水平井安全鉆井技術(shù)研究

水平井安全鉆井技術(shù)研究

【摘要】隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，水平井鉆井技術(shù)越來越成熟，對(duì)于油氣田提高單井產(chǎn)量和原油采收率，降低開發(fā)生產(chǎn)成本，水平井技術(shù)更加廣泛地用于開發(fā)各種油氣藏，并先后取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效果，但是在水平井安全鉆井發(fā)面還存在一些問題，本文闡述了安全鉆井技術(shù)的重要性，并結(jié)合實(shí)際情況，并對(duì)水平井清砂技術(shù)、潤滑技術(shù)和鉆頭優(yōu)選方面進(jìn)行研究。

【關(guān)鍵詞】水平井安全鉆井清砂技術(shù)潤滑技術(shù)鉆頭1安全鉆井技術(shù)的重要性

水平井開發(fā)作為一種提高單井產(chǎn)量和油氣田綜合開發(fā)效益的有效手段，越來越受到人們的重視，實(shí)踐表明，水平井技術(shù)在低滲透油氣藏的開發(fā)中，可以增加泄油（氣）面積，有利于提高產(chǎn)量，減少生產(chǎn)井?dāng)?shù)，降低鉆井成本，是提高氣田單井產(chǎn)能及油藏采收率的有效方法，該技術(shù)的成功應(yīng)用對(duì)油氣田的發(fā)展具有重要意義。深井小井眼、長水平段鉆井是一項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)很大的工程，存在著大量的模糊性、隨機(jī)性和不確定性問題。由于對(duì)鉆井過程中的客觀情況認(rèn)識(shí)不清楚或主觀意識(shí)的決策失誤，往往會(huì)發(fā)生許多復(fù)雜情況甚至造成嚴(yán)重的井下事故，輕者耗費(fèi)大量的人力物力和時(shí)間，重者導(dǎo)致全井的報(bào)廢[1]。本文針對(duì)小井眼、長水平段水平井鉆井速度慢、鉆井周期長及井下復(fù)雜等問題，開展水平井清砂、潤滑和鉆井參數(shù)優(yōu)選等技術(shù)研究；對(duì)確保井下安全和鉆井提速具有重要的指導(dǎo)和借鑒意義。2水平井清砂技術(shù)研究2.1主要研究內(nèi)容及技術(shù)難點(diǎn)分析

水平井與直井相比，井下情況要復(fù)雜得多，不僅要穩(wěn)定井斜和井眼方位，還要處理由重力作用、摩擦力、巖屑沉降等諸因素而涉及到其他一系列問題，從而使水平井的安全鉆進(jìn)與直井相比有著很大的不同。在水平井中，由于重力的作用，井斜角超過30°以后的井段內(nèi)，巖屑就會(huì)逐漸沉降到下井壁，形成巖屑床，鉆井液攜砂性能好、懸浮能力強(qiáng)，則形成巖屑床所需時(shí)間長，反之，則形成巖屑床所需時(shí)間就短�，F(xiàn)場實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，巖屑床在井斜角為30°到60°之間的井段內(nèi)，是不穩(wěn)定的，也是較危險(xiǎn)的，當(dāng)沉積到一定厚度后，巖屑床會(huì)整體下滑從而造成沉砂卡鉆。2.2擬采取的具體技術(shù)方案只有將小井眼、長水平段的清砂工作做好了，鉆柱才能夠順利的起下，同時(shí)也確保了完井管柱的順利下入。井斜超過45°要進(jìn)行短起下鉆清砂工作。通過定期的短起下鉆，破壞下井壁的巖屑床，借助泥漿上返出井筒。根據(jù)大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證實(shí)巖屑床形成和攜砂最難的井段為井斜48～70°，水平段由于攜砂阻力小，不易形成巖屑床。鉆進(jìn)中發(fā)現(xiàn)扭矩增加不正常，就要查明原因，如無其他原因，說明已經(jīng)形成巖屑床；在每次接單根或每次起下鉆時(shí)，都要記錄鉆柱的摩擦阻力以及轉(zhuǎn)盤扭矩，發(fā)現(xiàn)摩擦阻力增加，說明井下已經(jīng)存在巖屑床，就要采用短程起下鉆和分段循環(huán)的辦法清除巖屑床。發(fā)生沉砂卡鉆后，忌諱硬提解卡，最好的處理方法是接上方鉆桿[2]，大排量循環(huán)，進(jìn)行倒劃眼。2.3預(yù)期達(dá)到的技術(shù)目標(biāo)

通過加強(qiáng)小井眼、長水平段井段的清砂研究，可以使該井段處于

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徑向水平井鉆井技術(shù)研究

摘要：本文分別從基礎(chǔ)研究、發(fā)展現(xiàn)狀、關(guān)鍵技術(shù)等多方面對(duì)徑向水平鉆井技術(shù)進(jìn)行了研究。在基礎(chǔ)研究方面，主要介紹了鉆桿焊接、選材、試驗(yàn)臺(tái)架、試驗(yàn)型轉(zhuǎn)向器系統(tǒng)等工作；在關(guān)鍵技術(shù)方面，介紹并研究了z5型轉(zhuǎn)向器系統(tǒng)、ydz5型轉(zhuǎn)向器系統(tǒng)、ysz7型轉(zhuǎn)向器系統(tǒng)、新型轉(zhuǎn)向器系統(tǒng)、油藏工程評(píng)價(jià)、射流鉆頭研究、輔助配套技術(shù)。最后提出了徑向水平井鉆井技術(shù)的現(xiàn)存問題以及未來發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：徑向水平井鉆井轉(zhuǎn)向器鉆桿技術(shù)研究【分類號(hào)】：tv91

在我國，徑向水平井鉆井技術(shù)是油井增產(chǎn)的一項(xiàng)有效措施，尤其適合開發(fā)低滲透油田、淺油層、稠油地層和薄油層，能夠橫向鉆開垂直油藏裂縫，并減少或避免氣錐和水錐現(xiàn)象的產(chǎn)生。。徑向井眼長度一般為8～46米，由于不同的地質(zhì)情況和開發(fā)工藝的不同，經(jīng)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，通常垂直井產(chǎn)能提高為210倍，平均原油增產(chǎn)約為24倍。一、徑向水平井鉆井技術(shù)介紹

徑向水平井鉆井技術(shù)是指在油田套管井中利用一套全新的系統(tǒng)設(shè)備和方法進(jìn)行套管段銑或套管開窗、大直徑擴(kuò)孔或單雙側(cè)擴(kuò)孔、高壓水力噴射鉆井、特殊測井、電化學(xué)射孔和切割、水平井眼礫石填充、篩管完井等作業(yè)的技術(shù)總和。

其技術(shù)系統(tǒng)由地面設(shè)備和井下工具系統(tǒng)兩部分組成。地面設(shè)備包

括作業(yè)機(jī)、壓裂成組設(shè)備、井口裝置、數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)及地面運(yùn)動(dòng)控制裝置等。井下工具系統(tǒng)有段銑工具、擴(kuò)孔工具、徑向水平井鉆井工具。

徑向水平井鉆井技術(shù)的核心是段銑工具和擴(kuò)孔工具，這兩項(xiàng)工具是整個(gè)作業(yè)工藝中的重要前期準(zhǔn)備工具。徑向水平井鉆井工具包括：轉(zhuǎn)向器、高壓管柱、鉆桿、射流鉆頭、鉆桿運(yùn)動(dòng)控制器等。其中轉(zhuǎn)向器是技術(shù)的關(guān)鍵。

徑向水平鉆井技術(shù)系統(tǒng)工作原理：當(dāng)系統(tǒng)鉆井工具下入井內(nèi)全部就位后，由高壓管柱、井口高壓密封、底部密封、鉆桿等構(gòu)成一個(gè)液缸柱塞機(jī)構(gòu)。鉆井時(shí)，地面高壓水力泵以913l/s的排量提供壓力為55～69mpa的鉆井液，鉆井液經(jīng)井口進(jìn)入高壓管柱內(nèi)，再由位于高壓管柱內(nèi)腔的徑向鉆管上端開口進(jìn)入其內(nèi)腔，流向鉆頭，然后由鉆頭以244～277m/s的速度旋轉(zhuǎn)射出，破碎巖石。在這個(gè)過程中，水力起到兩個(gè)方面的作用：①噴射切割地層；②驅(qū)動(dòng)鉆柱運(yùn)動(dòng)并使之穿過轉(zhuǎn)向器實(shí)現(xiàn)由垂直向水平方向轉(zhuǎn)向而進(jìn)入地層。

水平徑向鉆井技術(shù)的操作流程：①將段銑套管工具下入井中，完成井下套管擴(kuò)孔段的段銑工作；②取出段銑工具，下入井下擴(kuò)孔器，完成井下擴(kuò)眼工作；③下入轉(zhuǎn)向器、高壓管柱（高壓油管）等外管管柱；④必要時(shí)，預(yù)先將處于伸直狀態(tài)的轉(zhuǎn)向器在井下擴(kuò)孔腔中豎起；⑤給轉(zhuǎn)向器定方位，必要時(shí)進(jìn)行管柱機(jī)械錨定；⑥下入鉆桿、鉆頭、內(nèi)管柱，并接好井口工具及管線。⑦給系統(tǒng)泵入高壓液，進(jìn)

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