垂钻提速工具的设计与试验分析

海拉尔、方正地区普遍存在地层倾角大、井斜严重等问题,一般都采用轻压吊打或引进国外垂直钻井系统等方式纠斜,为了降低钻井成本,设计了两种机械式垂钻提速工具,经多次试验验证,这两种方式均能实现井斜方位识别、井斜角度判断和纠斜等原理动作,通过对各自工具的优缺点总结分析,为易斜区块提速工具的设计优化起到指导作用。     

Power-V垂直钻井系统在大庆油田方403井的应用分析

为了解决大庆外围探区方正区块下部大倾角地层井斜控制与提高机械钻速、缩短钻井周期的矛盾,在方正区块方403井试验了Schlumber公司Power-V垂直钻井系统,在纠斜,防斜上取得了成功,减少了下螺杆钻具纠斜的起下钻次数,缩短了钻井周期,并且全井未发生钻具事故,达到了安全、快速钻井的目的。为钻井持续提速又找到了新的有效手段。     

哈萨克斯坦科扎萨伊油田优快钻井技术

哈萨克斯坦科扎萨伊油田钻井地质环境复杂,储层位于盐下,钻遇的地层层系多,地层性质差异大,具多套压力系统。钻井过程中发生地层漏失、坍塌、掉块及盐膏层蠕变等复杂情况,严重影响了钻井时效和钻井安全。针对这些技术难题,开展了油田井身结构、井身质量、提速潜力、高效钻头等分析与优化,提出了预弯曲钻具高倾角地层井斜控制技术、混合钻头减震提速技术,以及PDC-孕镶块复合钻头高研磨性地层提速技术。现场应用取得了较好的效果,平均机械钻速提高50%以上,钻井周期缩短28%。     

国产自动垂直钻井系统在鸭K1-1H井的试验应用

玉门油田鸭K区块第三系地层,自然方位稳定,地层倾角大,地层易斜,用常规钻井方式即使轻压吊打也满足不了井身质量控制要求。在对比国产和国外自动垂直钻井系统基础上,在鸭K1-1H试验应用国产自动垂直钻井系统工具,井斜控制在1.1°以内,释放了钻压,同比邻井机速提高71%。该井的成功试验,为区块防斜打快找到新的技术手段,也为国产自动垂直钻井系统实现工业化打下了坚实的基础。     

准噶尔盆地南缘钻井技术进展、难点及对策

准噶尔盆地南缘前陆冲断带油气资源丰富,高探1井的发现展现了南缘下组合勘探的巨大潜力。针对高陡构造,安集海河组强水敏/强塑性地层等钻井难点,通过垂直钻井、油基钻井液和高效PDC钻头等技术,逐步形成了有针对性的中上组合防斜打快安全钻井技术体系。南缘下组合钻完井依然面临着地层压力精细预测及井身结构合理设计难度大,安全密度窗口窄高密度、大温差、窄间隙、窄窗口固井等难题。需通过开展地层压力精细预测技术研究,采用动态井身结构技术、精细控压钻完井技术和抗高温、高密度大温差水泥浆体系,提高南缘钻井的成功率。     

旋转导向系统POWER-V钻井技术应用简介

在山前高陡构造等复杂地层垂直钻井工程中,由于地层自然造斜效应的影响,井斜问题十分严重,成为长期以来制约山前高陡构造等易斜地层油气资源勘探开发进程的一大技术瓶颈,也是自旋转钻井应用于石油工业以来的百年技术难题之一.为了适应复杂地质条件下深井垂直钻井防斜打快的市场需求,斯伦贝谢公司推出了旋转导向系统Power-V,使得钻柱在旋转钻进过程中实现过去只有传统泥浆马达才能实现的准确增斜、稳斜、降斜或者纠方位功能,可以在一定井深和井眼尺寸范围内有效控制井斜变化,并达到比较理想的机械速度.POWER-V工具是实现山前高陡构造地层防斜打直和快速钻井的有效技术之一.     

彭州气田PZ115井钻井提速配套技术

为解决龙门山前彭州气田钻井中上部地层气体钻井提速技术受限、易井斜,中部须家河组与小塘子组地层研磨性强、可钻性差,下部雷口坡组地层较破碎、易阻卡、易漏,以及机械钻速低、钻井周期长等难题,通过分析龙门山前彭州气田地质资料和地层特点,在PZ115井中开展了优化井身结构、水力加压器、垂直钻井技术、PDC钻头优选技术、高效钻井液技术、扭力冲击器等钻井提速配套技术的研究与运用,实现了安全快速钻井,平均机械钻速2.62 m/h,钻井周期265.75 d,与区块前期钻井周期最短井YS1井相比,钻井深度增加454 m,平均机械钻速提高24.17%,钻井周期减少了17.42 d,创川西地区雷四段气藏为目的井中钻深最深和钻井周期最短纪录。研究结果表明,PZ115井钻井提速配套技术可为彭州气田后续钻井提速增效提供借鉴。     

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。     

方正地区防斜打快技术研究与应用

针对方正地区地层倾角大、自然造斜率高、钻井速度慢、钻进周期长等特点,绘制井斜高发区域及层位,明确最易发生井斜地层为宝一段与新乌组,通过优选防斜、纠斜钻具组合及相应的钻进参数,同时结合复合钻进和垂直钻井系统,形成一套方正地区易斜地层的防斜打快方法,对于提高钻井速度,缩短钻井周期具有重要的指导意义。     

防斜打快技术在长深10井的试验应用

长深10井是部署在松辽盆地南部长岭断陷乾安洼陷带新立火山岩顶面构造高部位上的一口风险探井,在本井施工过程中进行了?311.2mm井眼登娄库地层螺杆加PDC钻头复合钻井、?215.9mm井眼气体钻井、水包油钻井液欠平衡钻井、光钻铤大钻压防斜打快技术等防斜提速试验,取得了较好效果。对长深10井防斜提速试验效果进行了分析总结,为长深区块深井、超深井防斜提速积累了宝贵经验。     

准噶尔盆地中部1区钻井优化设计研究

围绕钻井工程设计优化展开研究,论述了准噶尔盆地中部1区井身结构优化过程,提出了井身结构优化方案;建立了该区岩石可钻性剖面,结合钻头使用效果评价,推荐了钻头选型方案;介绍了该区钻井液体系优选及使用情况。形成了准噶尔盆地中部1区钻井设计优化方案,提出了后续研究方向。     

鄂尔多斯盆地延川南区块煤层气低成本高效钻井技术

鄂尔多斯盆地有着丰富的煤层气资源,区块内前期钻井过程中普遍存在一定的井漏,不仅造成钻井液材料的浪费,同时还增加了钻井工程成本,降低了钻井效率。参数井采用水源、煤田类地质钻机实践证明能够满足勘探要求,但钻井效率低下,车载式钻机在煤层气勘探开发中能够在很大程度上提升煤层气勘探开发效益,可以在延川南区块进行先导性试验。排采试验井组采用丛式井钻井方式,不仅可以节约钻井工程成本11.42%,同时还便于后期的排采管理和管道集输。     

几种防斜技术在宣页1井的试验应用

宣页1井是一口评价页岩气资源潜力的探井,设计垂深2570 m,该井主要钻遇中古生界地层,岩性致密,可钻性极值达8~10级,地层倾角45°左右。在分析塔式钻具、偏心钻具、复合钻进、垂直钻井等防斜技术防斜机理的基础上,重点介绍了各种防斜技术在该井试验应用试验情况,并针对各种防斜技术的应用效果进行了评价。     

准噶尔盆地南缘下-中侏罗统层序地层格架与聚煤规律

应用层序地层学方法,基于对勘探资料以及古生物、地表露头剖面等的分析,将准噶尔盆地南缘下-中侏罗统划分为5个3级层序,并以地层叠置样式、岩性、岩相的变化,细分出低位、湖侵和高位体系域,在连井剖面层序对比的基础上建立了下-中侏罗统层序地层格架。识别出下-中侏罗统主要发育扇三角洲、三角洲、湖泊、沼泽等主要相类型,系统分析了沉积相的构成、演化与分布规律,明确了经典层序格架下的聚煤作用特征。认为层序构型控制了煤层的垂向分布,煤层主要发育在低位末期和高位初期,沉积环境控制了煤层的横向展布。     

高原生态脆弱区钻探技术体系综合研究与示范

高原生态脆弱区若尔盖铀矿田是我国四大基本类型铀矿田之一,地处高原藏区、生态脆弱、山高坡陡,地层为灰岩、硅灰岩及碳质板岩交互,区内断裂构造发育,岩层产状陡,孔内漏失、垮塌、水敏缩径及孔斜并存,导致取心率低、钻进效率低、质量差。解决若尔盖钻探技术难题是一项系统工程,从改善孔内安全、提高钻进效率、改善施工质量、减少钻机搬迁及提高搬迁效率等方面集成创新、综合治理,形成一套适合若尔盖复杂地层的综合钻探技术体系,在西部高原及深孔复杂地层钻进具有示范与推广作用。     

HH12P103水平井优快钻井技术

HH12P103井是中石化华北分公司在鄂尔多斯盆地天环坳陷南端部署的一口评价井,井型为水平井。该井钻遇地层复杂,在环河有盐层,安定组和直罗组掉块严重容易卡钻,延安组还有煤层,水平段钻遇泥岩夹层,容易剥落;钻井过程中出现坍塌、漏失、井斜。针对这些地质复杂情况和钻井难点,在施工过程中优化钻具组合,使用单弯螺杆和MWD组合防斜,水平段带扶正器;工艺措施上尽量勤调整,但是每次少量调整,保证了井眼轨迹圆滑性;同时,施工过程中及时调整好泥浆性能,不间断使用三级固控设备,使用150目的振动筛,及时清除泥浆中的有害固相,保证井眼清洁,降低了摩阻和扭矩,从而提高了机械钻速。     

旋流喷嘴钻头在NP32-3646井的现场应用分析

南堡32-3646井是一口四开三段制定向井,设计井深5798 m。3864~4265 m(井斜29.18°的稳斜段)试验了五刀翼旋流喷嘴PDC钻头(主切削齿直径16 mm,3个11 mm常规水眼和4个18 mm旋流喷射水眼)。针对深井超深井钻进中常采用的相对较高的钻井液密度和粘度,不利于提高钻头破岩效率的问题,在系统介绍旋转射流发生机理和破岩机理的基础上,对NP32-3646井五刀翼旋流喷嘴PDC钻头现场应用情况进行了分析。试验结果表明,旋转射流因具有切向、轴向和径向三维速度,可在高粘钻井液条件下更好地改善井底清岩效果,并通过剪切、冲蚀、拉伸和磨削等多种方式实现辅助破岩,从而提高钻井效率。试验钻头进尺401 m,平均机械钻速4.45 m/h,可较好地满足现场钻进需要,具有良好的推广应用前景。     

DP6水平井φ311.15mm井眼侧钻技术探

DP6井是华北分公司在大牛地气田布置的一口长水平段水平井。该井设计造斜点井深2510.00 m,在φ311.15 mm井眼内以平均4.85°/30 m的增斜率增斜钻进至A靶点,增斜钻进至井深3033.05 m时钻穿目的层至下部煤层。为了实现钻井目标,避免煤层坍塌的风险,决定采取上调靶点垂深、填井侧钻的补救处理措施。文章结合老井眼实钻轨迹情况,对侧钻工艺、侧钻点的选择、侧钻井眼轨迹调整、高井斜侧钻技术难点及采取的相应技术措施等进行了分析,对侧钻钻具组合、侧钻施工情况等进行了介绍。该井的成功侧钻为以后同类大井眼侧钻提供了现场经验。     

鲁页参1井钻井液技术

鲁页参1井钻遇地层复杂,水敏地层造浆严重,二叠系地层坍塌掉块,出现卡钻事故,导致钻井施工进度慢,风险大。针对钻井施工中存在的技术难题,开展了一系列的技术攻关,确定了一开和二开以及取心段的钻井液体系,形成了一整套钻井液技术和工程技术措施。实践表明,该套钻井液体系解决了鲁页参1井钻井中出现的坍塌、掉块等难题,减少了井下故障的发生,提高了钻进速度,建井周期明显缩短,为以后的钻井施工提供了技术支持。     

掘进巷道顶板岩层随钻识别研究

为了在巷道掘进过程中随时识别顶板岩层,提出一种通过检测锚杆钻机液压系统的压力和流量来探测巷道顶板岩层的方法;推导出顶板岩层随钻探测的钻进参数计算公式;研制了顶板岩层随钻识别试验系统,并将随钻识别试验数据与单轴抗压强度试验数据进行比较分析。研究表明:1)当检测到锚杆钻机液压系统中的压力和流量发生阶跃响应或脉冲响应时,可以判断钻头通过了顶板岩层分界面或软弱夹层;2)实验测得钻头穿过软弱夹层时,钻进速度的最大值与最小值之比为12.4,表明钻进速度在几种钻进参数中是最敏感的;3)通过检测锚杆钻机液压系统的压力和流量可以推算出顶板各岩层强度和层位。