大斜度水平井钻井液技术讲述.ppt

⊙钻井液体系的选择 由于大位移定向井钻井施工工序多，周期长，对钻井液的要求较高。总结多年的大位移定向井钻井施工经验, 大位移定向井钻井液体系选择必须性能稳定周期长、抗污染能力强、配伍性好、易调整、适应所钻地层的原则。 近年来，大港油田通过应用旋转地质导向、漂浮下套管、减摩降扭等关键技术，大位移水平井施工不断取得突破，继2007年首次完成水平位移超过3000米，水垂比大于2的大位移水平井后，2008年又完成了11口水垂比超过2的大位移水平井，其中庄海8Nm-H3井垂深1071.02m，井底水平位移4196.35m，水垂比达到了3.92，庄海8Es-H5井水平位移达到4841.61米。大位移水平井技术的不断进步，为开发滩海油气田提供了新的技术手段。 2006年，长庆油田成功实施了国内陆上第一口7分支水平井。2007年辽河油田完成了完井级别达到TAML4级的双分支水平井小35平1井，实现了一口井两个分支分别开发小33和小35两个断块。2008年分支水平井应用规模进一步扩大，辽河、吉林、新疆等油田共完成分支水平井20口。其中辽河油田2008年在边台潜山整体部署、实施分支水平井7口，其中边台3-H3Z在第一分支井眼、第二分支井眼中分别完成了6个鱼骨分支和5个鱼骨分支，油层内总进尺4369.92m，是目前结构最复杂的分支水平井，该井日产油58吨，是相邻直井的15倍。通过分支水平井的整体实施，使得搁置20年的边台潜山重新焕发了青春，区块日产油由实施前的42吨上升到218吨。 分支井完井级别划分：TAML(Technology Advancement of Multilaterals) 钻进过程不同于以往先一次钻完主井眼后再钻分支井眼的施工方式，施工顺序为：水平段主井眼→分支1→主井眼→分支2 …… 的顺序。即先钻一段φ215.9 mm主井眼，再定向钻一个φ200 mm欠尺寸分支井眼，钻完分支井眼后回到主井眼分支侧钻点，再低边侧钻φ215.9 mm主井眼，直到钻至下一个分支点为止。也就是说，主井眼是多次钻进完成的。 采用此种方案的原因是该地区储层岩性为含石英混合花岗岩，悬空侧钻难度大，周期长。 塔里木解放128井：利用泥浆帽技术首次钻成了第一口欠平衡水平井 吐哈牛102井：国内首口泡沫欠平衡钻水平井（2000年） 四川白浅111H井：国内第一口采用柴油机尾气、天然气钻成的水平井（ 2004年） 四川广安002-H1：第一口水平段长超过2000米的液相欠平衡钻水平井（ 2007年） 四川广安002-H8：第一口采用电磁波随钻检测（EMWD）气体钻水平井（ 2007年） 水平段最长水平井： 中石油与壳牌合作开发的长北油田，其中长北3-2双分支水平井的第一分支水平段长2251米，超过广安002-H1，长庆只提供施工队伍，技术方案制定、现场技术服务由国外公司提供。 塔里木油田施工完成了最深盐下水平井塔里木英买7-H11井（5606米）和盐下高压气井克拉2-H1井（储层70MPa）。 1、井眼净化 2、摩阻控制 3、井壁稳定 4、防漏堵漏 5、保护储层 井眼净化 岩屑床： 　 定义：在大斜度的环空中，由于岩屑到井眼底边的距离很短，导致岩屑落到环空的底边，逐步堆积起来形成所谓 “岩屑床”。 特点：Tomern和Iyoho在研究实验发现，因为在环空内形成岩屑床，在稳定状态下的颗粒运移速度与钻井液流速无关；一旦流速下降，岩屑床厚度立即增加。 井眼净化 Boycott沉淀（“包克特”沉淀）： 定义： 当井斜角达到40~50°时，就会很明显地产生类似盛有血液的试管倾斜时产生的血球沉淀即“Boycott沉淀”现象。国外称为“垂沉(sag)” ，这种现象是斜度角起主要因素。 特点：在动态下会加剧这种”Boycott“效应。由于“Boycott”效应，岩屑易沉淀在井眼的低边从而形成岩屑床，导致以下问题： 扭矩增大 下放遇阻 上提遇卡及卡钻 下套管、测井、固井易出事故 井眼净化 岩屑颗粒的受力分析 拖曳力和上举力：当液流流动时，岩屑颗粒顶部与底部的速度不同， 根据伯努利定理，颗粒上下将产生压力差，此压差便产生方向向上的拖曳力和上举力。 重力：力的大小取决于钻屑的密度。 悬浮力：力的大小取决于实际环空剪切速率下的切应力。 颗粒间离散力：颗粒所承受一个与水流方向相垂直的力，颗粒靠的越近，离散力越大。 摩阻控制 影响摩阻大小的因素： 钻井液润滑性能：降低钻柱与泥饼的摩擦系数可降低摩阻力和扭矩。 钻井液滤失量和泥饼质量：钻柱的摩擦力和扭矩与井壁接触面积有关，钻井液固相含量高，泥饼厚，则钻柱嵌入泥饼越深，摩阻力越大。 固控：钻井液中固相增加，一方面钻井液密度增大，作用在地层压差增大；另一方面增大泥饼摩擦系数。这些都增加钻柱的摩阻