CN110359844A - 一种井身结构获取方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种井身结构获取方法，属于石油开发领域。所述方法包括：导管：下入Φ812.8mm套管坐入地层至第一预设深度；一开：用Φ711.2mm钻头通过Φ812.8mm套管钻至第二预设深度，下入Φ609.6mm套管，固井，并安装井口装置；二开：用Φ558.8mm钻头钻至第三预设深度，下入Φ473.1mm套管，固井；三开：用Φ425.45mm钻头钻至第四预设深度，下入Φ339.7mm套管，固井；四开：用Φ269.9mm钻头+Φ374.65mm扩眼器钻至第五预设深度，悬挂Φ298.45mm套管，固井；五开：用Φ241.3mm钻头+Φ311.2mm扩眼器钻至第六预设深度，悬挂Φ244.5mm套管，固井并回接至井口；六开：用Φ215.9mm钻头钻达目的层，悬挂Φ177.8mm尾管，固井。利用该方法获得的井身结构，所得井眼稳定，且钻井过程稳定可控，提高了钻井风险掌控的能力，保障施工安全。

Description

一种井身结构获取方法
技术领域
本发明涉及石油开发领域，特别涉及一种井身结构获取方法。
背景技术
对于石油天然气高产区块，为满足后期油气生产井眼稳定和采油气管柱尺寸的要求，需要采用Φ177.8mm大尺寸套管完井。所以，有必要针对该大尺寸套管完井来提供一种井身结构。
现有技术常用的井身结构设计方法为常规井身结构设计方法和非常规的井身结构设计方法。其中，常规井身结构上部套管尺寸普遍偏大，井内管柱负荷大，给钻井提速和钻井安全带来一定的隐患，为满足生产需求，不得不采用裸眼完井，存在井壁易塌陷的风险。而非常规井身结构通过减少上下开次钻头尺寸，一定程度可以减少上部各开次套管尺寸，但是面临着环空间隙偏小的问题，造成循环压耗大，容易压漏地层，固井容易产生气窜和水泥环较薄，固井质量不好。
基于上述可知，为了使井眼稳定，且钻井过程可控，提供一种新型的井身结构的获取方法是十分必要的。
发明内容
本发明实施例提供了一种井身结构获取方法，可解决上述技术问题。具体技术方案如下：
一种井身结构的获取方法，所述获取方法包括：
导管：下入Φ812.8mm套管坐入表层稳固地层至第一预设深度；
一开：使用Φ711.2mm钻头通过Φ812.8mm套管钻入至第二预设深度，下入Φ609.6mm套管，固井，并安装井口装置；
二开：使用Φ558.8mm钻头钻入至第三预设深度，下入Φ473.1mm套管，固井；
三开：使用Φ425.45mm钻头钻入至第四预设深度，下入Φ339.7mm套管，固井；
四开：使用Φ269.9mm钻头+Φ374.65mm扩眼器钻入至第五预设深度，悬挂Φ298.45mm套管，固井；
五开：使用Φ241.3mm钻头+Φ311.2mm扩眼器钻入至第六预设深度，悬挂Φ244.5mm套管，固井并回接至井口；
六开：使用Φ215.9mm钻头钻达目的层，悬挂Φ177.8mm尾管，固井。
在一种可能实现的方式中，所述第一预设深度为15-25m。
在一种可能实现的方式中，所述第二预设深度为450-550m。
在一种可能实现的方式中，所述第三预设深度为800-1000m。
在一种可能实现的方式中，所述第四预设深度为2000-3000m。
在一种可能实现的方式中，所述第五预设深度为3200-3900m。
在一种可能实现的方式中，所述Φ339.7mm套管与所述Φ298.45mm套管之间的重合段长度为150-200m。
在一种可能实现的方式中，所述第六预设深度为4000-4500m。
在一种可能实现的方式中，所述Φ298.45mm套管与所述Φ244.5mm套管之间的重合段长度为150-200m。
在一种可能实现的方式中，所述第七预设深度所在位置处于油气层底部。
在一种可能实现的方式中，所述Φ244.5mm套管与所述Φ177.8mm尾管之间的重合段长度为150-200m。
在一种可能实现的方式中，相邻两个套管之间的环形间隙的径向宽度为19.05mm-50.8mm。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明实施例通过上述方法，对井身下入导管，即下入Φ812.8mm套管坐入表层稳固地层第一预设深度，为一开钻进时将钻井液引导至钻井液循环装置。一开：使用Φ711.2mm钻头钻入至第二预设深度，下入Φ609.6mm套管，注入水泥固井，封固上部松软地层和砾岩漏失层，为下一步施工提供井眼通道和提供井口装置的安装支撑。安装井口装置，保证表层套管具有足够能力悬挂技术套管。二开：使用Φ558.8mm钻头钻入至第三预设深度，下入Φ473.1mm套管，注入水泥固井，封固因污水和岩屑回注产生的高压区。三开：使用Φ425.45mm钻头钻入至第四预设深度，下入Φ339.7mm套管，注入水泥固井，封固上部易垮塌的泥页岩层。四开：使用Φ269.9mm钻头+Φ374.65mm扩眼器钻入至第五预设深度，悬挂Φ298.45mm套管，注入水泥固井，封固下部的高压层，五开：使用Φ241.3mm钻头+Φ311.2mm扩眼器钻入至第六预设深度，悬挂Φ244.5mm套管，固井并回接至井口，封固漏失层，为钻开油气层做好准备。六开：使用Φ215.9mm钻头钻达目的层，悬挂Φ177.8mm尾管，注入水泥固井，封隔油气水层，建立油气通道。上述方法在获得井身结构时，所得井眼稳定，且钻井过程稳定可控，提高了钻井风险掌控的能力，保障施工安全。
此外，通过上述方法获取的井身结构，通过优化钻头尺寸并配合使用扩眼工具，解决了常规井身结构井眼尺寸过大的矛盾，减少了事故复杂的几率，提高了应对复杂风险的能力，复杂时效由五开时的34.67％降至六开的19.28％；解决了开发生产过程中井眼不稳定的问题；根据地层的压力和体系等因素确定钻头钻入深度和下入的套管数，提高了机械钻速，缩短了钻井周期，降低了钻井成本；提高了钻井风险掌控的能力，保障施工安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种井身结构的获取方法示意图；
附图标记分别表示：
M1-Φ711.2mm钻头，
M2-Φ558.8mm钻头，
M3-Φ425.45mm钻头，
M4-Φ269.9mm钻头，
M5-Φ241.3mm钻头，
M6-Φ215.9mm钻头，
N1-Φ374.65mm扩眼器，
N2-Φ311.2mm扩眼器，
H1-Φ609.6mm套管，
H2-Φ473.1mm套管，
H3-Φ339.7mm套管，
H4-Φ298.45mm套管，
H5-Φ244.5mm套管，
H6-Φ177.8mm尾管。
具体实施方式
除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
结合附图1，本发明实施例提供了一种井身结构的获取方法，该获取方法包括：
导管：下入Φ812.8mm套管坐入表层稳固地层至第一预设深度。
一开：使用Φ711.2mm钻头M1通过所述Φ812.8mm套管钻入至第二预设深度，下入Φ609.6mm套管H1，固井，并安装井口装置。
二开：使用Φ558.8mm钻头M2钻入至第三预设深度，下入Φ473.1mm套管H2，固井。
三开：使用Φ425.45mm钻头M3钻入至第四预设深度，下入Φ339.7mm套管H3，固井。
四开、使用Φ269.9mm钻头M4+Φ374.65mm扩眼器N1钻入至第五预设深度，悬挂Φ298.45mm套管H4，固井。
五开、使用Φ241.3mm钻头M5+Φ311.2mm扩眼器N2钻入至第六预设深度，悬挂Φ244.5mm套管H5，固井并回接至井口。
六开、使用Φ215.9mm钻头M6钻达目的层，悬挂Φ177.8mm尾管H6，固井。
本发明实施例通过上述方法，对井身下入导管，即下入Φ812.8mm套管坐入表层稳固地层第一预设深度，为一开钻进时将钻井液引导至钻井液循环装置。一开：使用Φ711.2mm钻头M1钻入至第二预设深度，下入Φ609.6mm套管H1，注入水泥固井，封固上部松软地层和砾岩漏失层，为下一步施工提供井眼通道和提供井口装置的安装支撑。安装井口装置，保证表层套管具有足够能力悬挂技术套管。二开：使用Φ558.8mm钻头M2钻入至第三预设深度，下入Φ473.1mm套管H2，注入水泥固井，封固因污水和岩屑回注产生的高压区。三开：使用Φ425.45mm钻头M3钻入至第四预设深度，下入Φ339.7mm套管H3，注入水泥固井，封固上部易垮塌的泥页岩层。四开：使用Φ269.9mm钻头M4+Φ374.65mm扩眼器N1钻入至第五预设深度，悬挂Φ298.45mm套管H4，注入水泥固井，封固下部的高压层，五开：使用Φ241.3mm钻头M5+Φ311.2mm扩眼器N2钻入至第六预设深度，悬挂Φ244.5mm套管H5，固井并回接至井口，封固漏失层，为钻开油气层做好准备。六开：使用Φ215.9mm钻头M6钻达目的层，悬挂Φ177.8mm尾管H6，注入水泥固井，封隔油气水层，建立油气通道。上述方法在获得井身结构时，所得井眼稳定，且钻井过程稳定可控，提高了钻井风险掌控的能力，保障施工安全。
此外，通过上述方法获取的井身结构，通过优化钻头尺寸并配合使用扩眼工具，解决了常规井身结构井眼尺寸过大的矛盾，减少了事故复杂的几率，提高了应对复杂风险的能力，复杂时效由五开时的34.67％降至六开的19.28％；解决了开发生产过程中井眼不稳定的问题；根据地层的压力和体系等因素确定钻头钻入深度和下入的套管数，提高了机械钻速，缩短了钻井周期，降低了钻井成本；提高了钻井风险掌控的能力，保障施工安全。
以下就上述获取方法分别进行概述：
如附图1所示，对于导管过程来说，下入Φ812.8mm套管坐入表层稳固地层至第一预设深度，为一开钻进时将钻井液引导至钻井液循环装置。其中，该第一预设深度为15-25m，例如，可以为15m、20m、25m等。
如附图1所示，对于一开过程来说，使用Φ711.2mm钻头M1钻入至第二预设深度，下入Φ609.6mm套管H1，注入水泥固井，封固上部松软地层和砾岩漏失层，为下一步施工提供井眼通道和提供井口装置的安装支撑。安装井口装置，保证表层套管具有足够能力悬挂技术套管。其中，固井时将固井水泥注入井身一开套管和导管的环形间隙，以达到封闭地层中气体和水分以及固定一开套管的目的，封固因污水和岩屑回注产生的高压区。固井水泥返至地面。其中，该第二预设深度为450-550m，例如，可以为：450m、500m、550m等。
如附图1所示，对于二开过程来说，使用Φ558.8mm钻头M2钻入至第三预设深度，下入Φ473.1mm套管H2。注入水泥固井，将水泥注入上述二开套管和一开套管的环形间隙之间，以封固因污水和岩屑回注产生的高压区，固井水泥返至地面。其中，第三预设深度为800-1000m，例如，可以为800m、850m、900m、950m、1000m等。本层管套的特点是邻区污水回注产生当量密度1.85g/cm3的高压，井控的安全风险比较高，可以为下一开开次安全钻进提供保障。
如附图1所示，对于三开过程来说，使用Φ425.45mm钻头M3钻入至第四预设深度，下入Φ339.7mm套管H3。注入水泥固井，将水泥注入上述三开套管和二开套管的环形间隙之间，以达到封固上部垮塌的泥页岩层，稳固井身的效果，。固井水泥返至地面。其中，第四预设深度为2000-3000m，例如，可以为2000m、2300m、2560m、2650m、3000m等。本井段钻遇的地层特点是含有大段易垮塌的泥页岩段，地层稳定性差。
如附图1所示，对于四开过程来说，使用Φ269.9mm钻头M4+Φ374.65mm扩眼器N1钻入至第五预设深度，悬挂Φ298.45mm套管H4，确保Φ298.45mm套管H4和Φ339.7mm套管H3重合段150-200m。例如，150m、170m、190m、200m等。注入水泥固井，将水泥注入上述四开悬挂套管和三开套管重合段环形间隙之间，以封固下部的高压层。其中，悬挂套管通过悬挂器悬挂在上一开次套管上，固井水泥返至悬挂器。其中，第五预设深度为3200-3900mm，例如，可以为3200m、3400m、3560m、3750m、3900m等。
进一步的，钻头通过管柱和扩眼器连接，当下面钻头钻进时，通过加压，上面扩眼器同时扩眼，修复井壁。并且随钻扩眼器的需要选用液压扩张式扩眼工具，扩孔井径稳定，适应性强，工具稳定性良好，对钻具组合的影响较小。本井段非正常压力系统，地层压力高，为下一开次漏失层安全钻进提供保障。
如附图1所示，对于五开过程来说，使用Φ241.3mm钻头M5+Φ311.2mm扩眼器N2钻入至第六预设深度，悬挂Φ244.5mm套管H5，其中，悬挂套管通过悬挂器悬挂在上一开次套管上。确保Φ244.5mm套管H5与Φ298.45mm套管H4进行重合，重合段长度为150-200m。例如，可以为150m、160m、180m、200m等。固井并回接至井口，固井时，在上述五开悬挂套管和四开悬挂套管重合段环形间隙之间注入水泥固井，封固漏失层，为钻开油气层做好准备。其中，第六预设深度为4000-4500m。例如，4000m、4015m、4300m、4500m等。固井水泥返至上层套管鞋以上150m。
如附图1所示，对于六开过程来说，使用Φ215.9mm钻头M6钻达目的层，悬挂Φ177.8mm尾管H6，其中，悬挂尾管通过悬挂器悬挂在上一开次套管上。确保Φ244.5mm套管H5和Φ177.8mm尾管H6重合段150-200m。例如，150m、170m、190m、200m等。在上述五开悬挂套管和六开悬挂尾管重合段环形间隙之间，注入水泥固井，封隔油气水层，建立油气通道。进一步的，目的层指油气层。
进一步的，如附图1所示，为了保证固井对环空间隙的要求，解决窄间隙套管固井质量难以保证的问题，Φ609.6mm套管H1和Φ473.1mm套管H2之间；Φ473.1mm套管H2和Φ339.7mm套管H3之间；Φ339.7mm套管H3和Φ298.45mm套管H4和之间；Φ298.45mm套管H4和Φ244.5mm套管H5之间；Φ244.5mm套管H5和Φ177.8mm尾管H6之间的环形间隙的径向宽度为19.05mm-50.8mm。示例的，环空间隙径向宽度可以为19.05mm、20.05mm、21.1mm、30.1mm、35.05mm、40.05mm、45.8mm、50.8mm等。
本领域技术人员可以理解的是，上述的“Φ”均表示直径。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种井身结构的获取方法，其特征在于，所述获取方法包括：
导管：下入Φ812.8mm套管坐入表层稳固地层至第一预设深度；
一开：使用Φ711.2mm钻头(M1)通过所述Φ812.8mm套管钻入至第二预设深度，下入Φ609.6mm套管(H1)，固井，并安装井口装置；
二开：使用Φ558.8mm钻头(M2)钻入至第三预设深度，下入Φ473.1mm套管(H2)，固井；
三开：使用Φ425.45mm钻头(M3)钻入至第四预设深度，下入Φ339.7mm套管(H3)，固井；
四开：使用Φ269.9mm钻头(M4)+Φ374.65mm扩眼器(N1)钻入至第五预设深度，悬挂Φ298.45mm套管(H4)，固井；
五开：使用Φ241.3mm钻头(M5)+Φ311.2mm扩眼器(N2)钻入至第六预设深度，悬挂Φ244.5mm套管(H5)，固井并回接至井口；
六开：使用Φ215.9mm钻头(M6)钻达目的层，悬挂Φ177.8mm尾管(H6)，固井。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一预设深度为15-25m。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二预设深度为450-550m。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第三预设深度为800-1000m。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第四预设深度为2000-3000m。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第五预设深度为3200-3900m。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述Φ339.7mm套管与所述Φ298.45mm套管之间的重合段长度为150-200m。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第六预设深度为4000-4500m。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述Φ298.45mm套管与所述Φ244.5mm套管之间的重合段长度为150-200m。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第七预设深度所在位置处于油气层底部。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述Φ244.5mm套管与所述Φ177.8mm尾管之间的重合段长度为150-200m。
12.根据权利要求1-11任一项所述的方法，其特征在于，相邻两个套管之间的环形间隙的径向宽度为19.05mm-50.8mm。
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邹灵战等: "龙岗地区复杂压力层系下非常规井身结构设计与应用 ", 《石油学报》 *
郑有成等: "再论采用非常规套管程序改进深井超深井井身结构设计 ", 《钻采工艺》 *

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