水平井水平分支井

1、水平井水平分支井鉆完井技術(shù),中海石油（中國）有限公司天津分公司鉆井部2003年11月2日,安 文 忠,2,講解的主要內(nèi)容,水平井水平分支井應(yīng)用簡介鉆井工藝技術(shù)完井工藝技術(shù),3,水平井水平分支井鉆完井技術(shù),水平井水平分支井應(yīng)用簡介,4,水平井及水平分支井定義,水平井：水平分支井：分支井：多底井：大位移延伸井：大斜度井：,5,鉆水平井及水平分支井的目的,開發(fā)邊際小油田開發(fā)稠油油田有效開發(fā)油田,6,歧口17-2油田水平

2、井大斜度井井身結(jié)構(gòu),30”導管100m,20”套管250m,13-3/8”套管1500m,,9-5/8”套管4000m,井號 井深 垂深 井斜角 水平位移 水垂比(m) (m) (m) (o) (m) P30 4690 2027 87.00 3697 1.82P31 4435 2078 75.99 3521 1.69P32H4540 1869 93.80 3637 1

3、.94P33 4539 2054 86.93 3652 1.81,7,西江24-3油田大斜度井井身結(jié)構(gòu),8,秦皇島32-6油田水平井井身結(jié)構(gòu),WellMD(m)VD(m) Inc(o)Dis(m)Dis/VDA25H30381496.7 91.0016091.10A26H37151466.6 92.202983.642.03D25H29681139.8 92.522242.17

4、1.97,9,綏中36-1油田水平分支井井身結(jié)構(gòu),13-3/8”套管 600m,,7” 篩套管 2260m(1860~2260m),24” 導管 120m,地層垂深,,,,,9-5/8”套管1860m,,第一分支,第二分支,第三分支,第四分支,10,綏中36-1油田水平分支井井身結(jié)構(gòu),11,水平井水平分支井鉆完井技術(shù),鉆井工藝技術(shù),12,鉆井工藝技術(shù),井眼軌跡控制技術(shù)領(lǐng)眼鉆井技術(shù)旋轉(zhuǎn)導向鉆井系統(tǒng)非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護器可變徑扶正器水

5、基或油基鉆井液漂浮技術(shù)下套管環(huán)境保護,13,表層繞障,C,D,E,F,G,H,井眼軌跡控制技術(shù),14,井眼軌跡控制技術(shù),造斜鉆進穩(wěn)斜鉆進水平段控制技術(shù)分支井眼控制技術(shù),15,領(lǐng)眼鉆井技術(shù),領(lǐng)眼鉆進要求主井眼根據(jù)領(lǐng)眼調(diào)整,16,旋轉(zhuǎn)導向鉆井系統(tǒng),AutoTrack,17,旋轉(zhuǎn)導向鉆井系統(tǒng),PowerDrive,18,旋轉(zhuǎn)導向鉆井系統(tǒng),AutoTrack和PowerDrive工作原理圖,19,旋轉(zhuǎn)導向鉆井系統(tǒng),信號傳輸示意圖,2

6、0,旋轉(zhuǎn)導向鉆井系統(tǒng),PowerDrive的控制范圍,Map of up to 81 positions, customized at the rig siteEach position is defined by toolface in deg., dogleg % [e.g., 0°, 100% = maximum setting, 180°, 50% = half d

7、rop setting],21,旋轉(zhuǎn)導向鉆井系統(tǒng),POWERFDRIVE現(xiàn)場控制步驟,信號傳輸?shù)臅r間均為70秒，以工具面22º，狗腿強度50%為例,22,非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護器,結(jié)構(gòu)介紹,23,非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護器,結(jié)構(gòu)介紹,24,非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護器,保護器對鉆柱產(chǎn)生液體舉升力：通過鉆井液和鉆柱相對于滑套的運動形成液動舉升力，兩接觸面能有效地浮起，尤其在低摩擦力接觸情況下。如果液體軸承不過載，接觸點的摩擦力能夠減小為鉆桿和鉆井液之間的摩擦

8、力，通常為鉆井液中鋼和鋼之間摩擦力的1/10。鉆井液在此起到潤滑媒質(zhì)的作用減小鉆桿的有效尺寸：非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護器在鉆桿上安裝比較寬松，當它與套管接觸時，鉆桿可以在保護器滑套內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)。相對旋轉(zhuǎn)的接觸點由工具接頭外徑變成旋轉(zhuǎn)保護器滑套內(nèi)徑。扭矩的大小和鉆柱的有效半徑成正比，因此，使用非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護器減小了接觸點處的旋轉(zhuǎn)阻力非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護器能降低扭矩10-30%,如何降低扭矩,25,非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護器,使用非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護器避免了鉆桿接頭和套

9、管接觸，因而防止了套管磨損。非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護器的滑套外徑比相應(yīng)的鉆桿接頭的外徑略大。例如，帶6-5/8in接頭的5in鉆桿，使用的非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護器外徑為7-1/4in。非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護器靠近鉆桿接頭安裝，保證滑套先于接頭接觸套管非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護器避免鉆桿接頭和套管接觸，進而防止套管磨損,怎樣防止套管磨損,26,非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護器,淺部地層造斜；較重的鉆柱位于造斜段之下；井斜（狗腿）使鉆桿在套管上產(chǎn)生大的側(cè)向力；套管磨損嚴重或機械鉆速過低

10、時,何時使用非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護器,27,非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護器,非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護器的現(xiàn)場安裝非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護器的限制條件：溫度低于350ºF，正常的側(cè)向載荷低于2000 lbs非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護器的分布非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護器還有利于減小鉆柱震動：(1)非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護器滑套材料能吸收震動，使其衰減；(2)由于非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護器的外徑略大，減小鉆桿回旋幅度；(3)使用非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護器后，防止鉆桿抖動,28,可變徑扶正器,可變徑扶正器共有三個檔，分別為

11、288mm、299mm和310mm當提高泵排量到控制排量(Qcmin)時，節(jié)流壓差作用在心軸上的軸向力可以克服彈簧力，推動心軸沿軸向運動，在銷槽機構(gòu)的推動下，心軸旋轉(zhuǎn)，心軸的凸輪結(jié)構(gòu)推動扶正翼塊運動，實現(xiàn)變徑的目的,國內(nèi)研制可變徑扶正器,29,可變徑扶正器,可變徑扶正器直徑為ø279.4mm和ø298.5mm。當可變徑扶正器處于最小直徑狀態(tài)時，在泥巖內(nèi)的造斜率為0.5º-1.0º/30m，當可變

12、徑扶正器處于最大直徑狀態(tài)時，在砂巖內(nèi)的降斜率為2.0º-3.2º/30m,HALLIBURTON的可變徑扶正器,30,水基或油基鉆井液,PEM水基鉆井液體系貝克公司的PERFLOW體系斯倫貝謝公司的PRO-FLO非固相油層鉆井液體系合成基鉆井液體系油基鉆井液體系,31,漂浮技術(shù)下套管,漂浮技術(shù)原理,套管漂浮組件包括漂浮接箍、止塞箍、盲板浮鞋以及與之配套使用的固井膠塞等。盲板浮鞋和止塞箍接在套管串的最下端，中間

13、隔2-3根套管。漂浮接箍安裝在套管串中部，漂浮長度就是盲板浮鞋與漂浮接箍之間的套管長度，套管漂浮就是通過在這段套管內(nèi)封閉空氣或輕鉆井液實現(xiàn)的。如果為空氣充填，下套管過程中漂浮接箍以下不需要灌鉆井液；如果為輕鉆井液充填，則下套管過程中在漂浮接箍以下灌低密度鉆井液,32,漂浮技術(shù)下套管,漂浮技術(shù)原理,33,漂浮技術(shù)下套管,戴維斯漂浮接箍,內(nèi)筒分上滑套和下滑套，為PDC鉆頭可鉆式結(jié)構(gòu)。通過上鎖銷將上滑套固定在外筒上，剪切球的剪切壓力一般為35

14、-38 MPa，也可以根據(jù)使用者的要求進行調(diào)整。上滑套的底部有4個直徑25.4mm的循環(huán)孔。下套管到位后，地面加壓剪斷剪切球（地面壓力等于剪切球的剪切壓力減去鉆井液液柱壓力）。剪切后，上滑套下移，露出循環(huán)孔即可循環(huán),34,漂浮技術(shù)下套管,哈里巴頓漂浮接箍,夾筒由鋁制作，銷釘由黃銅制作，其它內(nèi)部組件由塑料或橡膠制造，該結(jié)構(gòu)也為PDC鉆頭可鉆式。夾筒夾持的塞座上下各有24個防旋轉(zhuǎn)齒。鉆水泥塞時，可防止膠塞旋轉(zhuǎn)，提高可鉆性。夾筒的下部與外筒之

15、間通過高壓密封圈密封。 壓力破裂膜片由0.406mm不銹鋼片制造，破裂壓力一般為35MPa，特殊設(shè)計的可高達52MPa。 下套管到位后，地面加壓打破壓力破裂膜片，進行固井（地面壓力等于膜片破裂壓力減去鉆井液液柱壓力）,35,漂浮技術(shù)下套管,止塞箍及盲板浮鞋,止塞箍和常規(guī)的浮箍相類似，只是下套管過程中單流閥處于關(guān)閉狀態(tài)，與盲板浮鞋一起構(gòu)成管串底部雙級密封。盲板浮鞋是用混凝土充填單流閥結(jié)構(gòu)和本體之間的空間，單流閥處于關(guān)閉狀態(tài)

16、，而盲板浮鞋底部引鞋處，使用鋁制封堵，通過8個黃銅銷釘固定。固井之前，憋壓剪斷銷釘進行固井作業(yè),36,漂浮技術(shù)下套管,漂浮長度計算,37,環(huán)境保護,Reusable,MUD TYPE,POBM,LTOBM,,,Discard,CRI,Thermal,Oil,Water,Solids,,,Total Containment,,Discard,WBM,Shakers,Drying System,Reduced OOC,Skips,Slurr

17、y,Zero discard,Zero discard,Partial Containment,Ship-to-shore,Recycle,38,環(huán)境保護 -- 鉆屑回收,零排放系統(tǒng),39,環(huán)境保護 -- 鉆屑回收,鉆屑回收處理裝置,40,環(huán)境保護 -- 鉆屑回注技術(shù),鉆屑回注技術(shù)定義,鉆屑回注技術(shù)就是將鉆屑從固控設(shè)備傳輸?shù)教幚碓O(shè)備內(nèi)，通過研磨、剪切和篩選，使鉆屑的粒度滿足回注要求，通過高壓注入泵將鉆屑漿注入到地層內(nèi)的一種工藝。鉆屑回注

18、實現(xiàn)了海洋鉆井零排放的要求，尤其是針對油基鉆井液，防止鉆屑排到海里后污染海洋的生態(tài)環(huán)境,41,環(huán)境保護 -- 鉆屑回注技術(shù),鉆屑回注通道,42,環(huán)境保護 -- 鉆屑回注技術(shù),鉆屑回注通道,43,環(huán)境保護 -- 鉆屑回注技術(shù),鉆屑回注示意圖,44,水平井水平分支井鉆完井技術(shù),完井工藝技術(shù),45,完井工藝技術(shù),需要防砂井裸眼礫石充填防砂優(yōu)質(zhì)篩管或者膨脹篩管完井不需要防砂井套管內(nèi)射孔，電潛泵采油裸眼完井，不防砂,46,裸眼礫石充填防

19、砂,水平井裸眼礫石充填：應(yīng)用油田成功率60%充填方式：β充填；α充填充填錄象,47,優(yōu)質(zhì)篩管完井,基管為7” P110套管，抗拉、拉扭、抗擠強度高過濾體密度由通常的105s/ft增加為132s/ft，過流面積由56.40in2/ft增加為71.1 in2/ft在大曲率井中，產(chǎn)生彎曲也不會影響防砂精度,優(yōu)質(zhì)篩管的結(jié)構(gòu),48,優(yōu)質(zhì)篩管完井,分支水平井、適度防砂工藝運用優(yōu)質(zhì)篩管防砂原理，對進入分支井內(nèi)的流體進行過濾，將一定粒度范圍內(nèi)