浅谈侧钻水平井技术 毕业论文.doc

论文资源网wwwlwenzycom最专业的毕业设计资源学习分享平台论文写作指导QQ625880526摘要套管开窗侧钻水平井技术应用于老油田套损井综合治理和老区剩余油挖潜改造对开发未受控面积内的储油和死角残余油效果明显应用于低渗透薄油层可有效提高单井产量和采收率要保证侧钻水平井的工艺效果必须仔细研究油井地质状况制定完善的施工方案和适宜的完井方式使之充分满足后期开发作业的要求关键词水平井开窗侧钻研究应用目录第1章前言111选井和选层1第2章套管开窗侧钻水平井工艺流程221开窗位置的确定22井眼轨迹控制323套管开窗段3第3章侧钻水平井技术在油田开发中的应用31开窗532裸眼钻进和轨迹控制5第4章结论7参考文献8致谢9附录10附录论文资源网wwwlwenzycom最专业的毕业设计资源学习分享平台论文写作指导QQ625880526第1章前言前言江汉油田自年开展套管开窗侧钻工艺以来已完井多口累计增油近万吨随着油田进入开发的中后期油田开发多以低渗透薄油层为主普通的套管开窗侧钻工艺增油效果不明显已无法满足油田后期开发的要求套管开窗侧钻水平井技术能有效的增大井眼与油层的接触面积在开发薄油层提高单井产量和采收率等方面效果都比较理想套管开窗侧钻水平井的施工费用较低仅为新钻井的年本公司进行了套管开窗侧钻水平井的研究试验并在清河油区面平侧平井取得了成功该井实施侧钻水平井后重新投产效果理想本文以该井为例对套管开窗侧钻水平井技术进行概要总结选井和选层套管开窗侧钻井水平井的选井主要考虑以下三个方面一是侧钻开窗点以上的固井质量是否合格二是原井上部套管工具能否顺利通过三是侧钻开窗点以下井段是否实施有效水泥封固侧钻目的层及钻进方位的选择必须根据精细地质研究的结果确定原则就是要保证挖潜目的层具有一定的可采储量和开发潜力套管开窗侧钻水平井工艺流程套管开窗侧钻水平井工艺的开窗方式一般有两种即斜向器开窗与锻铣开窗一般较为常用的为斜向器开窗该开窗方式的优点是开窗工期短成本低操作简单由于套管内存在一定的磁干扰在实施开窗作业时需要借助仪器对斜向器方位进行定向斜向器开窗侧钻水平井工艺流程通井试压封固射孔井段斜向器座封开窗修窗造斜钻进稳斜钻进水平段钻进电测下套管固井完井测声幅锻铣开窗侧钻水平井工艺流程通井试压封固射孔井段锻铣开窗造斜钻进稳斜钻进水平段钻进电测下套管固井完井测声幅开窗位置的确定开窗位置的确定应从以下几个方面进行考虑有利于井斜侧钻方位和全角变化率的控制有利于后期钻具及管串的起下在造斜率确定的情况下重点考虑侧钻中靶的要求选择在管外水泥封固良好的井段避开异常高压层和易垮塌地层选择在套损点以上部位开窗以保证完井后套管具备完好井的生产寿命尽量选择靠近油层部位开窗以充分利用原井筒条件减少钻井进尺缩短建井周期降低钻井费用避开接箍和管外封隔器和扶正器的位置及套损点开窗钻具及参数钻具组合斜向器投送钻具斜向器座键接头加重钻杆钻杆开窗钻具复式铣锥加重钻杆钻杆脱离老眼钻具单牙轮钻头直螺杆加重钻杆钻杆开窗参数开窗参数如表所示表开窗参数钻进位置钻压转速进尺起始段铣套段出套段加深段出套后先多次重复开窗过程修整窗口上提下放在窗口无挂阻现象开窗完毕试打加深后起出开窗器换定向钻柱进行定向造斜钻进井眼轨迹控制套管开窗侧钻水平井的施工特点精度要求高水平段纵向允许误差小所用钻具纤细钻具直径小柔性大易造成托压不易控制工具面目的层深度不精确对井眼轨迹控制造成了很大的难度井身轨迹需要根据钻进中途电测和录井资料进行随时调整针对钻具小易托压的问题一般采用倒装钻具结构的方法根据裸眼段长度确定加重以下钻杆长度套管侧钻井采用无线随钻测斜仪对井眼轨迹进行监控套管开窗侧钻井可采用随钻测斜仪对井眼轨迹进行监控从而保证轨迹的准确性和根据录井资料显示及时调整轨迹造斜段钻具组合单牙轮钻头单弯螺杆接头铍铜短钻铤短节斜坡钻杆加重钻杆钻杆钻进参数钻压排量钻进方式滑动钻进全力增斜稳斜段钻具组合以造斜段钻具为基础采取单弯螺杆替代单弯螺杆根据井深改变斜坡钻杆长度钻进参数钻压排量钻进方式导向钻进增斜段钻具组合以造斜钻具为基础增加斜坡钻杆长度加重钻杆长度也相应增加钻进参数同稳斜段钻进方式滑动钻进全力增斜水平段钻具组合单牙轮钻头单弯螺杆接头无磁钻杆根短节斜坡钻杆加重钻杆钻杆钻进参数钻压排量钻进方式导向钻进套管开窗侧钻井钻具组合要换成弯螺杆钻头为牙轮钻头增加加重钻杆钻井参数要相应调整图钻井液在不同的钻进段对钻井液的性能有不同的要求套管开窗段提高钻井液携砂悬浮性能带出井内铁屑要加强钻井液的造壁能力防止侧钻点的井眼剥落和垮塌造斜井段增强钻井液造壁能力控制好失水形成薄而韧的泥饼在钻进过程中增强钻井液的抑制能力防止岩屑水化分散和井壁水化膨胀保持泥浆较高的动切力与动塑比增强悬浮能力用大排量保持稳流状态保证井眼清洁严格控制好固相含量并不定期补充坂土含量水平井段进入油层后可在钻井液中加入架桥粒子及暂堵粒子起到快速封堵地层达到防漏防喷及保护油层的作用控制钻井液流变性能保证井眼的起下钻要控制速度防止井喷与井漏完井钻井液完井阶段钻井液的主要任务就是保证电测下套管和声幅测井的顺利根据每口井的具体情况可选用以下措施根据地层确定合适的泥浆比重防止油气侵入井筒保证钻井液的润滑性能确保电测下套管顺利进行每口井完井期间室内应做好压塞液和顶替液配方试验严格按照试验配方施工确保声幅测井顺利完井方式尾管悬挂固井完井适应分段射孔分段压裂用于多压力层系厚油层及水淹层上部低含水部位的挖潜管串结构引鞋套管浮箍套管串尾管悬挂器见图筛管悬挂顶部固井完井封固非目的层同时不封固目的层即水平段筛管适应产液量高单一层或非水淹层的挖潜管串结构引鞋筛管套管可钻盲板封隔器套管双级箍浮箍套管串尾管悬挂器见图图筛管完井适用于单一层系或是外围低渗油层挖潜或特殊井的需求管串结构引鞋筛管套管串尾管悬挂器图尾管悬挂固井完井示意图图筛管悬挂顶部固井完井示意图现场试验年月对清河油田面平井实施了套管开窗水平侧钻施工井身结构设计数据和钻进轨迹参数分别如表表所示经过余天的施工于月中旬完钻经测声幅完井显示井身轨迹优良固井质量合格开窗窗口方位准确与设计要求只相差窗口平滑井身轨迹符合设计要求靶纵距横距靶纵距横距固井质量合格该井重新投产后获的工业油流表井身结构设计数据开钻次序井段钻头系列套管程序环空水泥返深备注一开地面二开筛管地面老井开窗侧钻尾管悬挂表轨迹参数井深井斜度方位度垂深水平位移南北东西狗腿度工具面度靶点斜面圆弧斜面圆弧结论综合上述得出如下两点结论套管开窗侧钻水平井技术对老油田套损井综合治理和老区剩余油挖潜改造效果明显可结合修井作业施工建议扩大试验规模保障套管开窗侧钻水平井的开发效果必须仔细研究目标油井的地质状况科学选择目的层位施工方案的确定应充分考虑后期开发可能要采取的堵水酸化压裂等施工作业的要求下转第页程安新套管开窗侧钻水平井技术的研究与应用压顶替过程中最高压力为关井候凝按上述步骤进行固井施工施工过程较为顺利固井施工连续进行直至完工候凝后经声幅检测确认水泥返高至地面固井质量达到优质标准要求侧钻水平井技术在油田开发中的应用31开窗在选择开窗的位置时要尽量避开不稳定地层以及套管接箍尽可能选择井斜率较小且固井质量高的泥岩井段不要以砾岩井段开窗开窗工艺分为三步第一步为初始铣即铣锥接触到导斜器的顶部该阶段要尽可能降低导斜面的振动幅度从而保证窗顶的规则度第二步为骑套铣即铣锥底圆与套管内壁相接触直至接触到套管外壁此时要保证套管和导斜面的磨损要均衡以提高窗口的圆滑度第三步为出窗铣即铣锥底圆出套管外壁并整个铣锥最大直径均出套管此时钻压要适当降低以提高窗口底部的圆滑度和规则度32裸眼钻进和轨迹控制321钻头的选型现阶段常用于侧钻水平井的钻头类型包括单牙轮三牙轮三角聚晶以及PDC等多种而经过长期的实践与摸索总体认为在侧钻井的上部增斜以及稳斜阶段单牙轮钻头的效果比较好而在水平段则适用PDC钻头322钻井液技术钻井液技术是影响到工程顺利实施的关键因素之一钻井液的品质优良则可以稳定井壁清洁井眼防卡降阻保护油气层等经过长期的实践总结笔者认为有机正电胶钻井液体系相对比较成熟323有机正电胶泥浆体系的特点可以说正电胶钻井液体系对油层的损害是所有钻井液体系中损害最轻的一种正电胶为一种混合金属氢氧化物而正电胶钻井液在毛细管中的流动呈现一定的整体性返排比较容易因此对油气层可以起到保护的作用而且它在近井壁处会形成一个滞流层钻井液对地层的冲蚀就有所减少对于井壁的稳定比较有利而且正电胶的化学特性使其具备较强的页岩抑制性因此在侧钻水平井的施工过程中正电胶钻井液体系比较适用324钻井液的基本配方其配方如下有机正电胶2GKHm2KC105PMHAII03抗温降滤失剂15SAS1复配暂堵剂5极压润滑剂2原油6以及乳化剂03和基浆而基浆的配置过程如下膨润土浆需提前配制比例为3左右再用氢氧化钠将pH值调整至95进行一天两天的预水化然后开泵循环由漏头向钻井液中依次加入上述各种原料原油及极压润滑剂的混入要视实际需要而定在斜井段采用聚磺钻井液体当垂直深度达到一定程度是就会遇到膏泥岩地层此时会有井壁缩径失水大以及黏切升高等情况并且井底的温度可以达到100没有进行高温高压实验钻井液的性能会极不稳定工程上则体现出转盘的扭矩增大上提下放的过程中遇到阻卡或者下放的钻具无法到底以及起下钻划眼等问题当适当的提高了钻井液的密度并对井壁缩颈进行一定程度的抑制时将一定含量的原油添加进去可以提高钻井液的润滑性能将SMP1MC1SPNH等抗高温高压的钻井液材料添加进去并将PH值控制在9左右将纯碱及烧碱定时补充进去从而使得钻井液中钙污染的程度有所降低通过振动筛除砂器以及除泥器等净化设备使得无用固相得到进一步降低以保证钻井液良好的流变性能当进入水平段后且位移大于700m摩阻扭矩会出现明显的增加滑动钻进变得困难此时不仅要继续提升原油的含量而且还要添加抗高温及降低失水能力的钻井液材料尤其是沥青类及屏蔽封堵能力较强类的处理剂量从而提高井眼的稳定性及井下的安全性325轨道控制水平井钻井过程中其井眼轨道的控制技术是比较重要的一个环节而其主要的控制设备则包括MWD以及LWD无线随钻测量设备对于定向仪器的具体要求包括控制精度要高应变能力要强以及预测的准确度要高按照曲率半径不同水平井又可以分为两种即长曲率半径及中短曲率半径按照实际的油层情况地质目标以及地质要求和靶前位移其剖面类型也各不相同包括三增双境以及单增等几种井眼轨迹的控制技术具体如下第一确定定向方式在未进入水平段的着陆点前先通过导向钻具结合MWD实现对井眼轨监测和控制当探油顶段和进入水平段时则利用LWD与导向钻具相结合的方案控制井眼轨迹326完井方式本文列举的水平井采用的是筛管和裸眼封隔器相结合的完井方案3261外管组合即留井部分该组合的送入顺序如下钻杆套管悬挂器一根套管一组裸眼膨胀封隔器一根套管一组裸眼膨胀封隔器筛管一组裸眼膨胀封隔器一根套管浮鞋此时需注意几点首先两只裸眼膨胀封隔器组成一组其次对于小井眼来说在选择侧钻井套管时可以选择内通径比较大的油管第三在组配管柱的过程中为了提高封隔效果的可靠性要保证裸眼膨胀封隔器要处于泥岩段地层3262内管组合即实现工艺部人其送入顺序如下钻柱套管悬挂器旋转器内管内管封隔器孔节箍内管封隔器内管球座此时也需注意两个问题其一内管通常为48mm的油管其二为了避免内管封隔器旋转磨损胶筒旋转器要在悬挂器蹩座后再进行倒扣3263完井完井方式为筛管和封隔器顶部注水泥相结合其可以保证环空水泥与产层互不接触因此不会向产层传递压力可以有效的保护产层及套管其外管组合送入顺序为带引鞋的套管筛管一根套管盲板接头一根套管管外封隔器压差式分级注水泥器套管串液压式尾管悬挂器钻杆其内管组合与不注水泥的相同参考文献1白彬珍陈晓锋塔河油田AD区块超深井短半径侧钻水平井技术J西部探矿工程2009112余福春塔河油田超深侧钻水平井钻井技术研究与应用J石油天然气学报J江汉石油学院学报20102结论综合上述得出如下两点结论套管开窗侧钻水平井技术对老油田套损井综合治理和老区剩余油挖潜改造效果明显可结合修井作业施工建议扩大试验规模保障套管开窗侧钻水平井的开发效果必须仔细研究目标油井的地质状况科学选择目的层位施工方案的确定应充分考虑后期开发可能要采取的堵水酸化压裂等施工作业的要求下转第页程安新套管开窗侧钻水平井技术的研究与应用压顶替过程中最高压力为关井候凝按上述步骤进行固井施工施工过程较为顺利固井施工连续进行直至完工候凝后经声幅检测确认水泥返高至地面固井质量达到优质标准要求结论及建议双凝双密度盐水水泥浆体系对盐膏层发育井的微间隙超长封固段单级固井适用性较好是固井成功的关键正确分析固井技术难点制订科学合理的技术措施是保证高难度固井作业成功必不可少的重要手段对于类似超长封固段深井固井的施工建议在下完套管后就及时对钻井液进行降黏稀释处理提高钻井液驱替效率从而更好地满足固井施工对钻井液的性能要求致谢大学生活一晃而过回首走过的岁月心中倍感充实当我写完这篇毕业论文的时侯有一种如是重负的感觉感慨良多首先诚挚的感谢我的论文指导老师李银朋老师他在忙碌的教学工作中挤出时间来审查修改我的论文还有教过我所有的老师你们严谨细致一丝不苟的作风一直是我工作学习中的榜样他们循循善诱的教导和不拘一格思路给予我无尽的启迪感谢三年中陪伴我的同学和朋友感谢他们为我提出有益的建议和意见有了他们的支持鼓励和帮助我才能充实的度过三年的学习生活