水平井托压问题原因分析及解决措施

2023-01-23

新沙21-37HF、新沙21-38HF井场位于四川省德阳市孝泉镇黎朗村6组, 是中石化西南油气分公司川西采气厂在四川盆地孝泉-青岗嘴构造-新场构造布置的两口开发水平井。新沙21-37HF井1802m (造斜点) 后定向钻进, 本井设计井深3213米, 钻井液最高密度1.90g/cm3, 最大井斜角89.7°/3174.25m, 水平段长838.74m。

新沙21-38HF井是西南分公司川西采气厂在四川盆地川西坳陷新场构造北翼布置的一口水平开发井, 钻井液最高密度1.85g/cm3, 最大井斜94°, 水平段长923.73m。完钻井深3313.00m。

新场地区沙溪庙组JS21埋深2100~2300m。储层岩石类型以中~细粒长石岩屑、岩屑长石砂岩为主, 部分井段夹有少量薄层棕红色泥岩、泥质粉砂岩及粉砂质泥岩;本区JS21主要为三角洲前缘河口砂坝为主体, 北部边缘发育三角洲平原分流河道砂体;储层砂体发育稳定, 处于有利的沉积微相区, 砂体发育。

一、托压的现象及危害

托压产生在定向井多次反扣的定向过程中, 定向中、水平井55-90℃的定向过程中;托压由于井眼轨迹以及各种阻力的原因使得钻具加压后, 压力很难传递到钻头;从综合录井仪器及指重表看, 就是在钻压不断增加的前提下, 钻头的位置不变、没有进尺, 泵压不升高、不憋泵, 在钻压继续增加的时可能会突然憋泵。定向井托压一方面影响正常的定向施工, 另一方面如操作不当易产生卡钻。

二、解决措施

1. 加强井眼轨迹的控制、改变钻具结构

井眼轨迹差造成的托压, 解决措施主要是工程加强井眼轨迹的控制, 在大井斜大位移定向井中全井跟导向, 控制井眼轨迹避免井斜方位等偏离设计进行反扣, 另外针对井眼轨迹不好的情况产生的托压现象, 最有效的解决措施是简化钻具结构, 减少钻挺的数量, 增加加重钻杆的数量, 从而降低钻具的刚性, 减少钻具与泥饼的接触面积防止托压和粘卡。在新沙21-37HF井斜40度后施工中产生托压现象, 在加入机油、润滑剂、聚合醇、短起下等均无效的前提下最后简化钻具结构, 简化钻具结构后定向正常。 (在后面的广金16-1HF井施工中应用蜗轮定向钻进48小时钻完530m造斜段, 创造川西六项指标) 加上定向中全井导向所以很少产生因井眼轨迹和钻具结构产生的托压。所以水平井井中产生的托压主要从井眼净化、润滑、司钻操作等方面采取措施。

2. 加强净化

通过新沙21-37HF井的经验新沙21-38HF井加强净化, 包括井眼的净化和地面泥浆通过地面固控设备的净化预先处理。

三、认识与建议

1. 降低摩阻是项综合技术, 与泥饼质量, 井壁稳定、井眼清洁、钻井液净化, 固相含量等有关。因此也要从多方面入手, 降低井下摩阻。

2. 为解决大位移水平井的携砂问题, 要选择合理的钻井液流型, 综合考虑调整环空返速、钻井液粘度、动塑比, 改善和增强钻井液的携岩能力。使用“紊流段塞“配合高速旋转钻具, 能清除大量的虚泥饼、岩屑, 效果显著。在φ311.20mm井眼, 排量应不低于36 L/s, 上返速度大于0.7 m/s;在φ215.90mm井眼, 排量应不低于28L/s, 上返速度大于1.0 m/s。

3. 处理钻井液时, 要尽量保持井浆性能相对稳定, 不能波动太大, 要充分循环均匀, 缩短测点时间, 及时监测返出钻井液。在处理过程中的具体情况及时与工程上沟通, 性能稳定后才能进行起钻作业。

4. 通过室内小型实验为钻井液维护处理提供有力依据, 只有先通过室内实验, 以科学的态度和方法来尽量模拟井内的条件, 再实施, 才能减少施工中的失误, 杜绝盲目行事。

摘要：根据紊流携带岩屑的原理, 结合川西德阳地区两口相同地层岩性特点, 使用聚丙烯酸钾 (KPAM) 、石灰加强抑制性, 德阳新沙区块因粉质砂岩原因, 在造斜、水平段产生托压问题的分析及处理措施;2011年11月开始在川西钻水平井, 在水平井逐年增加, 为了确保施工的顺利, 减少事故复杂, 这对钻井液技术水平的要求更加严格, 大井斜、大位移的定向井及水平井在除了对润滑防卡、井壁稳定等要求更加严格以外, 对定向井定向过程中托压问题的解决也是我们目前施工中存在且迫切要求解决的一个重要问题。

关键词：水平井,托压,分析,措施。