坪北钻井技术探讨PPT课件

江汉石油管理局钻井二公司 坪北低渗致密砂岩水平井钻井技术探讨 坪北油田位于陕北中部 为低渗 低压 低产油藏 从98年开发投产以来 地层能量不断下降 油井产量递减迅速 多年来虽然采取一些增产措施 但单井产能仍然较低 针对坪北油田开发的现状 为达到增油上产的目的 今年部署了PH9 1井 对其进行开发试验 以获得充分的地质资料和开发经验 该井是坪北油田第一口非常规油气开采项目的水平井 旨在利用水平井的开发方式 增加油藏的泄油面积 通过分段压裂的增产措施来提高致密砂岩的开发效果 坪北油田概况 汇报提纲 PH9 1井基本情况介绍 一 二 三 PH9 1井技术难点分析 坪北水平井技术方案探讨 基本情况 2 地质分层 2 地质分层 3 井身质量要求 导井眼数据 3 井身质量要求 侧钻水平井数据 3 井身质量要求 井身剖面类型 直井段 增斜段 稳斜段 导眼井 侧钻井段 增斜段 稳斜段 侧钻水平井 增斜段 水平井段 4 井身结构设计数据 基础数据 井身结构 4 井身结构设计数据 施工说明及要求 一开及表层套管 二开及技术套管 三开水平段钻进及完井作业 一开及表层套管 一开使用346mm钻头 下入 273 1mm套管300m 套管下入原则 钻穿洛河层 安定组 进入直罗组40m左右 下入表层套管 封固洛河层和地表黄土层 建立井口 水泥返至地面 二开及技术套管 导眼井 使用 241 3mm钻头钻至取心层位 换 215 9mm钻头进行取心作业 导眼回填 井段1000 1560m注水泥塞 侧钻水平井 使用 241 3mm钻头钻水泥塞至井深1330m 下定向钻具进行水平井侧钻 钻达A靶点后 模拟下套管通井作业 下入 177 8mm生产套管 水泥返至地面 二开及技术套管 三开水平段钻进及完井作业 三开 152 4mm钻头 完成水平段钻探作业 进行水平段的测井作业 模拟下完井管柱进行通井作业 用套管刮管器对 177 8mm套管进行刮壁 用 88 9mm钻杆将完井管柱送入水平段 完成尾管悬挂器的坐挂和封隔器的坐封 5 取心计划 汇报提纲 一 二 三 PH9 1井基本情况介绍 PH9 1井技术难点分析 坪北水平井技术方案探讨 难点三 难点二 难点一 井眼轨迹预控 固完井复杂 富县组的防垮 难点四 油气层保护 受在面条件限制 井口与目标点不在同一方位 相当于是三维水平井 摩阻大 定向时托压严重 工具面摆放难 地层不能确定 工具造斜能力不能确定 测量信息滞后 难以准确预测井底井斜 方位 测量工具存在盲区 测量点距钻头较远 钻头处井斜和方位不能直接测得 只能预测 兼顾技术套管安全顺利的下入 对全井造斜率要有总体的控制 严禁造斜率超过套管允许的最大弯曲曲率 井眼轨迹预控 难点一 富县组岩层胶结差 易引起井壁失稳 垮塌 泥浆密度的波动 影响壁失稳 垮塌 富县组浸泡时间过长产生周期性垮塌 难点二 富县组防垮 增斜段造作率较高 井眼轨迹不规则 井眼不易净化 形成岩屑床 套管管体与井壁间的摩擦增大 套管不易居中 影响顶替效率 间隙小 狗腿度大 影响尾管的顺利下入 难点三 固完井复杂的原因 固完井复杂 难点四 目的层属低压低渗油气藏 由于三开继续使用水基泥浆 钾基聚合物防埸钻井液 对油气层会造成较大污染 井眼轨迹预控 PH9 1井基本情况介绍 一 二 三 PH9 1井技术难点分析 坪北水平井钻井技术探讨 汇报提纲 一 二 三 四 井眼轨迹控制技术 钻井液技术 故障复杂预控方案 固井技术 坪北水平井钻井技术探讨 井身结构 一 井眼轨迹控制技术 坪北水平井钻井技术探讨 直井段 一 井眼轨迹控制技术 坪北水平井钻井技术探讨 说明 PH9 1一开原设计使用 393mm钻头 实际施工时使用 346mm钻头 使用效果良好 钻具组合 造斜段 增斜井段 一 井眼轨迹控制技术 坪北水平井钻井技术探讨 钻具组合 水平段 一 井眼轨迹控制技术 坪北水平井钻井技术探讨 钻具组合 1 一开井眼原设计为393mm PH9 1用346mm钻头施工顺利 说明346mm下273mm套管是可行的 2 二开用222 3mm钻头可以提高机械钻速 缩短钻井周期 3 缩短了富县组浸泡时间 减少井下故障复杂的发生 4 建议省略导眼井的施工 通过LWD曲线确定目的层 一 井眼轨迹控制技术探讨 坪北水平井钻井技术探讨 一 井眼轨迹控制技术 增斜段 直钻井段 增斜段 稳斜段 增斜段 水平井段 采用直 增 稳 增 水平剖面 稳斜段用来调整工具造斜率误差和调整方位 坪北水平井钻井技术探讨 井身剖面 1 控制好直井段井斜 为下部施工创造良好的条件 2 用MWD LWD测量仪器监控井眼轨迹 3 分析砂岩 泥岩地层对工具造斜能力的影响 4 造斜率不能满足要求时 调整更换弯螺杆 5 测量间距不超过1个单根 并掌握滑动与复合钻进两种方式的造斜率 一 井眼轨迹控制技术 坪北水平井钻井技术探讨 轨迹控制措施 6 加重钻杆调节到井斜小于30 的井段 以便钻具重量能传递到钻头上 7 在井斜50 以前 尽可能将方位调整至A B靶方位连线上 8 水平段根据LWD曲线 气测变化 砂泥岩含量等情况调整轨迹 保证油层钻遇率 一 井眼轨迹控制技术 坪北水平井钻井技术探讨 轨迹控制措施 1 井位的选择要综合考虑 靶前位移 井口与靶方位的连线方位 2 选择合适的靶前位移 靶前位移过大 钻具摩阻增加 靶前位移过小 造斜率高 定向难度增加 增加了后期套管的下入难度 也影响井的开采寿命 一 井眼轨迹控制技术探讨 坪北水平井钻井技术探讨 一 二 三 四 井眼轨迹控制技术 钻井液技术 故障复杂预控方案 固井技术 坪北水平井钻井技术探讨 钻井液体系 膨润土浆基本配方 清水 5 8 钠土 0 1 0 3 HV CMC 维护处理措施 1 钻至漏点附近 降低排量 钻井液失返时 投入适量的生石灰和复合堵漏剂堵漏 2 开泵和起下钻要平稳操作 防止防止压力激动引起井漏 井壁坍塌等复杂情况 3 表层进尺打完后 使用稠浆洗井 确保套管下入井底 二 钻井液技术 坪北水平井钻井技术探讨 一开 二开 钻井液体系 钾基聚合物防塌钻井液基本配方 清水 1 3 钠土 0 1 0 3 LV CMC 0 3 0 6 K PAN 0 1 0 3 HV CMC K PAM 0 5 1 FT 1 0 5 1 5 固体润滑剂 维护处理措施 1 进入富县组前改地面大土池循环为循环罐循环 2 根据掉快情况 适当提高泥浆密度 调整使用K PAN K PAM等增强泥浆的防塌能力 3 根据摩阻和扭矩情况 使用固体润滑剂提高泥浆的润滑性 当泥浆中润滑剂含量达2 左右 摩阻仍超过150KN时 可考虑混油 4 提高泥浆的润滑性 控制固相含量 确保套管下到井底 二 钻井液技术 坪北水平井钻井技术探讨 钻井液体系 聚合物混油钻井液基本配方 清水 1 3 钠土 0 2 0 3 LV CMC 0 2 0 4 K PAN 0 1 0 3 HV CMC 0 3 0 5 SPAN80 8 10 中质原油 维护处理措施 1 使用固控设备将二开钻井液密度降至1 08g cm3左右 失水控制在10ml以内 2 根据携砂情况 调整粘度 切力等参数 大排量 确保泥浆的携砂能力 同时避免因泥浆结构太强而引起过大压力激动蹩漏地层 污染储层 3 控制含砂量小于0 3 减少摩阻 二 钻井液技术 坪北水平井钻井技术探讨 三开 1 根据PH9 1井井眼摩阻和177 8mm套管下入情况 评价二开使用的钻井液体系的适用性 进一步优化钻井液体系 2 水基钻井液会对储层产生污染 根据PH9 1井水平段钻进 电测 下套管是否顺利 从保护油气层角度出发 建议使用欠平衡钻井或油基泥浆体系 二 钻井液技术探讨 坪北水平井钻井技术探讨 一 二 三 四 井眼轨迹控制技术 钻井液技术 故障复杂预控方案 固完井技术 坪北水平井钻井技术探讨 主要技术措施 三 固井技术 严格按设计要求进行通井 模拟通井和下套管作业 制订出完善的技术措施 尽量保证在下套管过程中不发生井漏 采用足量优质前置液清洗井眼 提高界面胶结强度 使用性能稳定 与泥浆和水泥浆相容性良好的隔离液体系 环空过流时间在10min以上 有效冲洗固井界面和隔离钻井液与水泥浆 提高浆体的顶替效率和界面胶结质量 认真做好泥浆 水泥浆 隔离液间的污染性试验 采用双凝双密度水泥浆体系 降低固井液柱当量密度 防止固井漏失 确保水泥浆返至地面 坪北水平井钻井技术探讨 井眼准备 为保证固井施工安全 连续 顺利 充分循环钻井液后 准确求取地层承压能力 按技术要求进行下套管前通井划眼 模拟通井等工作 对缩径和井眼曲率变化大的井段进行认真划眼处理 充分循环洗井 带砂清除虚泥饼 保证套管安全顺利入井 循环过程中调整钻井液性能 降低其固相 钻井液进出口密度差控制在0 02g cm3 在保证井下安全的情况下尽量降低粘切 降低含砂量 使之具有良好的稳定性和流变性 坪北水平井钻井技术探讨 三 固井技术 下管柱前 采用常规钻具分别加单 双扶正器的方式通井 洗井 破坏井壁虚泥饼 台阶 岩屑床 使井眼规则光滑干净 241 3mm钻头 238mm扶正器 177 8mm钻铤 6根 158 8mm钻铤 9根 127mm加重钻杆 15根 127mm钻杆 241 3mm钻头 38mm扶正器 177 8mm钻铤 2根 238mm扶正器 177 8mm钻铤 4根 158 8mm钻铤 9根 127mm加重钻杆 15根 127mm钻杆 坪北水平井钻井技术探讨 三 固井技术 通井管柱 套管串 扶正器位置 可钻浮鞋 套管3根 浮箍 套管1根 承托环 套管串 联顶节扶正器位置 井斜45度以下每2根一个扶正器 45度以上每根1个扶正器 且刚 弹交错 坪北水平井钻井技术探讨 三 固井技术 技术套管串设计 悬挂点的选择及对水平段的要求 悬挂点选在井斜60度左右 要求悬挂点造斜率小于23 3度 100米 悬挂点井段井眼轨迹平滑 水平段要求 井眼轨迹平滑 井眼规则 152 4mm井眼准备 坪北水平井钻井技术探讨 三 固井技术 下钻到悬挂器坐挂位置 记录悬重 1 在遇阻 遇阻不大于30KN 井段反复活动2 4次 进行划眼 2 下钻到底用原钻井泥浆循环 目的 修正井壁 降低井眼摩阻 管串结构1 6 钻头 4 斜坡钻杆 4 加重钻杆 4 钻杆 柔性通井 坪北水平井钻井技术探讨 三 固井技术 152 4mm井眼准备 在缩径井段要缓慢通过 严禁旋转管柱 下钻遇阻 上下活动钻具 遇阻负荷控制在5t以内 每次可增加2t 最大下压负荷15t 顺利通过后在该遇阻井段再划眼2次 保证井眼光滑 管串结构2 6 钻头 4 斜坡钻杆1根 57 8 螺旋扩孔器1个 4 斜坡钻杆 4 加重钻杆 4 斜坡钻杆 坪北水平井钻井技术探讨 三 固井技术 152 4mm井眼准备 柔性通井 2 通井到井底后 上提2m 用原钻井泥浆循环 循环泥浆过筛 直到进出口泥浆性能一致 3 裸眼井段短起1次 起钻到套管鞋处 再下钻通井到井底 用原钻井泥浆循环 循环泥浆过筛 直到进出口泥浆性能一致 4 起出模拟通井管柱 管串结构2 6 钻头 4 斜坡钻杆1根 57 8 螺旋扩孔器1个 4 斜坡钻杆 4 加重钻杆 4 斜坡钻杆 坪北水平井钻井技术探讨 三 固井技术 152 4mm井眼准备 柔性通井 目的 检查井眼的刚性和井径的规则性 管串结构 6 钻头 4 斜坡钻杆1根 57 8 螺旋扩孔器1个 4 斜坡钻杆2根 57 8 螺旋扩孔器1个 4 斜坡钻杆 4 加重钻杆 4 斜坡钻杆 坪北水平井钻井技术探讨 三 固井技术 152 4mm井眼准备 刚性通井 如果遇阻3t不能通过 则不能强行下放 起出模拟通井管柱 无阻卡时下钻速度40 50S 根 不宜过慢 也不宜过快 在狗腿度大的井段要特别注意 适当放慢速度 密切注意负荷的变化 措施 坪北水平井钻井技术探讨 三 固井技术 152 4mm井眼准备 刚性通井 通井到井底后 上提2m 循环钻井液 短起至套管鞋处 再下钻到底 循环钻井液 直到进出口泥浆性能一致 措施 坪北水平井钻井技术探讨 三 固井技术 152 4mm井眼准备 刚性通井 根据PH9 1下套管和固井质量情况 重点从以下几个方面进行分析 1 优化通井钻具组合和通井程序 确保下套管顺利 2 优化水泥浆体系 确保固井质量 3 根据177 8套管水泥浆返高情况 是否采用双级固井 4 优选尾管悬挂器和悬挂井段 确保尾管悬挂成功 三 固井技术探讨 坪北水平井钻井技术探讨 一 二 三 四 井眼轨迹控制技术 钻井液技术 故障复杂预控方案 固井技术 坪北水平井钻井技术探讨 富县组的防垮 进入富县组前100米 钻井液密度走上限 并密切注意返出的岩屑情况 加大防塌剂 降失水剂的用量 增强钻井液的抑制性 增强钻井液造壁性能 中途循环尽量避开易塌井段 四 故障复杂预控方案 坪北水平井钻井技术探讨 起下钻操作平稳 控制起下钻速度 开泵循环时 排量由小到大 逐渐恢复正常 起钻时及时灌浆 防止井内液面下降压力失衡造成井垮 加快钻井速度 减少钻井液浸泡时间 避免地层浸泡时间长导致地层周期性垮塌 四 故障复杂预控方案 坪北水平井钻井技术探讨 富县组的防垮 防止大井斜段摩阻大引起的卡钻 防止大井斜段岩屑床引起的卡钻 在大斜度井段降低摩阻 破坏岩屑床 防止卡钻 四 故障复杂预控方案 坪北水平井钻井技术探讨 防卡钻 水平井斜度大 钻具紧贴下井壁 摩擦阻力大 优化钻具组合 斜井段采用柔性钻具 在托压严重时