川西水平井钻井关键工艺技术研究

发布时间：2020-07-10 18:15

【摘要】：水平井钻井技术是提高单井产量,降低油田开发成本最主要技术措施。随着水平井技术的发展,特别是水平井轨迹控制技术的提高,石油勘探、开发部门为了以最少的投资获得最佳的开发效果,对水平井的施工提出了越来越高的要求。川西地区地层复杂,纵向上气层众多且异常高压,钻井过程中存在井身结构设计困难、机械钻速低、钻井周期长,在施工中还普遍存在着井壁稳定性差、井壁易坍塌、钻柱摩阻扭矩大、水平段阻卡严重、套管下入困难、固井质量难以保证等诸多工程技术难题,严重制约了川西地区的勘探开发。随着川西地区开发的加速,水平井钻井技术研究已成为当前重要任务之一。针对川西地区水平井钻井过程中遇到的诸多难题,结合目前水平井技术发展状况,本文通过对水平井井壁稳定、水平井摩阻扭矩分析理论、套管安全下入理论进行了研究。论文在地层孔隙压力预测、地应力、岩石力学参数预测的基础上,采用弹性力学理论,建立了水平井井壁应力计算模型,结合岩石破坏准则,预测了水平井地层破裂压力和地层坍塌压力,分析了井斜角和方位角对水平井地层破裂压力和坍塌压力的影响,确定了地层安全钻井液密度窗口；采用弹性力学理论,推导了三维井眼内钻柱摩阻、扭矩预测模型,分析了川西地区典型水平井不同工况下井口大钩载荷和扭矩,校核了不同工况下钻柱的强度。论文推导了带有多个刚性扶正器的套管柱在弯曲井眼中通过的最大井眼曲率,分析了井眼直径、刚性扶正器外径、套管尺寸、套管串结构等因素对套管下入可行性的影响。在理论研究的基础上,对川西地区XC构造水平井进行了跟踪分析,分析了井斜角、方位角对XC构造地层坍塌压力和地层破裂压力的影响,为水平井钻井液密度的选择以及水平段方位的选择提供了依据；设计了XC构造典型水平井的井眼轨迹,采用摩阻扭矩分析方法优化了钻柱结构；分析了X21-1H井生产套管下入可行性性,并采用实钻数据对计算结果进行了验证。论文的研究成果对川西水平井优化设计、提高川西水平井整体钻井工艺技术水平具有重要的借鉴作用。
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE243

【参考文献】

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本文编号：2749279