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摘要:樊154-平2井构造位置位于济阳坳陷东营凹陷金家-樊家鼻状构造带东翼樊154断块,是胜利油田为开发非常规油气藏在该区块部署的第三口重点水平井。通过优化工程及钻井液技术措施,满足了该井的施工要求,克服了地质条件复杂带来的不利影响,保证了该井的顺利完井。该井井眼轨迹平滑、井眼畅通、井壁稳定、施工过程顺利,创全国陆上小井眼水平段最长、水平位移最大、二十段制压裂管柱首次下入等三项纪录。
关键词:非常规 水平井 小井眼 压裂管柱
1.工程简况:
樊154-平2井构造位置位于济阳坳陷东营凹陷金家-樊家鼻状构造带东翼樊154断块,是胜利油田为开发非常规油气藏在该区块部署的第三口重点水平井。
该井一开使用444.5mm钻头钻进298m,下入339.7mm表层套管284.72m;二开使用241.3mm钻头钻进2901m,下入177.8mm技术套管2900.22m;三开使用152.4mm钻头钻进至4916.00m;完钻后下入20段Φ114.3mm压裂管柱至预定位置4851.9m。
该井2314.5m开始定向,最大井斜92.93度,水平段长2015m,水平位移2384.87m。
2.技术难点:
2.1地质方面
①馆陶组地层水敏性强,易缩径,易泥糊井眼。
②东营组地层胶结性差,垮塌严重,且二开使用241.3mm钻头,破岩量大,岩屑下沉易造成沉沙卡钻。
③沙河街组地层容易坍塌掉块,通过樊154-平1井实钻资料分析,垂深2650~2780m有破碎带地层。樊154平3井在二开钻至井深3013.00米,垂深2717.3米时,因井眼轨迹穿断层,起钻遭遇复杂情况,处理复杂情况共损失16天23小时。
④进入水平段,一旦钻遇泥岩,极易发生垮塌现象,从而造成起下钻遇阻遇卡,甚至卡钻等危害。
2.2工程方面
①为保证压裂管串的顺利下入,对井深轨迹要求高,要求狗腿度小于20度/100米,水平段不超过10度/100米,井身轨迹控制难度大。
②要求井径扩大率不超过5%,施工难度大。
③随着水平段的延长,钻具摩阻逐步增大,钻进中“拖压”现象严重,钻压传递困难。
④三开小钻头、小钻杆施工,泵压高,钻头、钻具易出问题,施工风险大。
⑤完钻后,下入20级封隔器,为国内首次下入,风险极大。
⑥压裂管柱下入后,开泵泵压要求不超过5Mpa,施工难度大。
2.3钻井液方面
地质条件复杂、钻井工艺复杂对钻井液体系提出了很高的技术要求。需要钻井液具有超强的抑制性;优良的钻井液性能及稳定性;良好的携岩洗井能力;润滑防卡;预防坍塌稳定井壁;保护油气层;以及保证压裂管串的顺利下入等方面都提出了很高的要求。
3.工程和钻井液技术
3.1工程技术措施
3.1.1直井段钻具组合及钻进参数:
Φ241.3mmHAT127钻头(水眼12*3)+Φ203mm钻铤×3根+Φ238mm扩大器 +Φ177.8mm无磁×1 根+Φ177.8mm钻铤×8根+Φ127.0mm 钻杆,钻进参数:钻压130-160KN,顶驱转速60-80R/MIN,泵排量2.2-2.6m3/min。
3.1.2二开定向段段技术措施
钻具组合:Φ241.3mmPDC-5F钻头(P266M,12*3+2*14)+Φ197mm 1°30′ 单弯动力钻具(带Φ238mm扶正器)×1根+Φ127mm无磁承压钻杆×1根+LWD/MWD+Φ127mm无磁承压钻杆×1根+Φ127mm 斜坡钻杆×39根+Φ127.0mm 斜坡加重钻杆×15根+Φ127.0mm斜坡钻杆
由于造斜点深,井眼尺寸大,开始造斜时适当控制排量,确保钻压及工具面的稳定,有利于造斜率的控制。
严格控制工具的造斜率,保证井眼轨迹圆滑,以减小钻柱的摩阻和扭矩,同时消除由于起下钻而形成键槽的可能性;随时进行待钻井眼的校正设计,入靶前加密测点,确保A点的矢量中靶。
本井自垂深2600m开始采用LWD随钻地质导向系统,随钻测量自然伽马、电阻率曲线、自然电位。根据随钻测井,确定目的层顶界深度,跟踪调整井眼轨迹;采用MWD随钻监控井眼轨迹;根据实际情况采用滑动钻进和复合钻进两种方式施工,随时调整井斜方位。
LWD下钻前钻井液性能稳定,达到设计要求,净化设备运转正常;泥浆混入润滑剂,采取大排量定期清洗井眼等措施,消除岩屑床,确保井眼畅通和稳定。
本段采用一趟钻具组合钻完,采取短程起下钻和提前倒装钻具,确保大斜度井段钻压的有效传递;采用柔性钻具组合通井。
二开完钻后电测、下技术套管无遇阻显示,均一次性顺利完成。
3.1.3三开水平段技术措施
(1)采用稳斜钻具结构:Φ152.4mm P5235MJH钻头(水眼8mm*5)+双母330*310+回压凡尔311*310+Φ148mm扶正器+短钻铤Φ120mm4.5m +Φ150mm扶正器+LWD+加长短节+Φ120mm无磁钻铤+MWD短节+Φ120mm钻铤2根+转换接头311*ST390+Φ101.6mm 斜坡钻杆×45根+Φ101.6mm加重钻杆×45根+Φ101.6mm钻杆。钻压4-5t,转速60-70r/min,排量0.8-0.83 m3/min,泵压17MPa。
(2)采用LWD随钻随测监控井眼轨迹,根据实际情况采用滑动钻进和复合钻进两种方式施工,保证钻具在油层中穿行,如果需要动力钻具调整井斜方位,则执行以下钻具组合;
A:Φ152.4mmPDC-5F钻头(P5235MJH,15*3+14*2)+Φ130mm 1°单弯动力钻具×1根+Φ101.6mm无磁承压钻杆×1根+LWD/MWD+Φ101.6mm无磁承压钻杆×1根+Φ101.6mm 斜坡钻杆×132根+Φ101.6mm加重钻杆×30根+Φ101.6mm钻杆
B:Φ152.4mm PDC-5F钻头(P5235MJH,15*3+14*2)+Φ130mm 1°单弯动力钻具×1根+欠尺寸扶正器(Φ145mm-Φ147mm)+Φ101.6mm无磁承压钻杆×1根+LWD/MWD+Φ101.6mm无磁承压钻杆×1根+Φ101.6mm 斜坡钻杆×132根+Φ101.6mm 加重钻杆×30 根+Φ101.6mm钻杆
(3)根据樊154-平1井资料,后期滑动钻井控制轨迹占用时间长、效率低、效果差,因此,对螺杆本体上的扶正块进行优化,减少1~2mm,
关键词:非常规 水平井 小井眼 压裂管柱
1.工程简况:
樊154-平2井构造位置位于济阳坳陷东营凹陷金家-樊家鼻状构造带东翼樊154断块,是胜利油田为开发非常规油气藏在该区块部署的第三口重点水平井。
该井一开使用444.5mm钻头钻进298m,下入339.7mm表层套管284.72m;二开使用241.3mm钻头钻进2901m,下入177.8mm技术套管2900.22m;三开使用152.4mm钻头钻进至4916.00m;完钻后下入20段Φ114.3mm压裂管柱至预定位置4851.9m。
该井2314.5m开始定向,最大井斜92.93度,水平段长2015m,水平位移2384.87m。
2.技术难点:
2.1地质方面
①馆陶组地层水敏性强,易缩径,易泥糊井眼。
②东营组地层胶结性差,垮塌严重,且二开使用241.3mm钻头,破岩量大,岩屑下沉易造成沉沙卡钻。
③沙河街组地层容易坍塌掉块,通过樊154-平1井实钻资料分析,垂深2650~2780m有破碎带地层。樊154平3井在二开钻至井深3013.00米,垂深2717.3米时,因井眼轨迹穿断层,起钻遭遇复杂情况,处理复杂情况共损失16天23小时。
④进入水平段,一旦钻遇泥岩,极易发生垮塌现象,从而造成起下钻遇阻遇卡,甚至卡钻等危害。
2.2工程方面
①为保证压裂管串的顺利下入,对井深轨迹要求高,要求狗腿度小于20度/100米,水平段不超过10度/100米,井身轨迹控制难度大。
②要求井径扩大率不超过5%,施工难度大。
③随着水平段的延长,钻具摩阻逐步增大,钻进中“拖压”现象严重,钻压传递困难。
④三开小钻头、小钻杆施工,泵压高,钻头、钻具易出问题,施工风险大。
⑤完钻后,下入20级封隔器,为国内首次下入,风险极大。
⑥压裂管柱下入后,开泵泵压要求不超过5Mpa,施工难度大。
2.3钻井液方面
地质条件复杂、钻井工艺复杂对钻井液体系提出了很高的技术要求。需要钻井液具有超强的抑制性;优良的钻井液性能及稳定性;良好的携岩洗井能力;润滑防卡;预防坍塌稳定井壁;保护油气层;以及保证压裂管串的顺利下入等方面都提出了很高的要求。
3.工程和钻井液技术
3.1工程技术措施
3.1.1直井段钻具组合及钻进参数:
Φ241.3mmHAT127钻头(水眼12*3)+Φ203mm钻铤×3根+Φ238mm扩大器 +Φ177.8mm无磁×1 根+Φ177.8mm钻铤×8根+Φ127.0mm 钻杆,钻进参数:钻压130-160KN,顶驱转速60-80R/MIN,泵排量2.2-2.6m3/min。
3.1.2二开定向段段技术措施
钻具组合:Φ241.3mmPDC-5F钻头(P266M,12*3+2*14)+Φ197mm 1°30′ 单弯动力钻具(带Φ238mm扶正器)×1根+Φ127mm无磁承压钻杆×1根+LWD/MWD+Φ127mm无磁承压钻杆×1根+Φ127mm 斜坡钻杆×39根+Φ127.0mm 斜坡加重钻杆×15根+Φ127.0mm斜坡钻杆
由于造斜点深,井眼尺寸大,开始造斜时适当控制排量,确保钻压及工具面的稳定,有利于造斜率的控制。
严格控制工具的造斜率,保证井眼轨迹圆滑,以减小钻柱的摩阻和扭矩,同时消除由于起下钻而形成键槽的可能性;随时进行待钻井眼的校正设计,入靶前加密测点,确保A点的矢量中靶。
本井自垂深2600m开始采用LWD随钻地质导向系统,随钻测量自然伽马、电阻率曲线、自然电位。根据随钻测井,确定目的层顶界深度,跟踪调整井眼轨迹;采用MWD随钻监控井眼轨迹;根据实际情况采用滑动钻进和复合钻进两种方式施工,随时调整井斜方位。
LWD下钻前钻井液性能稳定,达到设计要求,净化设备运转正常;泥浆混入润滑剂,采取大排量定期清洗井眼等措施,消除岩屑床,确保井眼畅通和稳定。
本段采用一趟钻具组合钻完,采取短程起下钻和提前倒装钻具,确保大斜度井段钻压的有效传递;采用柔性钻具组合通井。
二开完钻后电测、下技术套管无遇阻显示,均一次性顺利完成。
3.1.3三开水平段技术措施
(1)采用稳斜钻具结构:Φ152.4mm P5235MJH钻头(水眼8mm*5)+双母330*310+回压凡尔311*310+Φ148mm扶正器+短钻铤Φ120mm4.5m +Φ150mm扶正器+LWD+加长短节+Φ120mm无磁钻铤+MWD短节+Φ120mm钻铤2根+转换接头311*ST390+Φ101.6mm 斜坡钻杆×45根+Φ101.6mm加重钻杆×45根+Φ101.6mm钻杆。钻压4-5t,转速60-70r/min,排量0.8-0.83 m3/min,泵压17MPa。
(2)采用LWD随钻随测监控井眼轨迹,根据实际情况采用滑动钻进和复合钻进两种方式施工,保证钻具在油层中穿行,如果需要动力钻具调整井斜方位,则执行以下钻具组合;
A:Φ152.4mmPDC-5F钻头(P5235MJH,15*3+14*2)+Φ130mm 1°单弯动力钻具×1根+Φ101.6mm无磁承压钻杆×1根+LWD/MWD+Φ101.6mm无磁承压钻杆×1根+Φ101.6mm 斜坡钻杆×132根+Φ101.6mm加重钻杆×30根+Φ101.6mm钻杆
B:Φ152.4mm PDC-5F钻头(P5235MJH,15*3+14*2)+Φ130mm 1°单弯动力钻具×1根+欠尺寸扶正器(Φ145mm-Φ147mm)+Φ101.6mm无磁承压钻杆×1根+LWD/MWD+Φ101.6mm无磁承压钻杆×1根+Φ101.6mm 斜坡钻杆×132根+Φ101.6mm 加重钻杆×30 根+Φ101.6mm钻杆
(3)根据樊154-平1井资料,后期滑动钻井控制轨迹占用时间长、效率低、效果差,因此,对螺杆本体上的扶正块进行优化,减少1~2mm,