定向随钻扩眼技术在塔河油田侧钻水平井中的应用-论文.pdf

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1、石油地质与工程2014年5月PETROLEUMGEOLOGYANDENGINEERING第28卷第3期文章编号：1673—8217(2014)03—0109一O4定向随钻扩眼技术在塔河油田侧钻水平井中的应用张晓明，崔海林，胥豪，董志辉(中国石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院，山东东营257017)摘要：针对塔河油田井身结构侧钻开孔尺寸受限、固井环空间隙小、地层压力系统复杂等难点，决定采用斜向器开窗侧钻定向随钻扩眼技术，与膨胀管和小井眼水平井钻井技术相配套结合，同时验证定向随钻扩眼技术在塔河油田深井应用的可行性。定向随钻扩眼技术可在套管尺寸不变的情况下，增加套管

2、环空间隙，扩大井眼尺寸，提高固井质量，给后续的完井和采油作业提供有利条件。关键词：塔河油田；双心钻头；定向随钻扩眼；侧钻水平井中图分类号：TE243文献标识码：A随钻扩眼技术(ReamWhileDrilling，简称二开井身结构(图1)：一开149．2mm牙轮钻头侧RWD)是采用随钻扩眼工具和常规钻头程序，在全钻至5228m，然后进行定向随钻扩眼作业，直至一面钻进的同时扩大井眼的一种钻井技术l_1]。随钻扩开设计井深5572m，下入139．7mm膨胀管至井眼工具l_2]从结构上来说可以分为两大类：一类是钻深5569m并膨胀固井，封隔巴楚组不稳定泥岩地头型的随钻扩眼

3、工具，主要包括双心钻头(单体式偏层；二开13Omm钻头钻至设计完钻井深5985．02心钻头)、双体式偏心钻头和近钻头随钻扩眼工具；m，裸眼完井。另一类是具有独立结构的随钻扩眼工具，主要包括偏心结构和同心结构的随钻扩眼器。随钻扩眼技术在优化井身结构、改善固井质量、提高钻井效率、降低钻井成本等方面得到越来越广泛的应用[343。造斜塔河7区部署的定向随钻扩眼侧钻水平井一TK7—640CH井目的是测试开窗侧钻后，采用定向随钻扩眼钻井技术在塔河油田应用的可行性，为后续施工提供经验，同时提高该油田的开发效果和效益。1地质工程概况塔河油田位于塔里木盆地沙雅隆起中段阿克库图1TK

4、7—640CH井井身结构设计勒凸起西南斜坡，石炭系砂岩、奥陶系碳酸盐岩为其主要储集层，储层发育，储量分布以缝洞系统为基本结合塔河7区地层特点和本井钻探要求，TK7单元。TK7—640CH井钻遇地层自上而下分别为—640CH井设计为“直一增一稳一增一平”五段制石炭系卡拉沙依组、巴楚组和奥陶系鹰山组，地层岩剖面。该井井眼轨道设计参数见表1。性包括砂泥岩、泥岩、双峰灰岩和泥晶灰岩¨5]。石炭系到奥陶系厚度变化差异明显、压力系统较为复2钻井施工难点及技术措施杂，石炭系坍塌应力高，奥陶系地层压力系数低，为2．1施工难点高一低压力体系，加之奥陶系顶部可能含有水层，给(1)定向

5、随钻扩眼技术是国内第二次在深井中开发和侧钻带来一定难度。TK7—640CH井采用~177．8mm套管斜向器收稿日期：2013—10—17；改回日期：2013—12—10开窗侧钻工艺，侧钻点位于井深5217．52m的石炭作者简介：张晓明，1984年生，2009年毕业于长江大学石油工程系卡拉沙依组。为了保证侧钻成功，本井设计采用专业，现主要从事钻井技术服务工作。石油地质与工程2014年第3期表ITK7—640CH井井眼轨道设计参数应用，可供借鉴的施工经验少。(3)为保证良好的扩眼效果，动力钻具转速至少(2)本井设计侧钻点深，(b88．9mm钻杆长达5达到180r／mi

6、n，高效螺杆的排量不低于11．5L／s。200m，给扭矩传递带来一定困难，给井下情况判断(4)定向过程中经常活动钻具，合理调整钻井液造成较大困难，斜向器坐封、陀螺测方位和顺利开窗性能，避免摩阻过大或出现脱压的现象。处理复杂的难度增加。情况时，将井底安全放在首位，防止出现卡钻、井壁(3)由于需要进行膨胀管下入作业，原则上要求坍塌等事故。定向随钻扩眼段的狗腿度不超过i0。／30m，轨迹控3随钻扩眼关键技术制以“井眼圆滑”为核心，在一定程度上增加了井眼轨迹控制难度。3．1钻头优选(4)为了满足随钻扩眼钻头的转速要求，使之达TK7—640CH井选用定向随钻扩眼技术方案，到

7、良好的扩眼效果，要求动力钻具转速超过180r／其关键技术之一是优选高效扩眼钻头。通过大量调min，对高功率动力钻具的选择带来困难。研，优选国民油井公司生产的146mm×+165mm(5)井眼尺寸小、泵压较高、环空间隙窄，导致环x击12O．65mmCSDR5211S—B2型随钻扩眼钻头。空压耗增加，对钻具、MWD的抗压能力和地面高压该钻头由领眼钻头和扩眼体两部分组成，领眼钻头循环系统带来严峻的考验。的结构与常规钻头几乎相同，可以钻出1个直径较(6)小井眼侧钻水平井井眼净化困难，摩阻增小的领眼，扩眼体是带有切削刃的棱柱结构，沿圆周大。方向布置于双心钻头的侧面，能将领眼

8、扩大为工艺