红河油田长水平段水平井钻井工艺研究

作     者：姜美婷 

作者单位：长江大学 

学位级别：硕士

导师姓名：楼一珊;李德红

授予年度：2015年

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 082001[工学-油气井工程] 08[工学] 

主      题：红河油田 水平井 钻头优选 钻具组合 摩阻扭矩 

摘      要：红河油田是我国在鄂尔多斯盆地南部重点勘探开发区块之一,具有很好的开发前景。其主要含油层位延安组和延长组都具有压力低、孔隙度低、渗透性超级低的油藏特点,近两年红河油田勘探开发实践证明,长水平段水平井及其配套工艺能够有效解决多年来该地区直井、定向井以及单井产量低的重大问题。但长水平段水平井由于其井身结构和技术措施的与众不同,使其钻完井过程中摩阻扭矩大,钻速慢,钻井周期长;又由于红河油田地质条件复杂,地层裂缝较多、承压小、稳定性差,富含泥岩、煤层,易吸水膨胀,钻进过程中易出现井壁坍塌、粘附卡钻、掉块卡钻等井内复杂情况,盐膏层的存在也容易引发泥浆被盐膏侵,使下钻、下套管和电测井更加困难。为解决红河油田长水平段水平井钻井过程中易井漏、卡钻、坍塌、膏侵等问题,广泛调研了红河油田钻井技术现状,对42口井井史资料进行溯源、统计,针对其复杂难点,采用机械钻速法和主成分分析法进行钻头优选,并综合分析已钻井数据资料进行了钻具组合优选,采用计算机语言以及迭代的数学计算方法编制的计算分析软件对不同钻井工况条件下摩阻、扭矩进行分析计算,并提出了降摩减扭的方法措施。通过开展本课题的研究,不仅加快了红河油田长水平段水平井的钻进速度,减少井下复杂和事故发生时间,缩短建井周期,而且为该区块实现规模化建设,增加勘探开发的综合经济效益提供技术参考。取得的主要成果与认识如下：(1)通过对红河油田已钻井的复杂事故进行统计和分析,得出该区块的钻井难点主要为：易漏、易卡、易塌、易膏侵、摩阻扭矩大。(2)分析研究各层位的岩石可钻性,通过机械钻速法和主成分分析法建议主要使用PDC钻头以提高生产收益。为了更好地控制水平井井眼轨迹,提高中靶率,通过对比分析已钻井数据最终确定了适合红河油田长水平段水平井优快钻井的钻具组合。(3)采用三维软杆模型对井下管柱受力分析,利用摩扭计算模型,分析了各种工况以及不同井眼剖面下的轴向力和摩阻扭矩,并提出了降摩减扭的措施,如泥浆性能优化、使用降摩阻短节等。(4)现场应用结果表明,该工艺有效的解决了红河油田钻长水平段水平井的钻井难题,试验井的机械钻速比之前已钻井的要高54.7%,复杂情况发生的总时间减少了71.76%,该地区长水平段水平井的建井周期缩短了34.9%,为红河油田长水平段水平井的建设提供了强有力的技术参考。