元坝272H井超深水平井钻井技术

元坝地区海相气藏埋藏深,垂深超过6 500 m.该地区水平井摩阻扭矩大、温度高,对水平井钻井技术提出了更高要求.元坝272H井是元坝Ⅱ区施工的第一口超深水平井,施工难度大.通过优化设计、基于滑动方式的井眼轨迹控制技术优化、摩阻扭矩精确预测分析、先进高温高压MWD仪器应用,解决了高温环境下井眼轨迹的测量及控制问题.采用抗高温润滑钻井液,根据地层特点合理调整钻井液性能,满足了超深水平井高温稳定、携岩和润滑的要求.通过元坝272H井定向钻井施工,总结了一套适合元坝地区超深水平井钻井技术.     

超深水平井元坝121H井钻井液技术

元坝121H井是川东北巴中低缓构造带元坝12井构造高点西北斜坡的一口超深水平井,该井完钻井深为7 786 m,垂深为6 982.58 m,A靶点井斜为87°,最大井斜为93.14°,水平段长612.44 m。该井钻井液技术难点在于:地层存在多套压力系统,高压差下低压段和裂缝性层段易发生卡钻和漏失;井温高且含大段膏盐岩和盐水层的嘉陵江组和飞仙关组对钻井液的抗温、抗污染能力要求高;垂深超过6 900 m的斜井段和水平段,井眼上大下小,上部环空返速小,水平段减阻和清洁难度高。该井三开和四开使用了金属离子聚磺防塌与金属离子聚磺混油防卡钻井液,该套钻井液性能稳定,具有良好的润滑性、封堵性、流变性和悬浮携带性能,满足了钻井施工的需要。     

超深水平井元坝103H井钻井技术

元坝长兴组气藏储量巨大，为增大储量控制面积，提高单井产量，在四川盆地川东北巴中低缓构造部署了一口水平开发评价井元坝103H井，设计井深7 841 m。通过优化钻井工艺，在下沙溪庙至须家河组地层应用液体欠平衡钻井技术、水平段综合采用旋转导向、抗高温钻井液体系、防磨接头和减磨剂双效防磨等先进技术，克服了陆相深部地层硬度高、钻速慢、井底温度高、水平段井眼清洁难度大、起下钻摩阻扭矩大、钻具托压现象严重等多种技术难题。该井完钻井深7 729.8 m，水平段长682.8 m，最大垂深6 761.52 m，四开在井深6 608 m处一次性侧钻成功。该井的成功实施，为元坝超深水平井钻井积累了宝贵的经验，为同类井的钻井施工提供了重要参考。     

长水平段水平井钻井技术在ZC1井的应用

ZC1井是一口长水平段水平井,目的层为长6储层。针对长6储层埋深浅、水平段和裸眼井段长、井眼清洁困难以及井壁稳定困难等技术难题,应用胜利油田发展成熟的长水平段水平井钻井关键技术,主要包括长水平段水平井井眼轨道优化设计技术、基于井斜趋势角的钻具组合优选技术、摩阻扭矩实时监测技术、井眼轨迹控制技术、保持井眼清洁和高效润滑的钻井液技术以及地质导向技术,实现了长6储层的有效开发,同时也验证了长水平段水平井钻井技术的可靠性和先进性。该钻井技术的应用为ZB区块油田后期成功开发低渗低孔油气藏提供了宝贵的技术经验。     

元坝含硫超深水平井井身结构优化技术

元坝气田是中石化南方海相重点勘探区域,由于气藏埋藏深,地质条件复杂,其钻井难度与风险极高,气田开发面临诸多世界级难题。为提高井控储量与单井产能,气田开发井井型以水平井与大斜度井为主,井身结构经过了四个过程：研究分析-试验应用-优化完善-推广应用,形成了独具特色的含硫超深水平井井身结构优化技术。目前在15口井的应用效果良好,达到了缩短钻井周期,节约钻井成本,加快钻井速度的目的。     

长水平段水平井钻井技术难点分析及对策

长水平段水平井拥有直井和一般水平井无法比拟的技术优势。然而由于其水平段较长、钻遇岩性的复杂多样、钻井液和钻具与地层接触时间长等因素使得在钻进和固井过程中存在很多技术难题。为提高长水平段水平井的钻井技术水平,首先对钻进和固井中的技术难题做了归纳总结,再对不同的技术难题做了原因分析,认为长水平段水平井的钻进技术难题主要由水平段过长造成,而固井技术难题主要是由水平段延伸方向与套管和水泥浆的重力方向垂直或近似垂直造成;最后结合现场实践提出了优化井眼轨迹,优化钻井液、水泥浆性能,优化钻进、固井工具组合,优化套管下入方法等技术措施,提高了钻进效率和固井质量,对今后长水平段水平井的钻进和固井施工有一定的指导作用。     

元坝101-1H酸性气藏超深水平井优快钻井技术

针对元坝高含硫气藏超深水平井钻井过程中存在的陆相高压层钻速慢、海相产层漏失严重、超深高温高压定向困难等问题,元坝101-1H井通过延伸气体钻井深度、应用扭力冲击器和直螺杆配合PDC钻头复合钻井技术,实现了陆相致密砂岩硬地层的有效提速;采用等壁厚直螺杆配合EM1316 PDC钻头,实现了海相高强度低研磨均质地层直井段有效提速;在水平段采用可调式抗高温螺杆,配合欠尺寸双稳定器稳斜钻具组合,既提高了复合钻进比例又保证了井眼全角变化率,效果相当于旋转导向钻井工具;采用双效防磨技术,减少了套管磨损,保证了管柱密封性能。现场应用结果表明,元坝101-1H井完钻井深7 971 m、垂深6 946.44 m,创元坝工区高含硫超深水平井完钻井深最深记录;钻井周期380 d,较设计周期缩短54 d、较前期开发评价水平井平均周期缩短149.92 d,提速效果显著,为同类井的施工提供了较好的经验。     

新沙21-27H长水平段水平井钻井实践

川西新场构造蕴藏丰富的天然气资源,截至2010年底,仅新场构造沙溪庙组气藏累计提交探明储量已达600×10^8m^3,但由于储层低孔低渗,开发效果一直欠佳。随着长水平段水平井和大型加砂压裂技术的应用,该类型气藏开发效果得到显著提升新沙21-27H井是部署在新场构造北翼的一口以沙溪庙组为目的层的长水平段水平井,具有裸眼段长、水平段长、位移大、摩阻和扭矩大等特点。文中对该井施工的难点进行了分析,通过井眼轨迹控制措施、摩阻和扭矩监测技术以及良好的钻井液性能,并配合高效PDC钻头,大大提高了钻井效率,取得了良好效果。     

金平1井浅层长水平段水平井钻井技术

长水平段水平井可增加油气藏的裸露面积，显著提高边际油气藏的综合开发效益。为了检验前期研究成果，进一步丰富完善长水平段水平井钻井技术，决定部署一口阶段试验井——金平1 井。在剖析该井施工难点的基础上，重点阐述了其井身结构与井眼轨道优化设计、大井眼浅层定向、井眼轨迹控制、钻具组合优化、安全钻进等关键技术，通过对水平段摩阻扭矩的理论与实际分析对比，保障了现场施工的顺利进行。该井的成功完钻，积累了大位移及长水平段水平井钻井技术经验，并创造了胜利油田3 项技术指标，位垂比达到了2.803，是当时国内陆上油田位垂比最大的一口井。     

元坝272H井超深硬地层侧钻技术

针对元坝272H井侧钻井段调整余地小、侧钻地层高温高压、岩石可钻性差、井眼尺寸小等实际情况,在深入分析侧钻技术难点的基础上,优选了侧钻方式、侧钻点和钻具组合,确定了侧钻技术措施:基于长定向井段的施工安全,选择了常规裸眼侧钻方式;因为侧钻点与靶点垂距仅为70.00 m,为减小增斜段井眼的全角变化率,选择出套管1.00~5.00 m处为侧钻点;因为侧钻点处于硬地层,为增大侧钻力,优选了"牙轮钻头+直螺杆+2.75°弯接头"钻具组合;另外,确定了下切侧钻、延长控时钻进时间、合理侧钻方向、加强施工监测和保证钻井液性能等施工措施。该系列技术措施在元坝272H井小井眼侧钻施工中进行了应用,井眼轨迹数据、返砂新岩屑质量分数及钻井参数显示,在井深6 672.30 m处新老井眼完全分离,应用获得成功。该超深硬地层侧钻施工技术的应用成功,对同类井的侧钻作业具有借鉴意义。      

元坝超深水平井钻井技术

元坝地区海相储层资源丰富,目的层垂深超深,具有高温、高压和含H2S等特点。应用水平井技术能高效地开发其产能,但存在测量仪器和定向工具选择难、轨迹控制难度大和钻井液性能调控难度大等技术难点。通过跟踪分析元坝地区首次施工的两口超深水平井元坝103H井和元坝121H井,优选了适应元坝超深水平井工况的定向仪器和工具,形成了系统可行的超深水平井轨迹控制技术和超深水平井钻井液技术,为元坝地区海相储层的高效开发奠定了基础。     

塔河区块超深水平井钻井液优选与应用

塔河油田托甫台井区白垩系巴什基奇克组、卡普沙良群组地层稳定性差,井壁失稳严重,井下故障较多.通过分析该区块的地质特点和井壁失稳原因,结合超深水平井对钻井液的特殊要求,优选出适用于TP237H井的钻井液体系并制定了相应的现场维护处理措施.实钻表明,该井二开使用的强抑制钾基聚合物钻井液、钾钙基聚磺硅醇复合防塌钻井液,解决了该区决上部地层易分散,钻井液流变性差,中部白垩系棕红色泥岩、膏质泥岩吸水膨胀缩径、坍塌、阻卡等施工难题,实现了井壁稳定.三开聚磺多元复合防塌钻井液有效抑制了下部井眼的剥落垮塌和井径扩大,提高了二叠系地层的承压能力.四开低渗透聚磺混油钻井液采用液、固体润滑剂复配,降低了摩阻和扭矩,实现了深部地层小井眼水平段的快速钻进,达到了优质、安全、顺利和保护油气层的目的.     

超深阶梯式水平井钻井液技术

东河1-H3井是塔里木油田的一口超深双台阶水平井,设计斜深6325·53m、垂深5739·63m。由于井深,钻遇地层复杂,给钻井液施工带来了极大困难。针对地层存在纵横交错的微裂隙,钻井液中的自由水易进入地层,造成泥页岩整体强度变差以及石炭系地层中夹有石膏层,易对钻井液造成污染的问题,采取了有针对性的一开、二开及三开钻井液技术措施,重点是提高钻井液的防塌性和润滑性。通过有效的技术措施,顺利完成了定向钻井的施工,钻井液性能良好,各项技术指标优良。     

长水平段水平井钻井技术难点探讨

应用长水平段水平井钻井技术可提高油气采收率和产量,但长水平段水平井钻井作业面临着更多的技术难点,钻井工艺较复杂,对钻井工具性能要求更高。加强对长水平段水平井技术的研究,分析钻井难点并提出解决对策,对提高长水平段水平井钻井质量具有重要作用。     

元坝超深水平井井身结构优化设计

由于元坝区块地层压力系统复杂、储层高温高压、海相地层含H2S,元坝超深水平井井身结构设计时对必封点选择难度大,且钻头尺寸和套管尺寸选择范围窄。分析了四种常用井身结构设计方法及存在的主要问题,提出了优化设计方案,避免了因井身结构而导致的压差卡钻,为元坝地区实现优快钻井奠定了基础。     

超深水平井钻井技术

水平井的施工风险和难度随施工井深的增加而增加,特别是6000 m以上的超深水平井,存在着较高的施工风险和难度。塔里木油田东河塘区块油藏深度在5740 m左右,目前已先后完成了6口单、双台阶超深水平井,完钻井深均在6300 m以上。水平井投产后,油气产量明显提高,水平井平均单井油气产量为开发水平井前单井产量的3~5倍,取得较好的效果,经济效益显著。通过6口水平井的施工,超深水平井技术也在不断完善和提高,已日臻成熟。针对塔里木油田东河塘地区自身特点,以东河1-H3井和东河1-H5井为例,从难点分析、优化钻井设计、轨迹控制、分段技术措施、水平井钻井液等方面作了较详细的论述。该区块水平井的成功经验,对超深水平井施工有一定的指导和借鉴意义。     

元坝高含硫气藏超深水平井完井技术研究及实践

元坝长兴组气藏属于超深、高温、高压、高含硫碳酸盐气藏,水平井完井的经济性与安全性矛盾非常突出,作业工况及井下条件复杂,风险和效率是该类气井完井需要考虑的重点。为此,通过大量的理论研究、模拟计算、室内实验、现场试验,形成了元坝高含硫气藏超深水平井完井技术。Ⅰ-Ⅱ类较多的礁相储层,以衬管完井方式为主,Ⅰ-Ⅱ类较少的叠合区、滩相储层,底水较为发育区域,采用射孔完井;完井材质选用4C类镍基合金;完井工具采用具有自平衡功能的井下安全阀、具备可回收功能的锚定密封插管封隔器;完井管柱采用复合油管,原则上不设计坐放短节、不采用伸缩节;通过优化封隔器坐封位置减少镍基合金套管使用长度。通过以上措施,既能满足酸化及长期安全生产要求,便于后期作业,又极大程度降低了完井成本,为该区的勘探开发提供了重要的技术支持。     

旋转导向技术在元坝超深水平井的应用

文章分析了元坝超深水平井的技术难点及旋转导向技术钻超深水平井的优势,结合元坝X井的施工情况,对AutoTrack旋转导向系统钻超深水平井的应用效果做了分析评价,现场施工情况表明:AutoTrack旋转导向钻井系统钻成的井眼光滑,摩阻在150kN以下,扭矩在14kN·m以下;机械钻速较高,配用模块马达,进一步提高了机械钻速,达到2.90m/h。在155℃高温下,AutoTrack旋转导向系统故障率较高。总体来讲AutoTrack旋转导向系统可以满足元坝超深水平井施工要求。     

苏里格气田长水平段水平井快速钻井技术

针对苏里格气田超过1 500 m的长水平段水平井,主要存在以下几方面的技术难点:一是砂体夹泥岩,井壁稳定性比较差;二是地层研磨性强,钻进效率低;三是水平段长,摩阻扭矩大,轨迹控制难度大.文章从井身结构、剖面设计、工艺工具、轨迹控制等方面进行了分析研究,形成适应于苏里格气田开发的长水平段水平井快速钻井技术,并在苏5-3-16H1井进行了成功应用,提高了水平井的机械钻速.     

长水平段水平井延长管柱下深技术研究与应用

针对长水平段水平井套管内作业过程管柱自锁、下深有限的问题,重点围绕组合管柱加重与降阻进行攻关,开发了小接箍加重管和金属减阻剂,统计回归了组合管柱设计原则,应用水平井管柱力学分析软件进行优化,形成了页岩油长水平段水平井延长管柱下深技术。现场应用结果表明：该技术可有效提高长水平段水平井套管内井筒作业效率,延长管柱下深效果明显,解决了长庆油田4000m以上长水平段水平井井筒作业难题。