井身结构的合理优选.doc

井身结构的合理优选 一．概述 鄂西渝东天然气勘探区域地处鄂渝两省（市）交界山区，江汉石油管理局在该地区的钻探始于1970年，至1981年结束详探，共钻探井30余口，由于70年代80年代我国整体钻井水平较低，钻井工艺技术落后，建南地区所钻井总体指标不高，主要表现在：井身结构设计不合理,钻井速度慢，生产时效低，事故复杂时间多，钻井工期长。详探结束后十几年未投入新的钻井工作量，直到上世纪末总公司决定重上鄂西渝东，从而拉开了江汉钻井近几年海相钻井的序幕。六年来，该地区先后完成了马（鞍）1、建平1、太1等一批井共近20口，这20多口井大部份都是水平井、大位移井、老井侧钻及老井套管开窗侧钻水平井.原来的直井井身结构设计已不能满足现在勘探开发技术和钻井技术需要.特别是水平井和大位移井.经过几年的研究和应用,对鄂西渝东海相水平井和大位移井的井身结构进行了合理优选.总结出一套较为成熟的鄂西渝东水平井、套管开窗侧钻水平井、大位移井的井身结构.完成井深最大的为4646m，有十余口井井深超过4000m。尤其是完成了建平1（水平段长为1046m）、建69平1、建27侧平1、建46侧平1及平2、建44援1侧平1等一大批水平井、老井侧钻及老井套管开窗侧钻水平井.为江汉油田利用水平井提高产量和储量动用程度、同时节省巨大的钻井钻前工程投入、提供了技术支持.获得较理想的效果. 二．技术难点。 1．鄂西海相地层的复杂性决定井身结构设计困难。鄂西海相地层是喜山期构造运动强烈的挤压或压扭作用而形成的一系列平行褶皱，在近期的剥蚀中，因地质构造的综合作用，形成了广泛分布的具有明显地质特征的构造，上部侏罗系的沙溪庙—自流井组地层，厚度一般在1000-2000m之间，岩性为泥岩、页岩、砂岩互岩。下部须家河组的石英砂岩及以下的成套碳酸盐岩，岩石硬度大于5级的地层占70-80%，岩石可钻性差。 鄂西渝东80%以上构造属高陡构造，地下断层多，地质靶区范围狭窄，多数井地层倾角在20°以上，有一半以上的井地层倾角超过30°，最大地层倾角达85°。鄂西渝东地区自上而下区域上有5个产层，20余个产气段，气藏规律性差，压力梯度相差大。要钻达石炭系目的层，要穿过嘉陵江、飞仙关、长兴、阳新等多个气层井段，长裸眼井段中存在多套压力系统。钻井中经常发生又喷又漏和高压压差卡钻事故。由于压力系统复杂，规律性差，中上部地层疏松、破碎、溶洞多、孔隙发育，钻井中井漏频繁且易垮塌。渝东大部分地区含H2S，其含量一般在5-20g/m3之间，建南气田长三气藏H2S含量也高达51 g/m3，对于套管设计提出特殊的要求。 2.鄂西东海相地层探井中的地质不确定性，主要是以下三个方面： （1）地层压力的不确定性。井身结构和分段钻井液密度是决定一口井成败的关键，确定这两者的主要因素是全井的孔隙压力和破裂压力能否提供准确。 （2）地层状态和岩性的不确定性。如地层倾角的大小、裂缝发育的程度、泥页岩和岩膏层井段的长短等。 （3）地层分层深度和完井深度的不确定性。将会影响到各层套管的下入深度与分段钻井液密度。甚至造成已达到钻机极限载荷而仍未钻达设计目的层的后果。 3.身结构设计的合理与否,其中一个重要的决定因素是设计中所用到的抽 吸压力系数、激动压力系数、破裂压力安全系数、井涌允量和压差卡钻允值这些基础系数是否合理。而以往对这些基础数据的收集和研究不够,又由于探井和水平井的增多,更显得要有一套科学的计算方法,为井身结构提供科学依据。 4.鄂西渝东水平井的井身结构设计跟直井、定向井的井身结构设计又有很多不同。水平井是在定向井基础上发展起来的，由于它在井眼曲率、最终井斜角和水平位移等方面与定向井有着较大的区别，更有别于直井，有时还需要采用特殊的专用工具和工艺才能完成，同时在钻井施工、完井等方面也对井身结构的要求与直井也有较大的区别，水平井的井身结构设计应有利于井眼轨迹控制和精确中靶,满足水平井完井和油层保护的需要。因此，直井的井身结构设计不完全适合于水平井，也不能将直井的井身结构设计的方法完全照搬到水平井当中，所以，我们有必要对水平井的井身结构设计方法作近一步的研究与探讨。对鄂西渝东水平井井身结构设计而言，最关键的是如何确定φ244.5mm技术套管的下深深度，这是因为： （1）.井身结构设计的中油层套管是否下入要根据完井设计而定，而φ508mm套管和φ339.7mm表层套管的作用和直井基本相同，完全可以参考直井。 (2)、φ244.5技术套管下深深度对于全井安全、顺利的完成以及其综合成本等各方面都有较大的影响，因为它不但涉及到水平井段的施工，而且对大斜度井段的钻进也有很大的影响，它决定φ215.9mm井眼裸眼段的长度和采用多大尺寸的井眼穿过大斜度井段。因为大斜度井段和水平井段的钻进无论从所花费的时间、成本上，还是从技术难度上，都是全井