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。      

川渝地区须家河地层涡轮钻具配套孕镶金刚石钻头钻井提速技术

川渝地区须家河地层研磨性强、硬度高、可钻性差、单只钻头进尺低、钻头消耗量大、机械钻速低、钻井成本高、针对上述难题,采用自主研发的涡轮钻具配合孕镶金刚石钻头钻井技术。经龙岗X1井的现场试验,单只钻头进尺392m,纯钻时间240,平均机械钻速2.73m/h,与邻井同层钻头对比!机械钻速提高95%,以上,单只钻头平均进尺提高了334.1%。试验结果表明,涡轮配合孕镶金刚钻头钻井技术在强研磨性地层具有较好的提速效果,可为川渝、新疆等地区强研磨性地层钻井提速提供技术支持。     

孕镶金刚石钻头+高速螺杆钻井技术在元坝陆相高研磨性地层的应用

元坝陆相高研磨性地层岩石硬度大、可钻性差,前期的技术攻关试验在钻头选型、钻井新工具、新技术的探索方面虽然取得了一些进步,但效果还不尽人意,仍然是元坝陆相高研磨性地层钻井提速提效的瓶颈。为此,在总结前期钻井施工经验的基础上,开展孕镶金刚石钻头+高速螺杆钻井技术研究,优选出适用于高研磨性地层的孕镶金刚石钻头和与孕镶金刚石钻头相匹配的高速螺杆,并在YB12-1H、YB102-3H井开展了现场试验,自流井组地层机械钻速达1.04 m/h,较前期施工井机械钻速提高了52.94%,上三叠统须家河组机械钻速达1.18 m/h,较前期施工井机械钻速提高了73.53%,共计节约钻井周期46.35 d,节约钻井成本309.28万元,提速提效取得了显著成果。研究试验认为,该技术为元坝陆相高研磨性地层实现钻井提速提效寻求了一种新的途径。     

复合钻井技术在元坝地区陆相地层中的应用

川东北元坝地区陆相地层,特别是须家河组地层具有研磨性强、可钻性差的特点,致使该地区陆相地层的机械钻速较低,而“PDC钻头+螺杆”和“高速涡轮钻具+孕镶金刚石钻头”复合钻井技术可以提高机械钻速。在元坝地区陆相地层的应用表明,与常规钻井技术相比,“PDC钻头+螺杆”和“高速涡轮钻具+孕镶金刚石钻头”复合钻井技术均能提高该地区的机械钻速和单只钻头进尺,但“PDC钻头+螺杆”复合钻井技术只适用于该地区的上沙溪庙组地层,“高速涡轮钻具+孕镶金刚石钻头”复合钻井技术适用于须家河组地层。复合钻井技术的成功应用为高研磨性的元坝地区陆相地层提速提供了一种有效的技术手段。      

下扬子区临古1井高研磨性地层钻井技术

临古1井是下扬子区中古生界地层的一口重点预探井,设计井深3 200 m。该井在泥盆系和志留系钻遇高研磨性石英砂岩和白云岩,造成钻头寿命短、磨损严重。针对高研磨性地层钻井难点,开展了岩石力学特性分析,优选T1376B型PDC钻头进行个性化设计,钻头进尺提高179%,最高机械钻速2.78 m/h。同时采用自激振荡式旋转冲击钻井技术改善底部钻具组合力学特性,延长钻头使用寿命,同比机械钻速提高36.45%,对高研磨性地层钻井提速有显著效果。     

元坝区块超深井钻井提速关键技术应用

元坝超深井提速受大尺寸井眼长、致密性硬地层多、同一裸眼井段压力体系多且差异大、深层地层高温、高压、高含硫等因素制约,机械钻速提高困难,钻井周期长。为此,对空气钻、个性化PDC钻头选型及井下工具、预弯曲钻具组合、钻井液体系等方面进行优化,形成了一套元坝区块超深井提速模板。现场应用表明,元坝701井通过空气钻和个性化PDC钻头实现陆相地层提速,在须家河组地层最高机械钻速达2.02 m/h。在易斜地层使用小度数螺杆的预弯曲钻具组合,相比常规钻具组合能更好释放钻压,在防斜和提速方面达到平衡。     

川西气田雷口坡组气藏超深大斜度井钻井关键技术

针对川西气田雷口坡组气藏钻井面临的地层压力体系复杂、上部地层易发生井斜超标、须家河组—小塘子组可钻性差、雷口坡组地层破碎等技术难题,根据地层三压力剖面和井壁稳定性特征,优化必封点设置,形成三开制井身结构设计方案;根据预弯曲动力学原理优化易斜地层钻具组合设计,基于地层可钻性特征开展钻头个性化设计和高效钻头优选,优化形成破碎地层滑动导向轨迹控制技术。将上述技术集成应用于PZ3-5D井,该井完钻井深7 339 m,平均机械钻速4.28 m/h,钻井周期238.4 d。现场应用表明,超深大斜度井钻井关键技术能够有效保障钻井安全,实现提速提效,为后续大斜度开发井的实施提供技术支撑。     

金马-鸭子河构造带超深井钻井技术难点及对策

金马-鸭子河构造雷口坡气藏平均埋深6 000 m,具有多套压力系统(地压系数从1.0↑1.95↓1.55↓1.1 MPa/100 m)、高温高含硫、陆相地层特别是须家河地层厚度大(约3 000 m,较元坝厚约2 000 m)、岩石致密可钻性差(6~8级),且海相地层破碎、非均质性强等特征,同时存在机械钻速低(仅1.47 m/h)、钻井周期长(达419.72 d)、建井成本高等系列问题。文章在分析复杂地质环境及钻井工程问题的基础上,围绕"优质、安全、高效"攻关目标,优化了四开制井身结构,集成了PDC钻头+大尺寸等壁厚螺杆复合钻井、垂直钻井、孕镶钻头+高速螺杆、孕镶钻头+涡轮等陆相提速关键技术,配套了海相安全快速钻井液技术及小井眼钻头选型技术,形成了以?139.7 mm尾管完井的四开制高效钻井技术,指导完成了复杂地质环境的YAS1井、YS1井钻井设计及施工,两井平均完钻井深6 122 m,平均钻井周期299.71 d,平均机械钻速1.98 m/h,较前期完钻井平均机械钻速提高32.37%,缩短钻井周期111 d,其中,YS1井完钻井深6 313 m,钻井周期283 d,全井平均机械钻速2.11 m/h,实现了"300 d完钻一口海相井"的目标,对类似复杂地层钻井具有一定的指导和借鉴意义。     

元坝地区超深含硫气井安全快速钻井难点及对策

川北元坝地区是中国石化南方海相重点勘探区域,其钻井完钻井深超过7 000 m,属于超深含硫气井。针对该区陆相地层研磨性强、可钻性差,井身质量控制难度大、海相地层盐膏层发育、井漏和井控安全问题突出等施工难点,提出了安全快速钻井技术对策：①运用气体钻井技术提高机械钻速,减少井漏复杂事故;②结合邻井资料,优选钻头类型,优化钻井参数;③制订井下安全钻井技术措施,预防地层掉块和键槽卡钻、缩径和压差卡钻、断钻具和钻头等井下复杂情况的发生。     

元坝1井超深井钻井技术

元坝1井是部署在四川盆地川东北巴中低缓构造带元坝岩性圈闭的一口重点区域探井,设计井深6 920 m,实际完钻井深7 170 m,全井平均机械钻速2.0 m/h.针对该井地层古老、硬度大、研磨性强、可钻性差、机械钻速低、漏层多、漏失严重、海相和陆相地层安全窗口密度都较低,特别是在海相裂缝性气层喷漏共存等问题,通过深入研究分析,成功使用了空气钻井技术、气液转换技术、承压堵漏技术、抑制性聚磺封堵性防塌钻井液体系,优选了高效PDC钻头,配合螺杆、涡轮钻具钻进,大幅度提高了钻井速度,保证了工程质量,为元坝地区的勘探开发提供了技术保证.     

延页平3井钻完井技术

为加快鄂尔多斯盆地陆相页岩气水平井钻井技术的发展,延长油田于2013年钻成了一口大偏移距的水平井——延页平3井。通过优化井身结构、加强井眼轨迹控制、优选钻头和钻具组合、采用全油基钻井液及漂浮下套管固井技术,钻井过程中未发生复杂情况,且套管一次性下放到位。该井钻井周期比设计缩短7 d,全井平均机械钻速达4.91 m/h,水平段平均钻速达13.16 m/h。该井的钻完井技术可以在陆相页岩气开发中进行推广使用,并对国内其他地区大偏移距页岩气水平井的施工有一定的借鉴意义。     

国产垂直钻井系统在永川地区的首次探索试验

永川地区是中国石化深层页岩气勘探开发新阵地,整个陆相地层砂泥岩交互频繁,易井斜,通常采用“轻压吊打”保证井身质量。但陆相深部地层自流井组须家河组富含石英砂岩,需要释放钻压才能提高机械钻速,防斜与打快矛盾突出。为了解决上述难题,在YY5-1HF井首次引进了国产垂直钻井系统。现场应用表明,井斜控制在0.73°以内,机械钻速提高了158.85%,为区块低成本防斜打快找到了新的技术手段。     

元坝124井超深井钻井关键技术

元坝地区地质因素复杂,存在陆相地层厚度大、砂泥岩互层频繁、可钻性差以及自流井组-须家河组地层超高压、压力窗口窄等特点,所钻井普遍存在溢流、井漏、垮塌等复杂和事故,机械钻速低,施工周期长。元坝124井是元坝地区的一口重点预探井,钻井过程中先后实践应用了气体钻井、控压钻井等多项新技术,创造了元坝区块钻井周期最短、机械钻速最高等多项记录。除了我国超深井自身气体钻井、控压钻井技术水平较以前有了大幅度提升外,下部陆相地层引进了Smith公司"孕镶金刚石钻头+涡轮钻具"技术、海相地层应用了"国民油井抗高温螺杆+贝克休斯高效PDC钻头"复合钻井,显著提高了机械钻速,有效缩短了该井钻井周期。该井平均机械钻速2.8m/h,钻井周期253.84d,是目前元坝地区钻井周期最短的一口。     

塔深5井超深层钻井关键技术

为探明塔河油田寒武系沙依里克组、肖尔布拉克组及震旦系奇格布拉克组储层的发育特征及含油气情况,部署了预探井塔深5井,相关资料表明,该井超深层存在缝洞发育易井漏、地层倾角大易井斜、硅质白云岩压实程度高导致机械钻速慢等钻井技术难点。针对井漏问题,优选了抗温堵漏材料,优化了堵漏材料的配比和粒径,辅以随钻堵漏和渐进式堵漏方法,以逐步提高地层的承压能力;为解决井身质量控制和提速的矛盾,应用了垂直钻井工具+大扭矩螺杆的防斜钻井提速技术,能够兼顾防斜和提速;为解决白云岩地层可钻性差、研磨性强的问题,优选了减振耐磨的PDC钻头和扭力冲击器配合等壁厚大扭矩螺杆钻进。采用上述钻井关键技术后,塔深5井顺利施工并成功完钻,为后续塔河油田下部寒武系和震旦系钻井提供了技术途径、积累了技术经验。      

塔里木盆地满深1井超深井钻井关键技术

满深1井是位于塔里木盆地塔北隆起满深1号断裂带上的一口预探井,钻井过程中存在二叠系玄武岩漏失与垮塌同存,志留系塔塔埃尔塔格组可钻性差、钻头磨损快,奥陶系桑塔木组易井斜与井壁失稳垮塌等技术难点。为此,研究应用了二叠系优快钻井技术、志留系减振提速技术和奥陶系防斜防塌技术,有效解决了该井面临的钻井技术难点:应用混合钻头+螺杆钻具提速技术一趟钻钻穿二叠系玄武岩地层,应用聚磺钻井液体系确保了二叠系地层的安全钻进,未发生漏失及垮塌等井下故障,与邻井相比机械钻速提高了265.96%;应用个性化PDC钻头+TorkBuster扭力冲击器一趟钻钻穿志留系地层,且钻进期间扭矩稳定、粘滑振动弱,减振提速效果明显;应用预弯曲动力学防斜钻具组合钻进奥陶系高陡地层,防斜打直效果明显;应用高性能防塌水基钻井液安全钻穿奥陶系硬脆性泥岩,井壁稳定效果显著。该井试油获得高产工业油流,实现了塔里木盆地超深层油气勘探的重大突破,形成的超深层碳酸盐岩钻井完井技术为塔里木油田深层油气勘探开发提供了技术支撑。      

玛湖致密砂砾岩2 000 m水平段水平井优快钻完井技术

准噶尔盆地玛湖斜坡百口泉组致密油为新疆油田公司新发现的大油区,在探索长水平段水平井开发过程中,面临砂砾岩地层可钻性差,地层井壁失稳垮塌严重,漏失复杂情况多,平均单井漏失173 m3,水平段机械钻速仅2.06 m/h,固井难度大等问题。针对以上难点,重点开展了井身结构及井眼轨迹优化、EVOLUTION?类油基钻井液、长水平段小间隙固井技术、砂砾岩难钻地层的钻头选型等钻井提速配套技术研究和实践。在玛131区块成功完钻了2口2 000 m长水平段水平井,钻井周期减少27.7%,下套管顺利,固井质量满足大型分段压裂要求,形成了一套适合玛湖地区致密油经济有效开发的钻完井技术。     

马深1井钻井工程设计与施工

马深1井是部署在四川盆地的一口超深井,存在井身质量控制困难、钻井提速难度大、喷漏风险并存、钻井液和水泥浆性能维护难度大、固井质量难以保证等钻井技术难点。为此,根据该井所钻遇地层的特点,充分考虑预探井风险,在保证钻井安全的前提下,兼顾井身质量、效率、经济等因素,将井身结构设计为导管+五开井身结构,设计采用氯化钾聚胺磺化防塌钻井液和胶乳防气窜固井水泥浆,并在实钻中采用气体和泡沫钻井技术、"螺杆+PDC钻头"复合钻井技术、"涡轮钻具+孕镶金刚石钻头"钻井技术及"旋冲工具+PDC钻头"钻井技术等提速技术。该井钻井过程顺利,提速效果明显,表明该井的钻井工程设计合理,所采用的提速技术针对性强,可以解决该井存在的钻井技术难点。      

龙凤山气田北209井钻井提速技术

针对龙凤山气田钻井中存在的上部地层易塌、下部地层易漏、机械钻速低、钻井周期长等问题,在该油田评价井——北209井进行了钻井提速技术研究与试验,以达到提高机械钻速、缩短钻井周期的目的。在分析龙凤山气田地质资料和地层特点的基础上,通过优化井身结构、采用“PDC钻头+0.5°单弯螺杆”复合钻井技术、选用适合于砾石层的液动射流冲击器、选择机械式无线随钻测斜仪测量井斜、应用SMROP-1快钻剂等关键技术措施,使北209井实现了安全快速钻井,机械钻速达到8.62 m/h,较该气田此前平均机械钻速提高了53.38%;钻井周期40.98 d,比设计钻井周期缩短22.40 d。研究认为,北209井钻井提速技术可为龙凤山气田后续井钻井提速增效提供借鉴。