乌兹别克斯坦巨厚盐层水平井钻井技术

乌兹别克斯坦浩乌扎克油田鲁克钻井项目集大位移井钻井以及巨厚盐膏层钻井两大技术难题于一身，国内油田尚无类似条件下成功钻井的先例，也无借鉴事例，存在着一系列亟待解决的技术难题。分析了巨厚盐层水平井的技术特点，通过对井眼轨迹优化技术、井身结构优化技术、井眼轨迹控制技术、巨厚盐层井壁稳定技术、大位移井降摩阻技术和复杂事故预防处理技术研究，形成了一套巨厚盐层较大位移水平井钻井技术，实现在垂深近400 m 厚的纯度极高的盐层、盐膏层中进行定向造斜作业和稳斜段轨迹控制，盐层、盐膏层中控制井段长度达到1000 m，钻成了173G 较大位移水平井，井底水平位移1500 m，水平段长度686 m，该井的成功完钻为同类地层较大位移水平井的钻进提供了经验。     

阿姆河右岸B区巨厚盐膏层大斜度井安全钻井

为提高单井产能,实现高效开发,阿姆河右岸 Ｂ区块采用大斜度井和水平井钻井。但该区块地质条件复杂,储层压力高、气藏埋藏深、盖层盐膏层厚,存在次生气藏和高压盐水层,大斜度井和水平井的钻井难度大,对钻井液性能和井眼轨迹控制均提出更高要求,需要针对巨厚盐膏层大斜度井定向井段进行优化设计,降低施工风险。文章构建了目标区块钻井的岩盐蠕变模型,计算出了安全钻进时间和钻井液密度,优化了钻井液性能及体系,同时,综合考虑目标气藏埋深、盐膏层稳定性和造斜工具能力,优化了盐膏层大斜度井水平段段长、井眼轨迹和井身结构,确定了盐膏层中上盐层造斜的方案     

高压膏盐层定向井钻井关键技术

Jeribe—Kirkuk储层为伊拉克哈法亚油田的主力储层之一,上覆厚约500 m、地层压力系数为2.25的Lower Fars膏盐层作为其盖层。因该高压膏盐层的存在,导致第一口Jeribe—Kirkuk定向井多次卡钻2次侧钻,第一口水平井提前下套管完井,Lower Fars高压膏盐层钻井面临极大挑战。为此,通过分析Lower Fars膏盐层的力学特性、孔隙压力、地应力大小以及岩石矿物特征,建立Lower Fars层不同岩性地层井壁稳定和井眼变形规律的数学模型和判定规则,模拟钻井过程中的井眼变形规律,有针对性地研制适用于该膏盐层定向钻井的高密度饱和盐水钻井液体系、优化定向井井眼轨迹与施工方案。研究结果表明:(1)Lower Fars膏盐层最易失稳地层为泥岩层,卡钻的主因是泥岩水化后流变性增大,导致井眼缩径,并拖拽相邻硬石膏和盐岩坍塌,加剧卡钻的风险导致卡钻;(2)Lower Fars层井壁变形失稳随井斜角和井眼钻开时间的增大而增大,随着井眼钻开时间的延长,井壁失稳的风险急剧增加;(3)筛选了适合高密度饱和盐水的聚胺抑制剂BZ-HIB及聚合物稀释剂JNJ,优化钻井液配方,可有效提高钻井液在膏盐层钻进过程中的抑制性及流变性;(4)Jeribe—Kirkuk定向井造斜点由Lower Fars层提升至Upper Fars层,Upper Fars井段造斜、Lower Fars井段稳斜,降低Lower Fars段的井斜角和定向段长度,从而降低卡钻风险。截至目前,22口井的现场应用效果表明,该区?311.2 mm井眼事故复杂得到了有效控制,其中,2016年平均钻井周期为35.8 d,同比缩短52.8%,机械钻速从平均3.3 m/h提高至7.33 m/h,提高122%,技术优化取得了明显的效果。     

阿姆河右岸复杂碳酸盐气藏上覆巨厚盐膏层优快钻井技术

阿姆河右岸钻遇地层具有浅层高压次生气藏、高压盐水层、高压目的层、高产储层、巨厚盐膏层等"四高一厚"的特征,高压层及巨厚盐膏层安全快速钻进、缝洞型高压储层保护难度大,严重影响高效安全钻井。为了实现稀井高产、高效开发的目的,需要大规模实施大斜度井整体开发,由于目的层上覆巨厚盐膏层,导致造斜段增斜段均在盐膏层中,对井眼轨迹控制提出更高要求。针对上述钻井技术瓶颈及生产需求,开展了分段式地层压力预测、井身结构优化、井眼轨迹优化及钻井液体系优选等技术攻关与研究,形成了浅层次生高压气藏安全钻井、巨厚盐膏层大斜度井钻井、高压缝洞型气藏及上覆巨厚盐膏层钻井流体等特色技术,基本解决了长期困扰阿姆河右岸气田开发的钻井技术难题。     

阿姆河右岸定向水平井钻井工艺技术实践

中油（土库曼斯坦）阿姆河天然气工程项目是迄今为止中国石油集团公司在海外最大的天然气项目,是中亚管道的主要气源地,萨曼杰佩气田Sam35-1H水平井是土库曼斯坦阿姆河右岸巴格德雷区块的第一口水平井,其钻 探目的是通过水平井实现稀井高产。该构造地层复杂,存在巨厚盐膏层（有的含异常高压盐水）,储层压力低（0．98）,高含H2S,该井面临水平位移长及盐膏层定向稳斜难等技术难题。Sam-35-1H水平井的成功实施,同类地层大位移水平井的钻井积累了经验。     

阿姆河右岸B区复杂地层大斜度井和水平井钻完井技术

通过对已钻直井的实钻资料研究,分析总结出该区域地质特点及大斜度井钻井施工难点,通过井身结构与井眼轨迹优化,优选穿越长段盐膏层的钻井液体系及配方,研究成果已在该区域钻成8口大斜度井,钻井成功率100%,经测试产量为该区域直井的2~3倍。通过实钻作业形成了该区域大斜度井/水平井的井眼轨迹控制及复杂盐下气藏安全钻井技术;解决了巨厚盐膏层使用高密度钻井液情况下的定向钻井技术难题;实践了在使用高密度钻井液,喷漏同存、处理困难复杂情况下的完井方式,形成了巨厚盐膏层及高压含硫产层大斜度井特色钻完井技术,目前大量推广的大斜度井正在施工。大斜度井和水平井钻完井技术为该项目地区实施"稀井高产、少井多产"的开发方案提供了可靠的技术支撑和产能保障。     

江汉油田采卤连通水平井——黄盐平1井钻井技术

黄盐平1井是江汉油田首口设计施工的采卤连通水平井，水平段穿行盐层191m，准确命中B靶与王东12-13井直接连通。阐述了连通水平井的井身剖面设计、井眼轨迹控制、盐层水平井钻井技术、事故预防等技术问题。该井钻探成功为提高采卤效率提供了一条崭新的路途。     

Missan油田F区块水平井复杂层段钻井实践与认识

F-29H井是Missan油田F区块第一口水平井,完钻井深4 935 m,水平段长600 m。第三系Lower Fars组盐膏层含有高压盐水层、盐下碳酸盐岩裂缝发育且泥质含量高,钻井过程中井漏、溢流、垮塌和井眼缩径等事故频发。为此,在复杂层段中应用了井身结构优化、HIBDRILL高密度钻井液、井眼轨迹优化、钻井参数优化和钻具组合调整等钻井技术措施,有效解决了复杂层段的钻井难题,安全快速钻至目的层。全井钻井周期128.78 d,平均机械钻速5.74 m/h,易坍塌层段平均井径扩大率为1.27%,开创了Missan油田F区块水平井钻井先河。     

高压巨厚盐膏层大斜度井工程设计优化

南霍贾姆巴兹气田位于土库曼斯坦东部,该气田盐膏层厚,地层压力高。前苏联时期在该区用直井钻探,钻井成功率极低,没有钻探定向井先例。中国石油获得该气田开采权后,已完成一口直井和一口小井斜定向井,为了提高单井产量,提高气田开发速度,有必要进行大斜度井开发可行性的研究。SHojb-102D井是土库曼斯坦南霍贾姆巴兹气田上一口大斜度定向井,该井靶区范围小,盐膏层厚达1 085 m,地层孔隙压力系数达到2.2～2.3,还存在高压、直井段不直、键槽、缩径、黏附、井漏、钻具事故等多种钻井风险,文章主要通过对几种井身结构、井眼轨迹、控制方式优缺点的对比分析,优化出安全可靠、易于实现的钻井工程设计,进行现场实践,为该气田用大斜度井、水平井开发做技术储备。     

中海油在中东第一口盐下水平井的钻井实践

中海油自2010年进入伊拉克油田后一直未能实现盐下A储层的水平井开发。随着产量压力加大,盐下水平井势在必行。而实施盐下水平井需要克服800m厚的高压盐水层和盐膏层内造斜的技术难题~([1])。若要实施盐膏层内的定向钻井,需要以盐膏层井壁失稳机理和蠕变规律~([2])为基础,确定不同井斜下的安全作业窗口和安全钻井周期,得出适合盐膏层定向钻井的井眼轨迹。同时,优化钻井液性能,保证其良好的抗污染能力和流变性~([3]),以保证窄窗口下的作业安全;优选高抗挤强度的套管~([4]);优化固井水泥浆体系以及固井参数,保证压稳地层以及抑制盐膏层蠕变,从而保证盐膏层的套管安全以及固井质量,从本质安全上保证盐下水平井的成功实施。     

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在水平井钻井中，进行水平井造斜段实钻井眼轨迹中靶情况判别和待钻井眼轨迹的设计是非常复杂而又至关重要的问题，它们相互影响，并直接关系着水平井钻井的成败。文中揭示了实钻井眼轨迹和待钻井眼轨迹间的相互关系。首先通过实钻井眼轨迹数据和井下钻具的造斜能力来判别实钻井眼轨迹与原设计井眼轨迹的偏离情况，然后根据偏离的情况来修正待钻井段的井眼轨迹设计，并对待钻井段造斜钻具组合进行判别：当未发生偏离时，不改变原钻具组合，继续钻进；当实钻井眼与原设计轨迹发生偏离时，利用实钻中正在使用的造斜钻具另加一套稳斜钻具可准确钻达水平段的入靶点。这样可充分保证在钻达水平段入靶点时的垂深、水平位移都能达到原设计要求，为水平段在产层内准确钻进打下良好的基础。     

台H5-1水平井钻井完井工艺技术

水平井是近年来普遍应用的一种先进钻井技术,其具有水平段泄油面积大,最大限度地裸露油气层,增加出油气厚度,提高油气井产量和采收率的作用。台H5-1井是柴达木盆地台南气田的第一口水平井,也是一口长井段水平井,设计水平段长1 000 m。根据台南气田第四系（Q₁₊₂）特性,分析了该气田存在的施工难点,提出台H5-1水平井钻井完井工艺的技术对策是：优化井身结构、钻具组合、钻井液、完井工艺、控制井眼轨迹的地质导向技术等。     

小井眼水平井钻井技术在卡塔尔杜汉油田的首次应用

杜汉油田是卡塔尔主要的陆上油田,该油田全部采用水平井钻井技术开发油藏,水平位移在1200-1600m之间,水平段长度在800-1600m之间,一般采用(?)152.4或(?)155.6井眼,若发生井下复杂情况或井下事故,需要采用(?)95.3或井眼更小的水平井钻井技术进行施工。文中以DK-353B井为例详细探讨了胜利定向井公司打入卡塔尔市场以来形成的一整套小井眼水平井设计、施工方法,特别是目前完成的DK-353B井,是杜汉油田开发七十多年来所完成的第一口超小井跟水平井。     

苏76-1-20H井钻井技术

为提高低孔低渗气藏的开采效率,渤海钻探在苏里格气田部署了一口长水平段水平井—苏76-1-20H井。苏76-1-20H井存在水平段长、轨迹控制难、井眼尺寸小、循环泵压高、井眼清洁难度大、井壁垮塌、钻具变形等钻井难点,文中针对钻井难点,从井眼轨迹控制、摩阻扭矩预测控制、地质导向技术、钻井液技术、井眼修复技术、事故复杂预防等方面都采取相应的措施。该井实钻水平段长2 856 m,创造了中国石油陆上水平段最长记录,施工过程安全顺利,积累了长水平段水平井钻井技术经验,对高效开发低孔低渗油气田具有重要的指导意义。     

织金区块浅层煤层气J形大位移水平井钻井技术

织金煤层气区块存在煤层钻遇率低、储层保护难度大、水平连通井钻井成本高、经济收益低等问题,为此,在分析该区块J形水平井工程技术难点的基础上,从井眼轨道优化设计、井身结构优化设计、井眼轨迹控制技术等方面进行了浅层煤层气J形大位移水平井钻井技术研究,并在织平1井进行了试验。织平1井顺利完钻,水平段长500.00 m,水平位移818.98 m,最大井斜角97.6°,钻遇煤层293.00 m,煤层钻遇率58.6%,远高于水平连通井的煤层钻遇率(43.6%),且钻井成本为U形水平连通井的58%。这表明,采用J形水平井钻井技术可以解决织金煤层气区块存在的问题,可以在织金区块推广应用。      

DP19井小井眼欠平衡长水平段水平井的钻井技术

DP19井是中国石油化工股份有限公司在鄂尔多斯盆地大牛地气田部署的第一口小井眼氮气泡沫全过程欠平衡长水平段水平井。该井为探索在小井眼条件下开发低压低孔低渗致密砂岩的自然建产潜力,设计水平段井眼尺寸为Φ152.4 mm,水平段长1 200 m。针对该井所面临的技术难点,在施工过程中采取了以下技术措施：应用了小井眼钻井、长水平段钻井、裸眼悬空侧钻、氮气泡沫钻井液、全过程欠平衡及地质导向等多项国内先进技术,在氮气泡沫钻井液条件下应用了英国GEOLINK公司生产的E-LINK MWD无线随钻测量仪器, 跟踪传递井底井眼轨迹参数和地层特性参数,使井眼轨迹能够安全有效地沿着目的层钻进;在地层自然伽马值稳定的井段,成功地实施2次裸眼悬空侧钻作业,保障了钻遇泥页岩夹层后井眼轨迹的顺利调整。多种先进适用技术在该井集成应用成功,为低效气藏的高效开发提供了新的工程技术手段和思路。     

侧钻超短半径水平井J37-26-P14井钻井设计与施工

为了提高稠油热采及小规模砂体的开发效果,大庆油田设计施工了侧钻超短半径水平井J37-26-P14井。该井完钻井深629.62 m,造斜率20°/m,曲率半径仅为3.30 m,造斜段水平位移为2.90 m,总水平位移为22.70 m,水平段长19.58 m。该井施工中存在剖面设计紧凑、地层可钻性差、侧钻难度大、井眼曲率大造成钻具摩阻大等技术难点,在对超短半径的井身结构及井眼轨迹剖面进行优化设计和主要技术难点进行分析的基础上,制定了相应的技术措施,确保该井顺利完钻。该井的顺利完成,为其他侧钻超短半径水平井积累了宝贵经验。详细介绍了该井的设计与施工情况。      

河南油田泌页HF1水平井钻井技术

泌页HF1是中石化第一口陆相页岩油长水平段水平井。在对泌页HF1井储层特征、井身结构和井眼轨道剖面特点研究的基础上,认为该井存在泥页岩井壁垮塌、水平段长、摩阻扭矩大、循环压耗高和井眼轨迹控制难等钻井难点,为此,采取了井身结构优化、钻头优选、钻井液性能优化和实钻井眼轨迹优化控制等针对性措施,应用了旋转导向技术和油基钻井液体系,保证了该井的顺利完钻,并大大提高了机械钻速。该井实钻水平段长1044m,平均井径扩大率3%,储层钻遇率100%,井眼轨迹光滑,达到了工程设计要求。     

汪深1-平1井轨迹控制技术

汪深1-平1井是大庆油田一口深井水平井,完钻井深4205m,水平段长1009．51m,因地质原因2次填井侧钻,施工中轨迹控制难度加大。直井段4,311．1mm井眼采用大尺寸塔式钻具组合既可以控制井斜,又能释放钻压;造斜段做好二次剖面设计及施工预案,优选螺杆度数,使实钻轨迹尽量接近设计轨迹;水平段施工做到滑动钻进和复合钻进的合理分配．尽量使轨迹平滑。侧钻选用1．5°单弯螺杆,摆好工具面后小钻压侧钻,同时取砂样分析水泥与岩屑比例,水泥量减少后逐渐加压．禁止启动转盘。该井轨迹控制及2次成功侧钻为该地区水平井施工提供了借鉴。