欠平衡钻井设备配套技术的探讨

前平衡钻井技术在油气层勘探和开发方面正发挥着越来越重要的作用[1],因此,它的的应用和发展越来越受到人们的重视,欠平衡钻井设备配套技术也相应地得到迅猛发展。在保护储层、防止井漏、雏持井壁稳定、快速进足等方面均不同程度地取得了优良效果。在欠平衡钻井作业中,设备是基础。优良、配套的设备装置是钻井作业顺利进行的保证。作者结合欠平衡钻井现场作业情况,较为系统地介绍了全套空气欠平衡钻井设备、装置的性能厦作用,并对欠平衡钻井钻井设备配套技术提出了认识。     

充气欠平衡钻井液技术在DP4井水平段的应用

DP4井是中石化华北分公司在鄂尔多斯盆地大牛地气田布置的一口充气欠平衡水平井,该井目的层为盒1段,地层压系数较低,压力系数范围0．83—0．99（平均0．93）,为了有效保护气层,DP4井水平段全过程采用了充气欠平衡钻井工艺技术。欠平衡钻井工艺采用充气钻井液技术,通过该工艺在DP4井的实施,在盒1气层保护上取得较大成功。主要介绍了充气欠平衡钻井液技术的技术工艺、实施过程和现场实施情况,并对充气欠平衡钻井液技术在该井实施效果进行了分析评价。     

麦盖提区块钻井关键技术研究及应用

塔里木盆地麦盖提地区异常地应力发育、古近系盐膏层易蠕变挤毁套管、二叠系火山岩钻井速度慢、古生界地层岩性复杂钻头选型难、三开井眼井壁稳定性差、奥陶系裂缝性地层涌漏风险高,为此开展了断裂带异常地应力分布规律、井身结构优化、高效破岩工具研制、刀翼式孕镶钻头研发、井壁稳定高效钻井液、欠平衡钻井等关键技术研究,提出了非常规井身结构优化设计系列,研制了高效破岩工具和刀翼式孕镶金刚石钻头,研发了高效抑制性防塌钻井液体系。在此基础上形成了钻井提速配套技术系列,完钻井平均机械钻速提高17.89%,钻井周期缩短34.55%。     

硅酸钾钻井液在页岩气水平井中的可行性研究

页岩气开发以水平井为主,由于页岩地层裂缝与层理发育,在长水平段钻井过程中极易发生垮塌等井眼稳定问题,同时还有携岩、摩阻等一系列问题;大量的研究工作表明,硅酸盐钻井液的抑制性是较为接近油基钻井液体系的,但其能否用于页岩气水平井的钻井过程中是值得探讨的。本文在对硅酸盐钻井液体系及页岩稳定分析的基础上,建立了一套硅酸钾钻井液体系,该钻井液体系除了具有良好的抑制性能以外,更具有较低的滤失量(高温高压滤失量＜6 mL),并且流变性易于控制,润滑性好,分析认为该体系能够满足页岩气水平井钻井的要求。     

全过程欠平衡水平井在大庆油田的应用

南扶273-平253井是大庆油田一口重点实验井,采用全过程欠平衡技术钻进,钻探目的层位是F15油层。在全过程欠平衡钻井作业过程中,通过井下套管阀开关,保证井底始终处于欠平衡状态,成功地进行了欠平衡钻进、不压井起下钻等作业,有效地保护了储层。介绍了应用于该井的全过程欠平衡技术、井眼轨迹控制技术、设备选择以及现场出现过的问题和解决方法等。     

气体钻井转水基钻井条件下泥页岩水侵规律

运用数学模型和实验模拟,开展了针对气体钻井转水基钻井条件下泥页岩近井壁地带的水侵规律研究.通过数学模型对该条件下的水侵过程进行模拟,得到了泥页岩近井壁地带内的含水饱和度和孔隙水(气)压力分布,并依据含水饱和度计算出水侵距离,对水侵范围进行了预测.同时,运用西南石油大学国家重点实验室欠平衡钻井室自主研发的欠平衡钻井多功能...     

低密度水包油钻井液在中原油田水平井的应用

根据低压力储层水平井钻井油气层保护要求,通过室内研究形成了密度在0.89~0.99 g/cm3之间可调,具有良好乳化稳定性和流变性,防塌能力强的低密度水包油钻井液配方。在达平1井等井的现场应用中,水包油钻井液性能稳定,易于维护调节,钻井施工安全快速,能够满足低压水平井近平衡、欠平衡钻井和地质要求,保护储层作用明显,收到了良好的应用效果。     

叶舞凹陷ZKX井深部盐层钻井液技术研究

叶舞凹陷ZKX井位于叶县盐田范围内,该钻探的目的是河南叶舞凹陷盐矿的普查,该井设计井深2630 m,在2000～2400 m连续取心,主要钻遇以泥页岩、砂岩、含盐膏层及盐岩为主的沉积岩地层,钻进过程中存在防塌、护心、井壁稳定等方面的问题和难点。针对ZKX井的钻井难点,在钻井液体系优化的基础上,根据不同地层分别采用了防塌钻井液体系、欠饱和盐水钻井液体系和饱和盐水钻井液体系,解决了水敏性泥页岩钻进的防塌及盐岩地层连续取心的钻井液技术难点,探索出了一套适用于盐膏层取心钻进的低成本钻井液技术思路。     

低固相高润滑双聚钻井液体系在地热井施工中的应用

在河南省兰考地区地热井施工中,二开井段深度超过1500 m,采用普通膨润土钻井液体系无法满足地热井施工及对含水层保护的要求,且容易造成卡钻事故。为了解决生产实际问题,研究设计了一种地热井施工用低固相高润滑双聚钻井液体系,通过现场4口井中的应用,钻井过程顺利,有效解决了井眼携砂能力不强、泥岩地层井壁不稳定、砂岩地层失水量大、泥皮厚等问题,4口井均未发生任何井下复杂情况和事故,说明该钻井液体系对兰考地区地层的适应性较好,能够满足该地区钻井工程的需要,对兰考地区地热井施工具有很好的指导意义。     

液体黄原胶水包油钻井液研究

水包油钻井液作为一种深井低密度欠平衡钻井液流体,适用于低压低渗透地层的施工。通过调研国内外低密度水包油钻井液的发展状况,进行液体黄原胶水包油钻井液的室内试验。根据钻井液体系的不同,将试验分为5组,试验研究了液体黄原胶不同添加量对各组钻井液体系乳化性和流变性的影响。试验结果表明,随着液体黄原胶量的增加,各钻井液体系乳化性逐渐变好,流变性能得到了改善。通过对试验结果的分析,优选出聚磺水包油钻井液体系配方,该体系润滑性比较好,现场施工工艺较为简单;优选出低密度充气钻井液体系配方,该体系适用于欠平衡压力钻井,能够有效地保护储层。     

大口径瓦斯地质孔钻探技术

运用非平衡钻探工艺理论，对煤矿瓦斯地层进行大口径钻孔的钻探，使目标层富集的高压瓦斯经抽放后得到释压，确保煤矿安全生产。在针对小构造带形成的角砾岩、松散煤层、不稳定地层等瓦斯地质条件下，采用中压风作为冲洗介质进行钻探中所存在的问题，重新设计了新型的钻具级配、正反向一体化钻头等，并且对风介质的排渣机理进行了阐述和分析。同时，就实践中遇到的问题和解决方法进行了总结。     

钻井泥浆冷却技术发展现状与新型泥浆冷却系统的研究

在中高温地热钻井、深部油气钻井、冻土带钻井及天然气水合物钻井中,钻井泥浆冷却技术是钻井工艺中的关键技术之一。适当的井内循环泥浆温度是钻井作业安全快速进行的保证,根据泥浆冷却冷源获得方式的不同,将钻井泥浆冷却技术分为高温泥浆冷却技术和低温泥浆冷却技术。分别论述了在中高温地热钻井和深部油气钻井中采用的高温泥浆冷却技术,以及在冻土带和天然气水合物钻井中采用的低温泥浆冷却技术,并针对我国在低温泥浆冷却技术领域的现状,介绍了一种新型钻井泥浆冷却系统。     

极地深部冰层取心钻探孔壁水压致裂研究

为了维护极地深部冰层取心钻探工作中钻孔的稳定,避免孔内事故的发生,冰层孔壁的水压致裂问题是亟待解决的重要科学问题之一。本文在深入分析国内外冰层钻探资料的基础上,结合冰盖动力学相关理论,计算得出了钻孔所在区域冰层的密度、温度及内部应力随深度的变化规律。在此基础上,结合油气资源勘探水力压裂技术与冰层钻进钻井液等相关理论,建立了合理的孔壁压差计算方法,深入探讨了适用于深部冰层钻探孔壁水压致裂机理。研制了冰层钻孔水压致裂模拟实验装置,可分析研究不同围压条件下冰样的脆性变形机理。结合我国Dome A深冰心钻探工程实际,提出钻孔可能发生水压致裂的深度区域及孔壁所需的起始裂纹长度判定,以期为后续的安全高效冰层钻进提供重要的理论依据。     

羌塘盆地天然气水合物钻探试验井工程井壁稳定性分析

基于三维快速拉格朗日有限差分法多孔介质流固耦合理论及弹塑性极限平衡理论,根据羌塘盆地天然气水合物钻探试验井工程QK-2井实钻资料,分析在渗流条件下井壁失稳机理,并对失稳段井壁稳定性进行了数值模拟分析,研究在不同钻井液密度下井径周围围岩应力分布和井眼坍塌或拉裂变形规律,为羌塘盆地天然气水合物钻探试验井工程确定地层不坍塌（不缩径）、不压漏的钻井液安全密度窗口,以便为钻井井身结构设计及合理钻井液密度的确定提供依据。     

胜利油田页岩油藏钻井液技术

胜利油田相继在罗家等区块部署了页岩油藏水平井,用于页岩油的开发。页岩地层层理和微裂缝发育,钻井过程中极易引起井壁失稳问题。同时,由于水平段较长,也存在着润滑、井眼清洁等难题。针对施工难点和风险,研究制定了页岩油藏钻井液方案,二开采用胺基钻井液体系,三开采用油基钻井液,顺利地完成了钻井施工。就胜利油田页岩油藏钻井液技术进行了介绍和分析,针对应用过程中存在的一些问题进行了探讨,对页岩油藏的勘探开发有一定的启示作用。     

DF1井氮气泡沫欠平衡钻井实践与认识

氮气加泡沫欠平衡钻井是当前国际上已经成熟的一种钻井新技术。其优点是静液柱压力低,漏失量小,携屑能力强,对油气层损害小,保证水敏性地层钻井安全;可及时发现油气层,提高单井产量;因而能够最大限度地发现和保护中、低压低渗油气藏,以获取比常规过压钻井高得多的经济效益。在大牛地气田DF1井的施工应用中,针对本工区低压、低渗、水敏的特点,使用该项技术,很好地解决了工区内使用普通泥浆造成对产层污染的问题,并取得了成功。     

松软煤层风力钻进工艺

松软煤层在我国分布很广,采用风力钻进工艺,从钻探技术装备和瓦斯地质钻探工艺上,形成了较为完整的体系,通过风力钻进工艺在多家煤矿的应用,在钻深、孔径和钻孔保存维持较长抽采时间上取得了良好的技术成果。     

高位钻场长钻孔在淮南刘庄煤矿瓦斯抽采中的应用

刘庄煤矿东二采区121102工作面所开采的11-2煤层为非突出煤层,但在工作面回采期间,存在瓦斯突出的可能。为防止工作回风巷尤其是上隅角瓦斯超限,确保工作面的正常生产,同时兼顾瓦斯资源的抽采利用,施工了最大长度496m,钻孔直径133mm的瓦斯抽采孔。实际应用表明,该孔投入使用后,整个工作面回采过程中均未发生过瓦斯超限现象,说明利用大口径长距离钻孔取代巷道抽放瓦斯是完全可行的。本文介绍的高位钻场长钻孔的设计、施工和瓦斯抽采情况,可以为今后同类工作面中长钻孔的施工提供借鉴。     

湘永地1井钻探施工技术

中扬子地区古生界页岩气基础地质调查湘永地1井钻探工程,终孔深度2224.69 m,全孔取心钻探、录井及测井。本文主要介绍了项目概况,钻井工程使用的主要钻井设备、录井设备及测井设备,湘永地1井岩心钻探工艺技术,针对钻探施工中遇到的孔内事故采取的技术措施及页岩气调查井钻探施工技术进行了探讨。     

钻井液类型对南极冰层取心钻进工作的影响

钻井液的类型与性能对于提高极地冰层取心钻进的效率与保证钻孔稳定性具有重要的影响。在分析铠装电动机械钻具工作原理与钻井液循环方式的基础上,较为详细地分析了升降钻具的速度与钻井液粘度与密度之间的关系;分析了现有钻井液类型和所存在的问题;以二元脂肪酸二醇酯、低分子量饱和脂肪酸酯与甲基硅油的试验测试数据为基础,确定了可用于极地冰层取心钻进的钻井液类型及其性能要求。