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中国陆上第一口中曲率半径水平井任平1井(上)

时间:2016-01-26 10:06 来源:
上世纪九十年代,华北油田古潜山构造油藏,已进入开发后期,水淹现象严重,有些井含水高达86%,为寻找死油区,防止底水形成的水锥过高,采用水平井钻井新技术,增加油气采收率,为老油田稳产、高产探索出一条新途径。华北油田1990年决心应用水平井技术在老油区进行开发钻井。为此,在任丘地区底水油气构造任11山头布置了第一口水平井—任平1井。在当时,由于仪器、设备技术方面的原因,决定该井钻井施工分两部分:上部井段即上直段和大曲率半径造斜井段由华北石油管理局完成,中曲率造斜段和水平段与国外(美国Anadfill公司)合作,引进国外先进技术和仪器设备合作完成。因该井是华北石油管理局第一口水平井,也是我国第一口中曲率半径水平井,该井成功与否关系华北油田稳产上产。因此,从总公司到华北油田各级领导高度重视,要求华北及全国主要油田到任平1井学习实践,通过合作学习国外先进技术和经验,了解国外水平井状况,学习掌握新技术,为将来依靠自己的力量钻水平井积累经验、培养队伍。
基本情况
任平1井位于河北省任丘市城关镇西关村,构造位置是任丘油田任11山头,完钻层位为震旦系雾迷山组。构造名称冀中坳陷饶阳凹陷任丘油田。钻井目的是了解垂直、水平方向裂缝溶洞发育情况,增加出油厚度,降低水锥高度,提高油井产量。地质目的层JXW。
该井井型水平井,井别生产井。任平1井由华北石油管理局勘探四公司45109钻井队承钻,于1990年10月12日搬迁安装,10月26日5:00开钻,11月6日0:10分二开,1991年2月25日8:38三开,3月27日完钻,4月12日完井。钻井周期152天,完井周期181天。完井垂深2699.43m,设计斜深3164m,实际斜深3180m。裸眼完井。主要技术指标:钻机月台5.343/台月,钻机月速595.165m/台月;平均机械钻速3.741m/h。井身质量合格,固井质量优质。
钻井方案
任平1井邻井任304、303、202等井均为获工业油流后投产井。钻任平1井可望提高碳酸盐岩水油藏的后期开发效果。其地层及岩性见表1.
 
分层 底界深斜深 层厚m 主要岩性描述(注明油气层位置
Qp 250 244.05  
Nm 1340 1000  
Ng 1880 540  
Ed 2460 580 棕褐、灰绿色泥岩间夹浅灰色砂岩
Es 2631 171 绿灰色泥岩间夹浅灰色砂岩、灰褐色油页岩
Es3 2716.5 85.5 深灰色泥岩间夹浅灰色砂岩、灰褐色油页岩及浅灰色生物碎屑灰岩
Jxw 3180(未穿透) 403.5 浅灰色、灰褐色白云岩、硅质白云岩
表1  地层及岩性描述
 
预计油、气、水层位置为 2652~2703m。地层压力28.4~28.99MPa,压力系数为1.071。岩屑录井:自2000~2703m,每2m取样一次。钻时、气测录井:2000~2703m ,每1m记录一次。井壁取心:全井井壁取心36颗,收获率不低于85%。井斜、水平位移允许范围、井身轨迹:垂深2632m的靶点及垂深2703m的靶点,分别为水平井段始点和水平井段结束点,均为靶区半径≤80m;井斜段97m,水平段300m,水平段始端距潜山面应≤50m。
在钻井方案论证中,主要是针对当时国内陆地尚未打过水平井的技术现状,就如何打好水平井展开讨论。分析认为,1990年我国改革开放方针实施多年,与国外石油工程服务公司技术合作条件具备。为尽快提高我国水平井钻井技术能力,华北油田钻井工艺研究所结合任丘潜山油田打水平井工作部署,于1990年11月~1991年1月对国外水平井进行了情报调研。调研内容主要有:水平井钻井设计、井身剖面设计、钻柱设计、井下钻具组合优选、水力参数设计、套管柱设计;水平井钻井作业;水平井完井类型的选择和水平井注水成功因素;国外水平井钻井工艺及各种技术发展趋势。在情报调研的基础上,钻研所于1991年1月起对“水平钻井轨道控制技术”及“水平井钻井工程优化设计”进行了立项研究,并将初步成果应用于任平1井水平段钻井。
井身结构
一开用F445mm钻头钻至井深503.30米,下入F340mm表层套管至501.829m,目的是为防止钻进潜山后因钻井液漏失而造成上部井段垮塌,封固上部较疏松地层。二开采用F311mm钻头,钻入潜山2m,下入F244mm技术套管,三开用F216mm钻头增至最大井斜90度,然后水平钻进300m,裸眼完井。
据地质设计要求和采油工艺要求,为保证钻井安全施工,经中外双方反复计算和计算机优选,选择了“上直、造斜、稳斜、增斜、水平”类型的井身剖面。上部采用每30米3度的造斜率造至井斜角38度,稳斜进入潜山。下部以每30米14度的造斜率造至最大井斜90度,再沿水平方向保持井斜角90度钻300米水平井段。
上部井段采用聚合物钻井液体系,为防粘卡造斜后钻井液中混入适量的HZN102固体润滑剂和RH8501无荧光防卡剂,下部为保护油气藏,防止卡钻采用油基钻井液体系,最低密度为0.89g/m3
钻井设备
钻机采用ZJ45J;天车为TC—350;游车:yc—350;大钩:DG—350;水龙头:SL—450;井架:JJ3000/43A;转盘:ZP—25;泥浆泵:2台,SL3NB—1300;柴油机3台,PZ12V190B—1;防喷器:KPY35—350。
表层套管:0~500m井段,规格φ339.7,长度500m;钢级N80×13.06,重量54.64T。技术套管:0~1200m井段,规格φ244.5,长度1200m;钢级P 110×11.99,重量83.93T。1200~2757.24m井段,规格φ244.5,长度1557.24m;钢级N80×10.03。
工期进度
2009年10月16日~27日搬迁安装调试设备;27日一开~11月6日二开;11月6日~2010年1月19日钻完垂深2703m, 1月20日~3月28日钻至3180m完钻。
垂深段,重点措施:为防止地层压差漏失,开始采用地沟循环,将含砂量降至2%以下;一开要严格控制钻压<50KN,单泵排量,禁用大钩,水龙头加压;一开钻井液黏度7.25/n,性能符合要求,循环开泵要稳,防止蹩漏地层,下套管不错扣;二开设备在20mp下试运转合格,两筛一除运转正常,  二开优质钻井液;直井段钻进要严格控制钻压,保证直井段井斜<1°。
斜深段重点措施:定向造斜前必须做好涡轮的检查,试运转、仪器检查。钻杆打印等工作;钻头一定要下到井底才能造斜,以免留下老井眼,造成后患;测斜时要注意活动钻具;循环时要将涡轮压死;弯接头在井底时,接单根、起钻时要用内钳松扣,旋绳卸扣,不许停留在固定位置空转,以防在井壁划出台阶;仪器车、仪器要由熟悉其性能和使用方法的专人管理,操作要防止仪器落井;增斜、扭方位、降斜井段起钻均用一档车,严禁高速起钻,要防止抽吸造成井塌,每打500m向井内灌一次钻井液,要求下钻平稳,斜井段尽量不划眼;钻井中发现方位偏离设计方位较大时,要及时扭方位;严格扶正器规范尺寸,若比钻头直径小2mm以上时必须更换;及时倒换钻具,在套管内的钻具加胶皮护箍;完井电测前要下钻通井,下套管尽量多接立柱;保证用好两筛一除,钻井液含砂量小于0.5,性能稳定、均匀、摩阻小;管好用好设备,满足钻井需要。(未完待续)
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