九龙山某井气体钻井技术及事故处理实践

九龙山地区上部地层存在井漏、垮塌的可能,中部地层研磨性强、可钻性极差,下部地层存在多产层多压力系统并可能会钻遇异常高压。为了应对异常情况、缩短钻井周期、节约处理成本,龙某井设计从350～2000 m使用气体钻井。空气钻井钻至1170.28 m后地层出气,甲烷浓度超过6%,后改用氮气钻进,钻至1868 m时出现井壁垮塌和钻具阻卡,随后停止气体钻进。记录了钻进过程中返出主要气体的浓度变化情况和异常情况处理措施,实践表明,气体钻井在防止井漏、钻遇地层出气（不含H2S）、异常压力等复杂情况具有常规钻井无法比拟的优势。     

元坝区块提高钻井速度技术方案探析

在总结分析前期钻井经验的基础上,从地质因素、钻井复杂情况、岩石可钻性、地层温度、钻井液密度、井身结构等方面分析了目前影响元坝区块深井钻井速度提高的因素。指出井身结构层次有限,不能完全有效封隔不同压力体系的地层以及须家河组地层可钻性差、埋深较深、段长,不能利用空气钻进行钻进是影响机械钻速的2个最重要原因。提出了气体钻井方案、钻头选型方案、进口动力钻具配合高效钻头钻须家河地层方案,以及采用特种井眼尺寸井身结构方案,为元坝区块深井钻井提供技术支持。     

基于膨胀管技术的小井眼水平井钻井技术应用

塔河油田地质情况复杂,岩性差异大,地层压力变化大,局部区域有高压盐水层和膏盐层,开孔尺寸受限,给钻井工程带来诸多技术难题。针对这些难题,提出了坐封斜向器开窗侧钻、定向随钻扩眼、膨胀管和小井眼水平井钻井技术。 TK7-640CH井的钻井实践表明,以上技术在塔河油田奥陶系饱177.8 mm套管开窗侧钻水平井的应用具有可行性,能够封隔复杂地层和异常压力系统。就侧钻井技术难点和技术方案的可行性进行了探讨和分析,总结该井实钻所取得的成功经验,为塔河油田老井的恢复及再生提供了技术支撑。     

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%。     

井底压力对岩石破碎的影响机制及应用研究

钻井液井底压力与地层孔隙压力是影响岩石破碎的重要因素,由于岩石具有一定的渗透率,在压力差的作用下钻井流体与地层流体之间会相互影响,导致靠近井底的地层孔隙压力发生变化。实际的地层孔隙压力随时间与距离变化的规律可以使用一维不稳定渗流模型来描述和计算。在此分析基础上,综合分析地应力、井底压力及钻头牙齿吃入地层产生的应力,计算出任意平面上所受的剪应力和正应力,然后使用摩尔–库仑准则来判定岩石的破坏。建立这样一个综合各种因素的井底岩石破碎模型,可以将各种因素尤其是实际井底压力差的作用清楚地表达出来。该模型可以较好地解释欠平衡钻井提高钻速的力学机制,并为随钻地层孔隙压力监测dc指数法的适用范围提供明确的计算方法     

南海深水水基钻完井液防水合物技术

深水区油气钻完井作业相比浅水区和陆地遇到了很多难题,由于海底压力增大和低温的环境,天然气水合物已成为影响深水钻井安全的主要危害之一。目前,国际上深水钻完井作业中通常采用油基钻井液来防水合物,但是油基钻井液环保风险高,为此在陵水区块超深水钻完井作业中尝试采用水基钻完井液进行作业。鉴于国内无类似经验可循,结合陵水区块超深水井的实际情况,首先模拟分析了2口井的水合物风险,明确该区块水合物形成的条件;其次,针对水合物形成的风险,筛选合适的抑制剂及钻完井液配方;在此基础上,研究出相配套的工艺措施。陵水区块深水钻井作业的成功实践表明,由此形成的一套深水水基钻完井液防水合物技术在深水钻完井作业中能够较好地防治天然气水合物,保障作业安全,对后续类似深水井的作业具有借鉴意义。     

油田盐膏层钻井技术

分析了巨厚盐膏层在复杂的压力系统及高温高压下发生塑性蠕动、井径缩小，易发生埋钻、卡钻、下套管困难等严重复杂情况；探讨了盐膏层钻井有关承压堵漏、钻盐膏层的钻井液、钻盐膏层随钻扩孔、盐膏层井径稳态蠕变率测定工艺等问题。     

横观各向同性水敏性地层斜井眼坍塌压力确定

在以泥页岩为目标储层的非常规油气藏水平井开发中, 钻遇井壁的稳定性问题突出, 一方面是由于在设计钻井液密度时简单采用各向同性介质模型和Mohr-Coulomb强度准则, 另一方面则是由于选用的钻井液性能欠佳, 难以保证建井全过程的井壁稳定。为此, 将地层视为横观各向同性介质, 采用Mogi-Coulomb强度准则判别岩石基体和层理面的稳定性, 同时考虑泥页岩水化作用对岩石力学强度参数的影响, 建立了水敏性地层井壁稳定分析模型, 分析了坍塌压力随井斜、方位、钻井液性能、钻井时间等因素的变化规律。研究结果表明:对于具有显著层理面结构的泥页岩地层, 采用横观各向同性模型比各向同性介质模型更能描述强度的各向异性;采用Mogi-Coulomb准则比Mohr-Coulomb强度准则得到的坍塌压力值与实际吻合程度更高, 在保证井壁稳定的前提下有利于降低钻井液密度, 实现钻井提速;提高钻井液封堵能力、减小泥页岩吸水扩散能力, 有利于延长坍塌周期。利用东濮、威远、焦石坝等工区多口页岩气水平井的实钻资料对本文方法进行了验证, 证实本文方法确定的钻井液密度窗口下值更能满足安全钻井需求。     

地层压力预测技术及其在油层保护中的应用

简述了随钻监测、钻后检测、钻前预测和模拟等地层压力预测的技术的特点及其应用范围。介绍了有效应力法预测地层压力的原理及参数的求取方法。应用有效应力法地层压力预测软件为胜利油田压敏型地区提供了近200口探井的地层压力预测剖面，从实钻结果看，地层压力预测的符合率高，根据预测压力来平衡钻井，起到了保护油气层的良好效果。     

塔里木盆地顺北区块二叠系井漏复杂的分析及对策

顺北区块钻井项目施工中,二叠系的井漏复杂情况较多,漏失量大,易发生再次或多次漏失,严重时导致井壁垮塌掉块卡钻,致使井下复杂情况高发,给钻井工程带来损失,影响了该区块的勘探开发速度。二叠系火成岩发育,地层裂缝发育,地层破裂,钻井时井下复杂主要表现为漏失。针对此问题开展了顺北地区二叠系井漏复杂分析,结合顺北区块施工项目的实际情况以及二叠系地层特点,分析了该区块的二叠系钻进难点,总结了随钻堵漏技术具体的施工措施和不同漏速下的堵漏方案.经过实践验证,该综合防漏堵漏对策能有效减少井漏复杂,提高堵漏效率。     

琼东南盆地深水钻井关键技术及其实践效果

针对琼东南盆地深水钻井过程中存在的地层孔隙压力预测精度低、井身结构设计要求高、低温异常压力和较窄的钻井液密度安全窗口等难题,通过对区域地层压力预测方法、井身结构优化设计、钻井液技术优化、表层套管固井技术优化、环空圈闭压力控制技术等关键技术的研究和实践,形成了一套适用于该地区的深水钻井关键技术体系,已在该盆地近几年深水井的钻井作业中成功应用,实现了钻井作业时效高、事故率低、费用控制合理的目标。对该盆地后续的深水井钻井作业及类似地区深水井的钻井作业具有借鉴意义。     

控压钻井及其在高温地热勘探开发中的应用

控压钻井包括管理压力钻井、欠平衡钻井和空气钻井。控压钻井可以减少非钻进时间和事故、提高机械钻速、预防漏失、消除压差卡钻、保护低压产层以提高产能。地热井具有温度高、地层硬度高、裂隙发育、地层压力低伴随浅部地层压力变化大等特点。在地热勘探开发中应用控压钻井技术有利于提高钻进速度、预防漏失、提高产能。介绍了控压钻井及其关键技术,同时阐述控压钻井在地热勘探开发中的应用。     

抗高温随钻封堵材料研究进展

钻遇渗透性漏失地层、破碎地层及低承压地层时,通常加入随钻封堵材料以防止钻井液漏失、提高孔壁稳定性和地层承压能力。深井高温地层及高温地热、高温干热岩钻探,遇到上述复杂情况时,需采用抗高温封堵材料。本文介绍了我国近年来抗高温随钻封堵材料研究与应用的进展情况,包括由桥接堵漏材料组成的抗高温随钻堵漏剂、膨胀型聚合物堵漏剂、超低渗透处理剂及弹性石墨等新型抗高温随钻堵漏材料。分析了4种抗高温随钻封堵材料的组分及其堵漏原理,并对抗高温随钻封堵材料的研究方向提出了建议。     

莺-琼盆地新型高温高压水基钻井液技术

位于南海西部的莺歌海-琼东南盆地（下称:莺-琼盆地）具有井底压力与温度双高、安全作业密度窗口极窄等特点,在高温高压工况下引发钻井液流变性难以控制、井下恶性漏失、电测仪器阻卡和储层保护难度大等情况.因此,基于此区块复杂的地质条件,经过多次的室内试验研究,在常规聚磺高温高压水基钻井液的基础上,通过引入甲酸钾作为配方抑制剂,同时优选抗高温聚合物以及磺化钻井液材料,在提高了体系的抑制性同时,有效地降低了钻井液的活度,并且通过加重材料的优选,钻井液的流变性得到了改善,使得体系具有较低的高温高压滤失量,密度2.5 g/cm3的体系可以抗高温达240℃.现场实践表明,新型高温高压水基钻井液体系具有良好的抗高温性和流变性,较低的高温高压滤失量,优良的滤饼质量,同时根据电缆测井井壁取心结果,此新型水基钻井液体系的储层保护效果良好.      

套管和尾管快速下入工艺在深水钻井中的应用

套管和尾管的下入程序是整个钻井工艺的重要环节。传统的下套管和尾管速度往往较慢且需要周期性地向管柱内灌钻井液。特别是对于深水钻井等钻井液密度窗口较窄的井,掌控套管柱合适的下放速度较困难,极易产生压力“激动”造成井漏。套管和尾管的快速下入工艺是提高作业效率,保证井下安全,满足钻井工艺需要的重要研究方向。本文主要介绍了套管和尾管快速下入工艺技术的主要工作原理、特点、工具组成和操作方法,以及现场应用情况及其注意事项,对作业过程中可能出现的一些问题进行了分析和总结,并提出了相应的建议,对类似的深水井作业具有重要的借鉴意义。     

古城601井井身结构优化设计

古城地区实钻中存在表层窜冒、却尔却克组大段难钻“黑被子”地层、H2S、卡钻、井漏、溢流、井塌、地层压力温度高等技术难点，导致该区块钻井周期长、钻井成本高。针对古城地区地质特点，结合古城601井钻井目的及完井方式，综合考虑地层压力、必封点等井身结构设计关键点，在保障安全和质量的前提下，对古城601井进行了井身结构优化设计，并经实钻验证该设计思路合理，为古城地区井身结构设计提供了新思路。     

Development and application of turbodrills in hot dry rock drilling

The strata of hot dry rock (HDR) are usually igneous rocks with high temperature which are challenging for drilling activities. This paper deals with the key technology and research of turbodrills, introduced the application of turbodrills in HDR drilling at home and broad, and analyzed the field application cases. With the advancement such as low speed high torque turbodrill, reduction turbodrills, independent spindlesection and PDC bearings and so on, the application of turbodrills has widely expanded. The application of high-temperature turbodrills in Fenton Hill, HDR geothermal wells, high-temperature formation in Tahe oilfield all proved that turbodrills are the best downhole motors in deep high-temperature HDR drilling, thus they deserve further research and generalization.     

海拉尔地区三个地层压力的预测与计算

根据已钻井的测井资料,对海拉尔油田的几个主要区块进行了地层孔隙压力、地层破裂压力和井壁坍塌压力的分析和计算,并建立了不同区块的单井压力的变化及本区块压力随深度变化的剖面图。分析研究发现,使用声波时差方法预测地层压力可以取得准确的预测值：破裂压力计算应用了伊顿模式、史蒂芬模式、黄荣樽模式和测井资料法,然后对各种方法进行对比分析发现黄荣樽法破裂压力预测数据准确;而坍塌压力则可以通过莫尔-库仑准则得到满足工程需要的精度。最后综合考虑确定出各个区块的合理安全泥浆密度窗口。