5大庆钻井院大庆油田首钻双分支水平井钻井实践.doc

word某某油田首钻双分支水平井钻井实践【摘 要】 为了利用分支水平井提高特低丰度扶杨油层的开发效果，提高单井产量和储量动用程度，某某油田研究并成功实施了肇分31-平28井钻井和完井作业，这是某某油田第一口分支井。本文在肇分31-平28井设计的根底上，详细的介绍了该井主井眼钻进、下分支井眼钻进、下分支井眼完井作业、244.5mm套管开窗、上分支钻进、斜向器回收、壁钩式尾管悬挂器下入、上分支固井等施工过程。【关键词】钻井技术 分支井 某某油田 试验为了利用分支水平井提高特低丰度薄层扶杨油层的开发效果，提高单井产量和储量动用程度，某某油田开发部门采用分支水平井与直井联合开发布井的原如此和方式，部署了肇分31平28井开发外围扶杨油层。肇分31平28井是某某油田实施的第一口双分支水平井，该井于2006年4月20日一开，经过42d的施工，完成了表层钻进、主井眼钻进、下分支井眼钻进、下分支井眼完井作业、清刮回接筒、244.5mm套管刮壁、244.5mm套管开窗、上分支钻进、上分支井通井、斜向器回收、壁钩式尾管悬挂器下入、上分支固井、上下分支通井与技套测声幅等施工，在6月1日顺利完钻，比预计的钻井周期49d提前了近7d的时间。1 地质概况肇州油田北部州201区块构造位置位于松辽盆地中央坳陷区三肇凹陷肇州鼻状构造上，该井区扶余油层扶一组、扶二组较发育，地层厚度170m，油底深度1955m，油层中部深度1880m。主力油层为FI5、FI6、FI7、FII5，FI5层砂岩钻遇率95.65%，有效厚度钻遇率73.91%，平均钻遇砂岩厚度为3.7m，有效厚度为1.4m。FI6层砂岩钻遇率73.91%，有效厚度钻遇率56.52%，平均钻遇砂岩厚度为3.4m，有效厚度为1.5m。FI7层砂岩钻遇率78.26%，有效厚度钻遇率56.52%，平均钻遇砂岩厚度为3.8m，有效厚度为2.0m。FII5层砂岩钻遇率65.22%，有效厚度钻遇率60.87%，平均钻遇砂岩厚度为3.0m，有效厚度为1.7m。该区扶余油层孔隙类型主要为缩小粒间孔，孔隙大局部不联通，有效孔隙度在9.0%17.6%之间，平均12%；空气渗透率在0.1´10-3mm23´10-3mm2，平均1.2´10-3mm2，属于低孔低渗储层。2 肇分31平28井设计概况2.1 根底数据表1肇分31平28井设计根底数据表井号肇分31平28井型分支水平井井别采油井构造位置松辽盆地中央坳陷区三肇凹陷肇州鼻状构造目的层FII5、FI7井口标准层深度1203m井口坐标X5078480.45水平位移m完钻垂深mY21671208.18下分支上分支下分支上分支网格方位90.00°磁场强度55532nT744.08744.081951.231887.11钻井目的探索利用分支水平井提高特低丰度薄层开发效果的途径，提高单井产量和储量动用程度，提高扶杨油层的有效开发效果，研究分支水平井与直井联合开发布井的原如此和方式，开展分支水平井钻井、测井、完井和开采技术试验研究，研究分支水平井钻井、测井、完井降本钱的技术措施。续表1肇分31平28井设计根底数据表井号肇分31平28井型分支水平井井别采油井设计井深上分支：2520.92m斜深：1887.11m垂深；下分支：2582.92m斜深：1951.23m垂深。钻井液油基钻井液，水平段密度1.251.30g/cm3完钻层位下分支F52层完钻；上分支F73层完钻完钻原如此上下分支水平段位移均为504.08m。完井方法射孔完井2.2 井身结构见表2、图1表2 井身结构设计数据表开 钻次 序井 深m钻 头尺 寸mm套管柱类 型套 管尺 寸mm套管下入层 位套管下入深 度m环空水泥浆返 深m打导管25.00311.2导 管339.7明二段30.00地 面一 开1680.00311.2表层套管244.5青二、三段1678.00地 面二 开下分支2582.92215.9生产套管139.7泉三段2580.001648.00上分支2520.92215.9生产套管139.7泉四段2518.001624.00图1 井身结构示意图3肇分31平28井施工概况3.1 主井眼钻进01680m3.1.1 311.2mm直井段钻具组合311.2mmR4252钻头+203mm钻铤×18m+308mm稳定器+197mm无磁钻铤×9m+308mm稳定器+177.8mm钻铤×54m+159mm螺旋钻铤×54m+127mm18°斜坡钻杆3.1.2 311.2mm直井段钻井参数钻压3050kN，转速220r/min，缸径150mm/140mm，冲数90/120，排量52L/s，泵压6MPa，密度1.10g/cm3，粘度47s。3.1.3 311.2mm直井段时效分析钻进1680m，纯钻进时间128h，机械钻速是13.13m/h。 3.1.4 244.5mm套管结构表3 244.5套管结构表套管程序井深m套管下深m套 管 串 结 构表层套管1680.001678.00浮鞋水泥伞N80壁厚11.05mm套管(11)m+浮箍N80壁厚11.05mm调长套管+N80壁厚10.03mm套管65m+ N80壁厚11.05mm套管至井口3.2 下分支井眼钻进16802582.92m3.2.1 造斜段、探油顶着陆1690.862122m3.2.1.1 钻具组合215.9mmB425钻头+165mm1.25°螺杆+172mm LWD+159mm无磁钻铤×9m+159mm螺旋钻铤×27m+127mm加重钻杆×220m+127mm18°斜坡钻杆3.2.1.2 着陆点测量参数电阻值20.24hm·m，伽玛值105.85API，垂深1875.77m，井斜83.72°，方位91.74°，视平移320.34m。3.2.1.3 造斜段、探油顶着陆时效分析1.25°螺杆所钻井段16902122m，进尺为432m，纯钻进时间是 70h，机械转速是6.17m/h。3.2.2 水平段21222582.92m3.2.2.1 钻具组合215.9mm B425钻头+165mm0.75°螺杆+172mm LWD+127mm无磁加重钻杆×9m+127mm18°斜坡钻杆×900m+127mm加重钻杆×220m+127mm普通钻杆3.2.2.2 时效分析0.75°螺杆所钻井段21222583m，进尺为461m，纯钻进时间是61h，机械转速是7.56m/h。下分支设计与实钻井眼轨迹见图2。Vertical Section at 90.00° mTrue Vertical Depth m-1600-1400-1200-1000-800-600-400-2000200400600800100012001400160018002000220024000200400600800100012001400160018002000图2 肇分31-平28井下分支设计与实钻井眼轨迹图从数据表和曲线中可以看出，设计轨迹与实钻轨迹根本吻合，井眼轨迹控制的非常好。3.2.3 随钻测量参数分析图3 下分支伽玛值随测深变化图 图4 下分支深电阻值随测深变化图从图3、4中可以看出，下分支油层钻遇段2090.112367.86m垂深1939.351942.27m和2490.52511m垂深1948.671950.44m，累计长298.25m，水平段长487m，油层钻遇率61.24%。FII5的两个小层厚度分别为2.92m和1.77m。另外，2个图都显示出在井斜角6265.5°时，即井深18891908m垂深18711881m处显示较好，油层厚10m。3.3 下分支井眼完井作业表4 下分支139.7mm套管结构表套管程序井深m套管下深m套 管 串 结 构表层套管1680.0001678.00浮鞋水泥伞N80壁厚10.03mm套管(911)m+浮箍N80壁厚10.03mm套管至井口下分支生产套管2582.921641.232579.72浮鞋P110壁厚7.72套管(911)m浮箍+球座P110壁厚7.72套管至井深1648m尾管悬挂器下入套管和尾管悬挂器组合，循环钻井液7小时，循环排量1.31.4 m3/min，投球，碰压5MPa，缓慢升致12MPa，稳压2min。下放管柱，悬重由69t降至59t，说明尾管悬挂器座挂。蹩压到19.5MPa，压力突然下降回零，说明球座蹩通。大排量循环后进展固井施工。然后用118mm牙轮钻头和通井扫塞到2560m，起钻下187mm铣刀至1641m，铣尾管悬挂器喇叭口。3.4 244.5mm套管刮壁作业3.4.1 通井管串组合215.9mm锥形磨鞋+238mm刮壁器+208mm下西瓜磨鞋+挠性接头+218.5mm上西瓜磨鞋+127mm加重钻杆+127mm钻杆3.4.2 刮壁施工下至1642m处遇阻，遇阻吨位3t，判断已到悬挂器位置。上提0.5m，开泵，排量1.1m3/min，泵压5MPa，以25r/min的转速进展刮壁，在16421610m处重点刮管10次，上下活动钻具的速度为20min/根。3.5 244.5mm套管开窗作业3.5.1 套管开窗工具管串组合定位接头+变扣接头+127mm钻杆配长组合+可回收式底部锚+下防屑接头+剪销脱手接头+上防屑接头+斜向器+开窗磨鞋+下西瓜磨鞋+挠性接头+上西瓜磨鞋+127mm加重钻杆+液压下击器+165mm定向接头+127mm加重钻杆+127mm钻杆至井口3.5.2 窗口位置数据计算1上下套管接箍位置：1615m，1626.25m2窗口设计位置：顶部1618.50m，底部1623.42m，3.5.3 陀螺定向和座挂底部锚连接斜向器与开窗磨鞋，测角差，下到井底；下入陀螺测量工具面，然后进展定位。下压10t座挂底部锚，开泵循环处理200s的高粘钻井液。3.5.4 开窗施工过程1开始进展磨铣施工，20min后转盘扭矩增大，上提遇卡，加大上提力解卡，恢复开窗作业。(转速60110r/min，钻压80120 kN)2开窗作业累计钻进12m，井深是1630.5m。3起出开窗磨鞋管柱，发现开窗磨鞋一个翼上有3个合金齿脱落，其余各局部磨损不严重。4下入稳斜钻具划眼到底，钻到井深1645m，起钻。3.6 上分支井眼钻进3.6.1 造斜段、探油顶16452008m1钻具组合215.9mmB425钻头+165mm1.25°螺杆+172mm LWD+159mm无磁钻铤×9m+159mm螺旋钻铤×27m+127mm加重钻杆×220m+127mm18°斜坡钻杆2钻进到井深1674.41m时无磁干扰，开始LWD仪器跟踪。1.25°螺杆所钻进尺363m16452008m，纯钻进时间是 42h，机械转速是8.64m/h。3.6.2 着陆20082085m1钻具组合215.9mmB425钻头+165mm0.75°螺杆+172mmLWD+127mm无磁加重钻杆×9m+127mm18°斜坡钻杆×900m+127mm加重钻杆×220m+127mm普通钻杆2着陆点测量值电阻率值11.6hm.m，伽玛值110API，垂深1874.53m，井斜83.55°，方位91.83°，平移309.41m.(与设计240m晚着陆69.41m)。6.6.3 水平段20852543m1钻具组合：在上趟钻根底上更换0.75°螺杆。2在井深2425m时进层，电阻值38.2hm·m，伽玛值100API，垂深1885.18m，井斜83.91°，方位92.22°；钻进到2503m时出层，电阻值101.5hm·m，伽玛值31.17API，垂深1892.16m，井斜86°，方位91°。(砂岩钻遇2503-2425=78m)30.75°螺杆所钻井段20082543m，进尺为535m，纯钻进时间是52h，机械转速是10.29m/h。4上分支设计与实钻井眼轨迹见图5。Vertical Section at 90.00° mTrue Vertical Depth m-1600-1400-1200-1000-800-600-400-20002004006008001000120014001600180020002200020040060080010001200140016001800图5 肇分31-平28井上分支设计与实钻井眼轨迹图6.6.4 随钻测量参数分析图6 上分支伽玛值随测深变化图 图7 上分支深电阻值随测深变化图从图6、7中可以看出，上分支油层钻遇段2085.212327.18m垂深1874.561879.74m和2419.12508.5m垂深1884.931892.45m，累计长309m，水平段长458m，油层钻遇率67.5%。FI7的两个小层厚度分别为5.18m和7.52m。3.7 斜向器回收作业用215.9mm三牙轮钻头和212mm螺扶通井，通井的目的是充分洗井、修整井眼和保护井壁，以满足下套管的可靠性。3.7.1 钻具组合斜向器打捞钩+127mm加重钻杆´9m+震击器+定向接头+127mm加重钻杆´180m+127mm钻杆3.7.2 打捞作业程序下打捞工具到井底，悬重64t，排量1.2m3/min，开泵称重，循环后缓慢上下活动35m，悬重无变化。下方钻杆至4.8m处遇阻3t，缓慢上提，悬重61t，上提至4.2m处悬重升至65t，上提至70t，说明已经钩住斜向器。提至92t时锚定器解封，悬重恢复到63t。禁止下放，禁止转动，起钻。3.8 上分支下套管、固井、完井作业3.8.1 上分支尾管串结构导向弯管+变扣接头+139.7mm浮箍+139.7mm套管+139.7mm浮箍+139.7mm套管+139.7mm承托环+139.7mm尾管+变扣接头+配长套管+X力缩紧旋转接头+壁钩式尾管挂+送放钻具3.8.2 送放工具总成73mm胶塞适配器+73mm配长油管+座球短节+悬挂器密封短节+配长油管+油管旋转头+配长油管+导向筒起出工具+配长油管+液压脱手工具+提升短节+127mm钻杆至井口3.8.3 施工过程1开始下套管时弯管下入阻力较大，加压下入两根套管后，阻力消失。2过窗口时，控制速度，反复上提下放，根据悬重变化判断是否进入分支井眼和是否座挂成功。3灌浆，循环，投入38mm钢球，蹩压至16MPa，液压脱手。4坐吊卡，升压至22.5MPa，憋通球座。5开始固井施工，打隔离液。6打灰，开始替泥浆，压力4MPa，排量1.4m3/min。7碰压22MPa，放压后试压15MPa，稳压5min。8卸压，接方钻杆，憋压循环冲洗，水泥浆返出井口。9循环，起钻至地面，固井完毕。3.8.4 完井作业用小钻具通下分支，下导向筒进入上分支，用小钻具通上分支，最后进展技套测升幅作业，顺利完井。4 结论1经过精心组织和各单位密切配合，肇分31平28分支井从打导管至上分支通井共历时41天，现场试验获得圆满成功。肇分31平28井是某某油田真正意义上实施的第一口双分支水平井，达到了国际分支井TAML四级水平。该井的成功，作为某某钻井史上的一个里程碑，标志着某某油田钻井技术、完井技术已经有了一个新的起点。2该井地质设计合理，油层位置准确，井眼轨迹控制与设计根本吻合。下分支油层钻遇段累计长298.25m，水平段长487m，油层钻遇率61.24%，FII5的两个小层厚度分别为2.92m和1.77m。上分支油层钻遇段累计长309m，水平段长458m，油层钻遇率67.5%，FI7的两个小层厚度分别为5.18m和7.52m。3该井油层钻遇段累计607.25m，总水平段长945m，全井油层钻遇率64.26%。在油层钻遇段长和油层钻遇率两个指标上超过了该区两口水平井之和，钻井周期小于两口水平井之和。可见，分支井在开采外围三低油田上应用前景广阔。4水平段采用转盘滑眼，统一了井径，又采用倒角刚性扶正器，保证了下套管的顺利进展。5由于随钻测量仪器LWD测点滞后，在开窗后15m内无法消除磁干扰，给造斜带来一定困难。建议开窗后增加一趟稳斜钻具，至少钻出窗口40m以消除磁干扰。6斜向器和开窗工具设计合理、结构紧凑、窗口规如此、工艺简单、成功率高。7壁沟式悬挂分支井完井系统可靠性高、技术先进；主分支井眼重新进入操作简单、方便可靠。参考文献1 韩祥慧. 肇州油田扶余油层分支水平井技术研究. 石油天然气学报，2005139 / 8