深水井控工艺技术探讨

海洋深水钻井中的井控,面临着海底低温、气体水合物、地层孔隙压力和破裂压力之间的安全窗口比较窄、井控余量比较小、压井/阻流管线较长导致循环压耗较大、深水地层比较脆弱等诸多挑战。针对深水井控中面临的难点,调研了深水钻井中井控设备的要求与配置,详细介绍了深水钻井中早期监测溢流的方法、深水井控的关井方式及压井方法、深水压井后防喷器"圈闭气"与隔水管气的处理,以及在深水钻井中预防水合物形成的措施,以保证深水钻井的施工安全。      

渤海中深层天然气田钻完井关键技术现状及展望

渤中凹陷西南环带深层含油气构造是渤海湾乃至我国东部迄今发现最大的中深层天然气田,针对该区域地质条件复杂、储层埋藏深、地层压力异常、可钻性差等特性,分析了开发过程中在异常压力预测、钻井效率、储层保护、钻井综合提速、井壁稳定、井筒安全及井控风险方面面临的技术难点,系统总结了近十余年现场实践形成的渤海中深层天然气安全环保高效勘探开发的钻完井关键技术体系,包括地质工程一体化快速评价、井身结构优化及安全控制、中深层钻井提速、抗高温低密度钻井液及储层保护、深层潜山中途裸眼测试等关键技术。随着渤海中深层天然气勘探领域的进一步拓展,会面临更为复杂的地质特征,面临越来越大的技术挑战,提出了未来渤海中深层天然气开发的钻完井技术应加强能适应更复杂地质工况的设备、工具、材料、新工艺技术的研发以及完善海上应急救援体系,保障渤海中深层天然气钻井的安全、环保和高效。     

精细控压钻井技术在磨溪－高石梯海相地层应用可行性分析

四川磨溪-高石梯区块储层埋藏较深、钻井速度慢、钻井周期长、井漏复杂多、作业成本高是该区块油气勘探开发的难点。针对磨溪-高石梯海相地层裂缝发育、安全密度窗口窄、压力系统多等特点进行了精细控压钻井可行性分析,并验证了该技术对于解决该类地层钻井难、钻井慢等难题的可行性,对于提速、增效具有显著效果,建议在该区块海相地层推广应用精细控压钻井技术。     

深水深层井钻井关键技术发展与展望

随着海洋油气勘探开发的不断深入,深水深层井(简称双深井)已成为全球勘探开发热点。双深井比常规深水井面临更加复杂的井下地质环境、海洋环境,作业的风险更大。近年来,随着深水钻井作业的不断进步,当前已初步形成了一套双深井钻井关键技术,包括井身结构、控压钻井、钻井液体系、固井工艺、井控、水下井口、井筒完整性等7个方面。双深井钻井关键技术为加速海洋油气勘探开发提供了技术基础,成果已应用到南海X区块,取得了良好的效果。实践证明,当前双深井钻井关键技术已初步适应深水深层井的钻井作业需要,未来还需推进自动化、规模化、信息化、智能化钻井设备和工艺的研发,以保障双深井安全高效的作业。     

南海深水钻井井控技术难点及应对措施

深水钻井井控存在着海床不稳定、地层破裂压力低、地层压力窗口窄、以及存在浅层气、浅层水流、气体水合物和海底低温等诸多问题。在对国内外深水井控技术充分调研的基础上,针对南海深水钻井井控特点和难点,结合近年南海深水钻井设计和作业实践经验,详细分析了深水钻井井控存在的地层压力窗口窄、溢流监测困难、压井难度大和压井作业时间长、井控设备复杂、存在水合物风险等问题,研究提出了有针对性的解决方案,并以南海深水井为例介绍了深水井控的具体措施。     

呼探1井?139.7 mm尾管精细动态控压固井技术

呼探1井?139.7 mm尾管固井时封固段长、井底温度高,导致存在漏失与溢流风险大、对水泥浆性能要求高及水泥浆稠化时间不易控制等技术难点。为解决上述技术难点,在该井?139.7 mm尾管固井段进行了精细动态控压固井技术试验。通过优化水泥浆配方、精细设计浆柱和优化设计套管扶正器安放位置,制定确保井筒动态压力介于地层孔隙压力与漏失压力之间等的技术措施,利用精细控压钻井装备,实现了控压下尾管、注水泥和水泥浆候凝,最终实现了全过程精细动态控压固井,该井?139.7 mm尾管固井质量合格。呼探1井?139.7 mm尾管精细控压固井成功,表明精细控压固井能够提高超深井长封固段窄安全密度窗口地层的固井质量,可为准噶尔盆地南缘深层油气勘探提供技术保障。      

控压钻井技术在白28井的应用

控压钻井系统主要由钻井参数监测系统(包括井下PWD)、决策分析系统、电控系统、地面自动节流控制及回压补偿系统组成,通过在井口施加连续回压来实现井底压力的恒定控制,能有效解决窄密度窗口地层和高温高压地层所出现的钻井复杂问题。白28井的应用结果表明,使用控压钻井技术,在控压钻进工况下可将井口压力波动控制在0.2 MPa以内,控压停泵和起下钻工况下可将井口压力波动控制在0.5～0.8 MPa,井底压力波动控制在1.0～1.5 MPa,可保证井底压力当量密度在控制范围内;能够快速发现溢流和井漏等复杂情况并进行有效控制,确保了施工过程的安全,实现了钻井安全和勘探开发的目标。     

川西地区超深井钻井完井技术现状及攻关方向

川西地区油气资源丰富,但超深层海相碳酸盐岩地质条件复杂,钻井过程中面临纵向上压力系统多、井漏频发、井壁失稳垮塌、部分地层可钻性差、钻井风险高及钻井周期长等技术难点。通过近几年的技术攻关,研究形成了适用于川西地区的超深井钻井完井技术,主要包括超深井井身结构优化技术、钻井提速关键技术、防漏堵漏技术、高压低渗气层控压钻井技术、抗高温强封堵油基钻井液技术、超深高钢级套管开窗技术、控压平衡法固井技术和超深短尾管固井技术等,创造了多项钻井工程纪录,支撑了川西地区超深层油气资源的勘探开发。但目前仍然面临风险区域地质认识不足,恶性井漏治理难度大、部分难钻地层提速不理想和漏垮同存地层安全钻井配套技术不完善等技术难点,因此,提出下一步需在井身结构对策研究、钻井提速新技术新工艺试验、高效堵漏技术研究和地质工程一体化等方向进行技术攻关,以推动川西地区超深井钻井完井技术快速发展,实现川西地区深层油气资源的经济有效勘探开发。     

长裸眼中单根气及后效气产出层位精准定位技术及应用

渤海油田的勘探正逐步向深层、超深层迈进，深井井身结构存在裸眼段长、同一裸眼段压力系统复杂、钻遇多套油气层、压力窗口窄等特征，在油气勘探过程中，钻开油气层后，是否精准掌握地层气、单根气、后效气及气体上窜速度直接关系到现场钻井液密度调整、油气层保护及井控安全。精确定位单根气及后效气产出层位能提高现场监督决策效率，从而提高作业时效，规避作业风险，是安全钻井的前提。建立单根气及后效气组分智能化分析模型，并形成了一套精准定位单根气及后效气产出层位技术，通过精确掌握单根气、后效气及气体上窜速度，有利于指导现场优化下步作业方案，提高作业时效，有效保障井控安全。     

川庆精细控压钻井技术在NP23-P2009井的应用研究

南堡油田深层潜山蕴含丰富的油气资源,但由于目的层奥陶系裂缝发育、安全密度窗口窄,已钻井因大量漏失而常难以钻达设计地质目标、且井控安全问题突出,严重制约了勘探开发进程。为此,引入了川庆钻探工程公司自主研发的控压钻井技术,并在NP23-P2009井进行了应用,也是国内控压钻井技术商业应用的第一口井,用6.85d顺利钻完268m水平段达到地质目标,实现了钻井零漏失、零溢流和有效延伸水平段长度的目的,为南堡油田潜山构造开辟了一种钻井新模式。     

金龙125井井控压井案例分析

金龙125井位于位于准噶尔盆地西部隆起中拐凸起金龙10井区,该井钻井过程中,上部地层承压能力弱易漏,目的层石炭系油气显示活跃,易发生溢流事件。在同一井筒两套压力系统并存的条件下,钻井施工井控风险较高。金龙125井运用非常规井控处置技术成功处理一起井控险情,通过该井溢流压井案例分析,对其他区块井控作业具有一定借鉴意义。     

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南方海相地层高压气井的井控工艺有其独有的特点和难点，允许开展工作的压力窗口狭窄，能量足，喷势大，来势猛，失控造成的损失会非常严重。对既满又喷的地层可以采用堵满和提高钻井液密度压井相结合、待压稳后才继续后续作业的方法进行钻井施工。直放喷通道是气井井控的常备通道，长期关井和间歇放喷不利于井控安全，最好的办法是尽快压井。井控设备配套应在行业标准的基础上进一步强化，除了高压水密封试验外还必须进行高、低压气密封试验。压井需要较多的重钻井液储备和更复杂的工序。节流放喷期间应采取保温措施。     

胜利油田老区调整井钻井井控技术

胜利油田老区由于经过长时间注水开发，地层压力紊乱，调整井钻井过程中常遭遇同一裸眼井段存在多套压力层系的问题 ，井涌井漏事故时有发生，加大了井控的难度。分析研究了胜利油田老区地层压力特征、调整井钻井过程中的出水外溢、井漏等复杂 问题，探讨了油田注水开发过程中地层压力异常的原因，分析了诱发地层出水的原因及危害，进而提出了所应采取的注水井关井停注 泄压、边溢边钻、压井、套管封隔等井控技术措施，实践证实了所用井控措施科学可行，为中后期油田老区调整井钻井井控提供了技 术经验。     

四川盆地深层碳酸盐岩钻完井技术实践与展望

四川盆地的油气资源勘探开发正在向着更深的层位进军,深层碳酸盐岩气藏深井超深井的多压力系统、可钻性差、超高压超高温、高含硫等诸多难题给钻完井工程带来了巨大的挑战。为了保障该盆地深层碳酸盐岩油气资源勘探开发的顺利进行,立足现场实践与技术攻关相结合的总体思路,“十三五”期间安全快速地完成了诸如双鱼石构造双鱼X133井等一批井深8 000 m左右的超深井,深井超深井钻完井配套技术试验攻关取得了重要进展。获得的成果包括:(1)非标准井身结构优化,配合精细控压、承压堵漏等技术的应用,奠定了优快钻进、安全钻达地质目标的基础;(2)全面优选推广使用高效、个性化PDC钻头,有效地提高了难钻地层平均机械钻速;(3)研发应用的抗200℃高温、抗复合盐水等钻井液及主动承压堵漏技术,有效地减少了高温、高压盐水、井漏等复杂地层钻进的井下复杂情况;(4)精细控压钻井及精细控压固井技术应用于窄密度窗口、多压力系统、压力敏感性地层,平均钻完井液漏失量下降90%以上,复杂处理时间缩短85%以上,固井质量合格率提高20%以上;(5)集成应用的气体钻井等提速技术和工具,使得钻井周期和成本均大幅度缩减。结论认为,该试验攻关成果已基本支撑了四川盆地安岳气田天然气资源的快速转化、川西北二叠系和泥盆系天然气资源的重大发现;同时,为适应“十四五”期间四川盆地9 000 m以深的深层天然气开发,钻完井技术仍需要在抗高温井下工具、工作液等9个方面加快攻关进程。     

南海C区块高温高压气井井控技术

为确保南海C区块高温高压气井钻井过程中的井控安全,针对存在的地层压力高且复杂、地层温度高、钻井液安全密度窗口窄、高密度钻井液性能维护困难等井控技术难点,制定了实时检测溢流、控制溢流量,压井时逐渐提高压井液密度,防止发生井漏,钻井液降温和性能维护,井下溢漏共存处理等技术措施。防止井漏的技术措施包括提高地层承压能力和钻井液的封堵性、优化井身结构、控制井底循环当量密度、阶梯开泵、简化钻具组合及控制下钻速度等。南海C区块30余口高温高压井在钻井过程中采取了制定的井控技术措施,未发生井控事故。这表明,采取所制定的井控技术措施可以确保南海C区块高温高压气井的钻井井控安全。      

中国海油深水钻井技术进展及发展展望北大核心CSCD

中国海油深水钻井技术面临高温高压、深层、盐层等一系列难题和挑战。在经历了跟踪学习、合作引进、自主创新等3个阶段,中国海油实现了从深水到超深水、从深水勘探到开发的重大跨越。为进一步推动深水钻井技术的发展和突破,本文总结回顾了中国海油深水钻井技术的发展,综述了深水钻井设计技术体系构建、环境风险与地质灾害评估及控制技术、深水表层高效钻井技术、深水极窄压力窗口安全钻进技术、深水井控及应急救援关键技术、深水关键技术及装备国产化等技术的现状,从深水精细控压钻井技术、深水轻型修井、深水高温高压开发钻井技术、智能化深水钻井技术等方面对中国海油深水钻井技术的未来进行了展望。中国海油将通过不断的深入探索和自主创新,完善突破深水钻井技术,进而保障中国深海油气的高效可持续开发。     

沙漠膜地近平衡压力钻井技术和井控技术

本文总结了在塔里木盆地沙漠腹地油气勘探和开发中使用近平衡钻井技术和井控技术的经验。通过实践摸索出了两条能事安全起下的“判别标准”和“两步法压井”技术，对深井钻井和井控有一定的指导意义。     

青海油田英中地区全过程精细控压钻完井技术探讨

全过程精细控压钻完井技术是指在钻井、完井过程中,对整个井筒压力进行有效控制与管理的钻完井技术,可有效解决窄密度窗口、压力敏感地层难以克服的溢漏同层、井控风险大以及窄密度窗口地层固井质量等系列复杂问题。从青海油田部署于柴达木盆地英中地区英中三号构造预探井狮63井基本情况出发,重点阐述了下干柴沟组地层裂缝性漏失严重、安全密度窗口窄、溢漏同存等钻井技术难点,采用全过程控压钻完井的技术有效解决了上述难题,顺利钻达目标井深,取得了良好的地质和工程效果,为后续英中地区解决类似钻井难题提供了有效的钻完井方式和经验分享。     

侧钻井钻完井一体化工程可行性探讨

某低孔低渗-特低渗气藏深层进行了2轮次的勘探,虽发现了高产井,但后期展开勘探未能规模突破;钻遇的深部硬脆性泥岩和火成岩地层井壁稳定性差,出现坍塌、掉块、漏失等复杂井下事故;储层试油、压裂改造效果不理想,发现和解放油气藏是面临的难题。提出在老井眼上进行开窗侧钻,尽可能保护储层高效开发的钻完井兼顾储层改造一体化工程设计思路。利用测井资料预测了储层出砂可能性及出砂临界压差,结合完井风险评估和储层改造要求,确定了侧钻井采用复合完井方式较好;进行了侧钻井地层三压力剖面预测,地层坍塌压力大于孔隙压力,实施欠平衡钻井易造成井壁坍塌;提出目的层进行储层专打的思路,论证了液相精细控压钻井优于气体欠平衡钻井,并配套了储层保护的液相钻井液体系。储层改造建议下部地层采用裸眼笼统压裂, 压裂后产能预测达到了增产改造目的。     

总结经验教训提高天然气井钻井井控能力

根据多年来一直从事天然气井钻井,特别是天然气井钻井井控技术、油气井抢险灭火技术等技术工作,结合四川油气井灭火公司所收集的近10年来部份钻井严重井喷井、失控(着火)井实例分析得出,当前井控工作应“总结经验教训,提高天然气井、钻井井控能力”。从天然气特点与井控技术,井喷失控的原因分析,排除溢流的压井技术要点,井喷失控着火的处理,对今后井控工作的建议等几个方面,较为全面地阐述了如何提高天然气井钻井井控能力的现场操作技术。