海上半潜式钻井平台裸眼地层测试技术.pdf

第2 1卷第 3期 2 0 1 1年 9月 江汉石油科技 ⅡANG 捌AN P E I ROU￡ UM S C I ENC E AND T E C HNOL 0G Y V0 1 ． 21 No ． 3 S e p． 2 01 1 海上半潜式钻井平台裸眼地层测试技术 程建明， 刘再君， 方俊明， 汤朝红， 罗利民 江汉石油管理局井下测试公司 摘要 裸眼地层测试在陆地油田应用十分广泛， 在钻探井及时发现油气层， 加快勘探进程， 节 约勘探成本起着重要的作用。受裸眼测试工艺特点的局 限性 ， 该工艺适合在陆地钻井平 台和海上 自升式钻井平 台上应用 ， 但要在 海上半 潜式钻 井平 台进行裸 眼测试 ， 工程上存在较 大的难度和风 险。为了解决裸眼地层测试技术在半潜式平 台钻探井的应用 ， 及 时落实海上钻探 井疑议地层的流 体性质及参数， 节省昂贵的勘探成本。通过对半潜式钻井平台原理的了解认识， 结合 M F E裸眼测 试工艺特性， 研究出能够满足海上半潜式平台的裸眼测试技术。 关键词 半潜式钻井平台； 裸 眼； MF E测试工艺； 地层测试 在半潜式钻井平台成功进行 MF E裸 眼测试 ， 需 解决在潮汐和涌浪的作用下 ， 半潜式平 台升沉对 测 试管柱影响， 同时要确保在井底高温高压环境下测 试工具保持其特有的性能及密封性， 还要控制工程 风险和井口防台风应急解脱。为满足这些条件， 经 过对裸眼支撑测试工艺的深入研究和详细的论证， 对测试工具、 测试管柱、 工艺要求进行了优化和改 进， 达到了在半潜式平台进行裸眼测试的要求。 1 半潜式平台裸眼测试管柱特点 在半潜式平台进行裸眼测试难度比较大， 因裸 眼测试施工时开关井的操作需要靠上提下放管柱来 操作 M F E进行开关井， 而半潜式平台随时都在潮汐 和涌浪的影响下上下移动， 与在陆地上进行测试施 工相 比， 潮汐和涌浪 的影响对测试施工成功与否关 系最大， 虽然半潜式平台上配有自动补偿器， 但其也 存在许多局限性， 首先补偿器要在吨位达到4 t 以上 才能启动， 其次， 补偿器上下补偿距离只能达到 4 ． 5 m左右 。因此在半潜式平 台上进行裸 眼测试时要 时刻考虑到潮汐和涌浪对测试管柱的影响， 为防止 因潮汐和涌浪的因素而影 响开关井 的操作、 判断 以 及使得 M F E自动换位， 特在测试管柱中加人一种能 不受吨位影响且能自动伸缩补偿距离的测试工具 伸缩管， 伸缩管是一种不受吨位影响且能 自动伸缩 补偿距离的测试工具， 它的启动吨位比较低， 不超过 0 ． I t ， 在自动补偿距离时不受管制内外压力的影响， 灵活好用， 可放在测试管柱的不同地方， 每支补偿距 离 1 ． 5 m， 大范围移动可下多支来补偿。因此， 虽然 钻 ， 水 下测 试 树j L一 藏 压 蛙 节一 曩 莛 嚣； 幸 钻 ．L一 伸 缩 接 头 钻 杆一 粟 销 式 反循 环 阔一 钻秆 一 断 销式 反 循 环 盱 钻 裸 眼 旁 压 力计 托 伸 缩 接 钻 震 击 座 封段 测 试 段 座 封 段 钻 盘 面 f 海平 面 』 ●_-。。-‘。。。。’一 泥 蚊 全 接 头 ￡金密 封 封 隔器 泉眼 封 隔器 ＆力计 托 筒 希 管 铤 者头 罐眼封 隔 嚣 筛 管 程 力计 托 筒 井 底 图 1 管柱结构图 第一作者简介 程建明， 男 ， 工程师， 2 0 0 8年毕业于中国 地质大学网络教育学院地质工程专业。一直从事地层测试 技术工作， 现为井下测试公司测试经理部副经理。 5 O- 江汉石油科技 第 2 1卷 在半潜式平台进行裸眼测试难度 比较大， 解决了这 些问题后也具有很高的可行性。 图 1为海上半潜式平 台用裸眼支撑测试施工管 柱结构， 该管柱为典型的裸眼支撑跨隔测试管柱。 1 ． 1 管柱中伸缩管的作用 在 M F E上下各设计 2根伸缩管 单根伸缩距离 1 ． 5 m ， 上部伸缩管能避免在潮汐和涌浪的作用下补 偿平台升降对管柱的影响， 保持测试全过程各工具的 稳定性； 下部伸缩管能在上提下放管柱 M F E关井时 提供准确自由点的观察范围， 实现井下 M F E关井。 1 ． 2 上部伸缩管至 M F E之间钻杆作用 上部伸缩管至 M F E加封隔器坐封及 M F E开井所 需负荷的钻杆， 可确保伸缩管上部钻具在 E 下活动时， 伸缩管能有效的补偿活动位移， 使下部钻杆的负荷让 封隔器坐封良好， MF E能保持正常的开关井状态。 1 ． 3 水下测试树组合作用 由剪切短节、 水下测试树、 悬挂器组成， 在测试 过程中受海上台风的影响可提供井下隔离并能快速 脱离平台， 保护井下管柱及平台安全。 2 测试工艺要求 2 ． 1 工具油室更换高温硅油 为了使带液缸的测试工具 M F E 、 裸眼旁通、 震 击器等 在井下高温环境下保证稳定的延时性能， 用高温硅油替换普通液压油， 并在地面做好拉力延 时试验和密封试压试验， 保证工具在井下性能可靠。 2 ． 2 选用高温橡胶件及胶筒 普通橡胶件耐最高温度在 1 2 0 o C 左右， 进口橡 胶件耐最高温度也只能达到 1 6 0 o C 左右， 而氟橡胶 密封件耐最高温度可达 2 04 C， 由于海上 油 田地层 温度普遍比较高 ， 因此在不含硫化氢境况下选用氟 橡胶密封件比较合适。同时， 裸眼封隔器高温胶筒 适用井径范围也比较广， 在 6 ”一 1 2 ” 的井径范围 内都可以使用。 测试工具所用的密封件全部更换为耐温 2 0 4 ℃ 的氟橡胶密封圈， 封 隔器裸眼胶筒更换为耐温 1 8 0 C的高温胶筒， 并根据井径选择合适外径的胶 筒， 保证在井温较高井况下工具密封良好。 2 ． 3 选择坐封井段 根据测井井径 图、 录井岩性描述、 岩样 的识别 ， 选择井径规则、 岩性坚硬致密无裂缝的井段作为坐 封井段， 确保封隔器密封良 好。 2 ． 4 井底深度校深 在通井管柱下到井底时， 通过伽玛对管柱校深 通井管柱从上至下 钻杆 2～ 3 m短钻杆 钻杆 3 根 钻头 ， 校正录井深度与电测深度差值， 同时求 取准确的压缩距 ， 落实准确井底深度 ， 保证封隔器准 确坐封在设计井段。 2 ． 5 环空打防卡泥浆和管内灌胶液 在套管鞋以下所有裸眼段打性能稳定防卡泥 浆， 防止泥浆长时间静止粘卡管柱及测试工具 ； 在测 试管柱内 MF E以上灌注 1 0 0 m粘度 6 O～ 8 0 s 以上的 C MC胶液 ， 防止管内堵塞 。 2 ． 6 控制流动压差 测试开井后， 通过井 口油嘴管汇控制合理的流 动压差 ， 防止 因流动压差过大， 测试段地层出砂或垮 塌埋卡尾管 ， 造成井下事故。 3 应用情况 2 0 1 0年 3月 2 8日在 N B 2 5 6井半潜式钻井平 台进行裸眼支撑跨隔测试， 于3月 3 0日 结束测试， 具体施工情况如下 N B 2 5 6 井是一 口位于海上的预探井， 井型为 直井， 为东海陆架盆地西湖凹陷西斜坡平北区 n b 2 5 6 宝云亭东 构造。 它由H h - 3号半潜式钻井平台钻探施工， 补芯海 拔 2 5 m， 所处位置水深 8 7 ． 6 m， 钻井深度 4 2 7 5 m， 裸眼段 3 6 0 0～ 4 2 7 5 m共 6 7 5 m， 压井泥浆 1 ． 4 4 g ／ c m 。 该井测试施工方式为支撑式裸眼跨隔测试， 测 试井段 4 0 4 0 ． 5 0 ～ 4 0 5 1 ． 4 0 m， 支撑尾管长度 2 2 0 m， 测试压差 1 6 ． 5 M P a ， 采用一开一关工作制度 ， 一开井 4 4 0 mi n ， 一关井 5 7 ra i n ， 测试总时间 4 9 7 m i n 。测试期 间生产流动压差控制在 5 M P a内， 共排液 1 0 ． 7 6 m ， 无油气显示 ， 折 日产地层水 3 5 ． 2 2 m ／ d 。MF E起钻 至井 口放 样 ， 放 样 压 力 1 6 MP a ， 液 样 地 层 水 2 4 0 0 Ⅱ l l ， 气样 0 ． 0 1 6 m 。整个测试施工过程顺利 ， 测 试工艺成功， 为揭示该构造含油气性， 了解宝云亭油 气田储层和含油气层在该构造的发育及分布情况提 供实际数据依据， 达到了甲方测试施工目的并为甲 方下部勘探部署提供了有利依据。 4 结论与建议 1 通过在海上半潜式钻井平台进行裸眼测试， 下转第 5 7页 第3期 刘 昌林 盐阃泥质 白云岩油藏套损原 因分析 5 7 盐膏层段的套管选材， 套管串组合以及其强度的设 计 。 1 优化设计， 提高套管抗挤毁的强度。盐间 油水井的套管抗挤压系数一般为 1 ． 2 1 ． 5 ， 根据盐 间泥质 白云岩特点， 提高该层段的抗挤压系数到 2 ． 0以上； 套管损伤主要是射孔井段和以上部位， 盐间 泥质白云岩油藏 目 前使用强度最高的是 P 一 1 1 0厚 度为9 ． 1 7 ra m的套管， 但是仍然出现了套管损伤， 因 此应该提高套管的抗挤毁强度。在井漏的井段使用 N 8 0 壁厚 1 0 ． 5 4 n u n 强度以上的套管； 在井溢或者油 层井段使用 P 1 1 0壁厚 1 0 ． 5 4 n u n以上强度的套管。 加强研究， 摸索一套对应盐间泥质 白云岩油藏套管 的数据。 2 下双层组合套管。根据对盐膏层的特性和 结构了的不断认识， 认为目前解决盐膏层套损比较 有效的办法是使用高强度套管、 特厚壁套管。但是 高强度套管、 特厚壁套管因为各种原因难以满足盐 层段超高压外挤力的要求。而从承受力角度考虑， 采用双层组合套管能够承受更高的外挤压力。根据 江汉油田实际情况， 可以采用在盐膏层， 井漏、 井溢 等局部层段下双层组合套管。 3 避免裸眼或者是下尾管的方式完井。盐 间 泥质白云岩油藏裸眼或者使用下尾管的油水井使用 天数比较短暂。王平 1 井， 王云 1 、 王云2 、 王云3井 都是使用的尾管完井方式， 使用天数最长的 1 9 5 0 天 ， 最短 的 1 8 1天。因此在盐 间泥质 白云岩油藏 的 油水井 目 前工艺还不能使用下尾管的方式完井。 4 考虑生产过程中， 射孔井段出泥质物质严 重的情况， 优选射孔枪型和孔密。目前使用 1 0 2弹 最大穿透 0 ． 8 m ， 1 6孔／ m， 考虑射孔后会降低套 管的强度， 建议使用 8 9弹 最大穿透 0 ． 5 m ， 1 0孔 或者 8孑 L ／ m。 5 钻井过程中不要一味追求速度和进尺， 尽 量优化井眼， 为后期施工创造良好的条件。严把套 管质量关， 优选固井水泥等固井材料， 提高固井质 量。压裂施工时， 切实加强保护套管的技术措施， 防 止光油管压裂； 酸化施工中， 加入缓蚀剂， 尽量缩短 酸化时间及酸化井段 ， 尽量排尽残酸。 6 根据盐间泥质白云岩见水后易泥化， 易蠕 动， 裂缝发育易造成地层应力改变后发生滑移， 从而 导致套管损伤。在钻井、 作业以及生产过称中， 使用 一 些抑制可塑性岩类蠕变变形的井液。 7 加强套管损伤监测 井径、 超声波、 测斜等 等 ， 开展套管损坏机理研究； 对于套管的管理成立 专门的部门进行管理， 建立健全套管损坏数据库。 编辑李智勇 上接第 5 0页 及时落实了测试层液性、 产能， 提供了真实的地层资 料 ， 为下一步勘探部署指引方 向， 缩短勘探周期， 节 约了勘探成本。 2 首次完成的国内海上半潜式钻井平台裸眼 地层测试施工， 填补了国内测试行业的一项空白。 3 建议在海上半潜式钻井平台继续进行裸 眼 测试工艺推广应用， 以取得更大突破。 编辑李智勇 上接第 7 0页 参考文献 [ 1 ] 张绍槐． 现代导向钻井技术的新进展及发展方向[ J ] ． 石油学报， 2 0 0 3 ， 2 4 3 8 2 8 9 ． [ 2 ] 翟应虎． P D C钻头设计理论及方法的研究[ D ] ． 西南石 油学院， 1 9 9 0 ． [ 3 ] 李树盛， 蔡镜仑． P D C钻头冠部设计的原理与方法 [ J ] ． 石油机械 1 9 9 8 ， 2 6 3 ； [ 4 ] 张俊良． 旋转导向系统 P O W E R V钻井技术应用简介 [ J ] ． 西部探矿工程 ， 2 0 0 8 ， 0 4 ． [ 5 ] 杨剑锋． 旋转导向闭环钻井系统[ J ] ． 石油钻采工艺， 2 0 0 3， 0 1 ． 编辑胡素梅