杏平1水平多分支井钻井技术

杏平 水平多分支井钻井技术 川庆公司钻采工程院长庆分院 安塞油田主力储层为三叠系延长统 该储层以细砂岩为主 物性较差 开发主要依靠大型压裂 油藏的多次重复改造 超前注水以及高密度的布井来维持油田的生产 产量递减快 采收率低 生产成本高 针对这一现状 2006年部署了第一口水平多分支试验井 杏平1井 目的是通过增加油藏的泄流通道 增大驱油面积 进一步提高泄油效率及采收率 探索利用钻井方式进行人工造缝技术代替传统压裂改造开发方式在安塞油田实现少井高产的可行性 目录一 施工方案二 技术难点三 施工概况四 水平多分支井钻井工艺技术五 水平多分支井钻井完井液技术六 试采效果七 结论与认识 杏平1井优选在安塞油田杏北区杏49 31井区的原杏46 28井场 部署区主力油层长612平均有效厚度9 5m 油层厚度约4 6m 埋深1360m 压力系数0 7 0 8 孔隙度9 9 渗透率0 6 0 8 10 3 m2 该井区常规井射孔完井后大多无工业油流 经水力压裂措施后日产油3 0 5 0t 属于超低渗经济边际油田 1 井位部署 二 技术方案 2 水平段 分支段长度和方位主水平段长1000米 方位112 在平面上主水平段间隔100 150m部署七个分支水平段 其中东北方向4个分支 分支长度 300m 东南方向3个分支 分支长度 300m 3 要求储层内水平钻进进尺累计长度大于2000m 分支井眼与主水平段夹角色30 40 4 完井方式裸眼完井 采用原油对完钻水平段 分支段实施保护 5 井身结构 目录一 施工方案二 技术难点三 施工概况四 水平多分支井钻井工艺技术五 水平多分支井钻井完井液技术六 试采效果七 结论与认识 1 安塞油田是低产低效油田 依靠常规钻井设备 定向工具侧钻施工难度和风险大 2 设计中途进行先期倒打分支井试验 导致后续主水平段及其余5个分支井眼的实施都存在重入钻井难题 3 三维多分支井眼扭矩 摩阻大 托压问题严重 4 地层变化大 目标垂深难以确定 第一次进行分支井试验 方案多次变更 调整加大了施工难度 5 设计水垂比大于1 较大的摩阻 扭矩下钻具安全风险大 目录一 施工方案二 技术难点三 施工概况四 水平多分支井钻井工艺技术五 水平多分支井钻井完井液技术六 试采效果七 结论与认识 本井于2006年5月1日一开 5月6日二开 5月24日精确入窗 5月29日下技术套管 固井 6月7日三开水平段的钻进 钻至1806 6m时 退到1706m处倒打第2水平分支井试验并取得成功 6月17日在侧钻点1706m处重入主水平井眼 下入原主水平井眼继续主水平段钻进至井深2768m 主水平段完钻 7月8日倒打第7分支井眼 至2006年8月10日第1分支井眼完钻 7个水平分支井段总长2300m 全井钻井进尺5068m 目的层内水平钻进总进尺3503m 1 主要技术指标 钻井周期101天3小时 全井平均机械钻速5 87m h 全井钻井进尺5068m 打开目的储层水平钻进总进尺3503m 油层段长2832m 油层钻遇率80 8 主水平段长1203m 水平位移1574 22m 水垂比1 16 在主水平段内侧钻了7个水平分支井眼 各分支井眼长度介于300 422m之间 分支井眼总进尺2300m 三 实施概况 2 钻井速度 三 实施概况 四 关键技术 3 实钻轨迹剖面图 波及储层面积0 44Km2 目录一 施工方案二 技术难点三 施工概况四 水平多分支井钻井工艺技术五 水平多分支井钻井完井液技术六 试采效果七 结论与认识 1 水平多分支井的优化设计 2 长水平段钻井技术1 1采用满眼双扶稳斜钻具组合 减少滑动井段 提高主水平段钻井速度 1 2优选金属密封牙轮钻头和高效PDC钻头 提高钻井速度 单只PDC钻头钻进井尺319 57m 机械钻速7 35m h 金属密封牙轮钻头平均每只进尺294 48m 机械钻速6 12m h 1 3水垂比在长庆油田首次突破1 达到1 16 1 4加强钻具现场探伤 确定合理的钻具结构 倒装钻具 防止托压 3 水平多分支井眼侧钻技术3 1水平多分支井的选择原则根据实钻轨迹数据 随钻地质导向GAMMA测井数据及岩屑录井资料 提出水平多分支井的选择原则 侧钻点主水平井眼前方有较好的油层 侧钻点主水平井眼前方地层稳定 岩石可钻性好 侧钻点主水平井眼前方岩石砂岩特性明显 伽玛值低 侧钻点之间的间距100 150米左右 尽量靠近窗口 摩阻较小 有利于轨迹控制与钻井施工 优选出了7个油层显示良好 地质 工程条件均有利于侧钻作业的分支井的侧钻点 采用倒打低边侧钻技术 裸眼悬空侧钻技术完成7个分支井眼的施工 通过导向钻具的导向力确保在主水平井眼1706m处的多次重入钻进 累计主水平段重入钻井进尺961 4m 占整个主水平段长的79 92 累计分支井眼重入钻井进尺2000m 占整个水平分支井段总长的86 96 3 2水平多分支井侧钻工艺 四 关键技术 四 关键技术 3 3水平多分支井侧钻钻具组合优选欠尺寸双扶双驱导向钻具组合同时实现了分支侧钻及1趟钻完成1个水平分支井的目标 优选出适合安塞油田地层特点的型号为P6164M的PDC侧钻钻头 成功侧钻了第5分支井眼 单只PDC钻头钻进井尺422m 机械钻速8m h 3 4PDC钻头侧钻试验 3 5各分支井眼实施结果 7个分支井段总长2300m 油层段总长2018m 油层钻遇度87 7 均除去了分支侧钻井段和时间 根据第四强度理论 应用NavigatorDrillingStudio水平井计算分析软件分别对长水平段及分支井段钻柱的抗位强度 抗扭强度 轴向载荷 屈曲变形以及摩阻扭矩进行了安全性分析 并基于当量米塞斯应力 VonMises 进行了三轴应力校核 及时调整钻井参数及钻具组合 防止钻具疲劳破坏 从而确保各种工况下的钻具安全 四 关键技术 3 6钻柱摩阻 扭矩分析 采用随钻伽玛LWD随钻地质导向 将随钻伽玛测井数据 岩屑录井资料及全烃值结合起来进行地层对比分析 及时调整实钻井眼轨迹 提高油层钻遇率 主水平段钻遇油层814m 油层钻遇率67 7 7个分支井眼累计钻遇油层2018m 油层钻遇度87 7 3 7地质导向钻井技术 目录一 施工方案二 技术难点三 施工概况四 水平多分支井钻井工艺技术五 水平多分支井钻井完井液技术六 试采效果七 结论与认识 一开使用膨润土浆开钻 二开使用强抑制无固相聚合物钻井液 大斜度井段到窗口 使用低摩阻 低固相聚合物钻井液 性能控制 1 04 1 14g cm3 FV40 50s APIFL 6ml pH9 5 10 三开水平井段和分支井段使用了低摩阻 低伤害无固相钻井完井液 性能控制 1 02 1 10g cm3 FV40 50s APIFL 4ml pH7 8 5 EP润滑仪润滑系数在0 15 最低0 064 以内 钻井完井液技术充分满足了该大位移水平多分支井各个井段的安全钻井和地质要求 取得了良好效果 1 窗口以上井段 有效控制直罗组和富县组的井壁坍塌 电测井径扩大率在15 以内 钻进中无大的掉块 为井眼净化打好基础 在井眼大 返速低 0 6L S 的情况下 在确保井壁稳定的基础上充分满足了该水平井窗口以上井段钻井的有效净化 大斜度井段以润滑降低摩阻 扭矩为重点 控制泥饼摩阻系数 滑块式仪器 在0 1以内 钻具上提摩阻在100KN以内 95 8 技术套管顺利下至窗口 三 关键技术 在水平及分支井眼研究应用低摩阻 低伤害无固相钻井完井液 取得良好现场应用效果 润滑性能良好 摩阻扭矩小 确保了长水平井眼及分支井眼的完成 对杏河区块长6油层岩心为低伤害 有效控制煤层 炭质泥岩的井壁坍塌 井下安全 2 水平段及分支井段 滤失量特别小 API失水量控制在2ml左右 最低1 5ml 无初失水 滤饼渗透率低 中压1 3 10 7 m2 中温高压1 02 10 7 m2 体系无固相 特别是无高分散性固相 低密度 控制低碱度 pH值7 5左右 及含有小阳离子抑制剂和硅类处理剂 滤液性能有利于控制油层孔隙中的填充物膨胀 分散和运移 室内岩心伤害评价对杏河区块长6油层岩心伤害渗透率恢复值达到70 润滑性能良好 钻井完井液润滑系数 在0 15 最小0 064 以内 摩阻扭矩小 无遇阻现象 水平井段钻进时上提钻具摩阻最大200KN 钻进时转盘扭矩最大18KN m 在形成三维井眼 方位变化30 40度 的分支井段钻进时上提钻具摩阻最大160KN 钻进时转盘扭矩最大18KN m 滑动钻进加压正常 确保了长水平井及分支井的顺利完成 具有良好的防粘卡性能 分支侧钻过程中钻具大面积接触井壁及长时间近似静止 无阻卡现象 3 低摩阻 低伤害无固相钻井完井液现场试验顺利完成杏平1井现场试验 水基无固相钻井液体系滤失低 APIFL2ml 3 5MPa 60 FL 20ml 滤饼渗透率低 高润滑性能 室内配方最低 0 032 现场最低 0 065 原油 0 023 油基钻井液 0 08 摩阻低 实现了用水基无固相钻井完井液打开油层 目录一 施工方案二 技术难点三 施工概况四 水平多分支井钻井工艺技术五 水平多分支井钻井完井液技术六 试采效果七 结论与认识 五 试采效果 杏平1井于2006年10月5日未进行改造措施开始抽吸排液 经过2个多月的试采 产量稳定在8t d左右 目录一 施工方案二 技术难点三 施工概况四 水平多分支井钻井工艺技术五 水平多分支井钻井完井液技术六 试采效果七 结论与认识 1 在无顶驱的情况下 采用双根侧向低边法侧钻技术 实现水平多分