《浅层水平井钻井技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浅层水平井钻井技术（76页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、浅层水平井钻井技术研究浅层水平井钻井技术研究 以以吉林油田为例吉林油田为例主讲人：史玉才中国石油大学（华东）石油工程学院2007年01月一、概述 二、浅层水平井钻井难点及对策 三、浅层水平井钻井技术 四、取得的成果 五、存在问题 六、认识和体会 七、下步工作设想主要内容主要内容u 吉林油田扶余地区有部分由于地面条件限制采用浅层定向井钻井技术无法开发的浅油藏：油藏埋深为300-490m左右，受限位移190-600m 。u 吉林油田利用常规钻机、使用水基钻井液、采取降摩减阻技术进行了浅层水平井的研究与推广。u 继2004年扶平1井和扶平2井取得良好的工程和地质目的后，2005年又完成了15口水平井
2、和6口大斜度井的钻井施工。一、概 述 井号完钻井深 （m）造斜点（m ）最大井斜角 （）水平位移 （m）水平段长 （m）固井质量扶平1891.66220.793.5548.96288.16优扶平291623893.5552.18288.68合格扶平3936.00215.9691.46577.31289优扶平4963.00258.0090.97580.57340.77优扶平588823491519240优扶平6889.26248.691.27577.32237.11优扶平993016890.72654.96343.62优扶平10888185.8591.59593.93346.39优扶平15859
3、.77171.4385547.2168.43优扶平171011.0917691.83720.66471.46优扶平1892816086.4630.5361.21优一、概 述井号完钻井深 （m）造斜点（m ）最大井斜角 （）水平位移 （m）水平段长 （m）固井质量扶平191083202.5890.94750.48464.01优扶平201047.53171.6189.33743.52476.86优扶平2411417317241927885089596.77优扶平251220207.1988.95895.51638.89优扶大10932.00173.1992.45624.04221.61优扶大489
4、1.04160.2578.50590.97优扶大6980.24169.7980.20675.12优扶大9766.70174.3067.60432.71优扶大11910.00166.4081.31610.71优扶大885518478.6535.22优扶大211207175.8485.6891.3优一、概 述垂深435 米垂深438 米阶梯阶梯 水平水平 井井扶扶1010 水 平 段 轨 迹 图位移850.89m， 最大垂深392.18浅层大浅层大 位移位移- -扶扶 平平2424井井 位移垂位移垂 深比达深比达 2.172.17一、概 述扶平扶平2626井井扶大扶大1010井井大斜度大斜度+ +
5、水平水平 / / 水平水平+ +大斜度井大斜度井一、概 述形成的水平井钻井配套技术形成的水平井钻井配套技术: :一、概 述浅层水平井井身结构和井身剖面优化设计技术浅层水平井井身结构和井身剖面优化设计技术浅层水平井井眼轨迹控制和地质导向技术浅层水平井井眼轨迹控制和地质导向技术浅层水平井水基低固相油层保护钻井液技术浅层水平井水基低固相油层保护钻井液技术浅层水平井完井技术浅层水平井完井技术降摩减阻技术降摩减阻技术KADS2OR1BS1C二、浅层水平井钻井难点及对策对策：（1）采用单圆弧井身剖面，尽可能降低造斜点，增加直井段长度；1、直井段钻柱重量轻，大斜度段和水平段施加钻压 困难、油层套管下入困难；
6、对策： （2）试验初期技术套管下至45-60度井段，减少滑动钻进和完井下套管的阻力；（3）引进先进的国外软件（TADPRO软件），进行浅层水平井井眼摩阻分析。二、浅层水平井钻井难点及对策1、直井段钻柱重量轻，大斜度段和水平段施加钻压 困难、油层套管下入困难；探油 顶段对策：（1）加长稳斜探顶段长度，以满足油层可能提前的需要；（2）采用略高于设计造斜率的螺杆钻具进行造斜，便于导向钻进破坏岩屑床、降低摩阻，并可在油层垂深提前的情况下，提高造斜率。二、浅层水平井钻井难点及对策2、地层松软，工具实际造斜率难以确定，部分油层 落实不够精确，要求井身剖面能够对垂深误差进行一 定的调整，使井眼轨迹控制难度进
7、一步增大；二、 浅层水平井钻井难点及对策3、钻井液要综合考虑润滑、携岩、井壁稳定和油气层保护以及钻井成本等，给钻井液优选增加了难度；对策：（1）研究低固相、低摩阻、低成本携岩能力强的水基钻井液，降低裸眼段摩阻；（2）控制钻井液固相含量，降低钻井液失水，实施近平衡钻井，同时采用非渗透油层保护技术进行油气层保护。对策：（1）优化大斜度段和水平段扶正器类型和数量，在斜井段安放刚性滚轮扶正器，降低下套管摩阻；（2）完井下套管过程中，分段循环降低循环阻力、及时清除下套管过程中除下的泥饼，提高固井顶替效率 。二、 浅层水平井钻井难点及对策4、直井段套管重量轻，水平位移段相对较大，完井套管不容易下至完钻井深
8、；对策：（1）采用适合水平井固井要求的低失水、零自由水的水泥浆体系进行固井油气层保护；（2）优化套管设计及附件加法，确保套管居中、提高顶替效率、确保碰压后能回住压。二、 浅层水平井钻井难点及对策5、为了满足采油压裂需要，水平段套管要求居中以 及完井固井油气层保护等问题；（一）钻井工艺技术（二）钻井液技术（三）固井技术（四）全过程科学管理三、浅层水平井钻井技术（一）钻井工艺技术技术套管浅层水平井钻井初期的成功应用 扶平1井和扶 平2井技术套管下 至60-70度井段 。其中扶平1井选 用了ZJ-15钻机， 固控设备不完善 ，正是由于技术 套管的下入，确 保了该井完井的 最终成功。下技套井身结构示意
9、图表套339.7mm80-100m钻头445mm71m钻头311mm60度井段244.5mm技套60度井段油套139.7mm钻头215mm水泥返至油层以 上200m井斜60 -70度井段1、通过简化井身结构，提高了钻井施工速度，降低了钻井成本 技术套管降低摩阻的大小因各井井眼摩阻系数的不同而不同，以井深和剖面类型相似的扶平3井和扶平4井实钻为例，可减少套管下入阻力2.4吨。扶 平 3 井 摩 阻 分 析 及 计 算（一）钻井工艺技术（一）钻井工艺技术技术套管在浅层水平井钻井初期的成功应用 扶 平 4 井 摩 阻 分 析 及 计 算（一）钻井工艺技术1、简化井身结构，提高了钻井施工速度降低了钻井
10、成本 简化井身结构，降低钻井成本为了进一步降低钻井成本，提高开发效益，加快水平井开发步伐，在室内进行大量研究与实验，并通过扶平3井现场实践验证和校正下，开展了浅层水平井-扶平4井不下技术套管的现场试验，试验取得了成功，简化井身结构后节省了技术套管和197mm螺杆，钻井周期缩短了3天以上。简化后的井身结构如下：（一）钻井工艺技术（一）钻井工艺技术2、优化剖面设计、合理施工解决防碰问题，确保开发方案的实施扶平3和扶平4井地面定向井和直井比较多，钻井过程中容易相碰；通过优化设计和精心施工，解决了防碰，达到了准确入窗。（扶大6、10和扶平6等井）（一）钻井工艺技术3、及时跟踪、合理控制，确保油层钻遇率
11、水平井和大斜度定向井对垂深控制要求比较严格，轨迹控 制精度要求比较高。（测量参数滞后15米）现场施工中主要采 取如下措施：（1）轨迹控制过程中对每个单根进行精确控制，通过合理的预测，及时撑握定向和开转盘时间；（24小时值班）（2）大斜度定向井主要严格按设计轨迹进行控制，水平井轨迹控制在AB界线之前按设计轨迹进行控制，而在AB界线之后根据垂深变化情况，及时调整设计，然后再根据调整后的设计进行轨迹控制。（一）钻井工艺技术3、及时跟踪、合理控制，确保油层钻遇率浅层水平井探顶段及着陆段的精确控制 浅层水平井探顶段和着陆段控制直接关系到水平段能否准确地钻达目的层。在该井段应与地质油藏部门密切联系，及时撑
12、握垂深变化情况，以便调整造斜率，确保准确入靶。（例如扶平6井窗口垂深提前3.2米）油层为下倾方向，水平段井斜角小于90时，控制井 眼轨迹在A点前3050m，垂深达到设计油顶位置，井斜达 到8284，进入油层。浅层水平井探顶段及着陆段的精确控制A B3050m82-84 油层为下倾方向 （一）钻井工艺技术（一）钻井工艺技术4、结合岩屑录井及随钻测井，进行导向钻井，实现窗体内井段 的精确控制油顶油顶油顶油顶LWD随钻测井曲线图采用LWD+导向钻具，利用LWD的伽玛和电阻率曲线，结合岩屑、气测和荧光定量分析录井资料，及时发现地层变化，及时调整井眼轨迹，及时发现油层，准确顺利着陆。（一）钻井工艺技术4
13、、结合岩屑录井及随钻测井进行导向钻井，实现窗体内井段的 精确控制合理控制水平段井斜角，提高轨迹控制精度通过合理控制实钻水平段起始井斜角，可减小水平段波动幅度，为油层套管的顺利下入创造条件，施工的17口水平井都使窗体内波动幅度控制在2米以内，达到国内先进水平。 （一）钻井工艺技术4、结合岩屑录井及随钻测井进行导向钻井，实现窗体内井段的 精确控制合理控制水平段井斜角，提高轨迹控制精度井深672.37m 垂深454.73m 井斜89.43井深711.02m 垂深455.35m 井斜88.20井深768.8m 垂深455.38m 井斜90.50井深726m 垂深455.9m 井斜90（一）钻井工艺技术
14、4、结合岩屑录井及随钻测井进行导向钻井，实现窗体内井段的 精确控制结合录井和随钻测井，进行地质导向水平段采用如上图的导向钻具组合进行控制:控制时可采用开转盘和定向钻井两种方式。根据随钻录井和测井分析，及时发现油层变化，在未发现油层发生较大变化情况下，轨迹按稳平钻进。（一）钻井工艺技术4、结合岩屑录井及随钻测井进行导向钻井，实现窗体内井段 的精确控制结合录井和随钻测井，进行地质导向岩屑录井和气测时间相对滞后时间短。在跟踪油层变化时，首先密切注意观察岩屑和气测录井，再根据随钻测井进行综合判断，及时调整井眼轨迹，实现地质导向钻井，提高油层钻遇率。（油层钻遇率95%以上。）泥岩岩泥岩岩 屑增多屑增多轨
15、迹偏轨迹偏 离井段离井段GRGR 升高升高电阻电阻 下降下降气异常气异常 下降下降录井 发现 轨迹 偏离 钻头 位置LWD 发现 轨迹 偏离 钻头 位置当钻头偏离油层轨迹当钻头偏离油层轨迹 8 8米时（米时（LWDLWD滞后距滞后距8 8 米），米），LWDLWD才开始测才开始测 量并上传量并上传, ,轨迹偏离信轨迹偏离信 息滞后时间为息滞后时间为2020分钟分钟 左右。左右。扶余浅层水平井井下扶余浅层水平井井下 地质油气信息在一个迟地质油气信息在一个迟 到时间后就传达到井口到时间后就传达到井口 （8 81111分钟）分钟） ，被综，被综 合录井仪捕获，比合录井仪捕获，比 LWDLWD早早4
16、4米左右发现井米左右发现井 下轨迹偏离情况，从而下轨迹偏离情况，从而 确定钻头是否偏离油层确定钻头是否偏离油层 轨迹，效果明显。综合轨迹，效果明显。综合 录井与录井与LWDLWD协调配合协调配合 能够有效的完成浅层水能够有效的完成浅层水 平井地质导向工作。平井地质导向工作。 扶平扶平1 1井井（一）钻井工艺技术在油层岩性发生变化时，及时分析提出轨迹控制措施，以继续追踪油层提高油层钻遇率，例如扶大10井：（二）钻井液技术总结1、优化钻井液体系，确保施工安全在大量的资料分析和室内实验基础上，优化了水平井钻井液体系配方和性能，确保了浅层水平井和大斜度井的井壁稳定。 抑制性研究使用2004年扶余油田检查井岩心做实验，与现场泥浆的抑制性对比试验结果如上目数实验钻井液回收率%井浆回收率%青山口泉头组青山口泉头组10目726740.755.720目89.7817778.340目91.3848482.7（二）钻井液技术XC洗井
