小井眼井優(yōu)快鉆井技術(shù)分析范文

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摘要：小井眼能夠有效降低鉆井成本,在油氣勘探開發(fā)領(lǐng)域逐步得到推廣。文章主要結(jié)合蘇西區(qū)塊小井眼施工情況,從鉆具組合優(yōu)選、鉆井參數(shù)優(yōu)化、鉆井液性能優(yōu)化等方面,給出蘇西區(qū)塊小井眼井優(yōu)快鉆進的合理建議。

關(guān)鍵字：小井眼;成本;快速鉆進;鉆具組合

0引言

降低鉆井工程成本是油氣勘探開發(fā)追求的重要目標之一,小井眼是繼水平井后在油氣勘探開發(fā)領(lǐng)域又一熱點技術(shù)。由于小井眼能夠降低消耗,有效降低鉆井成本,其發(fā)展?jié)摿Φ玫焦J,目前在各大油田進行推廣。2018年,蘇里格區(qū)塊部署的常規(guī)井主要以小井眼為主,本文主要是對比分析筆者所在井隊施工的幾口小井眼井,結(jié)合蘇西區(qū)塊地層情況,從鉆具組合優(yōu)選、鉆井參數(shù)優(yōu)化、鉆井液性能優(yōu)化等方面,給出蘇西區(qū)塊小井眼井優(yōu)快鉆進的合理建議。

1小井眼井優(yōu)快鉆井技術(shù)研究

1.1鉆具組合優(yōu)選

定向井BHA對井斜控制有重要的作用,對其進行優(yōu)化,可以有效的控制井斜。主要目的是探討井身結(jié)構(gòu)和井眼軌跡等因素對鉆頭受力變形的影響,從而判斷出鉆具的增斜、降斜和穩(wěn)斜性能,為合理設(shè)計鉆具組合提供理論依據(jù)。“四合一”鉆具組合,為提高定向井軌跡控制效果,根據(jù)定向井位移大小選擇螺桿與扶正器之間的短鉆鋌長度,經(jīng)過反復試驗,最終優(yōu)選、確定了短鉆鋌的長度,摸索出了該鉆具組合在所鉆地層的增降斜及其方位變化規(guī)律。對常規(guī)井而言,水平位移在500m左右的定向井,短鉆鋌長度為3.0～3.2m,水平位移在600m以上的定向井,短鉆鋌長度為3.2～4m。小井眼井的水平位移普遍較大,筆者所在井隊施工的小井眼井位移在800-1300m之間,與常規(guī)井相比,位移大了很多,在選擇短鉆鋌長度時一般是取上限。第一趟鉆短鉆鋌一般選擇3-4m,效果是不是最佳還需要不斷對比驗證。筆者初步認為小井眼采用的4寸鉆桿,其柔性太強,如果還是按照常規(guī)井選擇“四合一”鉆具組合的思路,通過短鉆鋌的長度控制鉆具組合的增斜、穩(wěn)斜、降斜效果,其結(jié)果恐有偏差。

1.2鉆頭螺桿的優(yōu)選

(1)鉆頭的優(yōu)選。蘇西區(qū)塊小井眼一般采用二開結(jié)構(gòu),建議二開鉆頭使用5刀16片或者5刀19片,4刀翼的PDC鉆頭雖然破巖效率較5刀翼有一定的提高,但是小井眼施工井眼軌跡需要微調(diào)的次數(shù)多,有時甚至在劉家溝組和石千峰組都需要調(diào)整井斜、方位,4刀翼鉆頭在定向時工具面不穩(wěn)定,滑動效率低,所以建議使用5刀翼的PDC鉆頭。(2)螺桿的優(yōu)選。開始施工小井眼時,二開第一趟鉆一般選擇1.25度的單彎螺桿,造斜效率低,滑動增斜2-3°/10米;在延長中下部自然降斜率過高,達到3-5°/100米,井眼軌跡難以控制。經(jīng)過優(yōu)化調(diào)整,二開第一趟鉆選擇1.5度的單彎螺桿,一方面提高了增斜效率,一般從造斜點開始,250米左右就可以將井斜方位調(diào)整到位;另一方面有效遏制了延長中下部的降斜趨勢。

1.3鉆井液性能優(yōu)化

根據(jù)小井眼施工下幾個方面:(1)降低環(huán)空壓耗,降低固相含量。通過選擇合理的鉆井液密度窗口和提高泥餅質(zhì)量來防止井塌,避免形成不規(guī)則井眼。采用分散型聚磺鉆井液體系,選擇合理的固相顆粒粒級分布,確保形成的泥餅致密光滑。在鉆井過程中,加入適量的潤滑劑如聚合醇等降低泥餅摩阻系數(shù),有利于降低鉆井液與井壁之間的摩阻。(2)增強鉆井液攜巖能力。小井眼井環(huán)空較小,必須提高鉆井液攜巖能力,防止形成“巖屑床”和沉砂卡鉆。為了降低環(huán)空壓耗采用的低固相、低膨潤土含量、低塑性黏度會降低鉆井液的懸浮攜巖能力,為解決此矛盾,需通過改變鉆井液流型,使鉆井液的塑性黏度低、動切力高、動塑比高。

2小井眼施工風險及預防措施

2.1防止敏感地層坍塌,優(yōu)化添加劑用量

安定直羅組為水敏性地層,遇水膨脹后發(fā)生坍塌,如果此段KCl加量大,失水反而不好控制,所以此段鉆進時以控制失水為主,KCl含量由原先15噸降低至3-6噸;延長組中下部井段,以硬脆性泥巖為主,吸水膨脹后產(chǎn)生應力坍塌,此段鉆進,加強鉆井液封堵性,適量補充瀝青粉,同時補充6-8噸KCl進行防塌。

2.2防止沙卡,確保井筒清潔

小井眼環(huán)空間隙小,井筒內(nèi)巖屑返出不及時,最好每鉆進100-150米清掃井筒一次,確保井筒清潔。上部井段主要以聚合物為主,下部井段轉(zhuǎn)化完泥漿后,采用重漿進行舉砂。每次5-8方左右進行清掃,返出重漿直接混入井漿中,不刻意提鉆井液密度。

2.3防鉆具刺漏,做好鉆具入井前檢查

小井眼施工過程中,泵壓長期維持在20MPa以上,容易造成鉆具刺漏,引發(fā)井下復雜事故。入井的鉆具必須認真檢查其雙密封臺階面,鉆具的本體和耐磨帶也要加強檢查,做好鉆具探傷工作,及時發(fā)現(xiàn)“有問題”的鉆具,防止發(fā)生鉆具刺漏。

3結(jié)語

(1)文章分析了蘇西區(qū)塊地層特性和小井眼施工特性,結(jié)合該區(qū)塊小井眼施工經(jīng)驗,給出了該區(qū)小井眼施工的主要技術(shù)難點,主要包括井眼軌跡控制和井下事故預防等。

(2)從鉆具組合和鉆井參數(shù)的優(yōu)選、鉆頭和螺桿的優(yōu)配、泥漿性能的優(yōu)化幾個方面為蘇西區(qū)塊小井眼優(yōu)快鉆井提出合理化的建議。

(3)小井眼施工風險大,做好風險預防措施,風險預防必須體現(xiàn)在主動性上,從思想上和施工過程中都應該主動預防。

參考文獻：

[1]劉斯達.小井眼鉆井液技術(shù)研究與應用[D].東北石油大學,2015.

[2]王經(jīng)武.單通道井小井眼鉆井技術(shù)研究[D].中國石油大學(華東),2012.

作者:王浩 陳再鵬 朱軒祿 單位:川慶鉆探工程公司長慶鉆井總公司