胜利油田非常规油气优快钻井技术

非常规油气作为重要战略接替能源,其高效开发是缓解我国油气资源短缺、保障国家能源安全的重要举措。介绍了国内外非常规油气的钻井技术,结合胜利油田非常规油气储层特点,分析了钻井技术的难点,借鉴国外经验,研究形成了非常规油气的钻井工程设计技术、优快钻井技术、钻井液技术等3方面的核心技术,并在胜利油田进行了现场试验。应用结果表明,初步形成的配套技术,能够保证非常规油气井的顺利完钻。目前已完成4口井的钻探,均取得了良好的钻探效果,为国内非常规油气藏高效开发提供借鉴。     

中国石化重点探区钻井完井技术新进展与发展建议

近年来,中国石化在顺北、川渝和鄂尔多斯等重点探区,通过技术攻关与现场实践,初步形成了顺北8 000～9 000 m特深层钻井完井关键技术、川渝页岩气钻井完井关键技术、四川海相碳酸盐岩油气钻井关键技术和华北鄂尔多斯盆地致密气低成本钻井完井关键技术,支撑其在特深层油气、海相碳酸盐岩油气和非常规油气资源方面获得了勘探开发突破。随着勘探开发不断深入,重点探区还面临钻井周期较长、机械钻速偏低、井下故障较多、压裂提产效果不理想等一系列技术难点和挑战,需要坚持需求导向,强化关键技术攻关,推广应用成熟技术,大力实施提质、提速、提效、提产的“四提”创新创效工程,为中国石化重点探区的油气高效勘探和效益开发提供技术保障。      

北美页岩油气低成本钻完井技术及建议

为了适应低油价环境,提高页岩油气开发效益,北美页岩油气生产商采取了一系列措施来降低作业成本,增加单井产量,取得了较好的经济效益。介绍了北美页岩油气开发现状,分析了提高页岩油气开发经济效益所采用的低成本钻完井关键技术,包括高效率可移动钻机、井工厂优化设计、钻井优化设计、完井优化设计、压裂液回收利用和一体化化设计与管理优化等,结合国内页岩油气开发现状和工程技术难题,提出了低成本钻完井技术攻关建议。围绕这些关键技术进行研究,尽快形成适应于我国的页岩油气低成本钻完井技术,对于经济高效开发页岩油气具有重要意义。     

钻井油气层保护提高了勘探开发效益

实施良好的储层保护技术措施，是提高勘探开发效益的有效方法。油气层保护技术有很强的针对性，只有弄清储层特征、潜在损害因素、敏感性和钻井完井液损害机理，才能提出与储层相匹配的、合理的保护油气层的钻井完井液技术措施。新疆油田公司在2000年的钻井设计中强化了油气层保护设计内容，把油气层保护设计作为重要工作。从可能的储层或已知的要开发的储层物性出发，研究分析了储层的岩石组成成分、填隙物成分与含量、粘土矿物组成与含量、胶结类型、孔隙类型、敏感性，以及储层的损害因素、损害类型、损害程度，从而提出了针对性较强地保护油气层的钻井完井液配方和相应的钻井工艺要求，形成了一套较完整的保护油气层钻井设计方案。     

南海深水钻井完井主要挑战与对策

近年来,我国深水油气资源的勘探开发不断取得突破,"海洋石油981"半潜式钻井平台的建成更是将我国深水钻井装备提升到了世界先进水平行列,但是,与国外先进水平相比,我国深水钻井完井还存在缺乏作业经验、工艺及技术水平较低、基础理论研究薄弱等问题。在介绍我国南海深水钻井完井技术研究现状的基础上,分析了南海深水钻井完井面临的技术难点,针对我国南海特殊海洋环境、特殊地质条件及离岸距离远给钻井完井带来的特殊挑战,以安全高效钻井完井为聚焦点,给出了需要进一步攻关的一系列关键技术,并提出了发展建议,以期为我国深水钻井完井技术及理论的发展提供借鉴,最终实现我国南海深水油气资源的高效安全开发。      

加拿大致密气藏长水平段工厂化钻完井技术

加拿大白桦地项目是中石油与壳牌合作开发的非常规致密气项目,该地区致密气的开发以长水平段的水平井为主,平均水平段长度为2 200 m,最长水平段长度达到3 600 m。采用工厂化钻完井技术施工,即批量钻井、批量压裂等新型钻完井作业模式,并配以高效实用的常规导向或高新的旋转导向钻井技术、高效PDC钻头和油基钻井液,不仅提高了作业效率,降低了作业成本,也更加便于施工和管理,特别适用于非常规油气资源的开发作业。     

打造“利刃”破难关——中国石化胜利油田钻井工艺研究院非常规油气技术攻关纪实

非常规油气发展势头强劲,勘探开发工艺技术的创新和突破是关键。中国石化胜利油田钻井工艺研究院致力于页岩油气勘探开发的工艺技术攻关,取得了多项可喜可贺的成果,为我国非常规油气开发做出了重要贡献。为中国石化胜利油田首口页岩油探井——渤页平1井提供设计和钻井液技术支撑;为川西第一口非常规致密砂岩小井眼水平井新8-1H井提供水     

美国页岩油气开发技术及对我国的启示

全球能源消费持续增长、国际油价保持高位振荡以及水平井钻完井技术取得突破性进步,极大地推动了全球页岩油气、致密砂岩油气等非常规资源的蓬勃发展。美国和加拿大已率先将非常规油气资源带入商业开发阶段,中国作为页岩油气等非常规资源最为富集的国家之一,应借鉴美国页岩油气的成功开发经验,加快我国页岩油气资源的开发进程。     

低油价下的页岩油气开发工程技术新进展

近年来,国际油价持续走低,这对页岩油气的经济高效开发提出了严峻的挑战,也推动了新一轮的工程技术创新.如何改善当前非常规油气资源开发成本高、投资风险大、效益回报低的现状,已经成为一道迫在眉睫的难题.文中对国内外超长水平段水平井建造技术、长水平井段密切割和工厂化压裂技术、快速连续压裂核心设备、压裂液体系等页岩油气开发工程方面的最新进展进行了详细调研,结果表明:美国页岩油气开发成功,使得该国油气产量迅猛增长,实现了国家能源独立和能源安全战略,当前美国在页岩油区带的钻完井效率提高了约50％,水平段钻完井效率提高了 100％,单台钻机新井日产油量是油价下跌前的3倍左右,从而使得页岩油生产成本降至314.5($)/m3以下;在工艺技术比较成熟的条件下,借鉴美国非常规油气勘探开发方面的成功做法,持续技术创新和降本增效是应对低油价的必由之路;国际上创新性建立了以地质-工程综合研究为基础的作业流程,持续优化水平井钻井和体积压裂设计,实现了勘探开发效益最大化,使得页岩油气开发适应低油价.调研成果为今后页岩油气开发工程技术的发展方向提出了合理化建议.     

四川盆地页岩气开发钻井技术难点与对策分析

页岩气是一种极富开发价值的非常规天然气资源,加强国内页岩气勘探开发工作,对实现常规油气 资源的有效补充,保证国家能源安全具有重要意义。国内页岩气勘探开发技术还处于初期探索阶段,文章介绍国 外页岩气钻完井关键、核心技术以及现场作业情况,并对比国内页岩气开发区块的钻井情况,着重探讨我国页岩气 钻完井关键技术和钻井过程中出现的难点问题及我国页岩气钻完井技术的集成和应用,提出国内页岩气钻井的难 点对策以及开发配套工艺技术的研究方向和内容。     

四川盆地页岩气水平井分段压裂技术系列国产化研究及应用

随着四川盆地页岩气勘探开发的持续深入,实施水平井分段压裂改造已成为页岩气这种非常规气藏有效开发的必要手段。针对四川长宁—威远国家级页岩气示范区水平井储层特点,结合套管固井完井方式,通过开展自主攻关与现场试验,在页岩气水平井压裂改造方面逐步形成了一套完整的技术系列,包括:新型复合桥塞分段工具、高效降阻滑溜水体系、优化分段设计技术、体积压裂工艺、连续油管钻磨技术、连续混配、连续供砂、连续作业技术、返排液重复利用技术等,从而实现了页岩气水平井储层改造的最优化体积和效果。应用结果表明:自主研发的页岩气水平井复合桥塞优化分段、滑溜水体积压裂工艺及工程配套技术,能够有效提高工程时效和增加井口产能,为页岩气水平井规模效益开发提供了技术保障,为下一步四川盆地页岩气工厂化压裂的实施提供了技术支撑。     

大型丛式水平井工程与山区页岩气高效开发模式

以水平井为基本特征的复杂结构井,包括大位移水平井、多分支水平井、"U"形井及丛式水平井等,是实现低渗透、非常规、深水、深层等复杂油气藏高效开发的先进井型,相关研究与实践在国内外已取得重大进展,有望在页岩油气高效开发中发挥重要的作用。在中国山区页岩气开发过程中,为了满足安全环保、节约用地、降本增效等基本要求,迫切需要加快创建独具特色的页岩气高效开发模式,为此提出了基于大型丛式水平井工程的山区页岩气高效开发模式及其工程技术支撑体系,建立了单个钻井平台"井工厂"可允许布置水平井的最大布井数量计算公式,阐明了大型丛式水平井工程"降本增效"的设计控制理念与关键技术内容;重点分析了大位移井技术的研究发展概况,阐明了大位移井及其钻井延伸极限的基本概念,给出了水平井大位移钻井裸眼延伸极限的预测计算方法,最后简要介绍了大位移井管柱力学与机械延伸极限研究所取得的相关成果及其工程意义。结论认为,该项研究成果遵循了油气田"地质与工程一体化"的高效开发思路,在今后山区页岩气开发工程中具有可预见的良好推广应用前景,将有助于推进中国"页岩革命"(Shale Revolution)取得新的进展。     

国内外页岩气勘探开发技术研究现状及进展

页岩气是二十一世纪潜力巨大的非常规天然气资源,可以作为常规能源的重要补充,能够有效地缓解世界能源压力。页岩气开采对于中国来讲既是机遇又是挑战。页岩气存储于泥页岩中,具有自生、自储、自保的特性,且每个页岩气藏都其自身勘探开发的特性。国外页岩气开发正处于发展阶段,先后经历了直井、单支水平井、多分支水平井、丛式井、PAD水平井钻井的发展历程,水平井及欠平衡钻井技术的应用加速了页岩气的开发进程,页岩气固井主要采用泡沫水泥固井技术,完井方式以套管固井后射孔完井为主。在增产方面,采用了大型水力压裂技术,包括清水压裂、直井压裂、水平井分段压裂、重复压裂和同步压裂等,并对裂缝进行实时监测以提高采收率。     

钻井优化系统在国内非常规油气资源开发中的实践

相对于北美,国内非常规油气资源勘探开发起步较晚。页岩气勘探开发始于"十二五"初,致密油、致密气、页岩油勘探开发则始于"十三五"初,但在"十三五"期间得到了快速发展,特别是川渝页岩气藏、准噶尔盆地玛湖砾岩油藏、吉木萨尔页岩油藏已进入规模开发阶段,成为中国石油"十三五"末及"十四五"期间天然气和原油上产的最重要领域。与常规油气资源相比,非常规油气资源储层条件差,需要大规模"水平井+体积压裂"才能实现有效开发。然而,由于受钻机装备条件和水平井钻井工具性能,特别是理念和方法的限制,国内非常规水平井普遍存在钻井效率低、建井周期长的问题:一般垂深为2000~3000m、水平段长1500~2000m的水平井钻井周期为60~90天。而北美钻一口水平井基本都能控制在15~25天:一般垂深为2000~3000m、水平段长2000~3000m。国内一部钻机一年只能钻2~3口水平井,而在北美一部钻机一年能完成15~20口水平井。随着国内非常规油气资源的规模开发,钻机紧缺的矛盾日益突出,钻井效率已经成为严重制约国内非常规油气资源快速规模上产的瓶颈问题。北美大幅度提高水平井钻井效率的原因有管理和技术两大因素,其中技术主要表现在以下5个方面:一是钻机配套能力的不断升级;二是井下工具可靠性和稳定性的提升;三是大平台工厂化作业;四是远程实时支持与决策系统;五是系统优化钻井理念和方法的应用。2018年海峡能源股份有限公司与美国K&M钻井工程咨询公司合作,引进国际先进的系统优化钻井理念和方法,率先在川渝地区长宁页岩气藏和新疆玛湖砾岩油田开展了水平井钻井提速先导性试验,大幅缩短了建井周期,验证了系统优化钻井方法在国内非常规油气资源开发中的可行性。为了达到进一步推广的目的,2019年在玛湖砾岩油田开展区块提速试验,同样取得了显著的提速效果,进一步证明了系统优化提速理念和方法具有科学性、广普性和可复制性,是经验钻井向科学钻井迈进的重要实践,展示出了非常广阔的推广应用前景。     

苏里格致密气藏超长水平段水平井钻井完井关键技术

针对苏里格气田致密气藏超长水平段水平井钻井完井过程中循环泵压高、摩阻扭矩大、机械钻速低、井眼清洁困难、完井套管柱下入困难等问题,分析了超长水平段水平井钻井完井技术难点,进行了高效钻具和钻井设备优化配置、井眼轨道设计和井眼轨迹控制、水平段钻井提速和清洁,以及旋转导向钻井、强抑制润滑性水基钻井液和"旋转引鞋+套管"漂浮下入...     

南海高温高压勘探钻井技术现状及展望

南海北部莺- 琼盆地高温高压区域具有巨大的天然气资源勘探潜力。但该区域具有温度高、压力高、压力台阶多、安全密度窗口窄等地质特性,对高温高压钻井工程设计和作业提出了巨大的挑战。经过三十余年的技术攻关和在该海域超过50 口高温高压井的作业实践,形成了适用于南海高温高压天然气勘探的钻井关键技术体系,包括多机制地层超压预测、抗高温钻井液、压稳防窜固井、窄压力窗口安全钻井、高温高压一体化钻井与提速等关键技术,克服了南海复杂高温高压环境下的勘探钻井技术难题,实现了南海高温高压勘探钻井作业的安全和高效。这一套较为成熟完善的海上高温高压探井安全高效钻井技术体系和管理模式,为石油工业海上高温高压钻探提供了借鉴。     

苏53区块工厂化钻井完井关键技术

苏里格气田是国内最大的致密砂岩气田,苏53区块是该气田目前实施水平井整体开发的唯一区块。为提高该区块的开发效率,实现低成本开发,以前期实践和国内外工厂化作业先进经验为基础,通过强化区域地质研究,优化方案设计,加强施工管理,形成了适合苏里格气田工厂化作业的钻井完井技术。该技术主要包括水平井地质导向技术、钻井技术、储层改造技术等。地质导向技术主要通过完善地质模型和调整井眼轨迹,实现水平井准确入靶和高效钻进;钻井技术主要为优化井身结构及井眼轨道,优选PDC钻头和钻井液体系及设计钻机平移系统等;储层改造技术是根据区域地质特征及完钻参数,将体积压裂融入同步压裂,以提高储量动用。苏53区块通过实施工厂化钻井完井技术,水平井平均单井钻井周期比该区块常规水平井缩短15.98 d,平均单井储层钻遇率比该区块常规水平井提高4.9百分点,水平井平均单井产气量比该区块常规水平井高0.49×104 m3/d,其工厂化钻井完井技术可为国内非常规气藏水平井工厂化作业提供借鉴。      

苏里格气田首口分支水平井钻完井技术

苏里格气田属典型低压、低渗、低产的“三低”气田,总体上看储层物性较差,常规水平井开发效率较低,中低产井占绝大多数。为了提高苏里格气田水平井单井产量,提高开发效率,降低综合开发成本,针对苏里格气田多套气藏发育的地质特点,开展了分支水平井钻完井技术研究及现场试验。文中从施工难点、井身结构、侧钻技术、完井方式等方面介绍了苏里格气田首口双分支水平井——T7-14-18H井的钻完井关键技术及现场试验,该井成功实现了水平井段裸眼完井+分段压裂增产改造,初步探索出了一套符合苏里格气田开发需要的分支水平井钻完井配套技术,为低渗透油气田经济高效开发探索出了一条新的技术途径。