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第4讲 小井眼钻井技术.ppt

第4讲 小井眼钻井技术

一米阳光
2019-03-24 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《第4讲 小井眼钻井技术ppt》,可适用于综合领域

第五讲小井眼钻井技术SlimHoleDrilling主要内容小井眼的基本概念小井眼钻井发展概况发展小井眼钻井技术的原因小井眼钻井设备及工具小井眼井控技术小井眼完井技术小井眼钻井的应用一、小井眼的基本概念对于小井眼的提法有各种各样不尽相同到目前为止没有统一的定义。、美国Amoco公司以上的井眼用小于Prime的钻头钻成。、法国Elf公司完钻井眼小于常规完钻井眼(Prime)的井统称为小井眼。.有的认为以上的井眼小于Prime。.还有的认为环空间隙小于Prime的井眼。Bp公司套管层数少于常规井的井眼。二、小井眼钻井发展概况小井眼钻井早在年代后期就发展起来。当时美国的Carter公司在犹他州阿肯色州路易丝安那州等地钻了口小井眼井得出的结论是钻小井眼井在经济上是合算的。据统计年代后期至年代初世界上有家石油公司共钻了多口平均井深为米的小井眼井明显降低了钻井成本。年代中期以前小井眼之所以没有引起石油界足够的重视原因之一是当时的油价较高。原因之二是小井眼钻井技术还不完善。年代中期以来由于油气价格的下跌世界范围内石油工业不景气小井眼又引起广泛重视。三、小井眼钻井技术发展的原因、经济因素年代中期油价下跌迫使各石油公司用更廉价的勘探方法。小井眼便是其主要途径。据几家石油公司小规模实验统计小井眼可节省钻井费用。在个别边远地区甚至使钻井费用降低。、技术进步年代钻头泥浆和井下动力钻具井控等钻井技术与设备均取得重大发展使安全经济地进行小井眼钻井成为可能。、环境保护的压力小小井眼钻机占地面积小,小井眼比常规井眼井径缩小一半钻井液用量及岩屑量减少施工机具用量大幅度下降对环保有利。、勘探开发的需要在边远地区地面条件恶劣。运输困难的地区勘探工作风险大地震工作在短时间内不能获得精确的地下资料在这些地区打一些连续取芯的探井可及早搞清地下情况及早作出决策减小勘探的风险。由于小井眼具有可降低钻井成本减小勘探风险有利于环保所以小井眼成为年代的热门技术之一。四、小井眼钻井设备及工具(一)小井眼钻机适用于小井眼的钻机:常规小型石油钻机、连续取芯钻机、混合钻机、连续软管作业装置。国外大部分使用小型石油钻机和车装钻修两用钻机。例如美国生产的B型车装钻机用rdquordquo钻杆钻深能力ndash米。图为满足小井眼钻井的要求国外一些公司专门研制了多种型号的小井眼钻机例如瑞典Microdrill公司研制的小井眼钻机钻深能力介于m之间钻机总高m(相同钻深能力的常规钻机总高为m)外形尺寸**井场占地*m是常规钻机占地面积的。()MD型小井眼钻机钻机重吨钻深能力m井场布置如下图图()MD小井眼钻机安装后长宽高最大钻深米配有先进的仪表图直升飞机运输式小井眼钻机(Conoco印尼公司生产)是为在沼泽地区钻井而设计的一次搬家需运输能力吨的直升机运架次。图国外一些公司用矿业连续取芯钻机钻小井眼探井。图连续软管钻井装置图(二)小井眼钻头及钻杆、小井眼钻头年代中期以来钻头技术取得重大进展不再构成小井眼钻井的障碍。适用于小井眼的钻头有:牙轮钻头PDCTSP钻头和天然金刚石钻头。一般采用PDCTSP钻头还有用偏心PDC钻头。、小井眼钻杆标准尺寸的钻杆〃〃有时也用〃的油管。连续软管用一根根长度有限的钢管对焊而成,长度可根据需要而定。软管的材料用淬火钢、回火钢或钛合金钢。连续软管的外径有〃、〃、〃、〃、〃、〃和〃的可满足钻井和修井的要求。五、小井眼井控技术(一)小井眼井控与常规井控的差别、环空间隙小(小井眼环空体积小)图与常规井眼相比小井眼环空间隙小体积小。同样的流体侵入量小井眼比常规井眼:流体在环空占的体积大上返速度快对溢流很敏感。例:升的溢流在常规井眼环空中占m长使井底压力降低MPa在小井眼环空中占m长使井底压力降低MPa。流体在小井眼环空上返的速度是在常规井眼环空上返速度的数倍。从井控的观点来看流体在井筒侵入高度越高井控的难度就越大。小井眼井控要解决的问题:()井眼系统的压力分布规律及计算公式()最佳的溢流监测方法()最有效的压井方法。、系统的压力损失大系统的压力损失包括:地面管汇、钻柱内、钻头水眼和环空压力损失。实验表明小井眼中系统压力损失的分布规律与常规井中的分布规律正相反。在小井眼中环空压力损失占泵压的,甚至更多其它损失占泵压的在常规井中钻柱内及钻头的压力损失占泵压的环空压力损失仅为泵压的。小井眼中钻柱的旋转对环空压降的影响也很大随着钻柱的高速旋转环空压降会显著增加。例:Amoco公司做过实验:井深m泥浆密度rhom=cm泵排量Q=ls钻柱不旋转时环空压降为MPa,当量循密度为gcm钻柱以转分(RPM)旋转时环空压降为MPa,当量循环密度为gcm。(二)小井眼井涌检测技术常规钻井主要通过监测泥浆池液面的增量来控制检测井涌。这种检测方法的灵魂度主要取决于液面高度仪和操作人员的警惕性。这种方法一般要等到泥浆池的增量达到m以上才能检测到井涌显然小井眼钻井不能单纯依靠池增量来检测井涌必须应用新的方法来提高检测精度和灵魂度。国外发展了一些小井眼井涌检测方法。、Amoco公司井涌检测法(出入口流量法)在泥浆吸入管和返出管线上安装电磁流量计实时记录入、出口流量并打印出从曲线的变化及发生现井涌或井涌也可通过计算机实时判断并报警这种方法的灵敏度高。、Anadrill公司的井涌检测方法该公司研究了两种井涌检测法()泥浆流量的波测量方法。()泥浆泵压力波的往复传播时间。由于波在气体中的传播速度比在泥浆中慢传播时间急剧增加就说明发生了气涌。、BP公司研制了一种小井眼井涌早期检测系统该系统实时采集泥浆流出量和立管压力并用井筒动态模型预测泥浆流出量和立管压力将实测值与预测值进行对比根据两者之间的偏差及时判断是否发生了井涌、井漏或钻具刺漏异常情况。据BP公司称系统模型考虑了钻柱旋转的影响能够检测到桶(升)的溢流量。该系统在小井眼钻井作业中获得了成功的应用。为安全地钻小井眼美国的Amoco公司还专门研制了小井眼井控专家系统。该系统可实时采集和处理钻井数据及时检测井涌并可自动执行井控措施。Amoco公司的小井眼井控专家系统(三)小井眼压井方法动态压井法由于小井眼环空体积小井涌来的快的特点一般不能采用常规压井方法。小井眼环空压耗很大(占泵压的)动态压井是一种有效的小井眼压井法。、动态压井法(动平衡压井):动态压井是利用循环泥浆时产生的压力损耗来控制地层压力。例:在图所示的小井眼中以升秒的排量循环泥浆时,当量循环密度(ECD)为gcm当排量增加到升秒时,井底的当量循环密度增至gcm。通过改变排量、钻柱旋转速度和泥浆性能就可控制小井眼井涌而不需要加重泥浆。、动态压井的实施()钻井过程实测环空压耗的大小。改变泵排量在各种排量下实测环空压耗并记录下来以备动态压井时使用。()若检测到井涌立即增大排量从而增大泥浆柱对地层的压力。最大排量取决于地面管汇的额定压力、地面泵的能力和裸眼井段的地层破裂压力。()将钻柱稍稍提起关闭环行防喷器使泥浆通过节流管线流出。在钻进过程中发生井涌也可不停钻通过增大排量和钻柱的旋转速度来控制井涌。、动态压井的优越性动态压井法优于常规压井的等待加重法和司钻法()不用加重泥浆。()可以尽快地实施。()可最大限度地减小套管鞋处的压力。对裸眼井段而言动态压井比常规压井对井壁产生的压力小。动平衡压井时泥浆系统的欠平衡压力是均匀的作用在整个井壁上的井壁上任意深度处所受的压力等于该深度以上泥浆静液柱的压力与环空压降之和。常规压井是利用节流产生的套压来增大井底压力的任意深度处所受的压力等于该深度以上泥浆柱的动压力与井口套压之和。、应注意的问题()采用动态压井法还是常规压井法取决于地层压力预测值和可获得的环空压耗。环空压耗的大小取决于设备能力(额定排量、功率)、井径、井深、泥浆性能、钻柱直径。环空压耗对井眼冲蚀非常敏感。()动态压井有利有弊用环空压耗控制不好容易压漏地层从而进一步加重井控问题所以选择和实施动态压井要审慎行事。实践证明某些小井眼也可用常规法压井这要根据具体情况而定。决策程序如下:计算压井排量下的环空压降计算常规压井时的井底压力常规压井会引起井漏吗?不环空压降大于PfPh不采用常规压井降低压井排量能使环空压降减少到PfPh或以下吗是采用小井眼压井六、小井眼完井小井眼可用常规的完井方法(裸眼完井尾管注水泥完井割缝衬管完井等)。常用单筒完井法,可降低小井眼完井费用,增大小井眼油气流动通道,提高小井眼油气产量。(单筒完井是英国油公司年代提出的)单筒完井的特点是生产管柱(油管柱)封固到井口直接用做采油通道。也称ldquo无油管完井rdquo七、小井眼钻井的应用小井眼的应用范围很广既可用于边远地区和地面条件恶劣的地区(如层林、沼泽、滩海等)的勘探与开发也可用于老油田的再勘探和再开发。在环保要求严格的地区也可用小井眼钻井以减轻对环境的影响。就井的类型而言小井眼适用于:、探井、开发井、直井、定向井、水平井、浅井、深井、超深井、低产井、中产井。三个重要应用领域:小井眼水平井、老井侧钻、老井加深八、结束语、关于小井眼目前还没有一个统一的定义。、小井眼钻井是低油价下降低勘探开发费用的一种有效途径。、连续取心探井结合小量地震勘探有助于减少勘探风险降低勘探费用缩短勘探周期提高勘探准确性。、钻小井眼一般能节省mdash的费用在边远地区节省的费用会更多。、小井眼钻井能节省套管、水泥、泥浆等材料的消耗量减少泥浆和钻屑的处理量。利用现有的石油钻机也能钻小井眼。但如用小型石油钻机、矿业连续取心钻机、钻修两用钻机、专门研制的小井眼钻机或连续软管作业装置钻小井眼还能大幅度减少井场占地进一步减少环境污染和降低钻后井场占地的修复费用。、小井眼特别适用于边远地区、运输困难及地面条件恶劣的地区以及环境敏感地区。、小井眼的应用范围广泛其中小井眼水平井、现有井侧钻和加深是小井眼的三个重要的应用领域。、连续软管钻井在技术上也是可行的。连续软管钻井技术是国外近年来的一个研究热点正处在迅速发展之中。随着连续软管强度和可靠性的增强专用井下工具的不断改进应用将不断增加。、小井眼是一项系统工程。小井眼钻头测井、完井、试井、射孔、采油和修井等技术已引起高度重视这些技术的不断发展将进一步推动小井眼的广泛应用。谢谢!二七年三月

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