大位移井钻井技术研究

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1、大位移井钻井技术难点1概况人位移井(ERD)作为开发滩海和海洋汕气资源的最重要手段，已得到越来越广泛的运用和快速发展。采用大位移井可人人减少人工岛和钻井平台的数量，并使每个平台可控制的泻油面积增大，从而减少所钻井的数量，增加储层裸露血积，并提高油井产量和采收率。大位移井通常定义为水平位移与垂直深度Z比大于2.0的井。大位移井的关键技术包括：井身剖面和钻柱优化设计，摩阻与扭矩，井壁稳定技术，井眼清洁、套管磨损预测与防治技术,以及完井技术等。随着随钻测井技术、旋转导向钻井系统、随钻环空压力测量技术、闭环钻井技术以及配套钻井液技术的跨越发展，一人批高指标的人位移井

2、陆续钻成，而且周期越来越短，成本明显降低，都表明大位移井钻井技术代表了当今世界钻井技术的一个新的高峰,并将有着更广阔的发展空间。2大位移井发展现状迄今为止,大位移井的位移世界纪录为10728m,是由BP公司于1999年在英国WytchFarm汕田的1M-16SPZ井上创造的，该井测量深度11278m,水平位移10728m,位垂比6.55。目前全世界位移超过力米的大位移井有3口。分别是英国的WytchFarm1MJ6SPZ井(10728m)、阿根廷的CullenNorte-1井(10585m)和BP的WytchFarmM211Y井(10114米)。在位移排前2

3、0位的大位移井中，中国拥有3口，名列笫三。中国的3口大位移井是由中国海洋石油总公司在西江油出施工的西江24-3-A14.西江24-3-A20、西江24-3-A17c3大位移井钻井施工技术难点(1)剖面设计及轨迹控制难大位移井的突出特点是水平位移大、井斜角大，井身设计、井眼轨迹控制等与常规定向井钻井明显不同，井眼轨迹优化设计和轨迹控制难度大，是减小大位移井摩阻和扭矩的主要途径Z—。(2)摩阻与扭矩大由于人位移井段井斜角多在70。以上，斜深人，重力效应突出，从而引起上提下放钻柱时的阻力人；钻柱摩擦力矩人，传递扭矩困难；钻柱与套管磨损严重；钻柱强度问题突出；施加钻

4、压困难，下部钻具纽合易产生屈曲导致自锁。摩阻与扭矩问题是影响水平延伸程度的主要问题。(1)井眼净化要求高大位移井水平位移大、井眼长，井眼清洗、携砂最为怵I难，加上地而设备能力限制，若井眼尺寸较大，则钻井液返速低，造成岩屑沉积，在下井壁形成岩屑床，对钻井液性能及工程参数匹配要求高。(2)井壁稳定性差大位移井一般深度较大,钻井周期较长，往往在大斜度井段容易发牛井壁失稳导致坍塌,尤其在泥页岩或不稳定页岩与石灰岩频繁交互的薄层内，引发井下事故。(3)在大斜度、长裸眼井段内下入技术套管由于摩阻大，下部套管段可能会产生屈曲变形，使套管下入难度大，甚至难以下到预定深度。人

5、位移井在套管下入过程屮人钩载荷和套管可下入深度的预测是人位移井成功完井的关键因索之一。4大位移井关键技术4.1井身轨迹设计合理的井身轨迹剖面是人位移井取得成功的关键之一。井身剖面设计的最主要保证是不能超过钻柱的扭矩极限，并能满足增大大位移井的延伸距离、降低扭矩和摩阻、提高钻林、套管和测量工具的下入能力等。国外在大位移井中，推荐悬链曲线轨道剖而，这种井身剖面的特点是扭矩低，钻柱与井壁的接触力几乎为零。但丿IJ这种轨道剖面也给钻井带來因难，一是钻柱底部冇效张力导致钻柱受压，二是悬链dii线比一些传统的井眼轨道井身更长，因而通常采用对其进行修正后的准悬链线轨道剖面

6、。它的作法是在浅层段以低造斜率1.0〜1.5(°/30m)造斜，随井深增加，逐步增加到2.5〜2.75(°/30m),增幅为0.5730m,使最后的井斜角比传统的60。井斜角高，可达到80。〜84。。实践证明：准悬链线井身剖面可减少钻井扭矩，增加钻具的滑动能力，增加套管下入重量20・50%。除井眼剖血1111线类型外，影响人位移井可钻深度的主要参数还有：造斜点、造斜率、稳斜角和斜井眼长度等剖而参数。造斜点应该选在成岩性好、岩层比较稳定的地层，从而有利于较快地实现造斜并确保井眼稳定。同时应尽量加深造斜点，以缩短斜井段的长度，达到降低管柱与井眼Z间摩阻与扭矩的效

7、果。井斜角应尽量避开45。・65。范围，井斜角在该区间内，不仅岩屑在井眼低边容易形成岩屑床，而U在停泵后岩們存在下滑的趋势,很容易发牛卡钻事故。如果井斜角大于65。,即使井眼低边有岩屑床存在，在停泵后岩屑也不会向下滑动，这不仅可以避免卡钻事故，而11在钻柱的不断搅动下，岩屑会随着液流不断返到地而，达到清洗井眼的目的。4.3降低摩阻和扭矩管柱的摩阻扭矩是影响水平位移延伸的关键问题，人位移井摩阻产牛的原因较多，主要有：①随着井斜角的增大，钻柱对井壁的载荷增大，致使钻柱运动阻力增大；②液柱压力与地层压力之羌较人，产生使钻柱向井壁的推靠力，易形成压差卡钻；③洗井效果

8、差使井眼岩屑床形成严重，以及井壁拥塌掉块容易产牛砂桥