碳酸盐岩超深水平井复杂井眼条件下特殊完井工艺研究与应用

塔里木盆地碳酸盐岩储层具有压力敏感、安全密度窗口窄、易喷易漏、井控风险大等特点,自2012年下半年开始,塔中区块水平井井深大幅增加、水平段不断延长,受储层跟踪难、井眼轨迹不平滑、钻具托压严重等因素的影响,模拟通井管柱在裸眼段摩阻较大(甚至光钻杆也很难通过),给后期的试油完井作业带来了很大的挑战。文章正是针对"模拟通井时间长、管柱下入难、无法进行常规完井"的问题,提出了以斜坡钻杆与油管相结合的完井管柱为核心的特殊完井方案,优化配置了完井管柱,完善并标准化了该工艺的工序,成功应用5口井的效果分析表明,该工艺有效建立了复杂井眼条件下的油气通道,并为类似井的完井工程提供了一个新思路。     

东海深井长水平段下部完井工艺创新

东海深井长水平段的下部完井工具时常出现遇阻遇卡等复杂情况,文章在总结和分析常规完井工艺的基础上,利用对尾管悬挂器的系统优化和一次性旋转导向马达的应用等,实现了长水平段的下部完井工艺创新。通过软件模拟以及现场实践应用,验证了其有效地解决了水平井完井过程中下部完井管柱下入困难、完井液大量漏失等复杂情况,为后期大位移井钻井过程中下套管及高难度水平井完井过程中下部完井工艺提供了参考,满足了勘探开发的要求。     

超深裸眼水平井完井模拟通井优化技术

由于水平井井深、水平段长、井眼条件差、通井管柱设计不合理等原因,通井管柱与完井管柱匹配度低、通井时效过长、通井管柱下入困难,增加了井控风险和作业成本。针对通井困难这一突出问题,通过理论分析,综合考虑井眼情况和完井管柱配置,分析了通井扶正器、通井管柱底部扶正器组合(BHA)和送入管柱对完井管柱安全入井的影响,提出了综合考虑井眼情况和完井管柱配置的个性化通井优化方案,即加长单扶通井,双扶通井BHA优化和增加送入管柱加重钻杆数等优化措施,为超深超长裸眼水平井完井管柱的顺利入井提供了技术支撑。     

古潜山致密砂岩水平井钻完井技术

致密砂岩孔渗性低,可钻性差,长水平段水平井钻井难度大。以任丘古潜山致密砂岩第一口水平预探井任密1H井为例,对长水平段水平井钻完井施工中的难点及相应技术措施进行了论述。任密1H井钻进过程中摩阻扭矩大,井眼轨迹不易控制;岩屑上返路程长,易形成岩屑床;要求全井封固,固井难度大。通过钻具组合和钻头优选,应用"螺杆+MWD"定向控制的井眼轨迹控制钻井技术保证了井身质量。应用钻井液技术控制高温、高压滤失量,降低钻井液摩阻系数,保证岩屑悬浮和携带,确保井眼清洁。应用低失水、低敏感性及稳定性好的大温差双密度水泥浆体系配套固井技术有效保证了固井质量。整套钻完井技术保证该水平井中靶率为100%,全井段封固合格率为100%,实现了该区致密储层油气勘探突破。对国内其他地区古潜山致密砂岩水平井的施工有一定的借鉴意义。     

致密砂岩气钻完井技术进展及展望

加快致密砂岩气(以下简称致密气)高效勘探和规模效益开发,对提高我国天然气自给能力,保障国家能源安全、实现"双碳"目标具有重要意义。为进一步促进致密气的规模增储上产,将资源量转化为储量、产量,在系统总结分析"十三五"期间致密气钻完井技术进展的基础上,对标分析了致密气钻完井技术面临的挑战,对"十四五"及中长期致密气钻完井技术的发展进行了展望分析。研究结果表明:(1)创新形成了致密气钻完井技术体系,主要包括:长水平段水平井快速钻井技术、大井丛工厂化钻井提速提效技术、小井眼钻完井技术、侧钻井技术、气体钻井技术等。(2)致密气水平井迈上5 000 m水平段新台阶,最长水平段长度达5 256 m,钻井时效逐年提升,保障了鄂尔多斯盆地、四川盆地致密气效益开发和持续上产。(3)"十四五"期间,持续提升大井丛工厂化钻完井作业水平,探索混合井组下更高效的批量化、标准化的作业模式;升级改造装备、配套关键工具,提升长水平段一趟钻比例;完善致密气小井眼钻完井配套技术,成熟区全面推广应用小井眼钻完井技术;加强老区致密气剩余气挖潜攻关,加快连续管侧钻技术、柔性钻杆径向钻孔研究与试验;探索气体钻水平井/侧钻水平井技术...     

超深水平井及侧钻水平井完井裸眼处理工艺研究及应用

对于碳酸盐岩超深水平井及侧钻水平井完井,裸眼处理是重要步骤。针对常规处理工艺通井无针对性、钻头处理裸眼可靠性较差,以及处理过程控制点不足等问题,对裸眼井段狗腿度、裸眼井段非目的层段穿行度,以及井径扩大率和井斜角等因素进行分析,对通井方案及通井管柱进行优化设计,建立了一套井眼评价指标,提高了完井裸眼处理成功率及裸眼工具入井一次成功率。2014年共应用14井次,单井提高实效67.58h,累计节约完井时间946.12h。     

红河油田长8油藏水平井钻完井技术

红河油田长8油藏埋深2 000m左右,为裂缝性致密砂岩油藏,主体开发方式为水平井配合压裂改造.针对其钻井时易井壁失稳、井漏,压裂、采油作业及后期治理困难等问题,从钻完井角度出发,通过室内实验和现场实践,形成了二级井身结构水平井及其配套的井壁稳定技术、防漏堵漏技术和长裸眼水平段套管固井完井技术.现场应用81口井,钻完井过程中复杂情况大幅减少,与同期三级井身结构水平井相比,平均钻井周期缩短23.62％,平均完井周期缩短27.15％,平均单井钻完井工程费用节约201.9万元,且为压裂、采油后期作业及后期治理提供了便利条件,降本增效效果显著.     

大斜度长隔层套管射孔井砾石充填完井设计与应用

大斜度长隔层套管射孔井砾石充填完井对完井作业方案及管柱设计提出了更高的要求,需要对各种完井方案进行分析对比,合理选择井下工具和工艺,优化完井管柱设计及作业程序,减少作业风险并保证作业顺利进行。渤海油田多层套管射孔砾石充填完井,通常采用一次管柱多层充填工艺,该工艺充填的层段总长受到限制并存在作业风险,需考虑作业的时效性。针对多层防砂、有效层间隔离及完井工具要求高等技术难点,采取了先砾石充填后实现层间隔离的思路,采用带管外封隔器的一趟管柱合层砾石充填的方案。该井砾石充填作业顺利完成,既节省了逐层充填的时间,又满足各油层有效开发的要求。现场的成功应用验证了该完井方案的有效性,并为以后类似大斜度长隔层套管井的砾石充填完井提供了参考。     

页岩气长水平段水平井钻完井关键技术

针对长水平段水平井钻完井依然存在井壁稳定风险，钻进过程中摩阻、扭矩高，下套管载荷不足等问题。采用井身设计结构、轨道剖面优化设计，轨迹控制中提高复合钻进比列，结合油基钻井液、固完井工具等技术应用，实现3500m长水段水平井钻完井施工。     

普光高含硫气田裸眼水平井投产工艺技术

川东北普光高含硫气田裸眼水平井投产,存在着碳酸盐岩地层易喷易漏、井控安全风险高,钻水泥塞容易开窗出轨,结构复杂的一体化分段酸化-生产完井管柱极易发生粘卡事件等难题。为此,在该气田大湾气藏采用井筒模拟通井处理工艺,优化设计完井管柱结构,结合二次下井回接完成、优质钻完井液与内防喷工具的使用,妥善解决了上述难题,实现了分段完井管柱多级封隔器适时坐封隔绝气层以及滑套顺序开关、均匀布酸的目标,取得了很好的应用效果。结论认为：①在该区实施裸眼水平井投产工艺以及钻塞、模拟通井处理工艺是可行的,是高酸性气田合理高效开发值得借鉴的一个模式;②井壁稳定、顺畅、润滑的井况环境是裸眼水平井安全顺利投产的前提条件,也是实现降本增效、安全开发酸性气田的重要技术手段;③针对高酸性裸眼气井完井投产工艺技术的复杂性须选择优质完井液,全过程、全方位、多层面的从技术角度进行安全控制是井控技术的发展方向;④碳酸盐岩气藏裸眼井投产作业全过程使用钻完井液压井,对于如何选择酸化、排液模式才能解除对储层造成二次污染仍需不断加以认识和完善。     

胜利油田小套管完井水平井试油技术优化设计与应用

胜利油田小套管完井水平井具有井斜大、井身结构复杂、水平段长,试油期间入井管柱工具磨阻大、油套间隙小、遇阻遇卡风险高,下钻过程中射孔枪易中途引爆、校深难度大等风险。针对以上施工难点,开展了管柱结构优化设计,以及射孔、排液等工艺技术的优化和现场应用验证,形成了适宜于小套管完井水平井的试油工艺技术体系。在桩202-平1井得到成功应用,日产原油最高达12.3 t,累计产油106 t。     

呼图壁储气库水平井完井技术的研究与应用

按照呼图壁储气库地质与气藏工程研究结果及注采气工程优化设计,决定对HUHWK2注采水平井采用射孔方式进行完井,以实现气井大排量注采与长期安全运行要求。由于呼图壁气田目前已处于开发后期,地层压力系数较低(0.46),对500长的水平段实施射孔及完井作业工艺复杂、周期长、储层保护难度大。根据储气库气井完井管柱结构特点,在对不同完井液的性能研究的基础上,对水平井完井工艺进行充分论证、优化,最后确定该井采用两趟管柱射孔、提枪、完井、投产施工工艺进行完井作业。2012年10月,该井成功应用于现场。     

吉林油田致密油水平井优快钻井完井技术

吉林油田致密油水平井钻井成本高、钻井周期长、机械钻速慢,井眼易失稳,且摩阻和扭矩大、套管下入困难,针对这些问题,开展了二开长水平段水平井优快钻井完井技术研究.为了从设计源头降低钻井成本、缩短钻井周期,将前期采用的三开小井眼井身结构简化为浅下表层套管的二开井身结构,节省了一个开次的中完时间;同时,研究形成了以井眼轨道优化...     

超短半径水平井液压驱动非金属完井筛管下入长度计算

针对超短半径水平井完井筛管下入过程中摩阻限制了完井筛管下入长度的问题,提出了超短半径水平井液压驱动完井管柱下入技术,设计了由内到外依次为导向管、液压驱动管、非金属完井筛管的完井管柱结构,完成了配套工具设计,建立了管柱力学-液压耦合模型。基于某深层煤层气超短半径水平井井身结构数据,应用管柱力学-液压耦合模型进行了数值计算,结果表明相同条件下液压驱动完井管柱下入长度为常规技术完井管柱下入长度的17倍。对数值计算结果进行了多因素正交分析,结果表明完井管柱结构和非金属复合连续筛管与井筒间摩擦系数是对液压驱动完井管柱下入长度影响最大的两个因素。优选了两种适用于不同条件的超短半径水平井液压驱动完井管柱结构,最大下入长度分别为381,655 m。研究结果可为超短半径水平井液压驱动非金属复合连续筛管完井技术提供理论支持。     

水平井选择性筛管完井技术研究

含有夹层、存在边底水的水平井,缺乏长期有效的分段完井技术,造成水平井水平段动用程度不均、稳产期短、含水上升快等问题。针对这些问题,配套完善了水平井选择性筛管完井技术;着重阐述了水泥充填裸眼封隔器分段完井技术。通过攻关研究,在完成单管注水泥充填封隔器分段完井管柱和施工工艺设计的基础上,成功研制了系列配套工具。其技术优势为:洗井/注水泥胀封一次管柱完成;定位器和定位短节配合能使内外工具准确定位;使用领浆胶塞引导水泥浆,能够准确地控制注入水泥量。室内试验成功后,在现场推广应用水平井选择性筛管完井技术63井次,并对施工后的水平井进行了效果分析对比,投产后基本能实现控水稳油生产。     

涪陵焦石坝区块页岩气水平井钻井完井技术

针对涪陵焦石坝区块地质条件复杂、各向异性大,易导致发生井下故障、钻速慢、钻井周期长及成本居高不下的问题,在分析该区块页岩气钻井完井技术难点的基础上,进行了页岩气水平井钻井工程技术适应性评价,通过对丛式井布井方案、井身结构、井眼轨道设计、优快钻井技术、钻井液技术及页岩气层长水平段固井技术等进行优选及进一步优化,提出了涪陵焦石坝区块页岩气水平井钻井完井技术方案。该技术方案在焦页 1-2HF 井等17口井进行了现场实践及应用,初步形成了涪陵焦石坝区块页岩气水平井钻井完井技术。应用表明,该技术可显著提高机械钻速、缩短钻井周期,可为涪陵焦石坝区块页岩气规模开发提供技术支持。      

水平井均衡供液完井静态控流参数设计

针对胜利油田水平井均衡供液完井技术不完善,且面临单井产量低、投产层系复杂等诸多问题,建立了一套均衡供液完井技术"静态控流参数"设计方法,依次分为生产段分段、各投产井段配产、各投产井段节流压降设计和控流参数优化设计4个步骤。生产段分段以减小投产层系非均质性和封隔物性差异大的相邻层段为目的;底水和边水油藏分别使用"见水时间一致"和"均衡供液"的原则进行各投产井段配产;制定适当的跟端流压,优化各投产井段所需节流压降;适当选择控流井段盲筛比,保证控流筛管发挥良好的控流特性。实例计算结果表明,使用"静态控流参数"方法设计出的均衡供液完井管柱的控流效果明显。该设计方法简便实用,为均衡供液完井技术在胜利油田的推广应用提供理论支持。     

吉木萨尔页岩油水平井JHW00421井钻完井关键技术

JHW00421井是吉木萨尔油田第1口超长水平段页岩油水平井,设计水平段长度3 027 m,面临钻进摩阻及扭矩大、井壁易失稳、井眼轨迹控制难度大、井眼清洁难度大、油层套管下入困难等诸多钻井难题。为攻克以上技术难题,开展了以下技术研究和现场实践:优化井身结构并将?244.5 mm技术套管下至A靶点以实现水平段专打;采用旋转导向工具对水平段轨迹进行精准控制并减小井眼曲折度;采用油水比85∶15的油基钻井液,降低长水平段井壁失稳风险、钻井管柱与井壁摩阻系数;基于水平井井筒清洁“传输带”理论,制定详细的井筒清洁技术方案以确保井筒“干净”;优选套管柱摩阻计算模型并合理选取摩阻系数,准确预测套管柱下入能力并优选下套管方案;采用多扶正器通井钻具组合、优化套管扶正器类型及安放位置以降低下套管阻力;采用油基冲洗型隔离液并优选注水泥参数来提高水平段固井质量。该井完钻井深5 830 m,实际完成水平段长度达3 100 m,水平段固井质量测井解释为优质,对今后同类超长水平段水平井设计和施工有借鉴和指导作用。     

致密油1500m长水平段水平井井身结构优化设计

目前,国内水平段长度超过1500m的水平井,由于裸眼段长、钻完井摩阻扭矩大,存在漏失与坍塌等复杂层段、钻井风险高等因素,均采用下技术套管封固复杂层段、降低钻完井摩阻的三开井身结构。与二开井身结 构相比,三开结构套管层次多、钻井周期长、钻完井成本增加30％以上。为降低长庆致密油开发成本,开展由三开简化为二开的井身结构优化设计研究,研发的强抑制低摩阻复合盐钻井液体系,解决了裸眼复杂层段的漏失与坍塌,提高了井壁稳定性;开展钻完井摩阻扭矩计算分析及降摩减阻技术研究,降低钻完井过程中的摩阻扭矩,国内首次实现1500m长水平段水平井采用二开井身结构的安全钻完井,钻井周期由原来52.1d缩短至24.7d。     

高温深层碳酸盐岩水平井井筒准备技术研究

高温深层碳酸盐岩水平井具有储层埋藏深、裸眼段长、非均值性强、温度高,易喷易漏和高含硫化氢等特点,在目的层钻井过程中,易形成"大肚子"、"大狗腿度"和缩径等井眼复杂情况,给分段完井工具的下入提出巨大挑战。为使分段完井工具顺利下入,需要在井筒准备阶段模拟分段完井工具管串刚度进行井筒准备。从旋转地质导向技术、钻井液配套技术以及"西瓜皮"扶正器通井技术三方面详细介绍了水平井井筒准备技术。经过持续研究与实践,成功应用39井次,大幅缩减了井筒准备时间,创造了较好经济效益。