小井眼钻井技术是继水平井之后,在上世纪八十年代后期兴起的又一热点技术。由于小井眼钻井技术具有良好的经济效益和社会效益,各国的钻井承包商和石油公司正对小井眼钻井技术进行进一步的研究和推广应用工作。特别是进入21世纪以来,随着油气生产费用的提高,以及石油工程领域不断向边远地区扩展和钻井工艺技术水平的提高,小井眼井开采油气的优越性更加明显。近年来,国外公司为了配合小井眼钻井,开发和研制了一系列适合小井眼钻井的配套设备,主要集中在钻头及马达、固井、井控、取心、小井眼水平钻井等方面。研究发展的小井眼先进技术归纳起来有:带有顶部驱动的小井眼钻机;井下动力钻具;采用井控专家系统控制和预防井喷;采用连续取心钻机进行小井眼取心作业,采用高强度固定齿的新型钻头等。目前小井眼钻井技术已比较成熟,工具设备配套齐全,已有可用于76.2mm(3in)井眼的钻井工具,以及多种连续取心钻机和混合型钻机,主要集中在美国Amoco公司、BakerHughes公司、Nabors工业公司和英国BP公司等。截至目前,世界上已钻成小井眼井上万口,最大垂直井深超过 6000m。 我国加入WTO以来,加速了与世界市场接轨的步伐,石油企业失去国家的保障,不可避免的受到了国际石油市场油价的影响和冲击。一方面,我国油气资源丰富但勘探程度低,寻找新储量的勘探任务重,而一些老油田和主力油田相继进入了高含水开发的中后期阶段,产量处于下降趋势。小井眼钻井技术的出现,为新区的勘探提供了一种经济而又方便的勘探手段,同时,小井眼对于老井的侧钻和老井的再钻以及油田区块的滚动开发来说,都不失为一种经济有效的手段。另一方面,我国现今的探明储量中有大量的低渗油田和较小的边际油藏,例如长庆油田发现的许多油田区块的渗透率很低,大庆油田的周边地区也存在这许多的小型的油藏,这些区块以常规钻井开发不能取得预期的经济效益,由于小井眼钻井成本的降低,使得这些地区的开发成为可能,大大的增加了我国石油的可采储量。最后一方面,由于国际油价的竞争而进口的石油品种和数量越来越多,冲击了国内的石油市场,使得我国的石油工业面临着严峻的考验。面对这些挑战,就要求我们以最低的投入获得最高的利润,降低勘探成本,降低开发成本,降低钻井成本,提高探井成功率,提高油气井的产量,提高采收率,这是我们提高竞争力的唯一出路。 借鉴国外石油公司在小井眼钻井方面的成功经验,结合我国的具体情况,积极的开展小井眼技术的研究并逐步推广应用,大幅度降低钻井成本,这样才可能使得我国石油工业的勘探开发取得突破性的进展,并在国际市场上具备较强的竞争能力。此外,我国人口众多,土地资源贫乏,钻井占地和环境污染问题日益突出,小井眼钻井无疑会缓解这方面的矛盾。因此小井眼钻井在我国将会有广阔的应用前景。 近年来,国内各油田开始重视和研究小井眼钻井技术。小尺寸 PDC、TSD 及金刚石钻头已在我国大部分油田推广应用。随着我国小井眼钻井井数的增多,小井眼早期井涌预警、检测技术也越来越受到重视。在钻井液和完井液技术上,国内各油田根据各自地层特征进行了专项研究,其体系配方基本能够达到安全钻进和保护油气层的目的。国内不少学者在小井眼水力学方面也做了很多工作,但大多数是对国外模式的修正。大庆油田完成的 287 口井,在其平均井深比全部 开发井的平均井深多129.4m 的情况下,平均机械钻速基本持平,平均钻机月速却提高了7.17%,获得的效益非常明显。胜利油田、中原油田小井眼套管开窗定向侧钻技术已步入了大规模的应用阶段。新疆油田和大港油田在深层(>4000m)成功地钻成了部分小井眼井。 本文是立足中原油田客观实际,对小井眼钻井技术工艺展开的研究。该油田是一个典型的复杂断块构造油气田,存在井深度大、高温、高压、高盐等客观条件,并且受盐层“塑性流动”和地应力、矿化度等诸多因素的影响,随着油田开发时间的延长,井况逐渐恶化。井况的恶化破坏了注采井网,影响了增产、增注措施的实施,造成储量和产量损失。同时,随着注水开发的不断深入,开发和稳产更加困难。针对上述情况,中原油田开展了51/2"套管开窗侧钻技术,即小井眼钻井施工,达到了遏制井况恶化、挖掘剩余资源、节约投资、提高原油产量的目的。