川东北超深水平井压井工艺技术

川东北水平井具有井深、压力高、产量大、含硫化氢等特点,在钻井和测试过程中经常因气量大或措施不当需要进行压井施工。前期的压井方式和施工工艺是针对不同工况下的直井,应用于超深水平井的成功率不高。分析了川东北水平井在钻井和测试过程中的压井难点,优选出4种适合的压井方式,并提出了适用工况和应注意的问题,为超深水平井安全、快速压井提供了借鉴。通过在川东北HJ203H水平井的成功应用表明,初步形成的水平井压井工艺技术能够满足川东北超深水平井压井需要。     

元坝超深水平井轨迹控制技术

川东北元坝区块是中国石化南方海相重点勘探开发区域,元坝地区海相储层埋深超深,具有高温、高压和高含H2S等特点,水平井钻井存在测量仪器和定向工具选择难、轨迹控制难度大等技术难点。通过应用高温高压旋转导向和高温螺杆+MWD对比,优选了定向钻井的工具组合;结合理论和实钻经验,形成了适合元坝地区的超深水平井轨迹控制技术,为元坝地区海相储层的高效开发提供了技术支撑。     

顺北油气田超深高温水平井井眼轨迹控制技术

顺北油气田储层埋藏深、井底温度和压力高,导致MWD仪器故障率高,超深高温水平井下部高温井段有时无MWD仪器可用,井眼轨迹控制难度较大。为了降低该油气田超深高温水平井轨迹控制难度并提高钻井效率,对水平井井眼轨道设计与井眼轨迹控制进行一体化规划,将顺北油气田超深高温水平井井眼轨道设计成造斜率“前高后低”的多圆弧轨道,优化钻具组合和钻进参数;对于下部无MWD仪器可用的高温井段,采用单弯单稳定器螺杆钻具组合进行复合钻进,以控制井眼轨迹。研究和应用结果表明,采用单弯单稳定器螺杆钻具组合进行复合钻进,根据复合钻进井斜角变化率预测结果优化钻具组合和钻进参数,可以解决顺北油气田超深高温水平井下部高温井段无法应用MWD控制井眼轨迹的问题,降低井眼轨迹控制难度,提高钻井效率。     

元坝超深水平井井眼轨迹控制技术

元坝地区水平井钻井施工难度大、风险大,安全开发级别要求高。井眼轨迹控制技术是水平井钻井整套技术的关键环节,在分析元坝区块水平井施工难点的基础上,首先对入井工具、仪器、钻具组合及钻井参数进行了优选及优化分析,然后根据施工要求有针对性的提出了元坝超深水平井轨迹控制技术方案,包括超深水平井侧钻技术、造斜段井眼轨迹控制技术、超深水平井着陆控制技术、水平段轨迹控制技术等。在此基础上,优选出了适合元坝超深水平井的高温高压测量仪器,形成了超深井井眼轨迹控制技术及操作规程,提高了钻井效率。     

元坝272H井超深水平井钻井技术

元坝地区海相气藏埋藏深,垂深超过6 500 m.该地区水平井摩阻扭矩大、温度高,对水平井钻井技术提出了更高要求.元坝272H井是元坝Ⅱ区施工的第一口超深水平井,施工难度大.通过优化设计、基于滑动方式的井眼轨迹控制技术优化、摩阻扭矩精确预测分析、先进高温高压MWD仪器应用,解决了高温环境下井眼轨迹的测量及控制问题.采用抗高温润滑钻井液,根据地层特点合理调整钻井液性能,满足了超深水平井高温稳定、携岩和润滑的要求.通过元坝272H井定向钻井施工,总结了一套适合元坝地区超深水平井钻井技术.     

顺北评2H超深小井眼侧钻水平井技术

顺托果勒北区块是顺北油田重点勘探开发区域,地质构造属于走滑多断裂带类型,目的层为碳酸盐岩海相油气藏。顺北评2H井是该区块的一口直导眼侧钻水平井,评价新断裂带油层发育特征及含油气性。该井具有储层埋藏深、侧钻点超深、井底温度高、轨迹调整空间小及可借鉴经验匮乏等钻井技术难题,现场施工通过优化超深小井眼侧钻水平井轨道设计、采用降摩减阻措施、配套钻井液技术、优选抗温工具及侧钻水平井轨迹控制技术,顺利完成超深井直导眼侧钻,井眼轨迹平滑,增斜段平均全角变化率15.5（°）/30 m。完钻井深8433 m,创最深井和最深水平井2项亚洲纪录,为超深中短半径水平井技术发展及超深油气藏勘探开发奠定了基础。     

元坝121H超深水平井钻井技术

元坝121H井是部署在四川盆地川东北巴中低缓构造带元坝Ⅰ块长兴—飞仙关组礁滩异常体南翼的一口超深水平井,完钻井深7 786.00 m,水平段长612m,是目前国内乃至世界上施工难度极大的水平井之一.钻井过程中,上部大尺寸井段成功应用了泡沫钻井、空气钻井、气液转换、液相欠平衡钻井等提速技术,针对深部高温高压地层,成功应用了旋转导向钻井、超深井侧钻、滑动导向钻井、抑制性聚磺封堵性防塌钻井液、金属离子聚磺混油防卡钻井液等技术,尝试应用了陆相地层PDC钻头+螺杆、水力脉冲空化射流发生器、涡轮+孕镶金刚石钻头等提速新工具,优选了高效PDC钻头+抗高温螺杆钻具、耐高温MWD,从而安全、优质、高效地完成了钻井施工,创造了世界陆上水平井钻井斜深和垂深最大2项世界纪录及多项国内新纪录,为国内外同类型超深水平井的钻探积累了经验.     

顺北区块超深小井眼水平井优快钻井技术

顺北区块超深小井眼水平井钻井过程中,钻遇易漏易塌的层位多、摩阻扭矩大、φ120.6 mm井眼轨迹控制困难,导致机械钻速低、钻井周期长,为此进行了优快钻井技术研究。通过分析钻井、测井、测试等资料,建立了地层三压力剖面,并据此确定必封点,将六级井身结构优化为四级井身结构;针对易漏易塌地层的特点,通过室内试验,制定了防漏防塌技术措施;通过分析大角度螺杆的造斜率和采用双增式轨道,降低了小井眼段轨迹控制难度;通过降低定向井段长度、钻具和井壁的接触面积和采用混油钻井液,降低了摩阻扭矩;试验应用“扭力冲击器+PDC钻头”钻井工艺,提高了机械钻速。通过研究和试验形成了顺北区块超深小井眼水平井优快钻井技术,并在5口井进行了现场应用,与采用六级井身结构的X1井相比,机械钻速提高了29.36%,钻井周期缩短了93 d。研究与应用表明,超深小井眼水平井优快钻井技术能满足顺北区块超深小井眼水平井安全高效的钻井需求,为该区块碳酸盐岩海相油气藏的高效开发提供了工程技术保障。      

元坝气田超深水平井随钻测量与控制技术

元坝地区海相气藏埋藏较深,主力储层垂深超过6 500 m。该地区超深水平井钻井过程中存在着高温高压、地层岩性复杂、测量仪器稳定性差以及井眼轨迹控制难度大等难题,对水平井钻井技术提出了更高要求。首先分析了元坝气田的钻井施工技术难点,通过开展直井段防斜打快技术、超深硬地层侧钻施工技术、增斜段和水平段井眼轨迹高效控制技术研究,以及耐高温高压SLBF HT175型随钻测量MWD仪器的研制,形成了元坝气田超深水平井随钻测量与控制技术,大幅提高了元坝气田超深水平井施工能力。SLBF HT175型随钻MWD仪器经在元坝4口超深水平井中应用,MWD耐温性能、抗压性能、测量精度和整体可靠性等经过现场验证,能够满足国内油气田超深水平井的随钻测量需要。     

石西油田SHW16超深水平井钻井技术

介绍了SHW16超深水平井的设计与施工情况,从井眼轨迹控制,井眼轨迹测量,钻井液优选三方面详细介绍了该井的施工过程,并给出了其主要钻具组合,该井的成功,为在石西油田推广应用水平井钻井技术奠定了基础.     

TP2CX超深开窗侧钻中短半径水平井钻井技术

新疆沙雅地区奥陶系中统一间房组油气藏埋深超过6 900 m,未知因素多、钻井难度大、成本高。为此,在TP2井基础上套管开窗侧钻完成了1口评价井——TP2CX中短半径水平井。该井钻进中遇到开窗点超深、地层可钻性差、小井眼泵压高、深井测量信号传输困难、地层温度高、设计油藏埋深累计误差较大等技术难点。为此,对设计的井眼轨道进行了修正,采用卡瓦坐封式斜向器进行开窗作业,选择适合小井眼和耐高温的无线随钻仪器、螺杆钻具,优化了钻井参数,选择了钻头,调整了钻具组合,形成了适用于超深开窗侧钻中短半径水平井的钻井技术。TP2CX井设计井深7 305.33 m,全角变化率78.40°/100m,水平位移465.85 m;轨道修正后全角变化率为66.67°/100m,实际开窗点井深6 789.42 m,完钻井深7 453.00 m,水平位移565.88 m。该井实现了超深开窗一次性成功,有效解决了油藏埋深误差较大的问题,避免了在超深井中无线随钻仪器和螺杆钻具易失效而引起的起下钻作业,比设计钻井周期缩短26 d,提高了钻井时效,大大降低了钻井成本。      

哈拉哈塘超深定向井钻井技术

针对塔里木油田哈拉哈塘地区超深定向井存在的造斜速度慢、井眼轨迹控制难度大等技术问题,开展了超深井井眼轨迹控制与提速技术研究。在分析超深定向井钻井技术难点的基础上,通过在斜井段井眼轨迹控制与钻井提速等方面进行技术攻关并制定技术方案,首次在该地区超深定向井ψ241.3 mm井眼造斜段钻进时试验应用了PowerDrive Archer高造斜率旋转导向系统,并在φ171.5 mm井眼稳斜段优选中低转速大功率螺杆配套抗冲击、抗研磨性强的螺旋6刀翼PDC钻头和抗高温MWD无线随钻测量仪器,以有效控制井眼轨迹并提高钻速,同时选用防漏防涌防硫、抗高温的钻井液体系以保障超深定向井安全施工。哈拉哈塘地区4口超深定向井钻井施工情况表明,定向井斜井段平均机械钻速提高13.53%,平均定向工期缩短38.58%。这种根据造斜段、稳斜段不同需求分别考虑技术可操作性的集成技术,对塔里木油田哈拉哈塘地区超深定向井轨迹控制与提速具有很好的借鉴作用。      

旋转导向技术在元坝超深水平井的应用

文章分析了元坝超深水平井的技术难点及旋转导向技术钻超深水平井的优势,结合元坝X井的施工情况,对AutoTrack旋转导向系统钻超深水平井的应用效果做了分析评价,现场施工情况表明:AutoTrack旋转导向钻井系统钻成的井眼光滑,摩阻在150kN以下,扭矩在14kN·m以下;机械钻速较高,配用模块马达,进一步提高了机械钻速,达到2.90m/h。在155℃高温下,AutoTrack旋转导向系统故障率较高。总体来讲AutoTrack旋转导向系统可以满足元坝超深水平井施工要求。     

超深井碳酸盐岩油藏裸眼分层注水管柱研究

塔河油田的奥陶系碳酸盐岩油藏属于微裂缝发育,油藏埋深5 400～6 900 m,地层压力61.8MPa（5 600 m）,地层温度120～140℃（5 600 m）.随着油藏注水替油失效井的增多,需要通过分段注水来提高驱油效果与采收率.由于采用先期裸眼完井,在裸眼井段实施分段注水,普通裸眼封隔器等井下工具不能满足需要.针对这些问题,从方案优化、裸眼封隔器等井下工具优选、超深井管柱受力分析及优化设计、验封及投捞测配工艺技术研究和防腐防垢措施等方面开展研究,提出超深碳酸盐岩油藏裸眼分层注水技术.2口井的现场试验均取得了成功,全井配注误差＜10％,配注合格率＞90％.     

海相碳酸盐岩超深油气井安全高效钻井关键技术

塔里木盆地及四川盆地海相碳酸盐岩油气资源埋深超过7 000.00 m,地层具有层系多、非均质性强和高温高压等特点,钻井难度大、风险高,存在机械钻速低、井筒完整性易失效等突出工程问题。为此,研制了一批新型钻井提速工具及耐高温测量仪器与固井工具,研发了耐高温的高密度钻井液体系、环保型低摩阻钻井液、高性能堵漏浆和防气窜固井水泥浆,发展了硬地层协同破岩快速钻井技术、缝洞型高压油气井“预–监–控–压”闭环式安全控制钻井配套技术及超深小井眼水平井井眼轨迹测控关键技术,完成了多口井深超8 000.00 m的高难度超深井钻井施工,创造了多项工程纪录,有力支撑了新疆顺北、川西超深海相碳酸盐岩油气的勘探开发。      

塔河油田TH12328CH长靶前位移中短半径水平井钻探实践

塔河油田常规中短半径水平井靶前位移为40~50 m,造斜率控制在(1°~1.5°)/m。TH12328CH侧钻水平井为避开一个溢漏并存的定容体腔,靶前位移长达395 m。针对该井井身轨迹控制难度大,测量仪器性能要求高,钻压传递困难,极易发生出新眼及钻具疲劳断裂等事故难点,介绍了该井井身剖面设计、开窗试钻、井身轨迹控制、优快钻井技术等方面措施。钻探实践表明:3°单弯螺杆是塔河油田中短半径侧钻水平井的理想选择;短无磁测斜工艺可提高井底轨迹预测精度;采用柔性倒装钻具组合、优选仪器、下钻分段循环降温、下钻遇阻摆原工具面位置进行划眼等措施,保证了施工安全。     

徐闻X3井井眼轨迹控制技术

徐闻X3井是一口部署在北部湾盆地迈陈凹陷区块的多靶点定向井, 也是中石化首口超高温超深四靶点定向探井,该井二开井段长达2 667 m,为大尺寸长裸眼井眼;三开实钻裸眼段长1 540 m。该地区地温梯度高,井深5 974 m电测温度为211 ℃,高温影响MWD仪器使用性能,下部井段只能依靠多点投测,井身轨迹控制具有滞后性。为实现徐闻X3井井眼轨迹的有效控制,该井直井段采用塔式钻具组合,长达2 028 m的直井段最大井斜角仅为1.39°,定向井段采用1.5°的单弯螺杆定向,稳斜井段采用满眼、微增钻具组合钻进。该井4个靶点均顺利中靶,实钻井眼轨迹达到设计要求,完钻井深6 010 m,完钻水平位移达2 017.22 m。该井的顺利完钻为同类井的施工提供了经验。