搜索
内容1、钻机选型四、钻井设计的主要内容和方法2、井身结构设计3、复杂结构井设计4、钻井液油气层保护设计5、固井设计6、井控设计钻井液和油气层保护设计钻井液根据储层物性和地层岩性等对钻井液体系的要求，储层敏感性、流体特性等对钻井液性能的要求，结合室内试验分析，优选钻井液体系、钻井液配方及处理剂，优选钻井液性能参数，预算钻井液成本，制定复杂情况钻井及钻井液维护处理对策。钻井液体系钻井液性能参数钻井液油气层保护技术根据井别选择钻井液体系根据井型选择钻井液体系根据储层选择钻井液、完井液体系根据井身结构选择钻井液体系5、钻井液—钻井液体系的选择钻井液和油气层保护设计不同井别其钻探目的不同，钻井液体系的选择应该利于钻探目的的实现。探井：考虑获取地质资料的需要，钻井液体系：低荧光度生产井：获取高产稳产为目的钻井液体系：保护好油气层、提高钻速根据井别选择钻井液体系根据井型选择钻井液体系根据地层选择钻井液体系根据储层选择钻井液、完井液体系不同井型其施工难点不同，钻井液体系选择应该致力于解决相应的技术难点。定向井水平井：摩阻高、易阻卡、易坍塌，携岩困难钻井液体系：防塌、防卡、携屑深井：高温，高压钻井液体系：抗温性能、泥饼压缩性能钻井液—钻井液体系的选择定向斜井和水平井该类井在钻进过程中钻具与井壁的接触面积大，摩阻高，井眼极易发生阻卡甚至卡钻。与直井相比，其井壁易坍塌。并且由于斜井段容易形成岩屑床，该类井的携岩问题也比较难以解决。针对以上情况，必须采取比直井要求更高的防塌、防卡和携屑等技术措施。近年来，钻定向井的数量大幅度增长，从单个定向井向丛式井组发展。已钻成许多高难度大斜度井、大位移井和水平井。在该类井的钻井液技术方面，已研究成功各种聚合物钻井液，如正电胶乳化钻井液、聚合醇钻井液，用于低压易漏层的泡沫钻井液等，在一定范围内较好地解决了井塌、携岩、润滑等问题。钻井液和油气层保护设计超深井通常将深度超过5000m的井称作超深井。超深井的特点主要在高温和高压。因此，对其钻井液的基本要求是；热稳定性好，即经高温作用一定时间之后，性能不发生明显变化；高温对性能的影响较低，即高温下的性能与常温性能的差别不宜过大；高压差下泥饼的可压缩性好等等。为适应以上需要，必须使用抗温能力强的处理剂和钻井液体系。除选用油基钻井液最为理想外，目前国内对付超深井最有效的水基钻井液是聚磺钻井液体系，该类钻井液兼有聚合物钻井液和三磺钻井液的一系列特点，用于该类井中既可显著提高钻井速度和井壁稳定性，又能有效地减少卡钻事故的发生。根据井别选择钻井液体系根据井型选择钻井液体系根据地层选择钻井液体系根据储层选择钻井液、完井液体系盐膏层、易卡地层、易塌地层抗盐抗钙、防卡、防塌钻井液—钻井液体系的选择盐膏层如钻遇的盐膏层很薄，或属于盐膏夹层，一般是选用抗盐、抗钙的添加剂及时进行维护处理，使钻井液维持设计所要求的各项性能。如果属厚的复杂盐膏层，此时极易发生缩径、卡、塌和盐溶等一系列严重问题。为了避免这些问题的发生，一般选用饱和盐水钻井液，比如郝科1井使用正电胶饱和盐水钻井液。为了制止塑性变形，当盐层埋藏深度超过4000m时，应注意将钻井液密度提至2.00g/cm3左右，如钻遇纯石膏层，一般选用石膏处理钻井液。易漏失地层对于容易发生钻井液漏失的地层，应采取以防漏为主的措施。比如,当钻遇低压裂缝性易漏地层时，应根据地层压力系数的不同,分别选用密度小于1.00g/cm3的泡沫钻井流体、充气钻井液和水包油乳化钻井液,以及密度小于1.10g/cm3的水基钻井液，以避免因钻井液密度过大而引起漏失。如果我们预先知道在某一层位会发生较严重漏失，则应尽可能使用组成简单、成本低的钻井液，待钻穿漏失层后再及时采取堵漏措施。易卡钻地层压差卡钻多发生在易形成较厚泥饼的高渗透性地层，如粗砂岩地层等。这类地层一般对钻井液有如下要求:①压差是防卡的有效措施，因此要求钻井液要有合理的密度。②固相含量应尽可能低，特别是无用低密度固相的体积分数不得超过0.06。③应根据钻井液类型的不同，选择有效的润滑剂。对探井、资料井，应选择对地质录井资料没有影响的无荧光润滑剂。应储备足够的解卡剂。一旦发生卡钻，可及时浸泡解卡。易塌地层根据地层特点，对确定钻井液方案有以下几点:①对于强分散高渗透性的上部砂泥岩地层，应采用强包被的聚合物钻井液。对于硬脆性页岩及微裂缝发育的易塌层，应选用SAS等沥青类处理剂以封堵层理和裂隙，并起降低HTHP滤失量和泥饼渗透性的作用。②对于存在混层粘土矿物的易塌层，必须选择抑制性强的钻井液，如阳离子聚合物钻井液、正电胶钻井液等，并最好加入封堵剂。③对于用水基钻井液难以对付的易坍塌层，可使用平衡活度的油基钻井液。井塌常发生在有异常压力存在或构造应力发育的地带，因此应根据裸眼井段最高的地层压力系数确定钻井液密度，防止负压钻井。钻井液和油气层保护设计根据井别选择钻井液体系根据井型选择钻井液体系根据地层选择钻井液体系根据储层选择钻井液、完井液体系低渗储层中高渗透性储层裂缝性砂岩储层碳酸盐岩储层考虑储层特性，兼顾储层敏感性，优选适宜的钻井液完井液体系。5、钻井液—钻井液体系的选择钻井的主要目的是探明储量，拿到产量。因此，发现和保护好油气层是首要的任务。这就要求在进行油气井钻井液设计时，首先，必须以油气层的类型和特征为依据，考虑可能导致油气层受损的各种因素，然后有针对性地采取有效措施以防止和减轻损害。①钻井液与完井液类型的选择总的原则是，应根据储层类型、储层压力系数、渗透率、完井方法和潜在的损害原因来选择钻井液与完井液的类型，并确定其合理的密度。对特低渗透性储层，钻井液、完井液中的固相及滤液不易进入储层，可依据裸眼段地层特点选用有利于安全快速钻进的聚合物钻井液，加快钻速,缩短油气层浸泡时间，降低钻井成本。对低压低渗储层，应根据储层压力系数的大小选用气体类钻井流体、无固相完井液或油基完井液，也可采用水包油或低固相完井液。对于中、高渗透性储层，应尽量使用清洁盐水完井液和聚合物低固相完井液，并根据储层的敏感性实施各种暂堵技术，提高渗透率恢复值。对裂缝性砂岩和碳酸盐岩储层，因极易发生漏失，必须严格按储层压力系数选择完井液类型，应尽可能实现近平衡压力钻井，并使用合适的暂堵剂以防止、减轻对储层的损害。此外，钻井液与完井液类型的选择，在一定程度上还与储层的敏感性有关。例如，对于速敏性储层,应选用HTHP滤失量较低的钻井液，使进入油层的滤液量较少，流速不超过临界速度。而对于蒙脱石含量较高的水敏性储层,应采用具有较强抑制性钻井液，必要时也可采用气体钻井流体或油基钻井液。钻井液与完井液组份的确定在确定打开油气层的钻井液与完井液的组份时，一般应考虑的因素有：储层中粘土和无机盐的种类及含量、储层敏感性的类型、孔喉直径以及地层水的矿化度和离子组成等。例如，对于粘土含量较高的强或中等水敏性储层应使用强抑制剂；对于需进行酸化的储层应尽量选用易酸溶的处理剂和加重材料；对于碱敏性储层，应采用较低的pH值；对于盐敏性储层，钻井液的矿化度应超过储层的临界矿化度，并要求钻井液滤液与地层水相配伍；如储层中含有可溶性无机盐，应选用与盐不产生沉淀的处理剂；而酸敏性储层应避免使用酸溶性的处理剂或加重材料，因为这类储层不能用酸化来解堵及增产。对于所有储层,均可按照“三分之二架桥规则”分别选用适合本储层特点的酸溶、水溶或油溶性暂堵剂。衡量所选钻井液和完井液体系和配方是否合格的一般标准是；渗透率恢复值应大于60%。钻井液和油气层保护设计根据井别选择钻井液体系根据井型选择钻井液体系根据储层选择钻井液、完井液体系根据井身结构选择钻井液体系5、钻井液—钻井液体系的选择钻井液和油气层保护设计钻井液常规性能包括：钻井液—钻井液性能参数密度马氏漏斗粘度塑性粘度含砂量固相含量膨润土含量动切力静切力API滤失量HTHP滤失量pH值（酸碱度）钻井液和油气层保护设计(1)选择适宜的钻井液类型钻井液—钻井液油气层保护技术(2)优化和控制钻井液主要参数(3)采用暂堵技术及适合的油层保护剂钻井液和油气层保护设计钻井过程中的储层保护储层物性储层敏感性钻井过程中储层损害因素优选暂堵剂分析粒度分布、暂堵深度评价强度储层保护技术对策分析确定屏蔽暂堵技术适应性可行性经济性放弃采用钻井液粒度控制指标实施措施确定钻井液和油气层保护设计内容1、钻机选型四、钻井设计的主要内容和方法2、井身结构设计3、复杂结构井设计4、钻井液油气层保护设计5、固井设计6、井控设计固井设计固井设计套管管柱设计注水泥奖设计套管强度≥外载×安全系数。设计的原则应考虑以下三个方面：①应能满足钻井作业、油气层开发和产层改造的需要；②在承受外载时应有一定的安全余量；③经济性要好。1、套管柱强度设计原则等安全系数法、边界载荷法、最大载荷法、AMOCO法、西德BEB方法及前苏联的方法等。2、套管柱设计方法抗挤系数：1.00-1.125，抗内压系数：1.05-1.15，抗拉系数：1.6-2。固井-套管柱设计强度试验值与API名义值比的均值按年份分布1.321.41.321.311.291.341.21.211.221.21.781.711.721.731.700.20.40.60.811.21.41.61.8220042003200220012000年份强度比均值抗挤强度抗拉强度抗内压强度以往套管强度试验统计分析–抗挤强度试验值与名义值比值在1.1以上；–抗内压强度试验值的比值都在1.2以上按照API计算的套管强度是否趋于保守？3.现有套管设计方法评述固井-套管柱设计•以API为代表的规范将套管的抗挤安全系数规定为1.00-1.25，抗内压安全系数为1.05-1.15，抗拉的安全系数取为1.60-2.00.•套管载荷的安全系数是建立在一定的认识水平和技术水平之上的，带有很大的经验性与局限性。传统的安全系数偏大偏小的可能性都存在。套管类型很多，但具体到某种钢级、某种尺寸的套管，尤其是非API标准套管，其失效实例的历史资料有限，安全系数的选取缺乏确定性的依据。由于具体情况的不同，取同样安全系数的井其安全可靠性是不一样的。在套管设计时，是否需要考虑不同井载荷（计算准确程度、载荷的分散性）的具体情况？3.现有套管设计方法评述固井-套管柱设计•套管的载荷与强度的概率密度函数需要用过大量样本统计得到，统计应该是基于同类数据进行的，但是不同类型的井、不同的套管存在这很大的差异性，不能指望一个概率密度函数模型解决所有的问题。尤其是对非API标准套管。•采用概率密度函数计算出来的可靠度难以考虑具体井的情况，特别是套管载荷的情况。3.现有套管设计方法评述固井-套管柱设计•在现有的技术水平下，不确定性因素除随机性（模糊性），还有一类未确知性（信息不足引起的不确定性）•对于未确知性，不能按照随机的理论进行处理（未确知数学）。•在套管设计中，井下的复杂情况（地层错动，地层水腐蚀、黏土遇水膨胀、岩石塑性流动、岩石蠕变、固井质量以及地质构造运动），存在一定的未确知性，难以用随机可靠性理论进行处理。3.现有套管设计方法评述固井-套管柱设计36938937753346843339437140238340041737301002003004005006009798992000200120022003200420052006200720082009胜利油田套损井历年发现数量4.胜利油田套损现状①历年套管情况截止2009年年底，全油田共发现套损井数4617口，占总井数的11.7％。固井-套管柱设计胜利油田各采油厂累计套损井数(2009)3902251421149136101140012216276658701912020040060080010001200临盘河口孤岛孤东桩西胜采滨南现河纯梁东辛集输鲁胜大明东胜中心②各采油厂总套损井数固井-套管柱设计胜利油田各采油厂当年套损井数(2009)③09年各采油厂套损井数151436649110422120191769050100150临盘河口孤岛孤东桩西胜采滨南现河纯梁东辛海洋集输鲁胜大