优快钻井技术在海洋石油开采中的运用分析
白江磊1 白帅2 白金孔3
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白江磊1 白帅2 白金孔3,. 优快钻井技术在海洋石油开采中的运用分析[J]. 中国海洋学报,20246. DOI:10.12721/ccn.2024.157009.
摘要: 海洋石油开采技术性与专业性非常强,受外部因素影响较大,为保证开采作业的安全性,就需要不断加强对钻井开采技术的研究,提高对恶劣环境的抵抗力,在提高石油开采效率的同时,确保钻井安全。优快钻井技术现在被越来越广泛的应用到海洋石油开采中,能够花费更短的时间来完成高质量开采作业,全程效率快且安全性高,与其他钻井技术相比有较大应用优势。本文基于优快钻井技术特点,对其在海洋石油开采中的应用要点以及注意事项进行了简单分析。
关键词: 优快钻井;海洋石油;开采技术
DOI:10.12721/ccn.2024.157009
基金资助:

钻井技术选择是否合理,直接影响着海洋石油开采的效率与安全,面对复杂的海洋环境,必须要有高效且可靠的钻井技术作为支持。优快钻井技术已经比较成熟,能够很好的适应各种海洋条件,相比其他钻井技术石油开采效率得到了极大的提升,即便作业时钻头始终保持高速运转状态,较高的安全系数依然可保证作业的安全性,出现安全事故的可能性明显降低。当前优快钻井技术得到了越发广泛的应用,对技术特点有着比较全面的总结,明确了应用要点,并加强细节控制,可将其具有的优势更好的发挥出来。

一、优快钻井技术特点

1.高效率

海洋石油开采需要面临比较复杂的作业环境,外部影响因素众多,且全程钻头始终要保持高速运转状态,有较大的可能性会发生失效事故,存在一定的可能性会引发安全事故。现在应用优快钻井技术,不仅具备了优快钻头技术优势,同时采用的还是PDC钻头与动力钻头共同驱动的双钻头模式,进一步保证了钻井作业的稳定性,有效的降低了失效问题发生可能性[1]。与此同时,所用钻具有着更高的要求,是在原有基础上对优快钻具进行了简化设计,粘卡的可能性大大降低,进而使得石油开采的效率明显提升。另外,钻井过程中对钻井液的控制灵活性更强,可始终保持钻井液的状态满足作业要求,这对油气层有着更强的保护,提高了井下作业环境的稳定性与安全性,对于石油开采有着十分重要的影响。

2.周期短

优快钻井技术应用了动力钻具,井深检测能够得到更全面且准确的数据,减小了人工测量的难度,整体工作量降低而效率提升,促使机械运转速度明显提升。并且,动力钻具的使用钻头速度在180r/min以上,而钻盘运转速度始终维持较低状态,对钻井设备造成的影响更小,因此也保持更高的运行效率。另外,根据以往经验可以发现,相比来讲优快钻井技术下的井眼平整度更高,人员操作的难度明显降低,出现问题的可能性大大降低,可以花费更少的时间来完成高质量石油开采工作。

3.低成本

应用优快钻井技术进行海洋石油开采时,所采取的是清水钻进上部稳定低层技术,操作时将部分高粘泵入钻杆来使得清水泥浆携带砂的能力明显提升。以及对于不稳定地层环境,还可以通过盐水钻井液钻进,在使用原油来对井眼进行润滑,同时配合使用适量磺化沥青对泥饼质量进行优化,这样不仅能能够平衡地层坍塌压力,而且大大减少了成本投入。另外,优快钻井技术应用还有一大优势便是搬家快,直接通过封井器进行拆除与安装,且每次只需要针对连接封井器、套管头的升高短节进行拆装,大大提升了工作效率,相应的所需成本也会更少。

二、优快钻井技术应用要点

1.工程概述

以某油田为例,其中1#、2#与3#均为人工吹沙孤岛,可利用的作业空间有限,在一定程度上限制了石油开采作业的实施,具有水平位移长以及井斜大等缺陷。经过现场勘查后确定,浅层承压能力较差,岩体稳定性不足,且伴有疏松易漏的问题。另外,岛体使用面积共6.85hm2,井口间距为4m,共设置钻井数量150个,综合多方条件最终确定使用优快钻井技术。

2.技术应用要点

2.1井口优化与防碰处理

基于地质勘查结果与项目开发需求,综合分析后对区块内各井靶点进行准确锁定,且重点进行井口以及剖面的防碰设计优化。为保证海洋石油开采作业的安全性,需要做好开采环境的营造与维护,对各井防碰段规划进行优化,为后续正式开采打好基础。首先是井口的优选与预留,本次共划分为南、西北与东西三个分区,井口总数量为46,且以南侧分布最为集中。然后后便可进行轨道防碰设计,注意控制同一井组中各井间造斜点选择的合理性,采取交错布置的方式,相互间深度差不得低于30cm。同时选择井口和靶点连线的方向为造斜方位,条件满足的情况下尽量采用二维轨道的方式处理,避免占用太多现场空间,为后期轨道的调整创造有利条件。另外需要注意的是,当井口与靶点连线交叉比较严重时,达不到优化的条件,就需要围绕规定进行防碰绕障设计。其中预造斜方位十分重要,应偏移井口连线方向,确保能够预留足够大的井眼有效距离。确定井口连线,然后选择与其垂直的方向为中心井口预造斜方位。

2.2井丛排和整拖方式

现场钻井施工时,需要在一口井成型后再移动井架到下一口井位置,按照一定顺序作业,避免频繁安装拆卸,既可以提高钻井效率,又能够预防对钻井设备的磨损,延长设备使用寿命。同时按照井丛排+整拖方式来进行拖打、侧移以及随钻固化整套操作,大大提高了对现场空间的利用率,更利于井口装置的集中布置与管理,为钻机高效生产创造条件。

2.3PDC钻头+MWD+螺杆复合钻进技术

(1)玄武岩层

平均可钻性级值5.91级,对应的是中硬到硬质地层。钻井时确定垂深2300m为基点,专业判断井口所处的玄武岩层分布情况,对其特性有一个整体了解。以东北-西南为例进行分析,该区域井周围玄武岩厚度呈现出先增加后减小的趋势,且岩性复杂,层位表现为逐步上移状态。

(2)钻头优选

根据钻井情况可判断,钻头运行无异常,且进尺与设计相符,未出现超量钻以及钻井量不足的情况,机械钻速可保持稳定状态。其中需要注意的是达到馆陶组位置后,相比前期钻头状态出现了明显的恶化趋势,单支钻头的钻进进尺有限,尤其是F312A、F4194T以及F3115三种钻头,钻尽量平均在400m以上[2]。另外,加上操作人员技能水平的差异,不同钻头的实际钻进参数有一定差异,即便均应用同种钻头最终的机械转速也存在明显差异,如表1所示。

表1 不同井眼钻头使用情况

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2.4盐水成膜封堵

综合各钻井施工情况,确认盐水成膜封堵低侵入钻井液应用效果,并对钻井液配方进行调整优化,进一步提高与地层特性的适应性,有效降低玄武岩钻井密度,提高井壁稳定性,预防安全事故的发生。

结束语:

综上所述,优快钻井技术在海洋石油开采中应用具有非常大的优势,在保持较高开采效率的同时,提高作业安全性。当前优快钻井技术已经积累了较多的应用经验,面对良好的发展情境,我们需要继续不断的加深研究,争取进一步提高钻井技术水平。

参考文献:

[1] 程忠.优快钻井技术在海洋石油开采中的应用[J].中国石油和化工标准与质量,2023,43(10):161-163.

[2] 王铁俊.优快钻井技术在海洋石油开采中的应用[J].石化技术,2021,28(10):65-66.