深水窄压力窗口井四开次井身结构设计方法技术

本发明专利技术公开了一种深水窄压力窗口井四开次井身结构设计方法，包括以下步骤：S1、表层：采用牙轮钻头喷射钻进，边钻进的同时边下隔水管并进行防转固定；S2、一开次：喷射钻完表层并下完隔水管后，用该牙轮钻头钻进至泥面以下600‑700m，起钻完，下入外径为Φ508‑533.4mm，壁厚为28.575mm的一开套管，注入水泥浆固井；S3、二开次：用偏心钻具钻至泥面以下1500‑1700m米后起出钻头，下入二开套管,注入水泥浆固井；S4、三开次：使用钻头钻至泥面以下2400‑2500m米后起出钻头，下入三开套管，注入水泥浆固井；S5、四开次：使用钻头钻至目的层后起出钻头，转入完井作业。本发明专利技术解决了常规四开次井身结构安全性不高及成本控制不合理的问题。

【技术实现步骤摘要】
深水窄压力窗口井四开次井身结构设计方法
本专利技术属于的石油天然气等资源的钻井工程的
，具体涉及一种深水窄压力窗口井四开次井身结构设计方法。
技术介绍
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。国内深水传统四开次井身结构为：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，Φ215.9mm钻四开次。套管程序：Φ762mm作为隔水管，依次为Φ508mm为一开次套管，Φ339.7mm作为二开次套管，Φ244.5mm作为三开套管，四开次通常不下套管。壁厚程序为：隔水管Φ25.4mm，其余12.7mm。该方案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，且该方法不利于深水钻井成本的控制。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/或主张的本专利技术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专利技术的各个方面，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。
技术实现思路
本专利技术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四开次井身结构设计方法，以解决深水窄压力窗口井常规四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。本专利技术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四开次井身结构设计方法，包括以下步骤：S1、表层：采用牙轮钻头喷射钻进，边钻进的同时边下隔水管并进行防转固定；S2、一开次：喷射钻完表层并下完隔水管后，用该牙轮钻头钻进至泥面以下600-700m，起钻完，下入外径为Φ508-533.4mm，壁厚为28.575mm的一开套管，注入水泥浆固井；S3、二开次：用偏心钻具钻至泥面以下1500-1700m米后起出钻头，下入二开套管,注入水泥浆固井；S4、三开次：使用钻头钻至泥面以下2400-2500m米后起出钻头，下入三开套管，注入水泥浆固井；S5、四开次：使用钻头钻至目的层后起出钻头，转入完井作业。作为进一步的改进，在步骤S1中，采用Φ660.4-685.8mm的三牙轮钻头喷射钻进，边钻进的同时边下901.1-914.4mm，壁厚为34.925-38.1mm的隔水管并进行防转固定。作为进一步的改进，在步骤S2中，下入内管柱，用内管柱法注入水泥浆固井。作为进一步的改进，在步骤S3中，用最大可钻井眼直径为Φ457.2mm的偏心钻具，钻Φ457.2mm井眼，起出钻头后下入外径为Φ406.4mm，壁厚为23.1-25.4mm的二开套管。作为进一步的改进，在步骤S4中，使用直径为Φ311.15-330.2mm的钻头钻入，起出钻头后下入外径为Φ245-254mm，壁厚为19.05-23.1mm的三开套管。作为进一步的改进，在步骤S5中，使用直径为Φ203.2-215.9mm的钻头钻入。本专利技术提供的深水窄压力窗口井四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四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)本专利技术表层采用喷射钻进，且边钻边下隔水管并防转固定，从而省去了一趟起下钻具的时间、一趟下入隔水管的时间和一次固井作业的时间；(2)二开次增加了套管外径，增加了二开次井眼支撑井壁的能力，有利于下套管循环时，环空返速的提高，有利于扩大后续井眼的尺寸。(3)二开采用套管悬挂技术，即利用套管悬挂器将二开套管悬挂于表层套管内，减少了套管的用量，有利于成本的节省。(4)本专利技术结构简单，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专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，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四开次井身结构的设计方法的步骤框图。图2是四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专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本专利技术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。为实施本专利技术，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、特殊尺寸钻头与偏心钻具①表层采用Φ660.4-685.8mm的三牙轮钻头，喷射钻进；②一开次采用直径为Φ660.4-685.8mm的三牙轮钻头，旋转钻进；③二开次用最大可钻井眼直径为Φ457.2mm的偏心钻具，旋转钻进；④三开次使用直径为Φ311.15-330.2mm的PDC钻头，旋转钻进；⑤四开次使用直径为Φ203.2-215.9mm的PDC钻头，旋转钻进。二、特殊尺寸隔水管与套管①隔水管，外径901.1-914.4mm，壁厚为34.925-38.1mm；②一开套管，外径为Φ508-533.4mm，壁厚为28.575mm；③二开套管，外径为Φ406.4mm，壁厚为23.1-25.4mm；④三开套管，外径为Φ245-254mm，壁厚为19.05-23.1mm。本专利技术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、和偏心钻具等，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VAMTOP扣。本专利技术的深水窄压力窗口井四开次井身结构设计方法步骤如图1所示，四开次井身结构如图2所示，具体如下：S1、表层：首次开钻采用Φ660.4-685.8mm的三牙轮钻头喷射钻进，边钻进的同时边下901.1-914.4mm，壁厚为34.925-38.1mm的隔水管1并进行防转固定，封住上部不稳定、易垮塌、易漏失井段，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，无需固井；S2、一开次：喷射完表层并下完隔水管后，用该Φ660.4-685.8mm的三牙轮钻头钻进至泥面以下600-700m，起钻完，下入外径为Φ508-533.4mm，壁厚为28.575mm的一开套管2，然后下入内管柱，用内管柱法注入水泥浆3固井，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；S3、二开次：用最大可钻井眼直径为Φ457.2mm的偏心钻具，钻Φ457.2mm井眼至泥面以下1500-1700m米后起出钻头，下入外径为Φ406.4mm，壁厚为23.1-25.4mm的二开套管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种深水窄压力窗口井四开次井身结构设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、表层：采用牙轮钻头喷射钻进，边钻进的同时边下隔水管并进行防转固定；S2、一开次：喷射钻完表层并下完隔水管后，用该牙轮钻头钻进至泥面以下600‑700m，起钻完，下入外径为Φ508‑533.4mm，壁厚为28.575mm的一开套管，注入水泥浆固井；S3、二开次：用偏心钻具钻至泥面以下1500‑1700m米后起出钻头，下入二开套管,注入水泥浆固井；S4、三开次：使用钻头钻至泥面以下2400‑2500m米后起出钻头，下入三开套管，注入水泥浆固井；S5、四开次：使用钻头钻至目的层后起出钻头，转入完井作业。

【技术特征摘要】
1.一种深水窄压力窗口井四开次井身结构设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、表层：采用牙轮钻头喷射钻进，边钻进的同时边下隔水管并进行防转固定；S2、一开次：喷射钻完表层并下完隔水管后，用该牙轮钻头钻进至泥面以下600-700m，起钻完，下入外径为Φ508-533.4mm，壁厚为28.575mm的一开套管，注入水泥浆固井；S3、二开次：用偏心钻具钻至泥面以下1500-1700m米后起出钻头，下入二开套管,注入水泥浆固井；S4、三开次：使用钻头钻至泥面以下2400-2500m米后起出钻头，下入三开套管，注入水泥浆固井；S5、四开次：使用钻头钻至目的层后起出钻头，转入完井作业。2.根据权利要求1所述的深水窄压力窗口井四开次井身结构设计方法，其特征在于：在步骤S1中，采用Φ660.4-685.8mm的三牙轮钻头喷射钻进，边钻进的同时边下901.1-914.4mm，壁厚为34...

【专利技术属性】
技术研发人员：李中，孙东征，黄熠，王尔钧，何连，方满宗，吴旭东，田野，徐一龙，
申请(专利权)人：中国海洋石油集团有限公司，中海石油中国有限公司湛江分公司，
类型：发明
国别省市：北京,11