小井眼侧钻水平井液压套管扶正器研制与应用

针对冀东油田?139.7 mm套管开窗小井眼侧钻水平井采用常规的弹性和刚性扶正器套管居中度不易保证,造成水泥环厚度不均、固井质量较差等问题,研制出了一种液压刚性套管扶正器。该扶正器由多级活塞、扶正爪、锁紧机构等组成,通过液压作用于多级活塞,推动锥体撑开刚性扶正爪,强制扶正套管居中。目前在冀东油田?139.7 mm套管开窗小井眼侧钻水平井应用了5口井,现场应用表明,固井成功率为100%,侧钻水平段固井优质率98%以上,应用效果良好。该扶正器具有外径小、液压启动、刚性扶正套管的特点,为提高冀东油田小井眼侧钻水平井套管串的居中度,改善固井质量,提高开发效果、延长生产寿命提供了技术支持。     

水平井固井液压扶正器的研究与应用

水平井固井时套管往往偏向下井壁,居中度差,固井后形成的水泥环薄厚不均,导致水平井固井质量差,严重制约了水平井优势的发挥。现场多使用扶正器来提高套管居中度,但是常规扶正器存在外径大、下入困难、破坏井壁的问题,为此专门研制开发了水平井固井液压扶正器。该工具原始外径小、下入安全,膨胀后外径大、扶正能力强,能够显著提高水平井套管的居中度,扶正器上的扶正片能够对固井水泥浆产生扰流作用,大大提高了水平井的固井质量。该类扶正器现场应用简便,不影响正常的施工程序,在胜利油田进行了多口井的现场应用,效果显著。     

液压扶正器在胜利油田非常规油井固井中的应用

为提高胜利油田非常规油气区块水平井水平段的固井质量和压裂效果,针对该类水平井水平段应用常规刚性扶正器时套管下入困难、居中差等问题,研制开发了内置滑套式、易下入、能撑开防止退、扶正力强且满足非常规油气区块高压压裂的φ139.7 mm液压扶正器。采用双级球座+液压扶正器套管组合、投球胀封的方式,同时对液压扶正器管串的下入摩阻、固井质量进行了分析。该液压扶正器在胜利油田非常规油气区块进行了现场应用,结果表明,带液压扶正器完井管串的下入摩阻小于带刚性扶正器完井管串的下入摩阻,提高了水平段的固井质量,可为非常规油气井固井提供技术支持。      

偏心式滚轮套管刚性扶正器的研制及应用

应用套管扶正器使套管居中,仍是当今提高水平井、大斜度井固井质量的重要技术措施。针对常用套管扶正器使用过程中存在的问题,分析了扶正器在水平井眼内移动时的受力状况,研制了偏心式滚轮套管刚性扶正器。介绍了该工具的偏心式结构及通过 2种旋向扶正棱自动旋转调整扶正方位的工作原理。室内及现场试验结果表明,该工具能够有效提高水平井套管在井眼内的居中度,有利于提高水平井和大斜度井的固井质量。     

水平井及大位移井液压扶正器的研制与应用

针对水平井及大位移管柱受重力效应影响,造成套管不居中,封隔器胶筒受力不均,密封性能下降,不能长期有效分隔水平及大位移井层段,特别是对固井质量不合格的低渗透和页岩油气藏无法进行压裂改造的问题,研制了液压扶正器。通过地面模拟试验,现场试验及应用,该工具坐封扶正时能确保水平及大位移井管柱处于居中位置,保证了封隔器的密封性能,在水平井及大位移井中使用液压套管扶正器,可减少套管磨损,使套管居中,有效分隔目的层,提高顶替效率,改善固井质量。     

水平井固井液压式套管扶正器的改进与应用

针对水平井液压式套管扶正器在应用过程中发现的扶正片撑开后影响环空过流面积、活塞二次运动导致密封失效等问题,对液压扶正器的结构进行了改进,并进行了相关的地面实验。为了完善套管居中井下配置工具,研制了与液压扶正器配套使用的球座,液压扶正器下到位后,先投球打开液压扶正器,再进行循环作业,可充分清洗井眼,提高固井质量。改进后的液压扶正器在非常规水平井中应用了4井次,平均每口井应用32只,固井及压裂过程均未出现密封失效现象,固井质量良好,表明改进后的液压扶正器更适应于非常规水平井固井作业。     

页岩气井固井套管居中与下入能力研究

在对井筒内管柱受力状态进行科学分析的基础上,建立了长水平段和造斜段套管居中度分析模型,对扶正器的选择和安放间距进行了设计。采用有限元法对FYHFl井及MYHFl井扶正器选择方案和下入方案现场应用效果进行分析,分析结果表明,在井况许可的条件下,水平段应采用API标准扶正器,且每根套管加装1只扶正器,以保证套管的居中度和固井质量;选择合适的扶正器、设置合理的间距能有效减小套管下入阻力,同时明显增强套管串刚度;套管居中度对采用油基钻井液的页岩气水平井固井质量影响明显,套管居中度应该控制在67%以上,并严格控制套管贴边,以免影响水泥环均匀性和压裂效果。     

101.6mm套管液压扶正器的研制与应用

在 139 7mm套管内下入 10 1 6mm套管工艺过程中 ,由于 10 1 6mm套管外焊接的扶正块最大外径达到 114～ 116mm ,并且不太规则 ,而 139 7mm套管的最大内径达到 12 4 2 6mm ,这样就造成 10 1 6mm套管在 139 7mm套管内不居中 ,从而导致固井水泥环不均匀 ,固井质量差。为解决 10 1 6mm套管工艺存在的这一问题 ,研制设计并加工使用了 10 1 6mm套管液压扶正器。这种扶正器通过地面打压 ,活塞推动扶正体向上移动 ,扶正体撑开 ,贴到 139 7mm套管上 ,使 10 1 6mm套管居中。 5口井应用情况表明 ,该扶正器结构简单 ,性能稳定可靠 ,效果很好 ,套管固井质量大大提高 ;若进一步改进后 ,可用于小径井眼开窗侧钻工艺。     

冀东油田水平井固井技术

提高水平井固井质量以适应油田进一步勘探开发的要求是钻井工程研究的一项重要课题,分析了水平井固井存在的套管安全下入、替净、自由水、泥浆混油、套管居中、井眼条件等技术难点,对水泥浆和前置液体系、套管的安全下入、套管居中等技术进行了研究,通过优选水泥浆和前置液体系解决了替净、自由水、泥浆混油问题;对套管下入的理论校核和现场模拟解决了套管的安全下入问题;对扶正器的合理选型和科学加入解决了套管居中问题,通过采用合理的技术措施提高了冀东油田水平井的固井质量,在现场实践中取得了显著效果,形成了系统、成熟的水平井固井技术,对冀东油田水平井固井质量的提高具有重要的指导作用.     

页岩气水平井固井工具配套技术

为满足页岩气水平井固井作业特殊需要,针对页岩气水平井套管下入困难、水平井眼套管居中度差以及高压固井套管浮箍浮鞋关闭不严等问题,研制了专用的套管安全下入引导工具、水平井专用套管扶正器以及井底关闭专用工具。详细描述了这些固井工具的结构原理和性能特点,给出了其技术参数和适用范围。结合涪陵页岩气水平井实际情况进行了固井工具配套技术研究,介绍了专用固井工具的现场应用情况。现场应用结果表明,所开发的专用固井工具能够满足涪陵页岩气水平井固井施工的需要,建议根据不同井况推广使用。页岩气水平井固井工具的研制成功对于确保固井质量和满足页岩气开发的需要具有积极的意义。     

在水平井、大位移井中选用合适的套管扶正器

在水平井、大位移井中选用合适的套管扶正器不仅能使套管顺利下入,而且能确保套管在井眼中的居中度,提高固井质量。介绍了几种新型的套管扶正器,并介绍了国内外在水平井、大位移井固井中使用的套管扶正器的性能特点及应用情况,得出了常规的套管扶正器很难满足水平井、大位移井需要的结论。     

在水平井、大位移井中选用合适的套管扶正器

在水平井、大位移井中选用合适的套管扶正器不仅能使套管顺利下入,而且能确保套管在井眼中的居中度,提高固井质量。介绍了几种新型的套管扶正器,并介绍了国内外在水平井、大位移井固井中使用的套管扶正器的性能特点及应用情况,得出了常规的套管扶正器很难满足水平井、大位移井需要的结论。     

水平井固井技术新进展

随着水平井、大位移井在世界范围内的广泛应用，水平井、大位移井的位移量在不断增大，简单的裸眼完井已不能满足工程的需要。与直井相比，水平井固井面临着自由水的控制、钻屑清除、管柱居中等不利因素，难度较直井大。为此，介绍了国外针对水平井固井技术难点所采取的特殊工艺和装备。     

冀东油田浅层小井眼侧钻水平井钻井完井关键技术

为解决冀东油田浅层?139.7 mm套管开窗侧钻水平井存在的钻井泵压高、机械钻速低、油水层封隔效果差、油井投产后含水上升快等问题,选用了可以降低钻井泵压的?79.4 mm非标钻杆,试用了能给钻头柔性加压的小尺寸水力加压提速工具,选用了?95.3 mm非标套管、采用了膨胀悬挂尾管筛管顶部注水泥完井技术,并制定了提高侧钻小井眼固井质量的技术措施,形成了适用于冀东油田浅层小井眼侧钻水平井的钻井完井关键技术。该技术在冀东油田5口浅层高含水油藏侧钻水平井进行了应用,与未应用该技术的邻井相比,试验井泵压得到了有效控制,机械钻速提高了24.6%,钻井周期缩短了14.1%,同时解决了小井眼窄间隙井眼封隔差的问题,实现了对水平段水层的封隔和侧钻窗口处的密封,避免了对后期采油生产的影响。试验结果表明,冀东油田浅层小井眼侧钻水平井钻井完井关键技术能够提高小井眼侧钻水平井的机械钻速、缩短钻井周期和有效分隔油水层,提速提效效果显著,具有较好的推广应用价值。      

文13-侧305井深部开窗侧钻井固井技术

文13-侧305井是1口双靶侧钻定向井,目的层是文13东块沙三中8~10油组,井深3700 m。在?139.7 mm套管内开窗侧钻,下入?101.6 mm尾管固井,套管重叠段单边间隙仅9.88 mm,钻井液密度1.78 g/cm3,漏涌并存,固井施工难度大,是目前国内最深的一口?139.7 mm开窗侧钻井。通过在下套管前调整钻井液性能,试验钻具静摩阻及承压,优选尾管悬挂器,水泥浆采用AMPS共聚物降失水剂,配合中温缓凝剂,较好地控制了高温下水泥浆的失水,解决了顶部强度发展慢等问题。使用配套固井工艺,固井施工顺利,解释固井质量为优质。该井的成功经验,为中原油田深层开窗侧钻开发老油田提供了技术支撑。     

南海莺歌海盆地中深层高温高压水平井钻井关键技术

针对南海莺歌海盆地中深层高温高压气藏水平井钻井中高密度钻井液流变性难以调控、大斜度井段套管磨损严重、摩阻扭矩大、钻具负荷大及大斜度井固井质量难以保证等问题,从保障钻井安全和提高钻井时效出发,进行了井身结构设计和抗高温高密度油基钻井液技术、钻井液微米级重晶石加重技术、高密度油基钻井液滤饼冲洗技术、高温高压含CO₂气井套管材质优选、高温高压水平井段安全钻进等方面的技术研究,形成了南海莺歌海盆地中深层高温高压水平井钻井关键技术。现场应用表明,该技术可以有效保障安全高效钻井和提高固井质量,应用井投产后清喷产能比预期高30%。水平井钻井关键技术为南海莺歌海盆地中深层高温高压水平井钻井提供了技术保障,也可在同类条件同类型井钻井中推广应用。