《油田页岩气水平井钻井关键技术分析》
该文是页岩气和关键方面论文写作参考范文与页岩有关论文参考文献范文.
摘 要：本文在研究中以油田页岩气水平井钻井关键技术为核心,列举工程案例,分析油田页岩气水平井钻井关键技术,明确该技术的应用效果,钻井效率高、成本低,值得被广泛应用,并为相关研究人员提供一定的借鉴和帮助.
关键词：油田页岩气;水平井;钻井技术
一 工程概况
某油田页岩气水平井钻进施工中,基于导眼井实施水平井侧钻,以“导管+四开制”为主进行布设,完工后井深为5179m,施工周期为45.38天,机械钻进均速为7.19m/h.如图1为井身结构.导眼井属于直井型,以“导管+三开制”为主进行布设,运用导管钻进,完工后井深为3433m,施工周期为74.33天,机械钻进均速为4.59m/h.
二 油田页岩气水平井钻进关键技术
(一)旋转导向钻井技术
当前,旋转导向钻井技术应用中,具有较大的应用优势,技术水平比较先进,大多应用在特殊油藏的高难度定向井、大位移井、水平井、超深井以及水平分支井.在实际应用中,旋转导向钻井技术主要通过远端计算机,在计算机界面输入工具参数值,由脉冲传至井底仪器,优化工具面角,以实现井眼轨迹的控制.相比于传统螺杆导向钻井方式而言,旋转导向钻井技术具有极强的准确性和及时性,可以实现经验轨迹控制的最大精度,保证导向钻井中的持续性旋转,实现摩阻扭矩的控制.
(二)固井技术
通过对本油田页岩气水平井钻进难点的分析,参考国内外固井技术,选择双凝双密度水泥浆,配置比例為1.38：1.88等于低密度缓凝水泥浆：髙胶结弹性防气窜水泥浆,二者配合使用,不仅可以降低水泥浆液柱压力,还可以提高下部产层固井质量,避免固井中出现水泥浆泄露问题.且由于髙胶结弹性防气窜水泥浆具有极强的胶结能力与防气窜能力,便于后续压裂施工,提高固井综合质量.
(三)激进式钻井技术
为了环节环空压耗较高的问题,本钻进工程中选择激进式钻井技术,在设置钻井水力参数中,将钻井参数和水力参数的实际值都超出其设计值.与此同时,必须对现有钻井设备进行升级,把原有35MPa地面高压管提高到52MPa,根据井深大于5000m的水平井应用大功率F-2200型钻井泵,符合激进式水力参数要求.选择Landmark软件进行岩屑床厚度和井斜角关系进行模拟,发现若井斜角高于50°,则岩屑床厚度激增后提高了井眼清洁程度要求,必须优化钻井液排量与钻具转速,进而保证钻进效率和水平井质量.
1、钻具转速设计
设井斜角65°下,钻井液排量达到40L/s,其机械转速设定5.2m/h,通过Landmark软件模拟,获得岩屑床厚度和钻具转速间的关系,如图1.
由图中可得,在钻具钻速不断增加后,岩屑床厚度与悬浮岩屑浓度呈逐渐下降趋势,基本判定当前增加钻具钻速可以促进井眼清洁度的提升,结合井壁稳定性,确定钻具钻速要从60-80r/min增加到80-100r/min.
2、排量设计
设井斜角65°下,钻井液排量达到40L/s,其机械转速设定5.2m/h,通过Landmark软件模拟,获得岩屑床厚度和钻井液排量间的关系,如图2.
由图中可以得到,随着钻井液排量不断增加后,岩屑床厚度呈现持续下降的趋势,基本判定钻井液排量可以促进井眼清洁程度的提高.按照水平井钻井要求,将钻井液排量由原来的30L/s,增加到32L/s,在水平段钻进过程中要增加到3532L/s,进而有效控制岩屑沉降,达到最佳的井眼清洁情况.
三、油田页岩气水平井钻进施工中的注意事项
(一)使用油基钻井液
考虑到本油田页岩气水平井施工难度,选择高性能油基钻井液,这是因为页岩具有亲水性特征,吸水后迅速膨胀,造成井壁掉块脱落的情况,降低井壁的稳定性,钻进中必须使用高性能的钻井液,而高性能油基钻井液在高温高压环境下30分钟的虑失量达到1.8ml,大大提高了井壁稳定性.与此同时,在实际应用中,油基钻井液主要以柴油为基础油,以脂肪酸和共聚物为原材料,对传统油基钻井液进行了改进,取替有机膨润土,将固相含量控制在5%-9%之间,有效提升了泥饼质量,实现摩阻扭矩的控制.除此之外,油基钻井液的凝胶强度高,有效预防井漏问题.
(二)合理选择钻具组合
由于本水平井的水平段长,且井眼轨迹控制难度大,需要配备斜坡钻杆进行同步钻进,通过倒装钻具组合,可以保证井身质量,控制摩阻扭矩,进而提高钻进效率.水平段钻具组合设计中,设置：钻头+“旋转导向+MWD”组合+加重钻杆×1根.
(三)选择适宜的钻头
由于该区域地层可钻性不高,在钻进过程中,必须要合理选择适宜的钻头,使得钻头符合地层岩性特征,配备相应的旋转导向工具,保证钻进施工中的机械转速为6.54m/h,值得注意的是,旋转导向工具要和PDC钻头共同使用,使用在钻进井段中,保证机械钻进速度为7.52m/h.综合考量油田页岩气水平井目的层钻头使用情况,由于PDC钻头的适用性更优于牙轮钻头,在本次钻进施工中选择WH-MGE951-3型PDC钻头.
结束语：
综上所述,在油田页岩气水平井钻进过程中,要不断优化钻井关键技术,改变原有的钻进方式,综合分析水平井轨迹控制、摩阻扭矩以及固井质量等方面因素,确定机械钻进速度,将摩阻扭矩控制在合理范围内,配合旋转导向钻井技术,实现油田页岩气水平井可以成功钻进,提高施工质量,保证施工进度,进而达到最佳的应用效益.
归纳上文,这篇文章为关于页岩气和关键方面的大学硕士和本科毕业论文,可作为页岩相关论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料.
页岩气和关键引用文献:
[1] 页岩在职开题报告范文 关于页岩气和关键类论文写作参考范文2000字
[2] 地质和页岩气硕士论文范文 关于地质和页岩气类毕业论文格式范文2万字
[3] 页岩气和江南在职毕业论文范文 关于页岩气和江南相关论文范文资料2万字
