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大位移钻井技术在滩海油田开发中的应用

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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收稿日期 :2005 - 04 - 08作者简介 :刘广华 (1965 - ) ,男 ,辽宁盘锦人 ,工程师 ,毕业于大庆石油学院钻井工程专业。文章编号 :1008 - 2336(2005) 04 - 0088 - 03大位移钻井技术在滩海油田开发中的应用刘广华(辽河石油勘探局 钻井一公司 ,辽宁 盘锦 124010)摘 要 :在以往的模式下 ,滩海石油开发成本较高 ,大位移钻井技术是解决这一问题的一种有效途径。这一技术的诞生 ,实现了平台覆盖更大范围的井位 ,节省了新建平台的投资 ,实现了海油陆采 ,节约了开发成本。它将成为滩海油田钻井技术中的主导技术。关键词 :滩海 ;油田 ;大位移 ;钻井 ;海油陆采中图分类号 :    文献标识码 :技术简介国际上把位移与垂直深度之比等于或大于 2的定向井或水平井叫做大位移井。美国从 20 世纪 20 年代就开始打大位移井 ,用以从陆上开发海上油田。到 20 世纪 80 年代 ,大位移井崛起 ,美国、英国、中国、加拿大等国纷纷打大位移井。特别是英国的 田 ,先后多次创大位移井的世界记录 ,并开发出大位移多分支井。中国海洋石油总公司于 1997 年 6 月打的西江 24 ,水平位移达 8060m ,创当时的水平位移记录 ,并在中国开创了用一口大位移井开发一个海上油田的先例。到目前为止 ,大位移井的水平位移世界记录 10728m ,是由英国 司在英国 田的 M - 16  大位移井主要用途(1) 用大位移井开发海上油田 ,单座平台可覆盖更大范围内的井位 ,节省新建平台的投资 ,从而降低整个油田的开发成本。(2) 海油陆采 ,节省建平台或人工岛的投资。节省海上石油集输系统的投资。从而降低开发成本。(3) 有些油气藏处于环保要求苛刻或者不便布置井场的地区 ,就地开发作业困难。利用大位移井可以转移至邻近地区进行作业 ,以满足环保要求或者方便工程施工。3  技术关键3. 1  大位移井钻井液3. 1. 1  白劳德逆乳化钻井液1999 年在英国 田创大位移钻井世界记录的英国 司在钻创世界记录的 6使用的是哈里伯顿公司白劳德产品服务部的逆乳化钻井液体系。白劳德服务部研制的这种钻井液中含有多种高效植物酯和丙稀烃的化合物 ,具有良好的悬浮性和井眼清洁能力。这种体系在墨西哥湾深水区的实际应用中能一直防止重晶石沉降 ,并由标准的动态测试证明了这一点。这种钻井液体系在不牺牲钻井效率的前提下完全符合环保条例的要求。在冷水和井底温度区间 ,特殊的稀释剂使钻井液具有平缓的流变曲线 ,在 40~ 350 ℃的温度范围内具有稳定的流变性。低温的粘度不跃升意味着钻井液的当量循环密度低 ,继而为防漏失提供了一个较宽的钻井液·88·                       海  洋  石  油               2005 年 12 月  © 1994 (井下温度状况下 )合适粘度。3. 1. 2   M - I 逆乳化钻井液M - I 钻井液公司研制出的新型逆乳化钻井液 ,即使在深水区应用时经受剧变温度仍具有平缓的粘度曲线 ,这意味着这种钻井液的携屑能力从井口到设计深度没有发生很大的变化 ,而且重晶石仍然悬浮在钻井液中。这种钻井液已经用于深水大位移井。这种新型钻井液在易发生重晶石发生沉降的环境中 ,特别是在水平井和大位移井中 ,井眼清洁效果特别好。这种钻井液悬浮钻屑的能力已经提高到了一个新的水平。3. 2  扭矩和摩阻模拟尽可能精确地预测扭矩和摩阻的大小是一项基础条件 。在专家的帮助下 ,对钻井过程中采集到的扭矩和摩阻参数进行模拟和分析。数据的有效性检查是模拟的关键 ,应尽可能多的采集资料 ,然后加以分析。整个作业过程中 ,对所有采集的参数每 4 秒记录一次。数据的解释和分析作为钻井设计的依据。对以往作业的数据分析是设计的基本依据 ,但对扭矩和摩阻的实时评价和判断也能够影响到某个特定作业的成功与否。3. 3  降低扭矩在 - 16的钻井过程中 ,开始时使用了一种含有小塑料球珠的泥浆添加剂 ,全部取代原来体系中的碎杏核。含有塑料球珠的泥浆体系泵入到裸眼段之后 ,钻柱扭矩大约降低了 45 %。尽管这时效果极佳 ,但这并没有能够一直持续到钻完整个 Φ 215. 9眼。此后 ,以上两种添加剂配合使用 ,勉强保证了低扭矩钻进。在降低扭矩和摩阻方面 ,机械手段也起到了很大作用。钻杆降扭护箍的应用取得了非常好的效果。3. 4  旋转导向系统Φ 215. 9段的机械钻速非常关键。一般来讲 ,这一井段的钻进时间要占总钻井周期的40 %~ 50 %。整口井的机械钻速一般在 75 m/ d ,但根据记录 ,最高机械钻速达到 165m/ d。影响机械钻速的因素很多 ,其中 ,钻头寿命和旋转导向系统工具的性能最为关键。井深超过 8500 m 以后 ,轴向阻力太大 ,普通导向系统很难滑动钻进。此时 ,旋转导向系统则可以发挥其优势。3. 5  当量循环密度有效监控泥浆漏失是一个永久性的问题 。当量循环密度 ( 有效地进行大位移井钻井过程中需要谨慎监控的最基本信息。采用随钻监测环空压力并使其小于地层破坏压力梯度的方法来防止出现泥浆漏失。使用保持 小于地层破裂压力梯度的简单办法 ,施工中具体实施起来难度很大。因为精确地预测破裂压力梯度并不总是能够做到 ,尤其是断层段和压力衰竭地层更是如此。所以 ,应在允许的范围内 ,使 尽可能小。影响 的因素有钻杆形状、泥浆比重、流变性、流速、钻柱转速、井眼净化效率和起下钻速度。随钻环空压力实时测量是唯一能够监测和了解受以上各种因素综合影响的有效方法。3. 6  按需掏空下入 Φ 244. 5管在多数大位移井中 ,以部分或全部掏空方式下入 Φ 244. 5管已成为一种常规的技术 ,以此达到减少套管柱的有效重量 ,降低提升系统负荷。这样 ,下入套管时 ,存在以下问题 :下入过程中无法循环泥浆、套管外挤压力大、下入速度受限制等。如果需要转动套管 ,还需要高扭矩驱动。因为无法循环泥浆 ,下入套管前就要注意准备好极佳的井况来保证作业安全。4  全球大位移井的水平位移记录全球大位移井的水平位移记录见表 1。5  结论综上所述 ,大位移钻井技术已趋于成熟。田是应用大位移井开发近岸海上油田的非常成功范例。我国应该积极储备和自主掌握该技术 ,以便在不久的将来 ,我国滩海油田进入大规模开采时期 ,大位移钻井技术能够成为滩海油田钻井技术中的主导技术 ,它将为节约滩海油田开发成本做出卓越的贡献 !·98· 第 25 卷  第 4 期         刘广华 1 大位移钻井技术在滩海油田开发中的应用             © 1994  全球大位移井记录表1 of 业公司和井名 地区总深/ m 年份钻井液公司钻井时间 / P - 16国 11278 1638 10728 1999 白劳德 1302 1 阿根廷 11184 1657 10585 1999 白劳德 1313 - 11Y 英国 10658 1605 10114 1997 白劳德 1694 英国 9557 1795 8938 1998 白劳德 445 A 18 德国 9275 2335 8434 白劳德6 S - 1 澳大利亚 9278 2898 8307 2001 S - 1 阿根廷 8687 1498 8187 1998 白劳德 658 德国 2191 8995 8146 白劳德9 4 - 3 - 国 9238 2985 8060 1997 M - P - 5 英国 8715 1605 8028 1995 白劳德 10111 S - 3 阿根廷 8530 1616 7974 1997 白劳德 7312 - 15 英国 8892 1633 7967 1999 白劳德13 0/ 6 - 威 9327 2770 7853 1994 M - I 9214 4 - 3 - 国 8987 2851 7825 2001 M - I 7015 德国 8672 2112 7793 2002 白劳德16 S - 2 阿根廷 8193 1503 7679 1998 白劳德 5017 - 9Z 英国 8303 1656 7652 1996 白劳德 8318 19Z 丹麦 9302 2156 7645 1998 3219 德国 8367 2072 7571 1999 白劳德20 4 - 3 - 国 8686 2847 7564 1999 M - \[ 1 \]刘希圣 . 钻井工艺原理 \[ M \] 石油工业出版社 ,1981.\[ 2 \]陈涛平 ,胡靖邦 . 石油工程 \[ M \] 石油工业出版社 ,2000.\[ 3 \]李克向 ,周煜辉 ,苏义脑 ,等 . 国外大位移井钻井技术 \[ M \] 石油工业出版社 ,of of U o. 1 om x 24010 , of is is an to of to on It in on 9·                       海  洋  石  油               2005 年 12 月  © 1994
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