渤南油田非常规水平井技术交流

渤南油田非常规水平井技术交流,胜利钻井工艺研究院,二零一三年三月,自2011年11月义173-1HF开钻，胜利西南石油工程管理中心已在渤南油田完成十口非常规水平井，历时一年多的施工，中心在非常规钻完井方面取得可喜成绩，同时也应看到，在非常规水平井提速提效方面任务依然艰巨。,前言,汇报单位名称,汇报内容,一、取得指标情况二、目前存在问题三、提速提效措施,主要技术指标对比,1、部分井的钻井周期对比,主要技术指标对比,节省了搬迁时间，建井周期有效缩短；井组统一管理，节省入网管线；义123-1HF、义123-11HF投产日产油44吨。,水平井经济效益显著,主要技术指标对比,2、部分井的造斜段、水平段指标对比,取得指标记录,义123-1HF井创胜利油田东部油区水平井垂深最深3748.48m米记录,义123-9HF井创胜利油田东部油区水平井井深最深5340米记录创区块同类型井建井周期最短83.84天、水平段最长1450米两项记录,义123-10HF井创区块同类型井钻井周期最短62.38天记录创区块水平段钻井院产PK5235MJH-152.4PDC单只进尺1123m纪录,义123-11HF井创区块同类型井水平段周期最短15.04天记录三开水平段全程使用国产随钻测井仪器，创国产仪器最高工作温度145记录,汇报单位名称,汇报内容,一、取得指标情况二、目前存在问题三、提速提效措施,目前存在的问题,问题1：油藏、钻井、压裂专业间缺乏一体化优化设计,1.地质人员追求入靶准确度、油层钻遇率、轨迹控制精度，增加施工难度，影响钻井速度2.油藏地质设计教条僵化，未考虑实际钻井安全性。例如义123-9HF的A点设计在1层砂体，B点在4层砂体，2和3砂体的泥岩垂厚3m，计算得水平段需穿过90m泥岩，施工存在重大安全隐患,渤南油田义123-1块沙三下9砂组近近南北向对比剖面图,目前存在的问题,问题2：部分浊积岩油层深度不够精确，影响轨迹准确着陆及后续轨迹控制,义34-1HF井:设计水平段1035m，实钻水平段195m，油层仅94m，钻井周期146.21d,水平井目标深度不准确是水平井重钻重要因素。,目标深度变浅，井斜角未达到进入水平段的要求，须填井缩短稳斜段或增大井眼造斜率,目标深度变深，井斜角达到进入水平段要求，井眼却未进入产层，一是下探找油层，损失水平段长度，二是填井增加稳斜段或降低造斜率。,重钻,问题3：水平段钻进过程中存在摩阻扭矩大、钻压传递困难、井眼清洁效果差,1.水平井井斜角大，岩屑在自重作用下下沉，很容易形成岩屑床2.长水平段水平井岩屑上返过程中，路程长，岩屑被磨得很细，很难从泥浆中清除,目前存在的问题,目前存在的问题,问题4：泥岩水化膨胀、易破碎，导致井壁失稳垮塌,目前存在的问题,问题5：整体机械钻速低，钻井周期长，投资成本高,1.定向段钻头选型不理想，PDC钻头定向工具面乱、易憋泵、机械钻速慢；牙轮钻头寿命短、起下钻频繁2.水平段130mm动力钻具使用时间保守，未做到“物尽其用”3.水平段钻具组合的优选还不够精细，滑动进尺比例过高，滑动钻进时效较差,目前存在的问题,问题6：储层温度高，动力钻具、测量仪器抗高温性差,1.义173-1HF井三开井底温度达到153，斯伦贝谢金地伟业油田技术（山东）有限公司SlimPulse+MCR仪器，三次MCR仪器损坏，一次电池爆炸2.义173-4HF井、义123-9HF井发生动力钻具因高温失效,目前存在的问题,问题7：施工中出现掉牙轮、断钻具、钻具刺漏等事故,汇报单位名称,汇报内容,一、取得指标情况二、目前存在问题三、提速提效措施,非常规井,各专业多向优化设计,1、转变理念，以提高单井经济可采储量为目标，实现地质、钻井、压裂、生产一体化优化，注重施工单位设计伊始全程介入,提速提效措施,常规井,常规单向接力式设计,2、优选水平段钻具组合，优配钻进参数，优化双扶正器尺寸，提高复合钻进比例，实现水平段单趟钻进尺最大化，有效解决摩阻扭矩大、轨迹调整难度大等问题,优化动力钻具本体扶正块尺寸（比常规小12mm），配套145mm欠尺寸扶正器，钻压2030kN，稳斜效果最好,第一稳定器148mm、第二稳定器147mm，中间短钻铤5.88m，钻压在60kN80kN时，井斜趋势角稳斜效果最好,常规稳斜底部钻具组合,单弯双稳底部钻具组合,提速提效措施,3、长水平段井眼轨迹优化控制措施,结合地质情况，优选底部钻具结构，优配钻进参数，多复合少滑动根据伽马曲线和录井资料判断地层小幅变化，预判、验证井眼轨迹控制规律适量简化钻具结构，减少测量零长（层位稳定后，甩掉电阻率短节）加密测量，及时掌握轨迹趋势以全角变化率为主要控制指标，适量放宽地质靶盒要求,提速提效措施,4、高混油比水基钻井液,技术措施：东营组采用胺基聚醇和聚合物配合，有效抑制地层造浆能力，保持低粘低切低固相，有利于钻速提高；加入有封堵硬脆性泥岩微裂隙能力的白沥青防塌剂、聚合醇抑制剂防塌沙河街组采用抑制防塌和封堵防塌的处理措施，提高钻井液的造壁性能，以稳定井眼，达到减少工程复杂目的，提高钻速采用提高原油含量和高效润滑剂复合润滑的技术措施，提高钻井液的润滑性能，进一步提高体系的防塌能力，提高斜井段的机械钻速在物理化学封堵的前提下，保持合理钻井液密度，形成有效压力支撑，提高体系的井壁稳定能力，减少工程复杂，提高钻速,（15%20%）,提速提效措施,针对直井段推荐和应用,应用情况：钻头在义123-1HF、义123-9HF、义123-11HF等井使用，机械钻速分别达到18.36m/h、23.11m/h、14.53m/h，效果十分满意。,5、优选PDC钻头，提高机械钻速，缩短钻井周期,P5363S241.3,宽、大水槽，最优的水力布置防泥包技术计算机优化设计技术和切削角度优化技术表面强化技术优选高品质进口复合片倒划眼结构,提速提效措施,针对定向段的钻头推荐和应用,优选高品质进口复合片专利双排齿结构切削齿计算机优化布置多切削点接触结构专利吃深控制结构加强保径结构倒划眼结构,5、优选PDC钻头，提高机械钻速，缩短钻井周期,PQ6257MJ241.3,应用情况：钻头在义123-11HF井使用，钻进369m，机械钻速达到3.42m/h，定向时工具面平稳、不憋泵,提速提效措施,针对水平段的钻头推荐和应用,双排切削结构：适用于研磨性较强地层大排屑槽：减少重复破碎优化水力布局，为钻头提供较好水力覆盖,应用情况：义123-10HF井一只钻头钻完水平段1123m，在渤南油田使用的最高机械钻速达到11.98m/h，定向不憋泵，工具面平稳,PK5235MJH152.4,5、优选PDC钻头，提高机械钻速，缩短钻井周期,提速提效措施,6、钻井提速新技术-扭力冲击发生器,扭力冲击发生器消除粘滑、弹跳及回转对钻井有危害的井下振动，和PDC钻头一起使用，是以冲击破碎为主，加以旋转剪切岩层，在保证井身质量的同时提高机械钻速。,优点：结构合理，纯动力机械设计，无电子元器件，无橡胶件内部结构通畅，保证泥浆流动能量不会流失消除粘滑现象，减少反冲扭力，减少钻柱上的扭力振荡提高钻头的耐久性和延长钻头的寿命消除下部钻具组合以及钻杆的疲劳,提速提效措施,6、钻井提速新技术-水力振荡器,工作原理：动力部分的下端阀门部分可使流经工具后的压力发生变化而产生压力脉冲，压力脉冲向上作用于振荡短节或者挠性强的连续油管从而使管柱在自己轴线方向上来回运动，这样原来的静摩擦阻力就变成了动摩擦阻力,优点：水力振荡器可以和动力钻具、MWD配套使用钻压更容易传递，工具面更容易控制，扩大了常规导向马达进行大位移井或者长水平段水平井的钻进能力引起的轴向振动对钻头形成高频冲击钻井的效果，有助于提高机械钻速由于水力振荡器减小了摩阻，可以避免钻具应力过渡集中在某一井段，有助于降低钻具风险,提速提效措施,7、钻井院从Boreview公司引进了可悬挂伽玛MWD测量系统，仪器特别适于高温小井眼井随钻测量服务,应用情况：义123-10HF、义34-1HF井入井测量成功率100%,提速提效措施,斜井段造斜率设计从1112/100m提