侧钻水平井完井管柱及配套工具研究

分析了侧钻水平井管柱下入过程中摩阻力分析及强度校核的基本方法，对侧钻水平井完井配套工具进行了设计计算和强度校核，用力学理论对侧钻水平井完井管柱和配套工具进行了设计计算。     

水平井完井管柱摩阻计算模型与仿真器

根据现场完井工艺和完井管柱受力情况,本文导出了一种简易实用的完井管柱上提、下放的载荷计算模型。进一步提出开发仿真器的基本思路和数值计算处理办法。实例计算表明,理论计算结果与现场实测结果基本相符,从而验证了计算模型的准确性。此项研究用于现场预测水平井完井管柱摩阻具有重要的实用价值。     

水平井完井管柱摩阻预测模型建立与下入性分析

水平井井眼轨迹复杂,完井管柱下入到弯曲段后将与井壁大面积接触,所受的摩擦阻力将大大增加,使完井管柱发生大的变形甚至屈曲变形以致不能顺利下入。为此,分析了水平井完井管柱下入过程中的受力情况,建立了管柱三维摩阻预测模型,根据建立的模型,利用VB语言编制了分析软件。分析软件对井眼数据采用三次样条插值法处理,并采用建立的摩阻计算模型求出完井管柱在下入过程中的总摩阻力。实例计算表明,建立的摩阻计算模型有较高的准确性,所开发的软件可用于大斜度井及水平井完井管柱的摩阻预测。     

深层侧钻低摩阻钻井液研究及应用

针对中原油田深井5 1/2″套管开窗侧钻井较深,要求钻井液密度高(1.80 g/cm~3)的特点,优选出抗温135℃低摩阻钻井液,并对其进行性能评价。结果表明,该钻井液抗钙1 200 mg/L,抗土粉污染15%,一次页岩回收率达到97.6%,K_f可降至0.06以下,保护储层效果良好;进行钻井液循环压耗模拟试验,结果表明与同等条件的聚磺饱和盐水钻井液相比,压耗可降低6%～8%。在文13-侧305井进行现场试验,取得良好的效果,试验井段排量8.5 L/s时泵压仅22.5 MPa,平均机械钻速达2.38 m/h。     

侧钻水平井钻柱摩阻力分析

建立了考虑井壁弹性及钻柱接头影响的侧钻水平井钻柱摩阻力模型,给出了受弹性井壁约束钻柱的三弯矩方程及其数值解法;数值计算表明钻压、井身曲率、地基弹性、钻柱刚度、长度、钻柱与井壁间摩擦系数等因素都影响摩阻力的大小及分布,对于侧钻水平井而言,井身曲率的影响更为显著;该方法可适用中短半径水平井的摩阻力分析,供实际钻井作业参考。     

侧钻水平井裸眼侧钻工艺技术

在侧钻水平井施工作业中,常因地质设计整,工具造斜率误差,造成实钻井眼轨迹不符合地质,油藏工程要求,导致注水泥回填,二次侧钻。在井下发生钻具事故后,如多次找捞失败,也需填井侧钻,与常规直井裸眼相比,侧钻水平井多在大斜度井段实施裸眼侧钻,则于井眼小、曲率大,施工难度较大。该文在详细讨论侧钻水平井裸眼侧钻施工难点的基础上,重点介绍了侧钻水平井裸眼注水泥塞工艺技术,裸眼侧钻工艺技术。     

侧钻三分支鱼骨水平井钻完井技术

分支水平井技术已成为块状、多层系油藏开发的重要手段,辽河边台潜山区块应用该技术进行开发,取得了良好效果。为进一步扩大该技术的应用范围,将分支井技术与侧钻技术有机结合,完成了国内第一口侧钻三分支鱼骨水平井。重点介绍了AN3CH井的井身结构优化设计、开窗侧钻工艺和完井技术等方面的关键内容。该试验井的成功,积累了宝贵的实践经验,为今后类似油藏开发提供了一种高效的开发手段,具有一定推广应用价值,可供国内外相关技术人员借鉴。     

浅层水平井管柱摩阻与力学分析

针对浅层水平井的"浅"、直井段短、水平段长的特点和直井段的钻具重量不足以推动钻具前进与井眼延伸,管柱的受力及安全问题突出的难点,通过软件对楼平2井的管柱摩阻与力学进行分析,成功克服浅层水平井钻柱在造斜率高达(58°～65°)/100m中的大摩阻,合理优化井口大尺寸钻具倒装加压技术,保证了浅层水平井最大限度地实现地质设计目标,降低了井下管柱的复杂情况发生,使楼平2井的实钻位垂比达到2.51,对其它类似水平井的施工有着重要的指导意义。     

深层侧钻水平井膨胀套管钻井封堵技术研究

针对塔河油田部分深层侧钻井存在地质避水要求,且钻遇易漏和易坍塌地层的情况,分析了塔河侧钻井现状及难点,优选了技术方案并探讨其可行性,采用膨胀套管充当技术套管封堵复杂层。结合深层侧钻水平井的井况条件,对膨胀套管关键技术进行研究及优化,完善了技术实施方案。详细介绍了膨胀套管技术在TK6-463CH井首次封堵应用情况,现场应用结果显示,膨胀套管实施后能够满足钻井封堵和后续非常规小井眼钻井要求,为其提供了一种全新的解决方案,也为膨胀套管技术在复杂地层钻井提供了技术基础。     

侧钻水平井水平段延伸长度预测及应用研究

小井眼侧钻水平井水平段极限延伸长度的研究有助于确定侧钻水平井的设计和施工参数以及钻井工艺。为此,针对小井眼侧钻水平井的特点,分析了影响侧钻水平井水平段延伸长度的几个主要因素:钻具屈曲、额定泵压、目的层破裂压力和钻具强度,并给出了相应的计算公式。在此基础上,以苏里格气田的小井眼侧钻水平井苏25-38-16C井为例,在配备现有钻井设备的前提下,对其水平段延伸长度进行了预测,并跟踪了现场实钻效果。应用结果表明,小井眼侧钻水平井水平段延伸长度的判断方法能有效预测水平段极限延伸长度,泵压高是制约水平段延伸长度的最关键因素,可通过适当降低排量和频繁短起下作业降低泵压,保证井眼清洁。该研究可为今后小井眼侧钻水平井的钻井设计和施工提供参考。     

小井眼侧钻水平井技术的应用

针对WZ复杂油田的构造、储层及剩余油潜力等特点,总结了应用小井眼侧钻水平井技术对有潜力的油层按剩余油不同类型的分布情况采用不同的设计方法进行钻穿目的油层的应用情况。现场实施7口井,均达到了预期设计目的,投产效果良好。这项技术的应用表明,在复杂断块油藏开发中后期,结合剩余油分布特点,采用先进配套的钻井技术,油藏潜力可以得到充分挖掘,并能取得良好的开发效果和经济效益。     

定向井套管入井摩阻分析

基于前人提出的“软钻柱”模型，采用空间分析方法详细分析了三维井眼中套管单元体的受力情况，推导了计算套管轴向载荷和扭矩的统一公式，这些公式也可以用于采用“软钻柱”模型的钻杆单元体的受力分析。结合濮2—平1井和文266—9井现场采集的数据，运用这些公式计算摩阻系数，并由摩阻系数预测大钩载荷，对所建立的模型进行了分析验证。     

TK602井套管打捞及侧钻施工

TK602井φ177.8mm套管在下入过程中发生卡套管事故,在注解卡液四次无效的情况下,决定采取套管切割及打捞后侧钻。介绍了该井套管打捞及侧钻施工情况,并分析了套管卡钻的原因。     

侧钻双分支水平井井眼轨迹控制

静31-59井是1口侧钻水平井,完钻井深2425 m,水平段垂深2131 m,悬挂器喇叭口位置2126.22 m。为充分挖潜老区产量,在静31-59井开窗侧钻双分支水平井。通过精心设计、组织与施工,静31-59FP井仅用15d纯钻时间成功钻完2个分支井段,累计裸眼长度768 m。该井由辽河油田工程院自行设计、施工,无经验可借鉴。静17块地层坚硬,钻进时加压困难,目的层薄,倾角变化明显,施工时轨迹控制难度很大。通过转盘钻进与滑动钻进相结合,控制钻进参数、调整轨迹,防止井眼轨迹忽起忽落,为完井创造了良好的条件,该井是国内第1口侧钻双分支水平井,为其它油田的侧钻双分支水平井成功实施提供了丰富的经验。     

水平井套管柱可下入性摩阻计算三维力学模型

水平井井眼轨迹的复杂性导致套管柱在下井过程中的受力非常复杂。由于井斜以及水平段可能使下套管受阻,甚至导致套管柱卡在井眼的弯曲段无法下入,造成水平井完井作业失败。以水平井三维井眼轨迹描述为基础,建立了综合考虑套管柱重力、浮力、摩擦阻力、弯曲应力和接触应力等作用的套管柱下入摩阻计算三维力学模型。在此基础上开展了套管柱可下入性研究,对其下入过程进行分析判断,这对水平井套管柱结构设计以及套管的顺利下入具有重要意义。     

膨胀管封隔复杂地层钻完井技术在侧钻井的应用

塔河油田为避开老井水体,老井侧钻上提造斜点钻遇上覆石炭系巴楚组或奥陶系桑塔木组泥岩井段,泥岩垮塌掉快堵塞采油井筒。为此,通过深井侧钻技术难点分析、扩孔工具优选、膨胀管关键技术分析及深井φ130.0 mm小井眼定向钻井技术配套,形成了一套适用于塔河油田深井侧钻井的随钻扩孔、膨胀管封隔复杂地层及后续小井眼定向钻井的非常规钻完井方案。同时布置了THA井进行试验,试验井创造了国内单次作业最长428 m和施工最深5 508 m 2项记录。现场应用结果表明,膨胀管封隔复杂地层钻完井技术解决了塔河油田φ177.8 mm套管开窗侧钻泥岩垮塌带来的技术难题,确保了钻井、完井和采油等作业井眼稳定;配套的深井φ130.0 mm小井眼定向钻井所需的钻杆、动力钻具和MWD,可以确保泥岩封隔井二开小井眼顺利钻至完钻井深。     

小井眼侧钻水平井技术在大港油田的应用

小井眼侧钻水平井技术经过不断的完善已基本成熟,但在大港油区内应用属首次.系统探讨了小井眼侧钻水平井技术在大港油区的应用情况,形成了从方案设计、开窗、钻进、完井的一整套工艺技术,为大港油田小井眼侧钻水平井技术的发展提供了实践经验.     

水平井套管稳定性分析

从地质因素、工程因素和腐蚀方面分析了影响水平井套管稳定性的主要因素.断层活动、油层出砂等地质因素是套管损坏的内因;固井质量、射孔等工程因素是套管损坏的外因;水平井套管在下入到弯曲段时会发生刮擦,导致套管腐蚀.提出了提高水平井套管稳定性的对策,主要包括优化钻井设计、井眼净化、降低摩阻、活动套管柱、提高套管在井眼中的居中度和浮力效应、防止套管外壁腐蚀和套管自身的预防措施等.