CN108071343A - 深水窄压力窗口井三开次井身结构设计方法 - Google Patents

深水窄压力窗口井三开次井身结构设计方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108071343A
CN108071343A CN201711310166.3A CN201711310166A CN108071343A CN 108071343 A CN108071343 A CN 108071343A CN 201711310166 A CN201711310166 A CN 201711310166A CN 108071343 A CN108071343 A CN 108071343A
Authority
CN
China
Prior art keywords
drill bit
tripping
casing
pierced
opens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201711310166.3A
Other languages
English (en)
Inventor
李中
孙东征
黄熠
李炎军
陈江华
方满宗
吴旭东
郑金龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China National Offshore Oil Corp CNOOC
CNOOC China Ltd Zhanjiang Branch
Original Assignee
China National Offshore Oil Corp CNOOC
CNOOC China Ltd Zhanjiang Branch
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China National Offshore Oil Corp CNOOC, CNOOC China Ltd Zhanjiang Branch filed Critical China National Offshore Oil Corp CNOOC
Priority to CN201711310166.3A priority Critical patent/CN108071343A/zh
Publication of CN108071343A publication Critical patent/CN108071343A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/20—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B23/00—Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/12—Underwater drilling
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/28—Enlarging drilled holes, e.g. by counterboring

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

本发明公开了一种深水窄压力窗口井三开次井身结构设计方法，包括以下步骤：S1、表层：采用钻头和扩眼器钻入，起出钻头后下入壁厚为31.75‑38.1mm的隔水管串至泥面，隔水管串上部接防沉板，然后注入水泥浆固井；S2、一开次：使用钻头钻入，起出钻头后下入一开套管串，一开套管串上部接井口头，井口头座挂在隔水管串的上部，井口头上部连接水下防喷器和上部隔水管，注入水泥浆固井；S3、二开次：使用钻头钻入，起出钻头后，下入二开套管串，二开套管串悬挂于上层套管鞋处，注入水泥浆固井；S4、三开次：使用钻头钻入，钻至目的层后起出钻头，下入壁厚为12.7‑20.24mm的三开套管，注入水泥浆固井。发明解决了常规三开次井身结构安全性不高及成本控制不合理的问题。

Description

深水窄压力窗口井三开次井身结构设计方法
技术领域
本发明属于的石油天然气等资源的钻井工程的技术领域，具体涉及一种深水窄压力窗口井三开次井身结构设计方法。
背景技术
井身结构是指储层以上井段须下入专用套管的层次、深度以及相应的井眼尺寸。井身结构的设计方法，随着区域的地应力大小、地应力方向、坍塌压力大小、破裂压力大小、钻井液性能及钻井工艺方法等因素的不同，设计方法也各不相同。但如果井身结构设计不合理，可能会引起井漏、卡钻、甚至井喷等一系列复杂情况，严重影响钻井时效和钻井安全。
窄压力(密度)窗口是指压差Δp(Δp＝pf(破裂压力)-pp(孔隙压力)或Δp＝pf-pb(坍塌压力))接近、等于或小于循环压耗以及Δp≤0的情况。
钻井过程中，窄压力(密度)窗口井很容易发生复杂情况，一旦发生复杂情况甚至事故时，需要花费大量的人力、物力和财力来进行处理，而且没有好的解决方法，处理效率低，工期长，有时还可能是无效的，往往最终填井侧钻。
目前，国内相关技术中深水传统三开次井身结构为：
钻头程序：Φ914.4mm钻表层，依次为Φ660.4mm钻一开次，Φ444.5mm钻二开次，Φ311.15mm钻三开次。
套管程序：Φ762mm作为隔水管，依次为Φ508mm为一开次套管，Φ339.7mm作为而开次套管，Φ244.5mm作为三开套管。
壁厚程序为：隔水管25.4mm，其余12.7mm。
该井身结构在地质条件不太复杂、海况比较好的地区适用，但在海况恶劣、地质条件复杂的地区并不适应。
上述论述内容目的在于向读者介绍可能与下面将被描述和/或主张的本发明的各个方面相关的技术的各个方面，相信该论述内容有助于为读者提供背景信息，以有利于更好地理解本发明的各个方面，因此，应了解是以这个角度来阅读这些论述，而不是承认现有技术。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术中的不足而提供一种深水窄压力窗口井三开次井身结构设计方法，以解决深水窄压力窗口井常规三开次井身结构易发生复杂情况和钻井成本控制不合理的问题。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
提供一种深水窄压力窗口井三开次井身结构设计方法，包括以下步骤：
S1、表层：采用钻头和扩眼器钻入，钻至泥面以下70-80米后起出钻头，下入壁厚为31.75-38.1mm的隔水管串至泥面，隔水管串上部接防沉板，然后注入水泥浆固井；
S2、一开次：使用钻头钻入，钻至泥面以下600-800m后起出钻头，下入一开套管串，一开套管串上部接井口头，井口头座挂在隔水管串的上部，井口头上部连接水下防喷器和上部隔水管，注入水泥浆固井；
S3、二开次：使用钻头钻入，钻至泥面以下1500-1700m米后起出钻头，下入二开套管串，二开套管串悬挂于上层套管鞋处，注入水泥浆固井；
S4、三开次：使用钻头钻入，钻至目的层后起出钻头，下入壁厚为12.7-20.24mm的三开套管，注入水泥浆固井。
作为进一步的改进，在步骤S1中，采用Φ660.4-711.2mm的三牙轮钻头+Φ863.6-914.4mm的扩眼器钻入，起出钻头后下入外径Φ762-812.8mm，壁厚为31.75-38.1mm的隔水管串至泥面，隔水管串上部接面积为5m*5m的防沉板，然后用内管柱法注入水泥浆固井。
作为进一步的改进，在步骤S2中，使用直径为Φ660.4-711.2mm的钻头钻入，起出钻头后下入外径为Φ508-558.8mm，壁厚为25.4-31.75mm的一开套管串，一开套管串上部接相应尺寸的井口头，用盲替法注入水泥浆固井。
作为进一步的改进，在步骤S3中，使用直径为Φ406.4-444.5mm的钻头钻入，起出钻头后下入外径为Φ339.7-368.3mm，壁厚为12.19-25.4mm的二开套管串，二开套管悬串挂于上层套管鞋以上150m处。
作为进一步的改进，在步骤S4中，使用直径为Φ304.8-311.15mm的钻头钻入，起出钻头后下入外径Φ245-254mm，壁厚为12.7-20.24mm的三开套管。
本发明提供的深水窄压力窗口井三开次井身结构设计方法，与现有技术相比，解决了深水窄压力窗口井常规三开次井身结构安全性不高及成本控制不合理的问题，其有益效果是：
(1)本发明适度增加了隔水管的壁厚，提高了隔水管的强度，有利于抵抗恶劣海流和台风的侵袭；
(2)本发明适度降低了一开次套管的下入深度，有利于二开次井段提前录井，增加了井控作业安全；
(3)本发明适当降低了三开次套管壁厚，有利于节约钻井成本，增加经济效益；
(4)本发明结构简单，操作方便，可在石油钻井领域广泛应用。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是深水窄压力窗口井三开次井身结构的设计方法的步骤框图。
图2是三开次井身结构示意图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
为实施本发明，需要进行特殊尺寸钻头与扩眼器的研制，以及与相应井眼井身结构配套的钻井工具、套管头、固井工具附件及测试工具的研制，具体内容如下：
一、特殊尺寸钻头与扩眼器
①表层采用Φ660.4-711.2mm的三牙轮钻头+Φ863.6-914.4mm的扩眼器；
②一开次采用直径为Φ660.4-711.2mm的三牙轮钻头；
③二开次采用直径为Φ406.4-444.5mm的PDC钻头；
④三开次采用直径为Φ304.8-311.15mm的PDC钻头。
二、特殊尺寸隔水管与套管
①表层隔水管串，外径Φ762-812.8mm，壁厚为31.75-38.1mm；
②一开套管串，外径Φ508-558.8mm，壁厚为25.4-31.75mm；
③二开套管串，外径Φ339.7-368.3mm，壁厚为12.19-25.4mm；
④三开套管，外径Φ245-254mm，壁厚为12.7-20.24mm。
本发明可以使用的钻头和套管的类型有很多，但是一般情况下，使用钻头为三牙轮、PDC钻头、扩眼器等，使用套管有内外加厚或减厚类型，扣型为表层隔水管采用D-90/MT，一开套管采用S-60/MT，二开套管采用BTC扣，三开采用VAM TOP扣。
本发明的深水窄压力窗口井三开次井身结构设计方法步骤如图1所示，三开次井身结构如图2所示，具体如下：
S1、表层：首次开钻采用直径Φ660.4-711.2mm的三牙轮钻头+Φ863.6-914.4mm的扩眼器(位于钻头上部0.5m处)；待钻至泥面以下70-80米后起出钻头，下入外径Φ762-812.8mm、壁厚为31.75-38.1mm的隔水管串1至泥面，隔水管串上部接面积为5m*5m的防沉板，封住上部不稳定、垮塌、漏失井段，为下一步施工提供井眼通道并为下一步施工提供井口装置的安装支撑。然后下入内管柱，用内管柱法注入水泥浆固井；
S2、一开次：使用直径为Φ660.4-711.2mm的钻头钻入，钻至泥面以下600-800m后起出钻头，下入外径为Φ508-558.8mm，壁厚为25.4-31.75mm的一开套管串2，一开套管串上部接相应尺寸的井口头，座挂在隔水管串的上部，井口头上部连接水下防喷器和上部隔水管，封住上部垮塌、漏失、水层井段，为下一步施工提供井眼通道并为下一步施工提供井口装置的安装支撑，用盲替法注入水泥浆3固井；
S3、二开次：使用直径为Φ406.4-444.5mm的钻头钻入，钻至泥面以下1500-1700m米后起出钻头，下入外径为Φ339.7-368.3mm，壁厚为12.19-25.4mm的二开套管串4，用钻杆送二开套管串悬挂于上层套管鞋以上150m左右处，注入水泥浆5固井；
S4、三开次：使用直径为Φ304.8-311.15mm的钻头钻入，钻至次要目的层后起出钻头，下入外径Φ245-254mm，壁厚为12.7-20.24mm的三开套管6，注入水泥浆7固井。
本发明在充分考虑井眼尺寸、套管尺寸满足固井质量要求的前提下，也可以在复杂井段预备了一层套管，实钻中如果遇到没有预测到的困难而无法继续钻进时，可以下一层套管以封隔此复杂层段。当钻遇复杂井段而发生复杂情况时，可以下入非标套管，封隔复杂地层段，可以达到最快速度解决钻进中存在的问题，从而减少井下复杂事故发生率，增加经济效益。
本发明适合于南海西部的陵水海域，在该海域以往井身结构的基础上，考虑到该海域的海洋环境和地质环境，适当增加了隔水管的外径和壁厚，降低了一开次套管的下入深度，并降低了三开次套管的外径，有利于提高作业安全，节约钻井成本。
上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，不能理解为对本发明保护范围的限制。
总之，本发明虽然列举了上述优选实施方式，但是应该说明，虽然本领域的技术人员可以进行各种变化和改型，除非这样的变化和改型偏离了本发明的范围，否则都应该包括在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种深水窄压力窗口井三开次井身结构设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、表层：采用钻头和扩眼器钻入，钻至泥面以下70-80米后起出钻头，下入壁厚为31.75-38.1mm的隔水管串至泥面，隔水管串上部接防沉板，然后注入水泥浆固井；
S2、一开次：使用钻头钻入，钻至泥面以下600-800m后起出钻头，下入一开套管串，一开套管串上部接井口头，井口头座挂在隔水管串的上部，井口头上部连接水下防喷器和上部隔水管，注入水泥浆固井；
S3、二开次：使用钻头钻入，钻至泥面以下1500-1700m米后起出钻头，下入二开套管串，二开套管串悬挂于上层套管鞋处，注入水泥浆固井；
S4、三开次：使用钻头钻入，钻至目的层后起出钻头，下入壁厚为12.7-20.24mm的三开套管，注入水泥浆固井。
2.根据权利要求1所述的深水窄压力窗口井三开次井身结构设计方法，其特征在于：在步骤S1中，采用Φ660.4-711.2mm的三牙轮钻头+Φ863.6-914.4mm的扩眼器钻入，起出钻头后下入外径Φ762-812.8mm，壁厚为31.75-38.1mm的隔水管串至泥面，隔水管串上部接面积为5m*5m的防沉板，然后用内管柱法注入水泥浆固井。
3.根据权利要求2所述的深水窄压力窗口井三开次井身结构设计方法，其特征在于：在步骤S2中，使用直径为Φ660.4-711.2mm的钻头钻入，起出钻头后下入外径为Φ508-558.8mm，壁厚为25.4-31.75mm的一开套管串，一开套管串上部接相应尺寸的井口头，用盲替法注入水泥浆固井。
4.根据权利要求3所述的深水窄压力窗口井三开次井身结构设计方法，其特征在于：在步骤S3中，使用直径为Φ406.4-444.5mm的钻头钻入，起出钻头后下入外径为Φ339.7-368.3mm，壁厚为12.19-25.4mm的二开套管串，二开套管悬串挂于上层套管鞋以上150m处。
5.根据权利要求4所述的深水窄压力窗口井三开次井身结构设计方法，其特征在于：在步骤S4中，使用直径为Φ304.8-311.15mm的钻头钻入，起出钻头后下入外径Φ245-254mm，壁厚为12.7-20.24mm的三开套管。
CN201711310166.3A 2017-12-11 2017-12-11 深水窄压力窗口井三开次井身结构设计方法 Pending CN108071343A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711310166.3A CN108071343A (zh) 2017-12-11 2017-12-11 深水窄压力窗口井三开次井身结构设计方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711310166.3A CN108071343A (zh) 2017-12-11 2017-12-11 深水窄压力窗口井三开次井身结构设计方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108071343A true CN108071343A (zh) 2018-05-25

Family

ID=62158084

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711310166.3A Pending CN108071343A (zh) 2017-12-11 2017-12-11 深水窄压力窗口井三开次井身结构设计方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108071343A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109083596A (zh) * 2018-08-02 2018-12-25 中国海洋石油集团有限公司 深水窄压力窗口井安全钻进方法
CN109322618A (zh) * 2018-10-19 2019-02-12 成都科盛石油科技有限公司 非均质页岩气井储层段完钻方法
CN110630213A (zh) * 2019-09-26 2019-12-31 中石化石油工程技术服务有限公司 一种存在地层侵入体的超深窄间隙尾管固井方法
CN111236858A (zh) * 2020-03-19 2020-06-05 中国石油天然气集团有限公司 一种适用于小井眼钻井的井下钻具及其使用方法
CN114382434A (zh) * 2021-12-22 2022-04-22 中国石油大学(华东) 一种用于深水的表层导管自钻进固井装置及方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
褚道余、张忠强、张灵军等: "《第十届石油钻井院所长会议论文集》", 31 May 2012, 石油工业出版社 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109083596A (zh) * 2018-08-02 2018-12-25 中国海洋石油集团有限公司 深水窄压力窗口井安全钻进方法
CN109322618A (zh) * 2018-10-19 2019-02-12 成都科盛石油科技有限公司 非均质页岩气井储层段完钻方法
CN110630213A (zh) * 2019-09-26 2019-12-31 中石化石油工程技术服务有限公司 一种存在地层侵入体的超深窄间隙尾管固井方法
CN111236858A (zh) * 2020-03-19 2020-06-05 中国石油天然气集团有限公司 一种适用于小井眼钻井的井下钻具及其使用方法
CN114382434A (zh) * 2021-12-22 2022-04-22 中国石油大学(华东) 一种用于深水的表层导管自钻进固井装置及方法
CN114382434B (zh) * 2021-12-22 2023-07-14 中国石油大学(华东) 一种用于深水的表层导管自钻进固井装置及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108071343A (zh) 深水窄压力窗口井三开次井身结构设计方法
CN102140901B (zh) 一种耐高压钻孔密封方法
CN105298463B (zh) 天然气水合物大井眼多分支径向水平井完井方法
US5520247A (en) Method of producing a fluid from an earth formation
CN207048739U (zh) 一种低瓦斯矿井瓦斯地面抽采技术钻井井身结构
CN106285554A (zh) 用于固井阶段的井筒压力控制系统及方法
CN102392677A (zh) 煤层气储盖层立体缝网改造增透技术
CN103835651B (zh) 一种单孔定向钻进局部注浆反井钻井工艺
CN105221129B (zh) 一种水压爆破启裂‑co2携支撑剂压裂的储层增透方法
CN103089306A (zh) 利用枯竭式油气藏建造地下储气库的方法
CN102720528A (zh) 煤矿井下重复脉动水力压裂强化瓦斯抽采方法
CN108361001A (zh) 一种深部天然碱钻井开采分段固井工艺
CN113494265A (zh) 一种二氧化碳地质封存过程中沿废弃井泄漏的封堵方法
CN103711457A (zh) 一种六开次井身结构的设计方法
CN109488370B (zh) 一种井下灰岩探放水钻孔施工方法
CN108049816A (zh) 深水窄压力窗口井四开次井身结构设计方法
CN109372572A (zh) 一种低渗透性煤层瓦斯高效抽采方法
CN108049817A (zh) 深水窄压力窗口井五开次井身结构设计方法
CN107313744A (zh) 一种小导孔注浆加固煤层气井穿越采空区的施工方法
CN108843394A (zh) 盐穴储气库丛式井钻井方法
CN105569602B (zh) 一种油井管外封窜的方法
CN106246104B (zh) 一种二开水平井施工方法
CN101319604B (zh) 一种油井固井用反挤回接密封插头
CN113250617A (zh) 多梯度控压钻井系统
Rupprecht Application of the ground-freezing method to penetrate a sequence of water-bearing and dry formations—three construction cases

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180525