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2007年第12期内蒙古石油化工91大井眼复杂地层水平井钻井技术研究123许亮,童宝春,沙超(1.西安石油大学石油工程学院,陕西西安710065;2.河南油田宝浪开发项目部工程监督中心,新疆库尔勒841100;3.冀东油田分公司勘探开发工程监督中心,河北唐山063200)摘要:本文介绍了大井眼复杂地层水平井钻井的施工难点、各井段施工过程采取的技术措施及井眼轨迹控制方法。对施工难点进行分析和总结,提出了技术措施,得到了一些重要的结论和建议,对该区块油藏开发提供了施工经验。关键词:复杂地层;水平井;轨迹控制1问题的提出仅下至1500m,定向钻进增斜至4732m后再下入H2井是西气东输项目部在塔里木盆地布置的273.1mm+244.5mm复合套管,这样裸眼段长一口重点水平井,该井钻探目的层为下第三系底砂达3232m,泥浆比重低,膏泥岩段及岩盐层易发生缩岩段。本区块内地质条件复杂,自上而下存在三套不径卡钻,甚至井眼报废;泥浆比重高了可能上部地层同压力体系的地层,且实施定向钻进的地层正好属渗漏,下部目的层严重井漏,同时定向段因泥浆比重于膏泥岩、石膏层、纯盐层互层的井段,临井该层位高还容易发生卡钻事故。常出现缩径、卡钻、井漏、盐侵等复杂情况。在附近井2.1.2311.1mm井眼定向钻进造斜率偏低的钻井过程中曾发生7″套管由于地层压力过大而挤在311.1mm井眼用单弯动力钻具定向由于毁变形,严重影响后续作业,被迫提起完钻。本井的井眼与钻具之间环空较大,单弯动力钻具的扶正器井身剖面设计为直-增-增-平的双增轨道,井眼缺少支撑点,故实施滑动钻进时造斜率偏低。此外,轨道设计数据见表1。在井深超过4000m的311.1mm井眼实施定向钻表1H2井身剖面轨道设计进可以借鉴的施工经验很少。水平位移南北坐标东西坐标造斜率2.1.3该区块311.1mm井眼钻进速度极低关键点井深m井斜°方位°垂深mmmm°/100m英买力地区泥岩可钻性高,为保证合理的压力造斜点4413.840.0049.004413.840.000.000.000.00体系,泥浆密度高达1.68-1.70g/cm3,使得循环系增斜段4635.8639.9649.004618.2974.3448.7756.1118统压力很高,难以提高排量充分携岩。A点4836.0190.0049.004700.27250.00164.01188.68252.1.4地质条件极其复杂,易发生钻井事故B点5136.0190.0049.004700.27550.00360.83415.090.00本井定向段将钻遇上下不同的岩性和压力体该井设计AB水平段在靶区内运行,AB靶半高系,特别是下第三系地层中存在大段的膏泥岩、石膏为1.0m,靶半宽为10m,前后移动±10m,水平轨迹层和高压盐水层,由于盐膏层的塑性蠕变作用,临井必须在20×20×300m3的方盒内运行。经常在此井段发生缩径、卡钻、井漏、盐侵等复杂情2施工难点分析和技术措施况。2.1施工难点分析2.2技术措施2.1.1存在三套不同压力体系的地层2.2.1针对三套不同压力体系的地层,分别配置了本井上部地层主要为泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉三种泥浆体系,在钻井期间严格控制泥浆密度,在复砂岩不等厚互层,压力系数较低,设计泥浆比重在1.杂地层实时监测泥浆性能,防止井漏、粘卡、缩径等08-1.20;1500m至4732m以褐色泥岩为主,夹大事故发生。段褐色膏泥质及灰白色石膏,且含高压盐水层,设计2.2.2定向段使用单弯螺杆钻具配合MWD650无泥浆比重在1.20-1.70之间;而下第三系底砂岩和线随钻测量仪,结合钻压、排量、转盘扭矩等参数对白垩系砂岩压力系数较低,设计比重1.20-1.30。由实钻井眼轨迹进行实时监控。为满足造斜率的要求,于存在三套不同压力体系的地层,339.7mm套管收稿日期:2007-09-15 92内蒙古石油化工2007年第12期在单弯动力钻具的弯点加焊垫片以提高造斜能力。3.3215.9mm增斜段和水平段施工情况(4709m2.2.3在311.1mm井眼钻进为保证井底清洁和-5135m)岩屑上返速度,需要较高的排量。但由于泥浆密度较三开采用的钻具组合为:215.9mmPDC钻头高,排量32l/s时循环系统压力就达到23Mpa。为此,+172mm单弯动力钻具(1.25°)+431×4A10+将3000m127mm钻杆更换为139.7mm钻杆,使158.8mm无磁钻铤+4A11×410无磁接头+排量达到38l/s,立压降为21Mpa,通过此项措施使158.8mm悬挂短节+127mm无磁承压钻杆+钻速提高一倍。127mm斜坡钻杆×23柱+127mm加重钻杆+2.2.4为保证井下安全,不仅对入井钻具和接头进127mm斜坡钻杆。由于地层主要以砂岩为主,地行探伤,而且还简化和优化钻具组合,定期进行钻具层破裂压力低,泥浆比重降至1.20-1.30,泥浆中固倒换。在膏泥岩和石膏层井段,采取经常活动钻具和相含量减少,钻速明显提高达到2.6m/h。定期进行短起下等工程措施,尽量减少蠕变缩径的进入水平段,为防止由于采用动力钻具调整井危险。斜和方位,使井眼狗腿度变化较大,引起井下事故,3井眼轨迹控制方法与实践决定采用小度数单弯螺杆钻具配合欠尺寸扶正器以3.1311.1mm直井段防斜打直(1500m-转盘钻进为主,通过控制钻压和划眼技术调整井[1,2]4410m)斜。钻具组合为:215.9mmPDC钻头+大尺寸井眼直井段防斜打直是本井顺利施工的172mm单弯动力钻具(1.25°)+212mm扶正器基础条件,在施工中选择双扶钟摆钻具组合:444.+158.8mm无磁钻铤+4A11×410无磁接头+5mm钻头+730×NC610+228.6mm钻铤+158.8mm悬挂短节+127mm无磁承压钻杆+444.5mm扶正器+228.6mm钻铤+444.5mm127mm斜坡钻杆×23柱+127mm加重钻杆+扶正器+NC611×NC560+203.2mm钻铤+127mm斜坡钻杆。127mm钻杆。结合ESS电子多点及时监测井斜。3.4泥浆控制技术对易斜地层采取控制钻压并加密测点的方法,这样H2井钻井液体系采用聚合物钻井液、低固相聚做即提高了钻速又保证了井身质量。在井深4410m合物不分散体系、聚磺泥浆体系,各体系间依次转时井斜仅0.6°,井底位移5.26m,取得了很好的防斜化。上部地层以低固相聚合物不分散体系为主,要具效果。有的强抑制性,适合新疆英买力地区中上部地层的3.2311.1mm增斜段施工情况(4410m-快速钻进;聚磺钻井液体系具有抗温、抗盐、高温高4709m)压滤失量低、造壁性好等特点,适合于深部井段的钻在此井段钻遇的地层十分复杂,依次是褐色泥进。直井段含有大段泥岩以及泥岩、砂岩互层,容易岩、膏泥岩、石膏层、纯盐层互层等。采用的钻具组合形成泥包钻头,砂岩段容易形成厚泥饼,易造成阻为:311.15mmHJ537GK钻头+197mm单弯动卡,甚至造成卡钻,钻井液要保持低固相,薄而韧的[3]力钻具(1.75°)+631×NC560+203.2mm无磁钻泥饼和优良的润滑性,保证安全快速钻进。铤+NC561×630无磁接头+MWD悬挂短节+631钻井液设计的技术思路是“强抑制、严封堵、适×410+127mm无磁承压钻杆+127mm加重钻当密度防塌,注重流变性、造壁性与抑制性间的协调杆+411×520接头+139.7mm斜坡钻杆。预计工统一”,钻井液要保证性能稳定,强化防塌措施,降低具的造斜率能达到20°/100m,实际仅有15°/100m,高温高压滤失量,形成优质泥饼和保持优良的润滑更换为2.25°单弯螺杆钻具且加焊垫片后,造斜率明性,控制好流变性。在油层段实施屏蔽技术,同时防显增强,达到30°/100m符合设计造斜能力的需要。渗漏、防喷,确保油层污染降至最低的限度。由于本井在4639m将钻遇大段的膏泥岩和石4结论和建议膏层,考虑到届时缩径严重,不易进行滑动定向钻4.1在该地区采用此类井身结构,能够封闭下第三进,宜采用旋转钻进方式为主。故在钻进此段之前,系高塑性蠕变地层,为该地区同类井的施工积累了将井斜和位移适度超前设计线,使4639m至中完井宝贵经验。深始终采用旋转方式钻进。再结合膏泥岩塑性蠕变4.2较高的泥浆比重使井眼环空压耗大,低排量导规律,每隔20min活动钻具,每钻进50m进行一次短致动力钻具转速低,扭矩小,钻速极低。将127mm起下钻。在整个钻进过程中,虽然遇到上下活动遇阻钻杆更换为139.7mm钻杆,能显著提高排量,钻现象,但都没有造成井下事故,顺利钻穿膏泥岩地速提高一倍。层。 2007年第12期内蒙古石油化工93细分流动单元技术在临南油田的研究及应用王会东,方建平,张竹林(胜利油田临盘采油厂)摘要:临南油田经过长期开发,剩余油已高度分散,大部分剩余油分布于河流相-三角洲相为主的非均质严重的油藏中,即:那些因储层非均质而形成的孤立或未打开的半独立的流动单元中。本文引入渗流域概念针对临南油田进行研究,最终划分出3大类隔夹层,4类流动单元,并取得了较好的应用效果。关键词:临南油田;剩余油;渗流域;流动单元1概述示沉积微相空间展布及时空演化。主要建立了三种临南油田是位于济阳坳陷惠民凹陷临南洼陷夏垂向沉积模式:2口断裂带西段的双丰鼻状构造。含油面积9.8km,3.1.1三角洲水下分支河道沉积垂向模式44地质储量2859×10t,可采储量614×10t。油田储层以夏52井沙三中5沙组3156～3183m井段为代[1]非均质性严重,三大矛盾突出,阻碍了油田的持续表。共发育四个分支河道沉积正旋回,单个小旋回垂稳产。如何揭示油藏内部的非均质性及剩余油的分向模式自下而上为:水下分支河道、水下天然堤、支布规律,细分流动单元技术的研究正是解决这一问流间湾或近岸湖盆泥。题的有效钥匙之一。3.1.2三角洲前缘河口沙坝沉积垂向模式2流动单元技术的基本研究原理以夏52-23井沙三中3砂组3040-3075m井段不同类型流动单元在空间上的分布受沉积微相为代表。单个沙坝依次发育:前三角洲泥、远沙坝、沙及隔挡层的影响。因此,流动单元的研究实际上是针坝前缘、沙坝主体、沙坝侧缘。对储层内部的非均质性问题,通过研究沉积微相及3.1.3三角洲平原水上分流河道沉积模式隔挡层的特征为主要手段,将研究单元细化到最小以夏32-20井2807～2842m的取心井段为例:的渗流域,以期真实再现储层内部流体的渗流特征。共发育六个大的分支河道旋回,垂向模式自下而上3流动单元技术的主要研究内容依次为:分支河道,天然堤,决口扇,漫滩和沼泽。3.1沉积微相研究建立三种相模式3.2沉积微相研究确定三类隔夹层本次研究建立了研究区的域沉积相模式,进而根据岩心观察并结合隔层形成的沉积环境特识别和划分亚相和微相。在相分析研究的过程中,以点,把研究区的隔层划分为三种类型:Ⅰ型为泥岩隔单砂体为最小单位,综合单井相、连井剖面扩展到平层;Ⅱ型为粉砂岩、泥质粉砂岩或粉沙质泥岩隔层;面上,根据沃尔特相律原理,识别划分平面微相,揭Ⅲ型为钙质岩类夹层。4.3深井311.1mm井眼定向,工具的造斜能力学出版社,1997.偏低,易优先采用大度数单弯螺杆钻具,必要时加焊[2]张微,张利轩,白东青.欢2-平1水平井钻井垫片,能有效提高造斜率。技术.断块油气田,2006,13(1):53～55.4.4在膏泥岩、石膏层等复杂地层钻进,由于要经[3]许越永,赵殿民.新疆雅克6地区首口水平井常进行活动钻具,上下划眼等辅助工艺,适合使用配施工实践.内蒙古石油化工,2006,2:125～有顶驱的电动钻机,能显著提高钻井效率。126.[参考文献][1]周伞兴编.现代水平井钻井技术.天津:天津人Summary:Thistextintroducedtheconstructiondifficultsofthebigholebadgroundhorizontalwelldrilling,thetechniquemeasurethateachholesectionconstructionprocessadoptedandthewellpathcontrolmethods.Carryontheanalysisandsummariestowardsstartconstructionalittlebitdifficultly,putforwardthetechniquemeasure,getsomeimportantconclusionsandsuggest,providetheexperienceofconstructiontodevelopthisoilreservior.Keywords:badground,horizontalwell,wellpathcontrol收稿日期:2007-04-14作者简介:王会东(1980—),男,27岁,助工,2003年毕业于成都理工大学资源勘查专业,现从事油田开发工作。
