大口径工程井井身结构和成孔方法探讨

近年来,国家对矿井安全、职工健康、环境保护等方面越来越高度重视,大口径工程井已广泛应用于矿山企业瓦斯抽排、注浆堵水、输氮灭火、送冰降温、排水通风、抢险救援等领域。大口径工程井直径一般在?500~1500 mm、深度1000 m以浅。科学选择和设计井身结构和成孔方法,能最大限度地降低施工成本,提高钻进效率和钻孔的安全程度。     

钻井高风险区域试用三级井身结构水平井的构想

针对2017年锦58井区钻井高风险区域漏塌复杂严重及前期油气田使用4 in裸眼预置管柱完井后期治理存在困难等问题,通过室内研究、国内外致密气钻完井技术现状调研及已钻井施工经验总结分析,认为：（1）锦58井区存在窄负安全密度窗口,改变井身结构,实现漏塌分治是现有技术装备条件下经济提速的有效方法;（2）采用悬挂5 in尾管不固井完井,利于气田后期综合治理、储层保护及水平井产能的有效释放。基于以上认识结合环保监测井的客观情况,提出适合锦58井区的井身结构及完井方式,并给出了配套的优快钻完井方案,该构想对推进杭锦旗快速效益上产具有一定的意义。     

基于同井双目的层地热勘探井井身结构设计与实践

河南WR-1地热勘探井设计有新近系馆陶组和奥陶系2个勘探目的层,需要各自进行成井和测试工作,馆陶组成井测试完成后需要继续钻进完成奥陶系成井。在井身结构设计时,从套管设计、固井结构等方面进行优化改进,解决了馆陶组成井管柱固井、钻孔与套管级配以及过滤器参数设计等问题,并通过实钻验证。本文主要介绍了该地热勘探井井身结构设计过程中需要考虑的重点要素、设计过程等,并结合实钻过程,对井身结构的设计进行了调整和优化,使其更具现场操作性,为其它类似同井双目的层地热勘探井工程提供理论和实践参考。     

东海西湖井身结构深度优化技术及其应用

东海西湖地区深部地层具有研磨性强,可钻性差,机械钻速低,且存在异常高温高压等特点。通过不断探索、实践井身结构优化技术,形成了东海近几年较为固定的探井井身结构。但表层?444.5 mm井眼再加速遭遇“瓶颈”,常压深井井身结构仍有优化空间。随着东海钻井技术的不断进步及油气资源勘探开发的需求,水平井及大斜度井的数量在不断增多,而开发井?215.9 mm井眼水平段?177.8 mm尾管下入困难。因此,需要进一步对东海西湖凹陷区域井身结构进行深度优化。针对以上难点,研究形成了表层井眼尺寸优化技术、深井井身结构简化技术及开发井尾管尺寸优化技术。现场试验应用表明,钻井提速效果明显,为后续井的井身结构继续优化奠定了基础。同时也降低了深部井段复杂情况出现的概率,增大了探井套管和井眼环空间隙,为后续作业提供了便利,也为复杂地质条件下深井和超深井的井身结构的设计提供了新的思路。     

霍尔果斯背斜深井井身结构优化设计

霍尔果斯背斜受山前构造的影响,存在地质情况复杂、倾角大、多套压力体系并存以及泥岩含量高等问题,在钻进过程中复杂事故频发,严重制约了该地区油气勘探开发的进程。通过对完钻井的测井资料、地破实验数据、钻井复杂等资料的分析,确定必封点位置,形成适合霍尔果斯背斜深探井的四开井身结构,并针对安集海河组复杂事故率高的情况,采用高密度油基钻井液抑制泥岩水化,从而实现安全钻进。优化后的井身结构在霍尔果斯背斜深探井H11井进行了应用,首次实现了在安集海河组、紫泥泉子组两套压力系统下进行套打,历时5.5 d钻穿“死亡之海”安集海河组,未出现井漏现象,取得了良好的应用效果。优化后的井身结构在H11井的成功应用,不仅为该地区深探井的井身结构设计提供依据,也为该地区后续常规井的四开转三开井身结构提供了指导。     

渤海低渗油田定向井井身结构优化

渤海25油田沙河街组低渗储层地层压力系统复杂,一期开发时采用渤海常规井身结构,但是作业复杂情况频发,工期较长,导致成本高,整体经济效益较差。通过对地质油藏、地层特点做深入研究分析,优化出一套φ355.6 mm井眼×φ273.1 mm套管 φ241.3 mm井眼×φ177.8 mm套管 φ152.4 mm井眼×φ114.3 mm尾管的井身结构及其配套提速技术。通过在2口井的应用试验,取得了较好的效果,2口井平均井深3607.5 m,平均钻井周期19.32天,钻井周期共计比基本设计节余5.37天,钻井时效比基本设计提高24%,同时小井眼钻井所使用的器材及材料费用相应减少,而且投产后产量较好,经济效益显著,具有广阔的应用前景。     

煤层气井井身结构的地质适应性与优化方法——以黔西地区为例

结合黔西地区煤层群赋存的地质特点和钻井难点,从工程实际和储层保护出发,分析了现有煤层气参数井、预探井井身结构的地质适应性,划分出4种地层(含煤体)结构条件;提出了不同条件下设计与施工优化的4类8种配套井身结构变化形式,并对其优缺点和适用范围进行了分析评价,以期为复杂地质条件下煤层气探井的井身结构设计提供新的思路。     

雄安牛驼镇地热田岩溶热储层地热深井井身结构优化设计

雄安新区牛驼镇地热田主要储层为岩溶热储型,地层破碎、裂隙发育,钻进时多失返性漏失。以往的开发主要集中于1800m以浅,岩溶热储段长为300-500m,裸眼段较短,钻进施工较简单。为了加强对深部地热资源的探测,满足雄安新区规划建设的需求,开展了深部地热资源调查工作,主要目的层为雾迷山组和高于庄组,其存在的难点主要有岩溶热储层裸眼段长、地层破碎、长段漏失、上部地层稳定性差等。本文根据深部热储勘探井施工过程中钻遇问题及难点分析,对岩溶热储层深井钻进关键技术进行总结,提出了优化建议,具有一定的参考意义。     

低压裂缝性火山岩水平井提速难点及对策

松南火山岩地层研磨性强、可钻性差,该区钻井施工机械钻速低、钻井周期长,且随着勘探开发的不断推进,火山岩裂缝性储层孔隙压力逐步降低,目前,开发井型主要以水平井为主,井漏问题突显,严重制约钻井提速。本文针对这一问题,从地质特点及钻井技术难点出发,结合近年来松南火山岩钻井技术的进展,对现有技术进行评价及优化,并通过现场应用结果,提出适合该地区后续钻井提速的措施及建议。     

YR-3井井身井管结构设计及固井技术

以YR-3井为例,阐述了牛驮镇地热田从下伏石灰岩-白云岩完整地层钻取地热水时的多级成井结构及固井技术。该技术可有效地克服因地层漏失造成的孔壁坍塌及因设备能力偏小而造成的固井困难。经多眼井施工证明,该方法是牛驮镇地热田及类似地层地热井施工的有效方法。     

准噶尔盆地中部1区钻井优化设计研究

围绕钻井工程设计优化展开研究,论述了准噶尔盆地中部1区井身结构优化过程,提出了井身结构优化方案;建立了该区岩石可钻性剖面,结合钻头使用效果评价,推荐了钻头选型方案;介绍了该区钻井液体系优选及使用情况。形成了准噶尔盆地中部1区钻井设计优化方案,提出了后续研究方向。     

煤层气勘探井井斜原因分析及预防措施

在煤层气勘探井钻井中,经常发生井斜超标的现象,给后期钻井施工及煤层气抽排采带来许多不利影响,严重的还可能导致井眼报废。为此,分析造成井斜的主要原因,采取切实可行的预防井斜技术措施,对于提高钻井效率和工程质量,有效降低钻井成本,加快煤层气勘探开发有重要意义。结合煤层气钻井施工实践,就发生井斜的主要原因进行了简要分析,并提出了具体应对措施。     

古 城 1 井 钻 井 技 术

介绍了古城1井钻井技术,包括井身剖面结构优化设计、近平衡钻井技术和取心技术,这些技术的应用有效地解决了深层井难以开发的问题,取得了比较理想的效果。     

鄂尔多斯盆地东缘煤层气钻井实践与认识

为解决鄂尔多斯盆地东缘煤层气区块钻井过程中所遇到的裂缝性漏失、井壁坍塌、机械钻速低等实际难题,从地质条件入手,分析出困难所产生的特点与原因,采用室内分析与现场试验相结合的研究方法,提出相应处理措施。为提高整体开发效率,对丛式井组和井身轨迹进行优化,形成保持井壁稳定且降低储层损害的绒囊钻井液体系;对于裂缝性漏失,研制出准确测定漏点的5参数测试仪,在此基础上以封堵泥浆为重点研究对象,经实践形成针对不同漏失规模和漏速的封堵技术。目前,研究成果已成功指导该区500余口煤层气井的钻井工作。     

普光105丛式井平台井身结构的设计与应用

分析了丛式井在解决普光气田地质不确定、地表环境复杂等问题方面的技术优势。在对普光气田井身结构必封点分析的基础上,确定了各层套管下深范围,以此为据,优化出适用于普光气田水平井的2套井身结构方案。以普光105丛式井平台为例,分别对普光105-1水平井和普光105-2井的井身结构进行了优化设计,并对其钻井施工效果进行了总结与分析。应用实践证明,丛式井有助于缩短该地区的钻井周期、降低复杂失效、提高钻井速度,具有较为广阔的应用前景。     

黔北正安地区页岩气钻探工程难点与对策研究

黔北正安地区安页1井实现了多套层系油气、页岩气的重要发现,为我国南方油气增储上产开辟了新区和新层系,但在安页1井的实施中也发现该区存在诸多钻井难点,给后续页岩气勘探开发带来很大挑战。根据安页1井的钻井工程实践,结合安场向斜地质构造情况,分析了该地区钻井工程的难点,主要为：井场选择受限、上部地层井漏风险高、直井段防斜打直制约机械钻速、多套压力系统共存导致井控安全压力大等。在剖析造成难点的原因的基础上,提出了应对上部地层恶性漏失和易斜、下部防漏堵漏、合理井身结构设计、借鉴四川盆地“井工厂”钻井技术等措施和建议。本次研究可为正安地区页岩气钻井工程技术体系的建立,以及为该地区后续页岩气勘探开发提供借鉴。     

页岩气井钻遇破碎地层的井身结构优化设计

页岩气的勘探开发和利用对于优化我国能源结构、促进能源工业快速发展、提高优质洁净能源的自给能力和水平,以及降低大气污染、促进环境保护等方面都有至关重要的作用。解决好页岩气井在钻遇破碎地层后的井身结构优化设计,就能够大幅度提高钻效,节省钻探成本,缩短勘探周期,从而促进页岩气资源的大规模开发利用。本文结合页岩气井的生产实践,就页岩气井钻遇破碎地层后井身结构的优化设计问题,特别是开次、选用孔径、套管规格及其下入深度等方面进行了探讨。     

长水平段大位移井井眼轨道优化设计

摩阻和扭矩是制约长水平段大位移井水平段延伸的主要因素,井眼轨道优化是减小钻具摩阻和扭矩的方法之一。模拟了不同造斜率和靶前位移情况下长水平段大位移井的摩阻和扭矩,分析了不同轨道类型对摩擦系数的敏感性。结果表明,长水平段大位移井应优先选用较低造斜率的轨道,无特殊需要时尽量简化轨道类型。     

优快钻井配套技术在希50-54井应用实践

针对海塔地质特点和钻井难点,开展钻井技术研究和现场试验,制定了切实可行的钻井提速方案,较好地解决了上部地层易塌、中部地层易斜、下部地层硬造成的相关钻井技术难点,实现了优快钻井的目标,为增储上产提供了强有力的保障。以希50-54井为例,从技术应用思路和应用效果两方面出发,深入分析井身结构优化、钻头及参数优选、复合钻井等几大海塔优快钻井配套技术在现场实际中的应用情况,实践表明机械钻速得到大幅度提高,钻井周期明显缩短,效果显著。