二、大位移井的特点及用途
1、大位移井的主要特点
一是水平位移大,能较大范围地控制含油面积,开发相同面积的油田可以大量减少陆地及海上钻井的平台数量;
二是钻穿油层的井段长,可以使油藏的泄油面积增大,可以大幅度提高单井产量。
2、大位移井的用途
A 、用大位移井开发海上油气田从钻井平台上钻大位移井,可减少布
井数量,减少井投资。
B、用大位移井开发近海 油气田
以前开发近海油气田要求建人工岛或固定式钻井平台,现在凡距海岸10公里左右油气田均可从陆地钻大位移井进行开发。
三、大位移井的发展状况
大位移井始于上世纪20年代,由于当时的技术限制大位移井钻井技术发展缓慢。进入80年代后半期,随着相应的科学技术和其它钻井技术的发展,如水平井、超深井钻井技术等,大位移井钻井技术才迅速发展起来。
国外情况 (98年的记录)
1)垂深与水平位移之比最大的是C-30定向井,水平位移为1485米,总垂深为294米,垂深与水平位移之比达1:5.05。
2)水平位移最大的井M-11井,水平位移10114米。
1999年
英国北海的M-16SPZ井,其水平位移达到10728米,平垂比大6.7.
全井井深世界第二(世界最深油气井),11278米;钻井及固井,共123天。
四、大位移井的关键技术
1、管柱的摩阻和扭矩
2、钻柱设计
3、轨道设计
4、井壁稳定
5、井眼清洗
6、固井完井
7、轨迹控制
(一)管柱的摩阻和扭矩
钻大位移井时,由于井斜角和水平位移的增加而摩阻和扭矩增大是非常突出的问题,它是限制位移增加的主要因素。
减小管柱扭矩和摩阻的措施
为减小管柱在大位移井中的扭矩和摩阻,在大位移井 的设计与施
工中要采取各种必要的措施。
优化井身剖面
选择管柱摩阻最小的井身剖面。
(2) 增强钻井液的润滑性
许多大位移井采用油基钻井液,油水比越大,钻井液的润滑性越好。
(3) 优化钻柱设计
底部钻具组合可少用钻铤,而使用高强度加重杆。
(4) 使用降扭矩工具
使用不转动的钻杆护箍可有效地减小扭矩。
(5)使用滚轮式套管扶正器
使常规的滑动摩擦变为滚动摩擦。
(6)漂浮法下套管
国外应用漂浮法下套管技术,可降低套管的摩阻。这种技术的原理是在套管内全部或部分地充满空气,通过降低套管在井内的重量来降低套管的摩阻。用的较多的是部分充气,这种方法可使套管的法向力大大降低。
(7)提高地面设备的功率
(8)使用顶部驱动系统
(六)大位移井的固井 、完井技术
在大位移井的固井、完井中,套管的摩阻和磨损是个严重的问题。套管磨损使套管的强度降低,套管摩阻会使套管难以下入到设计井深、造成卡套管或井壁坍塌等问题。特别是在井眼曲率较小的造斜段,套管的联接部分需要有较高的抗弯能力,而且在下套管作业中,联接部分要求有足够的抗拉强度。
1、 井身结构设计
井身结构设计要考虑以下几个问题
l 井身结构必须满足完井设计要求。
l 生产井段的井眼应尽可能大,以利于随钻测井工具的下入。
l 井身结构不能防碍优质固井。
2、套管柱的联结
(1)套管丝扣接头要相互楔牢,以防套管柱通过弯曲井段时脱扣。
(2)生产管柱的接头应有足够的抗扭强度,以允许注水泥时套管柱
旋转。
(3)如果生产管柱是原始压力容器,其接头应该是密封的。
3、在大斜度井眼中下套管
在大斜度井中下套管,使套管下入的动力(套管自重)本来就很
小,而且还要用来克服阻力,所以要在地面采取有效措施,帮助管
柱下入。采取的主要措施有:
接钻铤,靠钻铤的重量将管柱推进;或靠顶驱的重量将管柱推进;
用滚轮式套管扶正器;调整泥浆性能,减小摩阻;
在套管内充填轻流体或气体,以减小摩阻。
4、 注水泥考虑的问题
由于大位移井的井壁应力,使钻井液密度工作范围狭窄,下套管时的激动压力和注水泥时的循环压降容易引起井壁破裂,发生循环漏失,所以要特别注意钻井液、前置液和水泥浆的特性。
l 下套管前要部分地稀释钻井液,以防下套管引起过大的激动压力;注水泥前要彻底稀释钻井液,以防注水泥时的循环压降过高。
l 最好使用非加重前置液,这样可降低ECD,但要注意井壁稳定问题。在保证井内静液柱压力的前提下,应尽量增大非加重前置液的用量。
l 要控制水泥浆的自由水含量(自由水含量最好为零),优化水泥浆的稠化时间,保证水泥浆的稳定性,防止固井窜槽。