苏203井区储气库水平井优化钻井设计

发布时间：2017-08-24 15:27

  本文关键词：苏203井区储气库水平井优化钻井设计

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【摘要】：陕甘宁大气田是西气东输的主力气源,研究建设地下储气库对于国家天然气能源的战略储备有重要意义。苏203井区100×108m3/a储气库是长庆油田储气库的重要组成部分,储层是马家沟组马五5段气层,属于低压油气藏储气层。苏203-6-9H是第一口先导实验井,主要为开展水平井注采试验,确定水平井在该区生产能力。本文通过分析已钻的长庆油田储气库的先期评价井的井史,研究出了钻储气库水平井的关键技术。并分析苏203-6-9H井在钻井过程中的问题,做出以下研究,给出优化的钻井工程设计:(1)根据苏203井区的地层的复杂性,结合周围已钻井的实际情况,苏203-6-9H井井身结构应采用四开井。通过对抽吸压力系数、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进行计算,来确定各开次的套管下深,重点是确定水平段的长度。(2)优化对比选择合理的井眼轨道。在满足地质设计和注采工艺的前提下,应用非线性数学规划理论,建立以非线性状态方程为主要约束条件的目标控制模型。根据苏203井区地质条件及水平段钻进方向结合小幅度构造、地层厚度和气层纵向分布等因素,设计出水平井井眼轨道。通过计算每条水平井井眼轨道的井眼长度以及不同工况下摩阻扭矩的大小,确定最优的轨道。(3)根据井身结构和钻达地层的特性,分别对直井段、造斜段和水平段进行优选钻具组合,提高了井眼轨迹的控制能力。(4)通过分析该区块已钻井的录井数据,分析岩石抵抗钻头钻进和破岩的能力,优选出合适的钻头。(5)考虑到苏203井区储气库水平井长水平段储层压力系数低,容易漏失,且容易受到污染,泥岩夹层吸水膨胀,极易造成井塌,优选长水平段钻井液体系,保证该井段储层保护和储层防漏堵漏关键技术的施工。(6)分析已有钻井的水力参数和钻井泵的工作参数,研究出合适的水力参数配套方案,从而使井底净化效果最优,机械钻速最高。本文通过对苏203-6-9H井现场施工的各种参数进行现场优化,研究和总结出储气库水平井钻井技术,最后得出适用于该地区的优化钻井参数。对于后续的苏203-7-9H、苏203-6-10H1、苏203-6-10H2等储气库水平井作业提供技术支持。
【关键词】：长庆油田 苏203井区 储气库 井眼轨道 轨迹控制 钻头优选 水平井
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE243
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-12
• 1.1 研究的目的和意义9
• 1.2 储气库研究的现状9-10
• 1.2.1 国外储气库研究的现状9-10
• 1.2.2 国内储气库研究的现状10
• 1.2.3 苏203井区储气库钻探现状10
• 1.3 主要研究内容10-12
• 第2章 井身结构与轨道剖面优化12-26
• 2.1 苏203井区地质概况12-14
• 2.1.1 构造概况12
• 2.1.2 地质分层12-14
• 2.2 井身结构的确定14-15
• 2.3 靶前距和造斜点的确定15-16
• 2.4 井身剖面优化设计16-21
• 2.4.1“双增”式井眼轨道设计17-19
• 2.4.2“三增”式井眼轨道设计19-21
• 2.5 苏 20369H井井身结构和剖面优化设计21-26
• 第3章 井眼轨迹控制技术研究26-45
• 3.1 井眼轨道控制原理26-31
• 3.1.1 井底钻具组合力学分析26-27
• 3.1.2 钻头侧向力的计算27-30
• 3.1.3 螺杆钻具造斜能力分析30-31
• 3.2 直井段防斜打直技术研究31-40
• 3.2.1 塔式钻具组合防斜效果分析31-33
• 3.2.2 单稳定器钟摆钻具防斜效果分析33-36
• 3.2.3 双稳定器钟摆钻具防斜效果分析36-40
• 3.3 斜井段井眼轨迹控制技术研究40-41
• 3.3.1 造斜段钻具组合分析40
• 3.3.2 斜井段主要控制要点40-41
• 3.4 水平段控制技术研究41-42
• 3.4.1 水平段主要控制要点41
• 3.4.2 水力振荡器的应用41-42
• 3.5 苏 20369H井钻具组合优选42-45
• 第4章 钻头优选45-52
• 4.1 苏203井区地层可钻性分析45-46
• 4.2 主因子分析法进行钻头优选46-52
• 4.2.1 主因子分析法原理46-50
• 4.2.2 主因子分析法钻头优选结果50-52
• 第5章 水平段钻井液体系优选52-54
• 5.1 储层伤害机理分析52-53
• 5.2 无土相低伤害酸溶暂堵钻井液体系53-54
• 第6章 水力参数优化设计54-64
• 6.1 水力参数优化设计的基本原理和步骤55-62
• 6.1.1 钻井液流型和钻井液的流变参数的确定55
• 6.1.2 计算最小排量55-57
• 6.1.3 钻井泵型号选择57
• 6.1.4 不同井深下循环压耗的计算57-59
• 6.1.5 确定临界井深59
• 6.1.6 最优排量的确定59-60
• 6.1.7 计算钻头的喷嘴总面积60-61
• 6.1.8 计算各项水力参数61-62
• 6.2 钻井水力参数设计62-64
• 6.2.1 设计的水平井排量62
• 6.2.2 钻井水力参数设计62-64
• 第7章 结论64-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-69
• 个人简介69-70

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