小井眼欠平衡鉆井技術(shù)(論文)

1、欠平衡鉆井技術(shù)論文 小井眼欠平衡鉆井技術(shù) 王殿云常青忠王守啟郎應(yīng)虎 渤海鉆探工程公司大港鉆井技術(shù)服務(wù)公司） 摘要隨著石油工業(yè)地發(fā)展，對常規(guī)小井眼鉆井、小井眼修井地技術(shù)及工 藝日趨成熟，常規(guī)小井眼鉆井和修井得到了長足發(fā)展為了對油氣層加以保 護、加快小井眼鉆井速度、減少井下事故復(fù)雜、防止小井眼鉆井和小井眼 修井作業(yè)過程中地井漏和井噴，并得到有效地控制就需要進行小井眼欠平衡 鉆井和欠平衡修井為此，發(fā)展小井眼欠平衡鉆井和小井眼欠平衡修井，就需 要完善其工藝技術(shù)及配套地工具.b5E2RGbCAP 關(guān)鍵詞欠平衡小井眼鉆井修井 目前，在國內(nèi)由于缺乏配套地井口工具及成熟地施工工藝 ，小井眼欠平 衡鉆井技術(shù)還一

2、直是空白以前，我公司也僅限于5寸鉆桿地欠平衡作業(yè)， 大于或小于5寸鉆桿地欠平衡作業(yè)都無法實施.PanqFDPw 隨著科學(xué)技術(shù)地不斷發(fā)展，常規(guī)地小井眼鉆井、小井眼修井地技術(shù)及 工藝，經(jīng)過多年地實踐，已經(jīng)日趨成熟，常規(guī)小井眼鉆井和修井得到了發(fā)展 和完善而對于小井眼鉆井，為了對油氣層加以保護、加快小井眼鉆井速 度、減少井下事故復(fù)雜、防止小井眼鉆井和小井眼修井作業(yè)過程中地井漏 和井噴,并得到有效地控制是擺在我們眼前地迫切任務(wù)，這就是要發(fā)展小井 眼欠平衡鉆井和小井眼欠平衡修井工藝技術(shù).DXDiTa9E3d 一、兩口小井眼地欠平衡實施 一）、西 G47-2 井： 西G47-2井是大港油區(qū)北大港斷裂構(gòu)造帶六

3、間房斷鼻太2斷塊地一口 生產(chǎn)定向井，設(shè)計斜深為2247m完鉆層位為奧陶系，由渤海鉆探工程公司大 港第二鉆井公司70025隊承鉆.大港油田公司油田評價部為了評價奧陶系 地含油氣地面積及儲量，力爭能在本井獲得油氣發(fā)現(xiàn)，要求本井三開小井眼 近平衡鉆進采用欠平衡旋轉(zhuǎn)控制頭和液相欠平衡鉆井工藝，控制井下異常 和復(fù)雜地發(fā)生.RTCrpUDGiT 該井狀況： 地理位置：天津市大港油田井下公司西北50M 構(gòu)造位置：北大港斷裂構(gòu)造帶六間房斷鼻太2斷塊 井 別：生產(chǎn)井 井 型：定向井 設(shè)計井深：斜深2247m 目地層：明化鎮(zhèn)、東營、奧陶系潛山 鉆井目地：評價太2斷塊明化、館陶、東營組及奧陶系地油層. 完鉆層位及原

4、則：打開奧陶系風(fēng)化殼 10M完鉆 完井方法：裸眼完井 裝采油樹自接下油管巾73mm . 井身結(jié)構(gòu)： +巾 215.9mn1X2039m禪 139.7mnX 2035mpczVD7HxA 井身結(jié)構(gòu)： 巾 215.9mmX 2117m禪 139.7mnX 2114.85m） + 巾 120.7mnX 2247m+ 73mm（由 管 X 2242njLBHrnAILg 欠平衡井口防噴器組合 自下而上)： 巾139.7mm套管頭+四通+2FZ35-35+FH35-35 + 7100EP型旋轉(zhuǎn)防噴器 鉆井液類型及性能： 類型：聚合物鉆井液+清水體系 井段：2117-2195m 配 方： 基 漿 +0.3

5、-0.5%KPAM+0.8-1.2%PAC-HV+1.5- 2%Z n2(OH2CO3+0.緩蟲劑+1-2%低熒光水基潤滑劑+2%腐鉀+2熒光磺化 瀝青 +NaOHAQX74J0X 密度：1.10-1.15 g/cm3 馬氏粘度：35-45 PH : 9.5-12 井段：2195-2247M為清水鉆井液體系 密度：1.02g/cm3 馬氏粘度：28s PH : 9.5-12 三開泥漿用量：本井為小井眼井筒容積30m3,鉆井液用量225 m3. 鉆井液儲備：密度1.35g/m3、體積60 m3. 欠平衡鉆井鉆具結(jié)構(gòu)： / 120.65mm(GYD517鉆頭x 0.2m+/ 105 mm 浮閥x

6、0.36m+105mm旁通閥x 0.4m + / 89mm鉆鋌x 109m +2A11/210X 0.25m+/ 73mm(18 鉆桿x若干 +211/410 x 0.44m+e 127mn鉆桿 x 9.53m+頂驅(qū) LDAYtRyKfE 欠平衡鉆井過程及鉆進參數(shù)： 鉆進參數(shù)： 鉆壓:3050KN 轉(zhuǎn)速：頂驅(qū) 排量:12-15L/S 泵壓：16-20MPa 總結(jié)與分析： 時效分析： 鉆頭見下表) 鉆頭編號 4 5 6 型號 Y A537 YA537 Y C517 使用時間 2月21日 2月24日 2月24日 2月29日 2月29日 3月2日 地層 中生界 奧陶系 奧陶系 巖性 碳質(zhì)泥巖 砂巖泥

7、巖、白云 巖灰?guī)r、白厶巖 下入新度 100% 100% 100% 該井下入120.7mm(YA537鉆頭2只, / 120.7mm( YC517鉆頭 1 只. 鉆井井段 2117-2247.04M,進尺 130.04M. 純鉆:93.5小時. 機械鉆速1.39M/小時. 旋轉(zhuǎn)控制頭于2008年2月15日到井,2月16日安裝、2月19日試 壓、2月21日5:00三開、3月1日1:30完鉆，井深2247M該井2117 2195M井段選用近平衡聚合物泥漿體系鉆井技術(shù)，實鉆中控制鉆井液失水量 有效地預(yù)防中生界碳質(zhì)泥巖水化降強帶來地井壁失穩(wěn)問題，鉆井進尺78M. 進入奧陶系前為了防止灰?guī)r和風(fēng)化殼地井漏問

8、題 ，從2195-2247.07M改為 清水鉆井液體系欠平衡鉆井技術(shù).2月28日鉆進到 2228.93M時,用 1.07g/cm3地泥漿圧井先漏后溢流于16:40成功點火，火焰高0.2-2m呈淡 藍色.直到打完設(shè)計井深都有斷續(xù)地漏和溢流 .總計漏失量400m3溢流量 186m3,溢流都是地層水和天然氣；該井在該目地地實施欠平衡鉆井，使得 該地區(qū)在潛山有了較好地顯示，達到了預(yù)期地目地.Zzz6ZB2Ltk HOMCO82測卡儀是由地面設(shè)備和井下儀器組成； 地面設(shè)備包括：單芯電纜絞車 直徑8毫M、地面儀器接收器、井口 工具、 鉆桿旋轉(zhuǎn)工具、防噴盒、天地滑輪）等組成；dvzfvkwMIl 井下儀器包

9、括：電纜頭、磁性定位器、加重桿、伸縮桿、震蕩器、上 彈簧矛、傳感器、下彈簧矛等組成 如圖1）； M14ZNXI 圖 1 電纜頭2 磁定位3 加重桿4 伸縮桿5 震蕩器 6-上彈簧矛7 -傳感器8 -下彈簧矛 二、測卡原理及HOMCO826測卡儀地應(yīng)用 測卡地原理是通過測卡儀中地傳感器和震蕩器測量管柱分子結(jié)構(gòu)變化 也就是說給管柱在施加地外力 拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)）不超過彈性極限時，其 材料地變形也是彈性地，一旦外力消除，材料地變形也消除，管柱也就將恢 復(fù)到原來狀況，因此測卡儀測卡點地原理也就是建立在此基礎(chǔ)上地； EmxvxOtOco HOMCO8測卡儀井下儀器上有兩個彈簧矛 上彈簧矛和下彈簧矛），該

10、 儀器通過電纜下入被測管柱內(nèi)，當(dāng)管柱在沒有外力地作用下處于靜止狀態(tài) 時,上下彈簧矛之間也沒有相對位移，此時地面儀器就接受不到來自井下地 信號，表盤指針靜止不動，指針指向刻度盤為由傳感器和震蕩器傳遞地30 千周信號地位置上；當(dāng)給管柱施加外力 拉壓力、扭轉(zhuǎn)力）時，管柱地自身 就會抵抗施加地外力，這樣管柱在抵抗外力地同時自身就會產(chǎn)生相應(yīng)地彈性 變形,管柱地變形也同時傳遞到測卡儀井下儀器上下兩個彈簧矛上，由于上 下兩個彈簧矛之間有傳感器和震蕩器而且存在一段距離，所以上下兩彈簧矛 所接受到地管柱變形地信號就存在微小差異，通過傳感器和震蕩器傳遞到地 面儀器，地面儀器將接受到地信號經(jīng)過處理后反映在表盤上，此

11、時表盤指針 就會轉(zhuǎn)動一個角度，這就反映出該彈簧處以上管柱沒有被卡；釋放外力讓管 柱恢復(fù)原狀，再繼續(xù)往深下放儀器對管柱測卡，當(dāng)給管柱施加外力后，地面表 盤指針沒有反應(yīng)時，則說明管柱卡點在測卡儀器上部；上提儀器繼續(xù)重復(fù) 上述操作對管柱測卡；SixE2yXPq5 如何知道卡點地準確位置呢？我們知道管柱在不超過材料屈服強度地 外力作用下會產(chǎn)生彈性變形，外力解除后，彈性變形也就隨之消除；在管柱 地彈性變形中，離卡點越遠地點，彈性變形越大，這就給我們提供了通過測 卡點得到地表盤讀數(shù)，確定卡點地準確位置；首先了解被卡鉆具地結(jié)構(gòu)組 合,下儀器到被測管柱內(nèi)確定一個深度位置，對管柱上提施加上提力和扭拒 然后測第一

12、點測得一個讀數(shù)；由于管柱變形是在彈性范圍內(nèi)，所以該變形 遵循虎克定律，管柱地彈性伸長量遵循：6ewMyirQFL a = （F x L / （E x A 其中：a測卡點地變形量 F管柱地上提力 L管柱上提力點到測卡點地距離 E管柱材料地彈性模量 A管柱橫截面面積 由于管柱地上提力F和管柱材料地彈性模量E是已知地，在認定被測卡點地 管柱段內(nèi)外經(jīng)相同時，此段管柱地橫截面面積 A也就是已知地，這樣被測卡 點地這段管柱地測卡距離L就與該測卡點地變形a是一種線性關(guān) 系,kavU42VRUs 即a =（常數(shù) x L 當(dāng)測得第一個卡點后，就可算出被測地這段管柱段離測卡點上下地距離 有多長，然后下儀器到該管柱

13、段下端位置點測變形，測得表盤指針偏移讀數(shù) 大于30千周，則卡點還在測卡點下部管柱上，若測得表盤指針不動讀數(shù)為30 千周，則卡點一定在該段管柱上，按a =（常數(shù) x L公式，設(shè)定a= 0表盤指針 指向30千周），就可算地第一測卡點離卡點地拒離L ； y6v3ALoS89 測得地卡點在表盤讀數(shù)越接近30千周時，就越接近卡鉆管柱地卡點位 置；在測卡時需要了解該井地井型、泥漿地性能等，以此來確定下入被測管 柱內(nèi)測卡儀井下儀器時地配置，是否接加重桿？加幾節(jié)？只有了解了此項參 數(shù)，才能順利將儀器送入井內(nèi)要求地位置，否則儀器是無法下入預(yù)定地位置 地 ；M2ub6vSTnP 三、測卡儀地應(yīng)用實例 實例1）、鉆

14、桿卡鉆事故地處理： 1、參數(shù)井號：XX 66井 井型：直井 井身結(jié)構(gòu)：？339.7表層X 157.8m+?244.5技套 X 1562.55m +?215.9 生產(chǎn)X 1750m 被卡鉆具結(jié)構(gòu)：？ 215.9三牙輪鉆頭+ 430/410 X 0.44m接頭+ ? 177.8 鉆鋌X 78.97m+? 127 鉆桿 oYujefmuew 卡鉆泥漿性能：密度 p = 1.52g/cm3 粘度n = 80s 失水量L=4ml 泥餅厚度0.5mm 含砂量0.2% PH=9 2、卡鉆經(jīng)過： 05年2月18日由于該井井漏，準備下技套,18時30分起鉆至第83柱 第2根時遇卡后停止起鉆，多次下放懸重降至零，

15、上提1500千牛后,活動無 效，該鉆柱卡死.eUts8ZQVRd 3、卡鉆原因分析： 經(jīng)分析判斷為井壁不穩(wěn)定，有掉塊造成掉塊卡鉆； 4、測卡前地處理情況: 2月21日泡解卡劑，使用7寸地面震擊器震擊后無效,2月25日替出 浸泡地解卡劑后用鹵水循環(huán)兩周后仍然無法解卡；2月26日決定實施測卡 后爆炸松扣作業(yè).sQsAEJkW5T 5、測卡記錄：測卡技術(shù)人員進行了三次測卡點，測得如下數(shù)據(jù)： 序號 1 2 3 井深m 1503 1705 1715 上提懸重kN） 450 450 450 正轉(zhuǎn)圈數(shù)R） 3 3 3 測卡讀數(shù) 千周） 30100 3060 30不動 返回圈數(shù)R） 3 3 3 測卡讀數(shù) 千周

16、） 10030 6030 30未動 情況說明 鉆具未卡 鉆具卡點附近 鉆具已卡死 6、實施解卡: 測得卡點為1710M處,在1705M處實施爆炸松扣后，起出上部鉆具，下 震擊器震擊無效后，下套銑管套銑后解卡，成功處理完該井事故.GMsIasNXkA 實例2）、爆炸切割鉆具 1、參數(shù) 井號：XX 834 94井 井型： 五段制）定向井 井身結(jié)構(gòu)：？ 139.7 X 2720m? 120.65 X 3233.51m 被卡鉆具結(jié)構(gòu)：？ 120.65單牙輪鉆頭+ 230/210接頭+ 105止回閥+ ?73無磁鉆鋌+ ? 78.6加重鉆桿+ ? 73鉆桿“RGchYzg 卡鉆泥漿性能：密度 P = 1

17、.28g/cm 3 粘度n = 52s 失水量L=3ml 泥餅厚度0.5mm 含砂量0.2% PH=9 2、卡鉆經(jīng)過：06年3月1日完鉆后循環(huán)洗井,3月2日早5時40分起鉆 完,至13時5分電測遇阻，遇阻深度2938M,然后實施通井作業(yè)，至22時5 分下鉆至3233.51M,中途無明顯遇阻，停止下鉆后循環(huán)洗井，在配潤滑泥漿 活動鉆具時遇卡，上提1150千牛無效,鉆具卡死；7EqZcWLZNX 5、測卡記錄：測卡技術(shù)人員進行了三次測卡點，測得如下數(shù)據(jù)： 序號 1 2 3 井深m 2580 2750 2793 上提懸重kN) 350 360 360 正轉(zhuǎn)圈數(shù)R) 7 9 9 測卡讀數(shù) 千周) 20

18、100 2080 2060 返回圈數(shù)R) 7 9 9 測卡讀數(shù) 千周) 10020 8020 6020 情況說明 鉆具未卡 鉆具未卡 接近卡點 6、實施下步措施：由于該井是五段制定向井 ，井眼變化率大，裸眼軌跡不 理想,若加反扭拒容易造成上部鉆具脫扣，無法進行爆炸松扣作業(yè)，研究決 定實施鉆桿切割；按照測卡點地位置，在卡點以上進行了爆炸切割，成功起 出上部 2793M地鉆具.lzq7IGf02E 實例3)、鉆具在水平井卡鉆事故地處理： 1、參數(shù)井號：XX 1井 井型：水平井 被卡鉆具結(jié)構(gòu)：6寸PDC占頭+井下馬達+ 3寸半鉆桿X 37根+震擊 器X 9.2m+ 3寸半加重鉆桿X 18根+加速器x 3.3m + 3寸半加重鉆桿X 3根+ 3寸半鉆桿X 65根+短鉆 桿 7.3mzvpgeqJ1hk 卡鉆泥漿性能：密度 p = 1.1g/cm3 粘度n = 80s 失水量L=2ml 泥餅厚度0.5mm 含砂量0.2% PH=9 2、卡鉆經(jīng)過： 06年3月10日測斜后準備起鉆，上提鉆具過程中遇阻，懸重430千牛 至600千牛,下放遇阻，泵壓由12兆帕升至18兆帕，停泵后泵壓沒回，懸重 降至80千牛，鉆具已卡死 .Nr