大位移井钻井技术的研究与应用.pdfVIP

2012年第9期 西部探矿工程 65 大位移井钻井技术的研究与应用 李建富 ，吕兴辉，石正国，甘赠国 (中石化胜利石油管理局，山东 东营257237) 摘 要：大位移井钻井技术在勘探开发中发挥着越来越重要的作用。以桩 149一X2井为例，指出大 位移井钻井技术难点，论述大位移定向井施工中的井眼轨迹设计、井身轨迹控制、摩阻与扭矩、井壁稳 定、井眼净化等问题，以及相应采取的技术措施，为今后应用大位移井钻井技术提供 了一些宝贵的施 工经验 。 关键词：大位移井；井身轨迹；摩阻；井壁稳定；井眼净化 中图分类号 ：TE22 文献标识码 ：B 文章编号 ：l。O4—57l6(2Ol2)09—0065一O4 大位移井是在定向井、水平井技术之后又出现的 域辽阔，漫长的海岸线西起四女寺河 口，东至潍河 口，全 一 种特殊工艺井，英文名称为 ERW (ExtendedReach 长414km，胜利油田为实施海油陆采工程，在孤东、五号 Wel1)，大位移钻井技术称为 ERD(ExtendedReach 桩、桩西滩涂地区建起了数十公里的海堤。 Drilling)。顾名思义，大位移井具有很大的水平位移和 随着大位移井钻井水平的提高和钻进速度的加快、 很长的高井斜稳斜井段。20世纪 9O年代是国际大位 勘探开发面积的扩展，大位移井的经济效益和社会效益 移井钻井技术起步并迅速发展的1O年。它的技术基础 更加显著，其发展前景 日益广阔。 是先进的井下动力钻具、PDC钻头、MWD和 LWD技 1 大位移井在钻井施工中的技术难点 术，以及遥控、井下闭环 自控方式的先进导向工具。这 1．1 剖面设计及轨迹控制难 些先进的单项技术的综合，促进了大位移井的发展，使 大位移井的井身设计、井眼轨迹控制等与常规定向 水平位移 由3000m左右提高到 10000m 以上，也使水平 井钻井明显不同，设计优化和轨迹控制难度极大。 位移与垂深的比例 由2提高到 5以上。到 1998年，大 1．2 摩 阻与扭矩大 位移井水平位移世界纪录已超过 10000m。钻大位移井 由于井斜角大，重力效应突出，引起上提、下放钻柱 主要是出于经济 目的，如挪威北海油田，采用大位移井 的阻力增加；钻进时加压困难，钻柱摩擦力矩大；传递扭 技术，节约成本约 1．2亿美元；西Sleipner油田，采用大 矩困难；下部钻具易屈曲自锁，钻柱强度 问题突出。 位移井技术代替原开发方案，节约成本约 1O亿美元；英 1．3 井眼净化要求高 格兰南海岸的WytchFarm油田，采用大位移井技术 ， 大位移井水平位移大、井眼长，井眼清洗、携砂最为 比原方案节约成本 1．5亿美元；美国加州南部近海的 困难 ，加上地面设备能力限制，若井眼尺寸较大，则钻井 Pedernales油田，采用大位移井技术，节约成本约 l亿 液返速低，造成岩屑沉积，在下井壁形成岩屑床。 美元。多年来，大位移井水平位移世界纪录不断刷新， 1．4 井壁稳定性差 1998年英国BP公司在威奇法姆井场钻成 口水平位移 大位移井深度大，钻井周期长，在大斜度井段易发 为 10114m、最大 “水垂比”为 6．13的大位移井。 生井壁失稳，导致垮塌，尤其在泥页岩井段，易引发井下 我国海岸线长，滩海面积大，在海上已探明油气 田和 事故。 含油气构造中相当一部分地质储量是在1000X10t以下， 2 大位移定 向井的钻井应用技术 属于边际油田，如何开发这些海上边际油田是面临的重 大位移井通常是指位移垂深比大于 2．0的定向井 ， 要课题 。1997年，石油公司作为作业者，在南海珠江 口盆 这里讨论的位移较大的定向井并非真正意义上的大位 地西江 24—3油田