浅薄层稠油油藏钻井提速技术研究

浅薄层稠油油藏钻井提速技术研究

王洋勇

中石化胜利石油工程公司黄河钻井总公司沙特 SP160队

摘 要: 研究区块属于浅薄层特、超稠油油藏,具有埋藏深度浅、储层胶结疏松、砂体薄等特点,为了提高单井产量和采收率,采用水平井蒸汽吞吐技术进行开采。针对该区块水平井施工在轨迹控制、地质导向、套管下入等方面的难题,开展了井眼轨迹优化、轨迹控制和钻井液排量的研究与实践,现场实践表明,采取相应的技术措施,保证了10口水平井顺利完成,未出现重大复杂情况,取得了良好的钻井效果。 

关键词: 浅薄层；稠油油藏；水平井；轨迹控制；套管下入

通过对区块地质及岩性特征进行分析,归纳该区块浅层钻井施工的技术难点,包括上部地层井径扩大率不够、下部目的层井段井径控制难度大、定向井、水平井井身轨迹井斜滞后、水平井套管下入难度大、地层易漏失、固井二界面质量不高等,并对几项技术难点进行剖析,制定针对性的技术措施,以更好地指导该区块浅层钻井施工。 

1开展模块化改造，形成快速搬安技术

1.1搬迁模块化

面对设备设施规格型号不统一、管理标准不一致等问题，几年来公司大力推进标准化、模块化改造，实现了标准化程度提高、现场本质安全程度提升、成本明显降低、经济效益增加的良好局面。

改造前现场特点为零散物品多，现场杂乱，标准化程度低;值班房、营房、自制爬犁和目视化标牌规格型号多样、不统一，吊装次数多，吊装风险高。

按照集成、统一、快速、减负的原则，根据功能重新设计了现场值班房、多功能库房;井口周围小件规范化;根据小件物品定制了专用爬犁;同时对用房的配电进行标准化改造，可以快速拆卸、安装。

1.2安装模块化

1.2.1应用移动式混凝土基墩

井架绷绳固定从挖坑水泥基墩固定，到使用可移动式混凝土基墩固定，效率提高，成本降低。提高了安全性，以往使用挖坑水泥基墩，如果井队不全程监控服务方施工，容易发生偷工减料现象，造成绷绳坑内混凝土不达标，埋下安全隐患。通过使用可移动式混凝土基墩，不仅保证了质量，增加了安全系数，缩短了设备安装时间。

1.2.2研制井控活动基墩

现场安装井控管线都需做8个以上水泥基墩，因浅钻井施工周期短的特点，劳动强度大(规格为lm*lm*0.8m )，消耗时间长，费时费力，严重影响口井施工进度。

为了减轻工人劳动强度，缩短安装周期，研制一种新型基墩，既满足井控设备安装的需求，减小劳动强度，还能缩短防喷管线的安装、固定时间。通过推广使用新式配重基墩，大大减少了工人的劳动强度，缩短放喷管线安装周期，口井施工缩短13h0

1.2.3应用伸缩式井口装置

针对底法兰、封井器规格不一，需加工制作新导管;气焊破除导管和安装拆卸泥浆伞费时费力2个方面的安全风险问题，研制伸缩式井口装置。

导管整体高度可伸缩调整;出液口角度可任意旋转调节;一体式泥浆伞拆装便捷安全，提高收液性能;提高封井器主体校正和固定标准化水平，降低安装劳动强度;降本增效，节约成本支出，杜绝材料浪费。

2研发新型无金属内管柱固井工具

施工浅钻为主，针对浅层钻井施工周期短、搬家安装频繁、劳动强度大、安全风险大，且大部分在老井施工，井场受限的特点;如何缩短施工周期，提高生产时效，实现优快钻井，是亚待解决的问题。

研究区块施工的浅钻井，表层固井多采用内管柱方式。因其工具材质多为铸铁材料，二开前需要下一趟牙轮钻头进行钻塞和钻阻流板作业，以防新钻头或无线仪器受损。起下本趟管柱和钻阻流板的时间平均为8-12h，且大块金属残体多数被挤入井壁或者留在井筒中，二开下入新钻头尤其是YDC钻头，仍有受损风险。如果省去本趟钻，直接下入新钻头，那么在钻磨或下砸处理阻流板时，新牙轮钻头的轴承很容易受损或牙齿锐度降低，从而影响二开钻进效率，降低了钻头有效使用寿命，需要提前更换钻头，从而增加了口井成本。

针对以上问题，组织研发了一款新型可钻式内管柱固井工具。所有工具附件均采用新型材料，实现了全套产品零金属，5min以内钻穿全套工具。使用该型工具，二开可直接下入新钻头(含PDC钻头)和无线仪器，可减少一趟钻的起下时间，且无任何残留，对钻头和仪器没有损伤风险，1口井可缩短周期8-12h，同时延长了钻头使用寿命，提高了钻头进尺。

3应用钻井液涡轮发电机，提高MWD仪器井下续航时间

一种安全可靠稳定的供电系统是保证无线随钻MWD井下仪器正常工作的必要条件之一。国内外主流系列的无线随钻测斜仪一直都用铿电池短节供电。但有一些突出的问题:

(1)铿电池在强烈冲击、过热、短路等情况下，会发生爆炸;

(2)铿电池的大量使用会给生态环境造成污染，不利于环保;

(3)影响施工进度、增加施工成本:每当一组电池使用完毕，就得起钻换电池，这样势必会影响施工进度，增加施工成本;

随钻MWD仪器由常规电池供电，因电池存储电量受限，制约了一次钻进时间，如电池亏电就要被迫起钻更换，影响钻井时效。调研了解泥浆带动转子旋转进行发电的泥浆涡轮发电设备，并首次在东北地区引进使用。该发电设备较常规电池供电模式有很大优势，涡轮发电设备供电模式为发电、消耗，不进行存储，避免了安全隐患，同时可进行持续发电、供电，不存在时间限制，成本较常规电池降低20%;在ZJ30钻机中推广使用，为一趟钻提供了可靠的仪器保障。

4改进PDC钻头，在研究区块实现二开一趟钻

针对PDC在研究区块使用过程中出现泥包、滑动导向工具面不稳、进尺慢、易崩齿等问题，积极向厂家反馈，与多个PDC厂家研究个设计性化PDC钻头，即调整PDC齿的大小、布局、厚度、冠状、整体形状、喷嘴的大小、角度等，使用抗研磨、抗冲击能力强的切削齿，改变切削齿布局，使用钻头侧喷嘴改善井底流场，消除泥包现象等，使用斜喷嘴PDC钻头、减小喷嘴节流面积，增加钻头水眼压力降，提高辅助破岩效果;配合无金属阻流板的使用，研究区块二开一趟钻完成率逐步提升。

5结束语

面对市场结算价格持续降低，增收创效难度不断加大的实际情况，钻井总公司把提升自身能力作为破解难题的举措，企业发展稳中有进、稳中向好;通过设备模块化改造，提速、提效工具的研制及推广应用，二开一趟钻等一系列措施的实施，创造了较好的经济指标和良好的社会效益。