苏里格气田水平井井身结构优化及钻井配套技术

苏里格气田致密气藏埋藏深,钻遇地层塌漏问题突出,机械钻速低,前期水平井采用三开井身结构,难以达到钻井持续提速和降低钻井成本的目的。为此,在开展缩短中完周期、优化封固段和井眼尺寸等方面的理论分析,并进行井身结构优化过渡性方案现场试验的基础上,提出了井身结构优化思路,分析了可行性;然后,进行了封固段优选、井眼尺寸优化,设计了水平井小井眼二开井身结构。基于此井身结构,研究了井眼轨迹控制、个性化钻头和配套提速工具优选、强抑制高效润滑钻井液分段措施优化等关键钻井配套技术。该技术在19口井进行了现场应用,解决了长裸眼段“塌漏同存,上漏下塌”的问题,提高了各井段的机械钻速,大幅度缩短了钻井周期。研究结果表明,小井眼二开井身结构设计合理,钻井配套技术提速效果显著,可在苏里格气田水平井钻井中推广应用。      

川深1井超深井钻井提速关键技术

川深1井储层埋藏超深,陆相难钻地层研磨性强、可钻性差,大尺寸井眼提速困难,深部地层可钻性差、井身质量控制困难。为此,根据川深1井的地层特征,优化应用了一系列钻井提速技术:采用了气体钻井和泡沫钻井技术,以大幅提高机械钻速;采用了抑制泥岩水化膨胀的泡沫钻井液体系,以解决上部大尺寸井眼地层出水、井眼失稳及高效携岩的难题;采取了旋冲钻井技术、“孕镶金刚石钻头＋高速螺杆钻具”复合钻井技术钻进高研磨性地层,以提高钻井时效;采用了预弯曲动力学防斜打快技术,并配套高效PDC钻头和钻井参数优化,钻进深部难钻地层,以提高井身质量。川深1井钻井提速关键技术的应用,确保该井顺利钻至井深8 420 m完钻,创当时亚洲陆上钻井井深最深纪录,平均机械钻速提高至2.11 m/h,钻井周期缩短至475 d,取得了很好的现场应用效果,可为国内类似超深井高效钻井提供借鉴。      

北部湾盆地开发井高效安全钻井技术

南海西部北部湾盆地地层微裂缝发育,水敏性强,尤其是涠洲组2段地层井眼失稳问题突出,导致井下故障频发。为了提高北部湾开发井钻井效益,使用废弃井槽,在隔水导管内开窗侧钻建立井口,以高效利用槽口资源;表层井段使用海水聚合物钻井液,同时减小其井眼直径,达到增加表层井段钻深的目的;目的层井段使用强封堵全油基钻井液钻穿涠洲组2段地层;在优选钻井液的基础上,将三开井身结构优化为二开井身结构,提高了目的层井段钻井安全,同时提高了机械钻速、缩短了钻井周期,最终形成了北部湾盆地开发井高效安全钻井技术。该技术在北部湾盆地多个油田30余口井进行了现场应用,避免了槽口资源浪费,降低了表层井段钻井液成本和目的层井段发生井下故障的概率,全井段机械钻速提高超过20%,钻井周期缩短近25%。北部湾盆地开发井高效安全钻井技术为类似油田的高效开发提供了技术借鉴。      

东海西湖凹陷探井的快速钻井技术

文章简要介绍了东海西湖凹陷钻遇地层的岩性特征和井温梯度高的特点。阐述了该地区探井优化井身结构、近平衡钻进、优选钻头类型、优化钻具组合、强化钻进参数、优选钻井液体系和优化固井工艺和水泥浆配方等快速钻井技术的应用情况 ,四口井的钻井实践表明 ,快速钻井技术措施 ,不仅大幅度地提高机械钻速和台月效率 ,而且缩短钻井周期 ,降低钻井成本 ,经济效益非常显著     

深潜山阳探1井钻井提速技术

为解决深潜山阳探1井钻井中存在的深部地层可钻性差、存在异常高压地层、井壁易失稳、易井斜等技术难点,提高钻井速度,加快勘探进程,开展了钻井提速技术研究。针对地层特征和钻井技术难点,进行了井身结构优化设计、井位预移＋方向造斜技术、古近系深层个性化PDC钻头设计与优选、简易控压钻井技术和聚胺KCl钻井液技术的研究,形成了钻井提速综合配套技术。阳探1井顺利达到钻探目的层,三开段平均井径扩大率仅为1.8%,与邻井相比,复杂时效由5.4%降为0,平均机械钻速提高了39.86%,钻井周期缩短了40.20%,建井周期缩短了44.19%,提速效果突出。研究结果表明,深潜山阳探1井钻井提速技术是实现饶阳凹陷深潜山井优快钻井的有效技术手段,可进一步推广应用。      

优快钻井技术在环玛湖凹陷斜坡区的应用

环玛湖凹陷斜坡区是新疆油田重点探区之一,该区地层压力系统复杂、区域变化大,下部地层可钻性较差,机械钻速低,漏失频繁,钻井周期长。通过综合分析环玛湖斜坡区地层的岩性、压力系统等钻井工程因素,完善了井身结构设计。应用比能法对已使用钻头进行评价,优选了一套适用于环玛湖凹陷斜坡区的钻头序列,结合井下提速配套工具,钻井提速效果显著。优化钻井液体系配方,防漏堵漏技术取得良好成效。通过不断强化钻井配套技术,环玛湖斜坡带20口直井平均机械钻速提高22%,平均钻井周期缩短11.89 d,井下钻井复杂事故明显减少。     

杨税务潜山超深超高温井安全优快钻井技术

为解决冀中地区廊固凹陷潜山构造带超深超高温潜山油气井在钻进过程中遇到漏、喷、卡、机械钻速低及轨迹控制困难等问题,在分析已完井钻井难点,调研国内超深井钻井提速技术基础上,采取了优化井身结构,简化井眼轨道,针对地层特点设计孕镶齿PDC钻头并优选钻具组合及钻井参数,研制220 ℃低固相抗高温钻井液,研发200 ℃全金属随钻测量井下脉冲发生器等措施。现场应用结果表明:优化后的井身结构与井眼轨道更易于井眼轨迹调整,使用高效PDC钻头与辅助提速、破岩工具相配合,平均机械钻速较之前提高了1~2倍,低固相抗高温钻井液在200 ℃性能稳定,满足安全施工需求,随钻测量全金属脉冲发生器在井温175 ℃条件下可持续工作超过200 h。该区块平均钻井周期较前期完井缩短了50%,最深完钻井深6 455 m、实测井底静止温度207 ℃。所采取的安全、优、快钻井技术可对后期超深、超高温井钻井提供借鉴与参考。     

辽河油田燕南潜山带钻井提速技术研究与应用

辽河油田燕南潜山带位于辽河滩海东部,古生界、元古界和太古界为油气勘探目的层。该区块地层古老,地质条件复杂,钻井施工中存在古潜山地层易发生井漏、中生界地层易发生井壁失稳、地层倾角大使井眼轨迹难于控制、地层硬度大机械钻速慢等难题。为了实现该区块的优快钻井,针对以上难点,开展了钻井提速技术研究,通过井身结构优化、钻井液体系优选、井眼轨迹控制技术研究及钻井提速工具的优选,形成了适合该区块的钻井提速配套技术。现场应用表明,此文形成的提速技术能够大幅提高燕南潜山带区块的机械钻速,缩短钻井周期,降低钻井成本。     

泌阳凹陷南部陡坡带优快钻井技术研究与应用

泌阳凹陷南部陡坡带构造地层倾角较大,岩性以粗砾岩、砂砾岩为主,部分区块需钻至基岩,由于地质特征复杂,存在井身质量控制难度大、井下故障多和机械钻速低等钻井难点,为此,专门开展了相应的综合配套技术研究,形成了钻头优选、钻井参数优化、井身质量控制、钻井液体系优选和井下故障预防技术等5项钻井配套技术。该配套技术经现场应用22井次,平均钻井周期缩短47.78%,平均机械钻速提高29.86%,井下故障率降为2.6%,取得了较好的应用效果和经济效益。     

四川盆地泸州区块深层页岩气水平井钻井关键技术

四川盆地泸州区块深层页岩气水平井钻井周期长、机械钻速低、钻具振动大,特殊岩性地层可钻性差、水平段井眼易失稳、地层温度高,且摩阻扭矩大、卡钻风险高。为保证作业安全,降低钻井成本,开展了水平井井身结构优化、水平段井眼轨道优化及轨迹控制等技术研究,推荐了激进钻井方式的最优参数,优选了特殊岩性地层减振提速和高效破岩技术;结合地面降温设备先导试验,优选了钻井液体系,并优化了钻井液性能参数,最终形成了泸州区块深层页岩气水平井安全高效钻井关键技术。该技术在泸州区块 4 口井中进行了试验,试验井平均井深5 601 m,水平段长1 884 m,钻井周期平均缩短14.5%,未发生井下故障。研究结果表明,该技术满足泸州区块安全高效钻井和推广应用要求。      

东海西湖区块高温高压深探井井身结构优化

为解决东海西湖区块原有井身结构存在的问题及井壁稳定差、井下故障多等问题,参考海上常规探井自上而下的井身结构设计方法,根据地质必封点和地层压力分布确定技术套管的尺寸、层次和下入深度;根据地质目标、井控能力和完井测试要求确定表层套管和完井套管的尺寸和下入深度.优化后的井身结构为:φ508.0 mm表层套管下至井深600.00 m左右,封固不稳定地层并建立井口,提供充足的井控能力;φ339.7 mm技术套管加深下至井深2 400.00 m左右,封固不整合面和煤层等不稳定地层;φ244.5 mm技术套管加深下至井深4 000.00 m左右,封固压力过渡带,保证打开储层时具有良好的承压能力;同时,在2 400.00~4 000.00 m井段备用φ298.4 mm技术套管封隔特别复杂地层,避免深部出现小井眼井段和储层测试困难的现象.东海西湖区块的2口直井采用了优化后的井身结构,与采用原井身结构的邻井相比,优化后的井身结构成功封隔了复杂地层,有效减少了井下故障,避免了钻井工程事故的发生,实现了安全高效钻井.      

南海西部窄安全密度窗口超高温高压钻井技术

为解决南海西部窄安全密度窗口地层钻井中易发生井漏、井涌甚至井喷等井下故障的问题,通过研究超高温高压复杂地层压力预测监测技术、钻井液随钻堵漏技术、井下当量循环密度预测与监测技术、抗高温钻井液、超高温高压固井技术,形成了适用于南海西部的窄安全密度窗口超高温高压钻井技术。该技术在乐东区域的7口超高温高压探井进行了应用,钻井成功率达到100%,井下故障率显著降低,与应用前的同类型井相比,钻井生产时效平均提高了21%。这表明,窄安全密度窗口超高温高压钻井技术可以解决南海西部安全密度窗口窄导致的问题,可为深水高温高压领域的勘探开发提供技术支持。      

东海西湖凹陷原型盆地构造格架与演化分析

随着当前东海西湖深层油气勘探新突破,西湖凹陷又成为海域石油地质研究的重点区域。在依据近年来最新的二维、三维地震资料解释成果的基础上,对西湖凹陷新生代原型盆地的构造格架进行全面分析,深化了断陷、拗陷、区域沉降期的沉积格架、断裂及演化特征分析。研究认为西湖凹陷古新统与中下始新统宝石期原型盆地具多断洼并列发育特征,而始新统平湖组中上段具转换陆缘拗陷特征,反映出盆地演化从不稳定的多断陷沉降格局变格为统一拗陷的重要阶段;中央背斜带早期发育多个雁列式凸起,中新世末受挤压走滑构造发生反转,在拗陷中心形成大型冲断背斜带,是西湖凹陷形成大型气田有利的勘探构造区带。     

复合冲击器在西湖凹陷深部地层钻井中的应用

随着勘探开发一体化深入进行,西湖凹陷探井在深部地层钻进过程中面临着平湖组地层可钻性差、机械钻速低、钻头磨损严重、钻头更换频繁等难题,传统提速工具难以有效实现提速提效、缩短工期。新速通公司研发的一体化复合冲击器提速工具,通过将钻井液流压转换为轴向和周向的高频机械冲击,在减弱黏滑效应的同时,将冲击能量传给PDC钻头实现瞬间冲击破岩。该工具有效地提高破岩效率,延长钻头使用寿命,在西湖凹陷不同区域尤其是平北地区取得了良好的效果,3 500 m以深地层机械钻速稳定在10 m/h以上。     

东海井身结构优化与钻井提速技术

为了节省东海油气田勘探开发成本、降低新建油气田经济开发门槛、提高机械钻速、实现钻井降本增效的目的,针对东海地层中12-1/4 in井段裸眼段长、夹层多、可钻性差、井壁容易失稳,导致起下钻困难、划眼时间长、井壁坍塌及卡钻等诸多钻井难题,进一步优化表层井眼尺寸,对深部井身结构简化,并创新引进了等壁厚马达、水力振荡螺杆、一体化复合提速工具等钻井提速工具,形成了配套提速技术。现场应用显示,2018年全井平均机械钻速较“十二五”末提高55%,深层提高72.2%,提速降本效果显著。研究成果有效保障了油气井低成本、安全、高效勘探开发,对边际油气田的开发、老油田挖潜以及探井降本具有广阔的应用前景。     

东海深井探井钻井提速配套技术及其应用

随着东海油气资源勘探逐渐向深层发展,探井钻井作业深度不断增加,对原井身结构进行了优化。井身结构的变化使上部444.5 mm大尺寸井眼加深至2400 m,下部地层岩石硬度和强度增加使地层可钻性变差,机械钻速明显下降,导致钻井周期长,钻井成本高,因此,亟需钻井提速技术研究应用。针对难点,通过优选钻头和钻井方式,以及改进钻井液的应用,形成了上部444.5 mm井段快速钻进技术;下部井段通过智能录井钻井参数监控技术及时优化调整参数,分析选用了扭冲工具进行钻井提速,形成了下部井段钻井提速配套技术。现场试验应用表明,钻井提速效果十分明显。大尺寸复合钻井、扭冲工具、智能录井钻井参数监控等技术在该区可全面推广应用。     

表开快钻技术在西湖凹陷的应用研究

随着西湖凹陷油气勘探向深层发展,钻探深度不断增加,在现有套管层次下,需要增加表开钻井深度以缓解下部套管层次钻探压力。表开下部地层岩石可钻性差,机械钻速低,钻井周期长,同时表开最大安全钻深难以确定限制了表开优快钻井技术。针对难题,通过分析地层压力特性与坍塌周期,确定了保持地层稳定与裸眼安全的最大钻深确定方法;通过优化钻具组合、钻井液工艺与钻井参数,提高表开下部地层机械钻速,最终形成了一套适用于西湖凹陷表开快钻技术。现场实践表明,该套技术实现了西湖凹陷表开最大安全钻深的突破,有效提高表开下部地层机械钻速,具有较好的推广价值。     

G构造深部地层井壁稳定研究

在东海西湖凹陷G构造勘探开发作业过程中,花港组以下深部地层多次发生由井壁失稳引发的起下钻遇阻、井壁掉块等井下复杂情况。该文选取伊顿法计算了地层孔隙压力纵向剖面,发现异常压力主要集中在花港组以下深部地层。并根据莫尔库伦准则进行井壁稳定钻后分析,该构造地区井壁失稳的主要原因是钻井液密度低于地层坍塌压力导致的力学失稳,以及由钻井液泥浆性能引起的泥岩水化。为确保后续钻井作业安全,建议在G构造相关区块开展钻前压力预测研究,并优选油基钻井液以避免泥岩水化。     

东海西湖凹陷花港组油气地质条件与油气分布规律

西湖凹陷是目前东海陆架盆地突破相对较大的凹陷,是一个具有较大勘探潜力的地区。西湖凹陷花港组具有较好的油气地质条件,存在多个油气源,以平湖组烃源岩为主,储层条件较好,发育区域性盖层。构造圈闭是西湖凹陷花港组的主要圈闭类型,以滚动背斜和挤压背斜圈闭为主,油气藏也主要为这2种类型。在对石油地质条件分析的基础上,对花港组的油气分布规律进行了分析,认为西部以油为主,东部以气为主,主要的油气分布于西湖凹陷中南部的局部构造较发育区。     

控压钻井技术在东海深部低渗地层中的应用

随着东海深部地层勘探取得突破,石油钻探进入深部复杂地层。深部地层岩石强度大、可钻性差,深部地层机械钻速低,同时深部储层孔渗条件差,储层保护尤为重要。此文介绍了一种新的钻井方式即控压钻井,分析其工艺优势和控制操作原理,结合东海地质特征,优化钻井参数,对东海N构造M4、M5井进行实例应用分析,机械钻速有较大的提高,同时也较好保护油气层,效果明显,为深部地层安全高效钻井提供一条途径。