塔里木BZ区块巨厚砾石层钻井提速关键技术

库车前陆盆地BZ构造带在天山强烈抬升地质运动下,第四系至新近系吉迪克组普遍发育巨厚砾石层(BZ8井达6790m),砾石层厚度差异大,分布规律性差,伴有浅层地表水,岩性岩相变化剧烈,砾石成分复杂、胶结致密,抗压程度高(取芯岩样硬度测试,抗压强度高达300MPa),可钻性极差,钻头及提速工具选型困难,机速低,单只钻头进尺少[1],砾石层的钻井周期占了全井开发周期的50%,巨厚砾石层的提速已成为影响该区块勘探开发主要难点。通过对砾石层岩性发育深入分析,结合区块多年来的提速实践,通过钻头优选、扭力冲击器、空气钻井,辅以水力加压器、双摆工具等多种关键技术的应用,逐步总结出了一套适合砾石层的快速钻井技术,并取得阶段性成果。区块砾石层平均机械钻速由1.6m/h提高至2.1m/h,单只钻头平均进尺由126m提高至268m,为区块砾石层提速及全区的勘探开发提供了技术支撑及借鉴。     

库车山前砾岩层钻井提速技术探索

库车山前砾岩层岩石可钻性差,钻井过程中引起钻具憋跳,导致稳定器磨损加速和钻铤的疲劳破坏,严重影响机械钻速和钻井周期。通过对库车山前砾石层空气钻井、涡轮+孕镶钻头、带减震器常规钻具的现场应用情况分析,得出前两种钻井技术在库车山前砾石层可大幅度提高砾岩层钻井速度,但仍具有一定的局限性。空气钻井在地层出水条件下,井壁失稳易引起事故复杂;涡轮+孕镶钻头钻具防斜效果欠佳,钻具磨损严重,钻速慢。随后对两口在砾石层应用液力推动器的钻井实例进行分析,得出此工具可有效延长钻头的使用寿命,提高机械钻速,同时可保护钻具。因此针对库车山前砾岩层的钻进,提出钻井提速措施:二开井段,在地层无出水条件下,首选空气钻井,反之,建议使用液力推力器;进入库车组,砾岩减少,井斜稳定,建议使用涡轮钻井技术;三开井段地层倾角趋于平缓,使用涡轮钻井技术,提高钻井机械钻速,同时带定向接头,控制井身质量。     

巨厚砾石层空气连续循环钻井技术实践与认识

博孜区块巨厚砾石层常规钻井机械钻速低、钻井周期长,分析近年来砾石层提速工艺技术,发现空气连续循环钻井技术是巨厚砾石层提速的一项关键技术。总结目前博孜区块空气连续循环钻井应用实践情况,发现井斜控制与沉砂清理仍然是巨厚砾石层空气连续循环钻井的难点与重点。分析认为影响砾石层井斜控制的主要因素为地层倾角,建议适当放宽井斜控制范围以提升机械钻速;影响沉砂厚度的主要因素为地层成岩性,建议在起下钻、测斜过程中,通过适当延长循环碰撞时间以及改变排量大小,控制沉砂厚度。     

准噶尔盆地南缘巨厚砾石层大尺寸井眼钻井实践

在准噶尔盆地南缘地区,新疆油田2002年钻探的国家级重点探井东湾1井和2003年钻探的高泉1井,解决了上部地层长段砾石层钻井速度偏低的问题,在660.4mm、444.5mm大直径井眼段钻井速度大大高于同一区块邻井,在大尺寸井眼钻井速度创20世纪80年代勘探以来的历史新高.这两口井在大尺寸井眼段钻井的成功主要取决于采用了适合准噶尔盆地南缘地区巨厚砾石层的钻头及钻井参数、防斜打快钻井技术以及钻井液体系.因此有效的控制了井斜,保证携带悬浮岩屑,确保井下安全,提高了钻井速度.其成功经验对于解决传统大直径井眼钻井速度慢技术难题和提高深井、超深井钻井速度上具有深远的意义.     

库车深部复杂砾岩地层PDC钻头优化与应用研究

库车山前克拉苏构造带地质情况复杂,康村组下部—苏维依组地层含大段砾石层,可钻性差,常规PDC钻头不适应该含砾地层。为此,在深入分析了区块含砾地层物性和区块含砾地层PDC钻头失效方式的基础上,有针对性的设计了适合于砾石层的PDC钻头。通过采用耐磨性和抗冲击性较好的φ16mm切削齿,中等布齿密度、肩部和鼻部双排齿设计,冠部形状采用浅锥和中等抛面长度设计,保证钻头具有较好的攻击性和抗冲击性。优化设计出的φ333.4mm PDC钻头在KS和DB区块进行了现场应用,直接钻穿吉迪克组含砾地层,与邻井同层段钻井数据相比,KS区块钻头单只进尺和机械钻速分别提高194.02%和182.25%,DB区块钻头单只进尺和机械钻速分别提高329.5%和216%。试验结果表明,设计的PDC钻头在该区块砾石层中使用效果良好,适合于该地层。     

徐深21空气钻井实践与认识

徐深21井是大庆第一口空气钻井，钻井目的是提高徐深21井泉二段及其以下非储气层的钻井速度，探索空气钻井条件下的井眼稳定情况，寻找提高大庆油田深层机械钻速的新工艺新技术。该井在钻探过程中采用了空气钻井技术，选择合理的注空气量和井控技术进行欠平衡钻进，大幅度提高了钻井速度，缩短了钻井周期，初步形成了适合于大庆长垣东部深井提速的新工艺新技术。同时，介绍了徐深21空气钻井的主要设备、工艺流程以及在空气钻井过程中出现的问题和解决办法，对空气钻井现场作业具有很好的实用性和指导意义。     

空气钻井选井分析

近年来,由于空气钻井工艺在技术和经济上的优势而在国内大范围试验应用,但是,作为一项新技术,其本身还具有很多的局限性,在实际使用中暴露出很多问题.通过对空气钻井现场施工过程中遇到的问题进行总结,提出了如何选择空气钻井井段,以及在实施空气钻井过程中遇到那些问题需要转换成常规钻井液钻井方式,对现场空气钻井施工具有参考价值.     

新型大直径孕镶金刚石全面钻头助力塔里木油田勘探开发提速提效

正不久前,由中国地质调查局北京探矿工程研究所研发的新型大直径孕镶金刚石全面钻头,在新疆塔里木油田博孜1区块102-4井砾岩层的全面钻进中取得重要突破,单只钻头进尺达到300m,有力支撑该区块油气勘探提速提效。博孜区块油气井设计井深均超6000m,上部为巨厚砾石层,厚度超2000 m,可钻性差,机械钻速低。针对地层特点,探矿工程所技术人员从胎体配方、刀翼结构、流道布置及耐高温钻头制造工艺等方面开展攻关,创新研发出新型大直径孕镶金刚石全面钻头,并在博孜102-4井匹配高速涡轮成功进行     

射孔孔眼内砾石填充对井内压降的影响

对砾石充填实际作业中的已知的工艺进行机理研究和分析,利用一维物理模拟实验装置对井筒附近的压降进行了模拟,验证了射孔孔眼内的压降是井筒附近压降的主要部分;同时模拟了射孔孔眼中砾石填充层被地层砂侵入、破坏,形成砂-砾混合带的过程进行了模拟,测量了不同地层砂粒度、不同砾石填充度下射孔孔眼内的压降、渗透率的变化数据,分析了地层砂侵入射孔孔眼内的砾石层后,造成砾石充填井产能降低的机理。     

山丹马场长山子矿区复杂地层综合钻探技术

对于煤田钻探中遇到的第四系巨厚卵砾石层松散、坍塌、掉块、漏失,煤系地层构造复杂、裂隙发育、漏失严重,部分层段岩石致密坚硬、复杂难钻、效率低下等复杂地层问题,需要应用综合钻探技术进行施工。通过对不同地层采用不同钻进、护壁堵漏方法及施工技术措施的阐述,提出了几种可以提高钻效、降低成本的方法。     

鄂尔多斯盆地杭锦旗地区J58井区盒一段甜点储层特征及主控因素

一直以来,鄂尔多斯盆地杭锦旗地区二叠系下石盒子组一段(盒一段)致密砂岩气甜点储层的特征及主控因素不明确,制约着此地区天然气的产能。本文综合运用岩芯观察、铸体薄片、压汞实验及测井资料等方法,对鄂尔多斯盆地杭锦旗地区J58井区盒一段致密高产储层的岩石学特征、储层物性、沉积相及成岩作用进行研究,识别并划分研究区盒一段有利区沉积-成岩相类型,建立测井响应特征与沉积成岩相之间对应关系模式,探讨J58井区沉积微相控制型甜点发育规律及主控因素。结果表明,杭锦旗地区储层在整体致密的背景下仍发育较多甜点区; 高产气区岩性以岩屑砂岩和岩屑石英砂岩为主,颗粒大、分选好,原始沉积环境以水动力强的三角洲-辫状河为主; 甜点区主要受控于沉积相,甜点储层主要发育在高能沉积相带和有利的成岩作用相带,甜点储层的预测与评价集中在中弱压实-岩屑溶蚀成岩相和高能心滩沉积微相叠合区。     

伊拉克东巴油田复杂地层钻井液技术对策研究

EBS油田位于伊拉克中部巴格达省,二开主要岩性上部泥岩发育,下步膏盐层发育,易发生盐溶,石膏层缩径,存在卡钻风险。三开页岩发育,且地层胶结不好,极易剥落掉块,甚至井塌。从区块初期施工井来看,井塌风险最为严重,直井页岩段剥落掉块严重;S2区块水平井定向段发生两次井塌,最终改为直井。通过从改善钻井液的封堵性能和液柱压力入手,进行研究,对现用的钻井液体系进行改进,并提出相应对策,建议先从小角度定向井开始,逐步摸清该区块定向井页岩的坍塌压力,降低施工风险。     

川西坳陷邛西须二气藏储层特征及控制因素

川西坳陷邛西地区须家河组二段是研究区天然气的主要产层,通过对该区研究层段岩石学特征、储集空间类型、物性特征、孔喉结构特征、储层类型和控制因素等进行系统研究,其结果表明：须二段储集岩类型主要以砂岩为主,储集空间类型以孔隙为主,裂缝次之,其平均基质孔隙度为3．44％,平均渗透率为0．036×10-3μm-3,为典型的低孔隙度一低渗透率储层．本次研究还指出了该区研究层段有效储层厚度平面分布有利区,即邛西4井至邛西10井井区和邛西6井至邛西16井井区．储层发育的控制因素是沉积相、成岩作用和裂缝,其中沉积相控制着储层砂岩体的形态、规模、粒度、矿物成分等方面,成岩作用则通过压实作用、胶结作用、溶蚀作用等方面控制着储层的发育,而构造裂缝主要起渗流通道的作用．     

松散漂卵砾石地层钻进护壁技术方法探讨

在新疆某砂岩铀矿床西部河谷段工艺钻孔施工中,第四系松散漂卵砾石地层经常出现掉块、坍塌和卡钻等孔内事故,严重影响工程进度和工程质量。为此,在分析漂卵砾石层掉块、坍塌原因的基础上,对泥浆工艺、钻进方法进行改进,改进后,事故率从28%下降至12%,事故处理成功率从14.3%上升至80%,取得了良好的效果。     

鄂尔多斯盆地南部煤系地层中致密砂岩成岩作用及储层特征研究

通过观察鄂尔多斯煤系地层的镜下薄片,以苏里格地区山西组1段与石盒子组8段为例,对盆地南部煤系地层中致密砂岩的储层特征及成岩作用进行研究,结果表明成岩作用对储层特征具有重要影响。研究区主要岩石类型为岩屑石英砂岩,成岩作用类型主要是压实作用、胶结作用、溶蚀作用等,结合区域成岩演化序列,认为研究层段已经进入到中成岩阶段B期。通过对砂岩的储层物性参数进行对比分析,发现不同的成岩作用对储层物性特征有不同的影响作用,压实作用、压溶作用及胶结作用在成岩作用早期破坏了储层孔隙结构,使储集物性变差,进入成岩作用中期之后,溶蚀作用开始产生次生孔隙,储层物性得到改善。      

巨厚黄土塬地区三维地震勘探试验方法探讨

巨厚黄土塬区地震勘探历来是地震勘探的难点。充分、系统的试验是解决黄土塬区野外数据采集问题的重要前提和保证。结合实例,对巨厚黄土塬区三维地震试验方法进行了探讨,提出了深井、小药量、多井组合激发,低频或数字化检波器接收,以提高信噪比;加大接收排列、提高覆盖次数,以改善剖面品质。为巨厚黄土塬区开展地震勘探提供了一定的借鉴。     

鄂西地区页岩气地质调查鄂建地4井钻井技术

为查明鄂西页岩气勘查区域地层层序、地质参数,揭示地层含油气性特征,中国地质调查局在湖北省建始县部署了一口大口径页岩气地质调查井——鄂建地4井,完钻井深2026 m。针对卵砾石层、承压水层、致斜地层等复杂地层难钻进和坍塌掉块等井下复杂频现难题,通过钻头优选、钻具组合优化、多类型钻井液体系配制等措施,形成了卵砾石层优快钻进和防斜复合钻进技术;针对涌漏并存,从通井、下套管、固井施工工艺等方面细化技术措施,实现了“穿鞋戴帽”固井,为后续油气开发、井筒完整性等创造了有利条件。该井形成的系列技术方法可为鄂西地区未来油气钻井施工提供有益经验。     

扎那诺尔油田679井井漏处理分析及应对方案探讨

扎那诺尔油田是中油股份阿克纠宾油气公司开发较早的一个区块,该区块下二叠系孔古阶组中下部地层存在巨厚盐岩层,部分井在盐层中间夹含若干段发育的塑性蠕动泥岩层;南区KT-1储层天然气较为活跃,地层压力比北区高,地层裂缝发育,溢漏同层,极易出现先漏后喷的复杂情况。中哈长城钻井公司2003年4024井在钻至井深2690m和2798m处先后出现2次井漏,2798m处的井漏直接导致天然气上窜,险些酿成井控事故;近年东方公司的5094、5081井都在该区块发生严重的井漏现象。     

苏77-5-8H井大斜度穿煤层安全钻井技术

苏77-5-8H井为苏里格气田苏77区块第一口利用水平井提高山23组开发效益的大斜度穿煤层水平井,目的层山23储集砂岩上部发育厚度25～30 m的碳质泥岩和煤层段,由于煤系地层的特殊性,钻进过程中易坍塌,且煤系地层正好处于入靶前的造斜井段,钻井施工难度大、风险高。在分析了煤层井壁稳定机理基础上,针对苏77区块地层特性和水平井钻井施工的难点,分析了该井主要技术难点,重点从井眼轨迹轨道设计优化、轨迹控制及施工技术措施和钻井液技术等方面对该井安全技术进行了全面的介绍,为今后同类井钻井提供可参考的经验。     

霍邱庆发矿业张家夏楼铁矿井筒冻结法施工探讨

针对霍邱庆发张家夏楼铁矿井筒表土段巨厚粘土层,在确保冻结壁稳定的前提下,施工中表土段上部不片帮、下部尽量少挖冻土,以加快建井速度;同时在节理和裂隙较发育、岩石破碎的强风化岩层造孔过程中,采取了防漏浆、掉块及卡钻等措施,确保了钻孔质量和速度。对冻结方案设计、冻结造孔技术、冻结施工监测、监控等进行了说明,并对冻结段施工提出了合理化建议。