大斜度定向井钻井设计优化及应用实践

大斜度定向井技术具有可以钻穿更长的页岩气储层段、较大范围地探明和控制含气面积、大幅提高单井产气量等优点。在前期直井预探井工作的基础上,通过对井身结构、井眼轨迹、钻具组合、钻柱力学、钻井液、固井等技术的优化设计,优选出符合高陡构造区页岩气勘探的大斜度定向井钻井工程设计方案,建立了工区的地层压力剖面和钻头选型方案,在直井段采用防斜打直、造斜段开展复合钻井、目的层段引用旋转导向钻井、油基钻井液等技术,成功地钻成2口页岩气大斜度定向井,缩短钻井周期,提高钻井效率,实现了优快钻井,主力页岩储层钻遇率100%,形成一套页岩气高效开发的钻井技术体系,可为今后其他地区页岩气、煤层气的勘探开发提供借鉴。     

充气钻井技术在油砂山油田的应用实践

柴达木盆地油砂山油田地质构造复杂,地层孔缝发育、压力系数低,常规泥浆钻井过程中漏失频繁、钻井周期长,严重制约了勘探开发效益。针对该地区钻井难点,进行了4口井充气钻井试验。试验结果表明,充气钻井能有效解决油砂山油田漏失地层钻井问题,并提高机械钻速,与常规泥浆钻井技术相比,平均节约堵漏时间6.32d,漏失量减少54.5%,机械钻速提高1.1倍。试验的成功,对该区块优快钻井技术的研究和推广应用具有指导意义。     

杭锦旗区块锦58井区二级井身结构水平井优快钻井技术研究与应用

杭锦旗区块锦58井区水平井钻井过程中,钻遇易漏易塌层位多、处理难度大,为实现经济有效开发,满足储层二次改造要求,开展二级井身结构水平井钻井技术试验研究。针对易漏易塌地层的特点,通过室内实验,制定了防漏防塌技术措施;通过采用大斜度导眼和主井眼双增式轨道方法,有效缩短了导眼段回填进尺,大大提高井眼利用率;试验"短弯螺杆+EMWD测量工具+高效PDC钻头"钻井工艺,提高了机械钻速。通过研究和现场试验初步形成了杭锦旗区块锦58井区二级井身结构水平井优快钻井技术,并在3口井进行了现场应用,与三级井身结构水平井相比,机械钻速提高了13.78%,钻井周期缩短了32.56%。研究与应用表明,二级井身结构水平井优快钻井技术能满足锦58井区复杂地层水平井安全高效的钻井需求,为该区块致密砂岩气藏的高效开发提供了工程技术保障。     

龙凤山凝析气藏钻完井难点分析及技术对策

龙凤山气田上部地层易坍塌,下部地层裂缝发育易漏失,同时砾岩、砂岩、火山岩地层发育,抗压强度高、研磨性强、可钻性差,钻完井过程中主要问题是"上塌下漏"。通过优化井身结构、动态堵漏,解决"上塌下漏"问题,优选高效钻头和破岩工具提高机械钻速,定向井平均机械钻速由4.45m/h提高到9.52m/h,钻井周期由107.17d缩短到38.03d;水平井平均机械钻速由5.48m/h提高到6.58m/h,钻井周期由72.46d缩短到55.21d,整体指标大幅提升。     

狮子沟定向井钻井技术

针对狮子沟英西地区局部地区盐间断层发育,井漏问题突出;盐膏层分布段长、层数多、单层厚度变化大、造斜段钻进易产生蠕动缩径、导致缩径卡钻、地层倾角大、井身质量难控制、制约钻井速度等工程技术难点,开展了狮子沟定向井钻井技术研究。通过优化井身结构、优化井眼轨道剖面、优选钻井液体系、优选PDC钻头、开展轨迹控制优化等工作,形成狮子沟定向井钻井技术,有效解决狮子沟定向井钻井难的问题。     

优快钻井配套技术在希50-54井应用实践

针对海塔地质特点和钻井难点,开展钻井技术研究和现场试验,制定了切实可行的钻井提速方案,较好地解决了上部地层易塌、中部地层易斜、下部地层硬造成的相关钻井技术难点,实现了优快钻井的目标,为增储上产提供了强有力的保障。以希50-54井为例,从技术应用思路和应用效果两方面出发,深入分析井身结构优化、钻头及参数优选、复合钻井等几大海塔优快钻井配套技术在现场实际中的应用情况,实践表明机械钻速得到大幅度提高,钻井周期明显缩短,效果显著。     

PDC钻头在S3-4H井二开井段的应用

塔河油田位于塔里木盆地北部,是中国第一个古生界海相亿吨级大油田,是西北油田分公司在塔里木盆地发现并重点开发的油田区块.主力油藏埋藏在5000m以下地层,钻遇地层多而且复杂,钻井过程中易发生钻井液漏失、井眼坍塌、卡钻等井下复杂情况和事故,开采难度大.S3-4H井是西北油田分公司在塔河油田S3井区轮台断凸轮台1号构造上布置的一口重点开发水平井,钻达井深5126m,该井接近山前构造,地质构造复杂,钻遇多套地层压力系统,上部地层存在高压水层,地层易缩径,地层坍塌应力高,易发生卡钻事故,地层倾角大,对井斜控制困难,中下部地层岩石可钻性差;该井二开井段裸眼段长,井眼大,环空岩屑携带困难,同时该区块施工井数少,可参考邻井资料少等一系列问题增加了该井钻井施工难度.本井通过前期认真调研分析地层岩性特征、地层压力系统变化规律,与生产厂家一起对钻头进行了优选,对钻井参数和泥浆性能等进行优化,取得了良好效果,极大地提高了二开井段的机械钻速,同时减少了复杂情况的发生,节约了钻井成本.     

延长陆相页岩气水平井提速技术研究

"延安国家级陆相页岩气示范区"已钻水平井存在机械钻速低、钻井周期较长等问题,直接影响陆相页岩气的低成本、高效勘探开发。提高机械钻速是缩短钻井周期、降低钻井成本的重要手段,也是优快钻井的直接体现。在分析了延安陆相页岩地层岩石力学特性的基础上,开展了优选钻头、优化钻井机械参数和水力参数等3个方面的研究,以增强钻头对地层的适应性、提升井眼清洁能力和提高机械钻速。最终形成了适合陆相页岩气水平井的钻井关键技术,并在示范区3口水平井进行了成功应用,钻井周期缩短11 d,水平段机械钻速提高120.08%,实现了陆相页岩气水平井的优快钻井,具有较好的推广价值。     

哈萨克斯坦科扎萨伊油田优快钻井技术

哈萨克斯坦科扎萨伊油田钻井地质环境复杂,储层位于盐下,钻遇的地层层系多,地层性质差异大,具多套压力系统。钻井过程中发生地层漏失、坍塌、掉块及盐膏层蠕变等复杂情况,严重影响了钻井时效和钻井安全。针对这些技术难题,开展了油田井身结构、井身质量、提速潜力、高效钻头等分析与优化,提出了预弯曲钻具高倾角地层井斜控制技术、混合钻头减震提速技术,以及PDC-孕镶块复合钻头高研磨性地层提速技术。现场应用取得了较好的效果,平均机械钻速提高50%以上,钻井周期缩短28%。     

克拉美丽气田美6井区钻井提速难点与对策

克拉美丽气田美6井区白垩系、侏罗系地层压力系统复杂,承压能力较弱;二叠系、石炭系地层存在裂缝发育,地层可钻性差,且容易发生漏失,严重影响了机械钻速,增加了钻井复杂时率,延长了钻井周期。通过对该区块钻井难点原因的分析,结合近几年已钻邻井的资料,提出了针对该区块的技术对策,改进钻井泥浆体系,采用随钻封堵钻井液技术,利用特殊的提速辅助工具并结合高效PDC钻头钻进,形成了有针对性的技术措施,为快速高效地完成该区块钻井施工提供技术保障。     

巴麦地区影响钻速因素分析及提速潜力探讨

巴麦地区探井机械钻速低,钻井周期长,一定程度上制约了该区勘探开发进程.为有效提升该区块的钻井指标,针对该区上部地层井眼易缩径、阻卡,沙井子组地层应力不稳定、掉块严重,开派兹雷克组地层可钻性差、研磨性强,奥陶系地层倾角大易发生井斜超标等钻井技术难点,从优化钻具组合、钻井液技术、钻头优选、改善钻头水利参数等方面开展了技术措施优化和现场试验.应用效果表明,巴麦地区提速的技术措施是可行的,基本形成了一套适合该区的优快钻井技术,对该区探井的进一步提速增效具有指导和借鉴意义.     

鄂北气田小井眼钻完井关键技术研究及应用

针对鄂尔多斯北部气田小井眼存在钻井及固井泵压高、机械钻速低、钻井技术不完善等技术问题,通过对井身结构和轨道剖面优化,钻杆、动力钻具和PDC钻头优选,水泥浆密度和套管扶正器数量及加放位置优化,形成低成本小井眼优快钻完井技术。该技术现场试验200口井,钻井周期年缩短率12%以上,机械钻速提高至18 m/h以上,钻井废弃物和固井水泥浆用量平均减少了27%和41%,平均单井钻井工程费用降低50万元左右,达到了降本增效和保护环境的目的,为鄂北气田低成本高效开发探明了方向。     

自激振荡式冲击振动工具在MaD5325定向钻井中的试验应用

为提高环玛湖区块玛18井区定向井机械钻速,在MaD5325井上进行自激振荡式冲击振动工具的先期试验。试验表明,该工具性能稳定,安全可靠,应用井段机械钻速比邻井提高21.1%~146.1%,平均提高97.8%,取得了良好的试验效果。     

JX2超深井优快钻井技术

JX2井地层倾角大,地质情况复杂,易发生井漏、卡钻、井壁失稳等井底复杂情况,井斜控制难度大,机械钻速低,钻井成本增加。针对上述难点,上部地层采用空气钻井,孕镶金刚石+涡轮复合钻井技术,下部燧石团块灰岩硬地层采用贝克休斯MX-DS50DX钻头,在保证井身质量的基础上大幅提升了钻进速度,节约了钻进成本,形成了一套适合川东北地区超深井优快钻进工艺。     

也门1区块恶性漏失地层气体钻井实践

也门1区块地表覆盖着约300 m厚坚硬灰岩,区块内断层多,广泛存在着漏失层,采用常规钻井技术,机械钻速慢,井漏频繁,钻井难度很大。从地质条件、循环介质以及经济性等方面评价了气体钻井在1区块的适应性。现场应用初期,砂岩地层井漏、下套管遇阻问题非常突出,气体钻井发挥的作用有限。针对这些问题,通过优化井身结构和注气注液参数,优选泡沫、充气钻井基液配方、首选充气盲钻作为快速钻穿恶性漏失层的主要技术等,并制订完善的技术措施。现场3口井的应用表明,1区块地层复杂,单一的空气、泡沫或气体钻井技术只能解决部分钻井问题,综合运用气体钻井技术,才能满足提高钻速、稳定井壁和预防井漏等多方面的要求,从整体上提高钻井时效。     

莫116井区水平井钻井设计优化与应用

莫116井区在水平井钻井施工过程中,面临着"缩、卡、塌、漏、喷、硬"等难题,为避免井下复杂事故、缩减钻井周期、降低作业风险,在该区开展了水平井优化设计与轨迹优化控制技术研究工作。通过对井区已完钻井资料论证分析,针对性地对井身结构和井眼轨迹控制提出了优化方案;根据前期实钻情况和钻柱力学分析,优化了水平井钻井钻具组合和钻井参数;通过优化钻井液体系,解决了定向作业井段井壁稳定性差、定向施工摩阻大、粘附卡钻几率高等问题。通过对上述研究成果的现场应用,实现了水平井优快钻井目标,二开定向段和三开井段平均机械钻速相比优化前水平分别提高27%、30%,其中M614等井实现了"一趟钻"完成水平段钻进目标。     

准噶尔盆地南缘H-101井ATK-V垂直钻井系统应用

受构造运动影响,南缘山前高陡构造发育,地层沿断裂推覆,中、上部地层倾角大,局部地层接近直立,钻井过程中易造成井斜,钻井参数难以强化,影响整体机械钻速。为了提高钻探效率,在南缘地区H-101井中的二开井段（187～1 792 m）试验应用了ATK-V垂直钻井系统。介绍了ATK-V垂直钻井系统的组成部分、工作原理、技术特点、性能参数,以及该系统在H-101井的应用情况。现场应用结果表明,AKT-V垂直钻井系统稳定性高,质量可靠,井斜控制性能优异,有效解决钻井提速施工中井斜与钻压的矛盾,提速效果明显,可在南缘霍尔果斯背斜区块推广使用。     

吉7井区快速钻井完井配套技术

吉7井区开发二叠系梧桐沟组油藏,储层分为吉7断块3层、吉8断块4层2个开发单元,开发部署多套井网,井网分布较密,井区内断裂发育、地层分布复杂,钻井施工中易发生缩径、井斜、井漏、垮塌阻卡,八道湾组钻速低等问题,从优选钻头提高机械钻速,优化钻具结构防斜打快,井壁稳定钻井液技术和低温早强水泥浆技术等方面,形成了吉7井区快速钻井完井配套技术,确保了钻井施工质量,减少复杂时间,机械钻速同比提高27.65%,钻井周期缩短25.73%,取得了良好的经济效益和社会效益。     

沙湾凹陷周缘深井钻井技术应用

沙湾凹陷西斜坡三叠系百口泉组和二叠系上乌尔禾组砂砾岩发育,部分井段发育塑性系数较高的褐色泥岩,影响了钻头选型。实钻表现出起下钻次数多、深部井段机械钻速低,影响了钻井整体技术指标。本文介绍了沙湾凹陷西斜坡钻井液技术应用,对机械钻速、钻进进尺等部分典型指标进行了描述。对影响全井技术指标的主要因素进行了分析,特别是对三叠系百口泉组或二叠系上乌尔禾组塑性系数较高的褐色泥岩地层使用PDC钻头条件下机械钻速低的问题进行了分析。针对提高褐色塑性泥岩及深部地层机械钻速提出了使用复合钻头或应用纵向冲击破岩的技术推荐。阐述的提高钻井速度的技术对该区后续深井钻井有积极意义和借鉴作用。     

长店油田大斜度定向井钻井技术

张店油田大斜度定向井施工，采用上部井眼保直求快、强化定向造斜和稳斜钻进技术，优化泥浆性能和水力参数，同时配合适当破除岩屑床的钻井工艺，有效地解决了张店油田大斜度定向井井斜大、控制段长和靶区要求苛刻等难题，同时减少了井下事故，提高了机械钻速，缩短了钻井周期。