苏里格气田水平井整体开发钻井技术.pdf

石油天然气学报 江汉石油 学院学报 2 0 1 0 年 4 月第 3 2 卷第 2 期 J o u r n a l o f Oi l a n d Ga s Te c h n o l o g y J ． J PI Ap r ． 2 0 1 0 Vo 1 ． 3 2 No ． 2 苏里格气 田水 平井整体 开发钻 井技术 李希霞 长城 钻探 钻井技术服务公司， 辽宁盘锦1 2 4 0 1 0 ， [ 摘要]为有效开发苏里格 气田低孔 、低 渗、低 产 的气藏 ，引进 了水平井 整体开发 的新模 式并进行 了相关 技术研 究和 应用 。从 水平井的设计着手 ，对 该技术 的井 身结构 、钻具组 合、导 向钻井技 术、P D C钻 头个 性化设 计及推广 应用 、钻 井液技术 、摩 阻扭矩 控制 技术 、油 气层保 护技术 等关键 要素进 行 了研究 ，同时 进行 了 6口井的现场试验 。试验结果表 明，试验 井产量是普通定 向井或直 井的 3倍 多，能极大地提 高油藏 的动用程度 ，提高 油气藏 开发 利用率和采 收率。水 平井整体 开发 的成 功实施 为苏 里格气 田提高 油气藏 综 合开发效益提供 了一套全 新的技术路线 ，也为今后该技术 的推广 应用积累 了丰 富的经验 。 [ 关键词] 水平 井；钻井；整体开发 ；苏里格 气田 [ 中图分类号]TE 2 4 3 [ 文献标识 码] A [ 文章 编号]1 0 0 0 9 7 5 2 2 0 1 0 0 2 0 2 9 3 0 3 水平井技术可以有效 的提高单井产量 ，针对苏里格气田储层具有低孔、低渗 、低产的特点，决定引 入 水平 井整 体开 发新 模式 ，形 成 了从钻 井完 井 、测 井 测试 、井 下作 业 到 复 杂 大修 ，集 定 向井 、丛式 井 、 大位移井、常规水平井、套管开窗侧钻井 、短半径水平井等定向特殊工艺于一体的配套技术体系。实现 了从 单井 向地质单 元 构造 高效 开发 的跨 越 ，成 为解决 低效 区块开 发 的新方 法 。 1 设计技术 1 ． 1井 身结构 优化 设计 苏里格 气 田以前 采 用 三 开 井 身 机 构 ，套 管 层 次 为 3 3 9 ． 7 ram一 2 4 4 ． 5 mm一 1 2 7 ． 0 mm。2 0 0 9年 经 过 井 身结构 优化 ，缩 小 了每个 层 次 的套 管 尺寸 ，采 用如 下井 身结 构 3 4 6 ． 0 mm 钻 头 钻 至 5 0 0 m，下 人 2 7 3 ． 1 ram 套 管 封隔表 层 ； 2 4 1 ． 3 mm 钻 头 钻 至 A 点 入 靶 点 处 ，下 人 1 7 7 ． 8 mm 技 术 套 管 以 封 隔造斜 段 ，将储 层 与上 部 地 层 隔 开 ； 1 5 2 ． 4 mm 钻 头 钻 至 完 钻 井 深 ，裸 眼 完 井 下入 8 8 ． 9 ram 压 裂 管 柱 ，分段封隔，以便分段压裂 。井身结构优化设计如表 1 所示。在实钻过程中，采用上述井身结构 ，有 效 地封 隔 了复杂地 层 ，减少 了钻井 复杂 情况 的发 生 ，有利 保 障 了钻井 生产 安 全 。降低 了钻 井成 本 ，加快 了钻井速 度 ，完井 直接 下入 压 裂管 柱 ，多层 压裂 同时开发 ，能够 提高 地层 产 能 。 表 1 井 身 结 构 优 化 设 计 表 1 ． 2钻 具组 合优 化设 计 1 在充分认识地层特点、准确预测造斜钻具造斜能力 的前提下 ，根据邻井实钻情况，进行钻具组 合力学分析 ，并下入合适的钻具组合 。 ． 2 在二开定向钻进和三开水平段钻进 时，钻具组合为钻头 单弯螺杆螺旋无磁钻铤MWD [ 收稿 日期]2 0 0 91 2 2 2 [ 作者简介]李希霞 1 9 7 6 一 ，女，1 9 9 8 年大学毕业，工程师，现主要从事钻井技术方面的研究工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 石油天然 气学报 江汉石油学院学报 2 0 1 0年 4月 螺旋 无磁 钻铤 斜坡 钻 杆 加 重钻 杆 钻杆 。 3 在三 开水 平段 钻进 时 ，尽 量 简化钻 具组 合 ，少 用 接头 ，用 加 重钻 杆 代替 钻 铤Ⅲ ，采 用一 级斜 台 肩钻 杆 ，减小 下部 钻具 的摩 阻 ，保证 扭矩 传递 。 2 钻进技术 2 ． 1导向钻 井技 术 根据苏里格气 田地质特点、井身结构、剖面设计和已完钻井的钻井情况 ，在水平井施工中采用导向 钻井技术_ 2 ] P D C钻头螺杆 MWD ，二开、三开井段采用导 向钻井技术 ，精确控制 了井眼轨迹 ， 为准 确入 靶提 供 了有效 的技术 保 障 。 2 ． 2 P D C钻头个 性 化设计 针对 地层 岩性 、硬 度和 粒径 ，个性 化设 计 P D C钻 头 ，联合 钻 井技 术 服务 公 司 、钻 头厂 家 共 同研 制 高效 P D C钻 头 、造斜 专用 短刀 翼 、螺 旋刀 翼 P D C钻 头 。通 过 技术 攻 关 ，优 选 P D C钻 头 的复 合 片 ，改 进 P DC钻头 的设 计 和制造 工艺 ，扩 大 P D C钻头 的适应性 ，增 加 P D C钻头 的可钻进 井 段 。提高 P D C钻 头 的单 只进 尺 和平均 机械 钻速 。 2 ． 3钻 井液技 术 该地 区地 层复 杂 ，通过采 用合 理 的钻 井液 体系 二 开采用 低 固相聚合 物有 机硅 聚合醇 防塌钻 井液体 系，三开采用低 固相聚合物防塌完井液体系，并根据井下实际情况及时调整钻井液性能，有效地维护了 井壁 的稳定 。 1 二开使用低搬 含量 、低粘度 、低切力 和高剪切稀释特性的聚合物钻井液体系 ，钻井液粘度不超 过 3 5 s ，以达到提 高泵 压 、增大排 量 、提高 环空 返速 、实现紊 流携 岩 的 目的 ，保 证 井 眼清 洁 。长 程起 钻 前用 X C、P AC等高 分子 聚合物 打封 闭 ，既保证 钻井液 具有 一定 的结构 强度 ，满足 悬浮 岩屑 的要 求 ，防 止 形成 岩屑 床 ，又保证 钻井 液具 有适 当 的触变性 ，下钻 过程 中开泵 顺利 。 2 三 开选用 适合 于西 北地 层特 点的 聚合物有 机 硅高 效 防塌 钻井 液体 系 ，运 用低 软 化 点沥 青 与柴 油 相 配伍 的有 效 防塌作 用 ，解 决前 期施 工时 间过长 、裸 眼井段 长 、井 壁不 规则 的 问题 ，有 效防止 了直 罗和 石盒子组井段继续掉块 、坍塌的问题 。加大防塌封堵剂沥青类产品的用量以进一步提高钻井液的封堵能 力 ；加 大 防塌 降 失水剂 的用 量 ，常规处 理剂 加量 是普通 井 型的 1 5 0 9 ／ 6 ，严 格控 制 钻井 液 的滤 失量 ，延 缓 泥页岩坍 塌周 期 ，能维 持钻 井液 性能稳 定 ，并能 保持很好 的流动性 ，可 以有效 地保 持井壁 的稳定 。 2 ． 4摩 阻扭 矩控 制技 术 1 在钻 井液 中加 入沥青 、柴油 、柱状 石墨 、聚合 醇 和 降阻剂 ；提高 净化 设 备 使用 效 率 ，保 证 钻 井 液性 能稳 定 ，有效 降低 摩 阻与扭 矩 。 2 采取 “ 定 向钻进与滑动钻进”相结合的方法，根据井下实际情况随时改变短起下钻的频率和幅 度 ，保 证井 眼畅 通 ，使 用球 形扶 正器 ，减少 托压 现象 ，有效减 小摩 阻和扭 矩 。 3 根据 不 同的施 工井段 优选 钻井参 数 ，对钻 井参 数进 行 优化 设 计 ，采用 符 合井 况 的排 量 、钻 压 和 转 速 。 4 优化钻具组合，精确控制井眼轨迹 ，使 曲率平滑，减小钻具 与井壁之间的接触面积 ，达到降低 摩 阻与扭 矩 的效果 。 2 ． 5油 层保 护技 术 钻井 过程 中 ，钻 井液 对油 层 的污染 主要表 现在钻 井液 中固相 颗粒 堵塞 油气通 道 ；钻 井液 滤液 与油气 层流体不配伍引起的损害这两方面。因此钻井液不仅要满足安全 、快速、优质、高效的钻井工程施工要 求 ，而且要满足保护油气层的技术要求 ，使油气层得到最大限度的保护。在钻开油气层前，钻井液要采 取如 下保护 油气 层 的技术措 施 ① 降低钻 井液 中膨润 土和无 用 固相含量 ，调 节 固相 颗粒 级配 。②按 照所 钻气 层特性 调 整钻井 液配 方 ，尽可 能提高 钻井液 与气层 岩性 和流 体 的配伍性 。③选 用合适 类 型的暂 堵剂 如超 低渗透 剂 及合 适加 量 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 2卷第 2期 李希霞 苏 里格 气田水平井整体开发钻井技 术 3 应 用效 果 2 0 0 8年 1 0月 长庆 油 田在苏 里格 苏 1 O区块 部 署 1口水 平 井 苏 1 O 一 3 1 4 8 H 井 ；2 0 0 9年 7月 部 署 3 口水平 井 苏 1 O 一 3 4 6 1 H 井 、苏 1 O 一 4 0 6 2 H 井 和苏 1 0 3 2 5 0 H 井 ；2 0 0 9年 9月 又在 新 区块 苏 5 3块 部署 1口水 平 井 苏 5 3 7 8 4 8 H 井 ，在苏 1 4块 部 署 1口水 平井 苏 1 4 1 3 3 9 H。通 过水 平井 技术 进行 整 体开 发 ，实现少井多产 ，降本增效 ，提高单井采收率 ，取得了良好 的经济效益 。 4 结 论 1 在苏里 格气 田成功施 工 了 6口水 平井 ，在 设计 技 术 、钻 进 技术 方 面取 得 了 一定 的进 展 ，为 该 技 术 的推广应 用 积 累了丰 富 的经验 。 2 试验井 的产量是普通邻井的 3倍多，这表明水平井钻井技术在提高苏里格气 田开发效果上是可 行 的 ，也 表 明了该 技术 在苏 里格 气 田具 有 广泛 的 推广应 用前 景 。 [ 参考文献] [ 1 ]李克 向 ．钻 手册 I- M]．北京 石油工业 出版社 ，1 9 9 0 ． [ 2 ]李欣 ，韦孝忠 ，李登 前 ．地质导向钻井技术在鄂尔多斯气 田水平井的应用 [ J ]．石油钻采工艺 ，2 0 0 4 ，2 6 5 2 3 2 5 ． [ 编辑] 萧雨 上接 第 2 9 2页 2 ． 4空气 钻 井取得 的主要成 果 1 在地 层可 钻性 较差 的情 况 下 ，空气 钻 井 使 机 械 钻 速 有 了 大 幅 提 高 ，缩 短 了建井 周 期 。普 光 4 2 井一开平均机械钻速 7 ． 7 m／ h ，而普光 4井一开机械钻速只有 2 ． 6 2 m／ h ；普光 4 2井二开平均机械钻速 达 1 3 ． 9 1 m／ h ，而普 光 4井二 开机 械钻 速仅 1 ． 7 5 m／ h 。 2 相 对钻 井液 钻井 方式 ，空 气钻 井钻 压较 低 ，防 斜打 直效 果好 。普 光 4井 一开 最 大井 斜 1 ． 8 1 。 ，普 光 4 2井 一开 完投 测多 点显 示最 大井 斜 0 ． 4 。 ；普 光 4井 二 开 最 大井 斜 3 ． 5 7 。 ，普 光 4 2井二 开最 大 井斜 0 ． 9 3 。 ，井 身质 量较 好 。 3 认识与建议 1 空气 钻 井可 以大 幅度提 高 机械钻 速 ，降低钻 井成 本 ，缩 短钻井 周 期 。 2 做好 应急 预案 和工 艺规 程 ，加强 一 级 井 控 工作 ，及 时正 确 处 理 井 壁失 稳 、地层 出水 、出气 和井 下燃爆 问题 ，对于 安全 、顺 利实 施空 气钻 井具 有 关键性 作 用 。 3 加强 钻具 使用 和管 理 ，及 时进行 钻具 探 伤和 倒换 钻具 ，可 以减 少 钻具 事故 的发 生机 率 。 4 在易斜 的井 ，采 用 空气锤 钻进 可 有效 控制 井斜 ，并 大 幅提 高机 械钻 速 。 5 储备的钻井液应根据地层压力变化及 时加到合适 的密度 ，以满足不 同地层 的需要 ，这样在转换 钻井液时既能压稳地层又能减少井漏的发生。 [ 编辑] 萧雨 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m