井技术措施
3.1优选钻头、钻进参数及水利参数
一开使用Φ444.5mm钻头开钻,进尺248m,纯钻进时间4.5h,平均机械钻速55.1m/h。二开使用φ311.2mm钻头开钻,井段248-2802m,进尺2554m,纯钻进时间170h,平均机械钻速15m/h。三开使用φ215.9mmPDC钻头,三开水平段长167.99m,纯钻进时间1694.2h,平均机械钻速1.23m/h。三开使用φ215.9mm钻头26只,其中PDC6只和牙轮20只。由于四开沙四下地层主要为膏泥岩互层,地层太硬,不适合PDC钻头,因此使用牙轮钻头较多。从4000m以后几乎全是用的牙轮,全是金属密封的,纯钻进时间都在50小时左右,进尺45-60m不等,因此增加了钻头消耗。三开整体机械钻速不快,平均在1.23m/h。四开使用φ149.2mmPDC钻头开钻,钻进至5196m后,由于未见砂砾岩层,甲方要求提前完钻。四开水平段长464m,纯钻进时间642.8h,平均机械钻速0.72m/h。四开使用φ149.29mmPDC钻头8只和2只牙轮。
3.2优选钻具组合
一开套管串结构:3AΦ444.5+730*630+631*410+7"DC*6根+5"DP*21根,套管顺利下至预定井深247m,口袋1m。
二开套管串结构:HAT127-Φ311+630*630+Φ203钻铤2根+Φ308扶正器+Φ203钻铤1根+631*410+Φ178无磁钻铤+10根Φ178钻铤+钻杆,套管顺利下至预定井深2801.3m,口袋0.7m。
三开钻具组合:216+172mm1.25°单弯+411*410回压凡尔+Φ127无磁承压钻杆+Φ165悬挂接头+Φ127钻杆15柱+Φ127加重钻杆30根+Φ127钻杆,钻井参数:钻压20-50KN,转速45-50RPM/LZ,排量12L/S,立压21-22MPa。
四开钻具组合:Φ149+127mm1.25°单弯+回压凡尔+坐键接头+Φ120无磁钻铤+311*ST39母+Φ101.6钻杆n柱+ST39公*410+Φ127钻杆,钻井参数:钻压40-50KN,转速45-50RPM/LZ,排量14L/S,立压18-19MPa
3.3优化钻井液性能。
1、钻进过程中用8-10%钻井液用抗高温聚合物增粘降滤失剂+5-8%钻井液用磺酸盐共聚物降滤失剂高浓度胶液维护钻井液的粘度在55s以上,并进一步提高钻井液密度至设计范围以内。
2、水平段钻进过程中,要及时了解摩阻和扭矩等数据的变化情况,润滑剂以超细石墨为主。保证钻井液具有良好的润滑性能,泥饼摩擦系数不大于0.05。
3、良好的固控设备和高的运转率是保证钻井液质量的前提,因此,必须使振动筛、除砂器、除泥器、离心机等与钻井泵同步运转,严格控制钻井液中劣质固相含量。
4、加大磺酸盐共聚物的加量,并及时补充高温保护剂,增加体系的高温稳定性。及时补充超细碳酸钙,降低钻井液滤失量和损耗量,控制API失水在设计范围内。
5、高温条件下,钻井液中土相易钝化,且消耗量大,应定期补充预水化抗盐土浆。
6、随着井深和水平段长度的增加,岩屑的运移阻力增大,容易在下井壁形成岩屑床,单纯依靠钻井液不能解决这一问题,要与工程配合,根据井下情况及时进行短程起下钻作业或分段循环,以破坏岩屑床,及时清除井内岩屑,降低井眼中的岩屑濃度。若岩屑床难以清除,可以配制重塞和稠塞,通过推塞清扫岩屑床。
4现场施工效果及分析
丰深1-平1井实际完钻井深5196m,井底井斜62.9°,垂深4562.75m,闭合位移975.96m,闭合方位197.48°,水平段长464m。直井段全角变化率达到设计要求,水平段靶点0.14m*0.22m,井眼轨迹平滑,满足下入完井管柱要求。φ114.30mm油层套管一次顺利下至井深5189.89m,且固井质量良好,这表明强化井眼轨迹控制、模拟下套管通井、下套管钳封井和调整钻井液性能等措施起到了很好的效果。完成井井口质量达到设计要求