水平井压力控制钻井技术研究与应用

针对塔里木油田塔中X号构造和英买X井区水平井钻井井漏、难钻达设计目标的钻井难题,分别提出了水平井精细控压钻井压力控制和水平井欠平衡钻井两种方法.两口井的案例分析表明,水平井精细控压钻井压力控制方法能够通过精确控制不同漏点处的井底压力,在确保井控安全的前提下,最大限度的减少漏失量;水平井欠平衡钻井方法能够及时发现和有效保护油气层,并能防止井漏.文章提出的水平井压力控制方法能够指导现场钻井作业,能为塔里木油田开展的压力控制钻井提供技术支持.     

TK430H水平井钻井技术

TK430H井是塔河油田奥陶系地层的第1口先导性欠平衡水平试验井,设计井深6090m,完钻井深5780m,垂深5420.11m,水平位移484.51m,井斜89.0°,方位251.56°,是目前国内最深的欠平衡水平井。介绍了欠平衡钻井的工艺设计和施工过程,TK430H井实现了边漏边钻,该井的成功完钻,证明了在塔河油田的水平井实施欠平衡钻井是可行的、有效的,为今后开发塔河油田提供了一种新的钻井工艺方法。     

欠平衡钻井技术在碳酸盐岩超深水平井TP127H井中的应用

塔河油田托甫台地区奥陶系碳酸盐岩储层安全压力窗口窄,储层以裂缝、缝洞为主,钻井中易漏、易涌。TP127H井是该区一口碳酸盐岩超深水平井,钻至井深6 914.39 m,漏失钻井液量1 538.67 m3,水平段钻进钻遇多个溶洞,为安全顺利钻至设计井深,对该井实施了欠平衡钻井工艺。论证了该井欠平衡钻井的可行性,分析了欠平衡钻井技术的钻井液密度、井口控制压力和井底压力,研究成果应用于TP127H井欠平衡钻井施工中。应用结果表明,该技术有效地解决了TP127H井漏失难题,对同类油藏的钻井施工提供了借鉴。     

HW801天然气藏欠平衡水平井钻井技术

HW801并是新疆油田第一口天然气藏欠平衡长位移水平井,其水平段长超过1000m,并且采用欠平衡钻井方式完成.该井施工涉及长水平段轨迹控制、全过程欠平衡工艺、低密度钻井液及天然气藏保护等多项新工艺技术的应用与结合,本文主要是从HW801井的钻井设计与施工的几个关键技术环节进行介绍,为今后类似井的钻完井提供可借鉴的成功经验.     

泸州区块深层页岩气水平井优快钻井技术

泸州区块深层页岩气储层龙马溪组页岩埋藏深、温度高,钻井过程中面临井漏频发、难钻地层机械钻速低、旋转导向仪器高温下的故障率高和钻井周期长等技术难点。为此,在分析钻遇地层特征和钻井技术难点的基础上,进行了井身结构和井眼轨道优化、高效钻头优选、堵漏技术措施优化、油基钻井液地面降温技术和欠平衡钻井技术研究,形成了泸州区块深层页岩气水平井优快钻井技术。该技术在泸州区块34口页岩气水平井进行了应用,应用井平均完钻井深5 760 m,平均水平段长1 890 m,平均机械钻速由5.61 m/h提高至7.03 m/h,创造了造斜段+水平段一趟钻完钻、单趟钻进尺2 330 m等纪录。泸州区块深层页岩气水平井优快钻井技术支撑了该区块深层页岩气安全钻井和钻井提速提效,对其他地区深层页岩气水平井钻井提速具有一定的借鉴价值。      

非全过程欠平衡钻井储层损害机理研究

论述了非全过程欠平衡产生的原因及其损害机理,讨论了全过程欠平衡钻井技术,即欠平衡钻进／欠平衡起下钻、欠平衡测井、欠平衡完井,从钻开储层到交井投产的全过程欠平衡保护储层的机理。全过程欠平衡避免了正压差引起的液相、固相侵入造成的损害,减少了处理井漏、卡钻的等复杂事故带来的损害。以邛西3井实例说明了全过程欠平衡钻井在储层保护、提高产量以及快速、真实、准确地发现和评价储层方面的优势。     

欠平衡钻水平井全井段气液两相流模型研究

为了给欠平衡钻水平井技术提供工程设计依据，根据气液两相流研究方法在欠平衡钻井中的应用评价结果，利用环空及圆管内的气液两相流力学研究成果，建立了欠平衡钻水平井全井段气液两相流模型，用数值求解方法求解了该模型，并通过现场测量数据和试验数据验证了该模型的预测结果。该欠平衡钻井模型能模拟欠平衡钻水平井的全过程，预测欠平衡钻井过程中井底压力变化规律，对欠平衡钻井环空及钻柱内压力的预测精度在5%左右，能够满足欠平衡钻井工程设计的要求。该模型为欠平衡钻井井底压力预测及控制提供了理论依据，保证了欠平衡钻井的成功实施。     

胜利油田欠平衡钻井技术

欠平衡钻井是伴随着水平井、多底井面发展起来的先进井技术。采用这项技术,可以有效地防止钻井过程中对产层的伤害,有利于保护油气层,提高钻速、降低成本,减少井漏及压差卡钴等复杂情况。根据国内外现状,结合胜利油田具体情况,制定了一套包括常用井身结构及钻具组合、井控装置、欠平衡钻井施工要点为主要内容的胜利油田欠平衡钻井技术。     

塔河油田TK603 CX井钻井技术研究与实践

通过应用无线随钻MWD导向钻井技术、欠平衡钻井技术、聚磺混油钻井液体系等,较顺利地完成了塔河油田TK603CX井的设计和施工工作,钻井施工周期仅用13d,解决了原直井钻成后未能获得高产工业油流问题。现场施工中,在泥浆性能调整、边漏边喷边钻欠平衡等方面采取了特殊的技术和措施,取得了该地区钻井速度最快、钻井周期最短等多项高指标,为今后塔河油田直井进行有效改造提供了借鉴和指导意义。     

欠平衡水平钻井提高雨果顿气田的生产能力

雨果顿(Hugoton)气田位于得克萨斯州潘汉德尔(Panhandle)地区，是美国本土48州最大的生产气田之一。这些浅气藏己经用空气钻井技术钻的垂直井或用常规过平衡技术钻的长距离水平井进行开采。因地层压力低(处于600psi范围内)。衰竭是主要问题。采用过平衡钻井技术钻的井并未显现出一致的生产趋势。地层压力低也造成钻井期间严重的井漏问题，结果造成地层损害和产能下降。另一个挑战性问题是产层和水层靠得很近，排除了选用压裂作为增产措施。以前采用垂直欠平衡法钻的那些井，由于受水平渗透率(kh)的限制，结果对生产能力并未产生积极的作用。尽管如此，作业仍决定采用欠平衡钻井完成三口水平井，作为典型例子研究以便对其效果作最后评价。与那些采用常规技术的井对比，上述三口井均取得了成功而且产量获得了很大提高。考虑到钻井的低成本环境，取得的成果意义更大，因该区用常规技术一般只能带来边际经济效益。详细的井设计和欠平衡模式应考虑其地质问题、气藏衰竭问题和靠近水层的问题。另就用欠平衡水平钻井比常规技术钻井完井的产量增加300～400％的结果进行了详细的评价。     

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塔里木轮南地区碳酸盐岩裂缝性油气藏地层压力系数与地层破裂压力系数相近,钻井液安全密度窗口小于循环压耗,钻井过程中井漏和溢流经常同时发生,无法进行正常钻进和起下钻作业。针对喷漏共存以及碳酸盐岩不能实现稳产等难题,通过对解放１２８水平井和轮古２大斜度井的欠平衡钻井实践,总结分析了水平井、大斜度井欠平衡钻井的准备及其相关钻井技术。采用了环空打一个重“泥浆帽”,关井,钻具内用清水作为冷却液边漏边钻,顺利地完成了一口造斜点５０６０ｍ,斜深５７５０．３０ｍ（垂深５３４１．７３ｍ）,水平段长２５９．４７ｍ的水平井;使用边喷边钻钻井工艺,成功地钻成了一口造斜点５１０２ｍ,斜深５５００ｍ（垂深５３６８．１３ｍ）,水平位移２７７．２ｍ的大斜度井（井斜６６°）。利用“吊罐”起下钻技术,解决了井漏情况下的换钻头、测斜、中测、电测、完井等作业。     

大牛地气田欠平衡水平井井壁稳定性分析

为有效开发大牛地气田低孔、特低渗储层,在盒1储层试点推行了欠平衡钻水平井技术。井壁稳定性分析是欠平衡钻井技术的关键因素。结合大牛地气田实际地质情况,利用有限元分析的方法研究了盒1储层在氮气、泡沫和充气液欠平衡方式下水平井的井壁稳定性问题。计算结果表明,不论是在常规的φ215.9mm的井眼中,还是在φ152.4mm的井眼中应用上述3种欠平衡方式进行水平井钻井均不会发生井壁失稳问题,这与DP4井、DP14井和DP19井的实钻情况完全相吻合,为大牛地气田欠平衡钻水平井的井壁稳定性分析提供了理论依据。     

前34井充氮气欠平衡钻井设计与施工

为准确评价前进潜山腰部太古界地层的含油气情况,辽河油田在前34井应用了充氮气欠平衡钻井技术。该井钻前使用UBDS Ver6.2欠平衡钻井多相流动计算软件系统进行了水力参数设计,分析了井口套压及起下钻过程对欠平衡钻井的影响,最终确定了充氮气欠平衡钻井技术方案:采用密度1.20 kg/L的无固相钻井液为充气钻井基液,井底欠压差-3.5～-1.7 MPa,液相排量12 L/s,注气量25 m3/min,井口套压控制在2 MPa以内,起下钻速度不超过0.5 m/s。该井在钻井过程中严格按照设计施工,真正实现了井底欠平衡,避免了井漏等井下复杂情况,有效保护了储层。该井与使用常规钻井技术的同类型井相比,机械钻速提高了21%。该井充氮气欠平衡钻井的成功,验证了太古界地层深井充氮气欠平衡钻井的可行性,为辽河油田低压潜山深部油层勘探开发过程的油气层保护和储能评价提供了一条新的技术途径。      

空气欠平衡钻井技术在徐深21井的应用

为了达到保护储层、提高钻井速度和加快徐家围子地区天然气勘探步伐的目的,大庆油田结合徐深21井的具体岩层特征,在2550~2918m井段实施了空气欠平衡钻井技术。由于钻进过程中底层出水,转用充气欠平衡钻井。该井空气欠平衡钻进井段进尺367m,机械钻速12.71m/h,相当于常规钻速6.5倍,充气钻井进尺83m,纯钻20.4h,平均机械钻速4.07m/h,该井段节约钻井时间13.93d,达到了提高钻速的目的,取得了较好的效果。为大庆油田和其他油田提供了宝贵的经验,从设备、技术以及钻井参数方面,对以后的空气钻井提供参考,有利于进一步推进欠平衡钻井技术的应用。     

牛102井欠平衡泡沫水平井钻井技术

介绍了吐哈三塘湖油田牛102井利用泡沫流体以欠平衡钻井方式钻水平井段的钻井设计及施工情况.将欠平衡钻井、水平井钻井技术两种工艺相结合并且成功应用在牛102井.着重论述了水平井段欠平衡钻井负压差值的选择依据,以及泡沫流体各参数的设计方法.该项技术在牛102井的成功实践为今后同类条件油田的勘探开发提供了宝贵的经验和借鉴.     

全过程欠平衡钻井中的不压井作业

国内把欠平衡钻井和欠平衡完井称为全过程欠平衡钻井，国外称为欠平衡作业，其核心是不压井作业。介绍了过胶芯起下钻、强行起下钻和井下隔离起下钻3种作业方法的适用情况及不压井作业装置和井下套管阀。分析了不压井作业的压力控制原理，并提出了起下钻、下筛管、下完井管柱等不压井作业时应考虑的问题。建议我国开展不压井作业在欠平衡钻井中的应用研究，以真正实现全过程欠平衡钻井，充分发挥欠平衡钻井的作用。     

全过程欠平衡钻井关键技术及在沙特MTLH-1井的现场实践

介绍了全过程欠平衡钻井的关键技术和关键配套设备.在沙特MTLH-1井全过程欠平衡钻井实践中,进行了设备优选,配套了性能可靠的关键设备,为全过程实施欠平衡钻井作业提供了基础.同时进行了欠平衡钻井关键参数设计与计算,为钻井参数、钻井方式、钻井液性能等的设计与选择提供了施工依据.在施工中,成功应用了全过程欠平衡钻井的关键技术...     

欠平衡钻水平井技术新进展

欠平衡钻水平井是20世纪90年代在美国和加拿大迅速发展起来的一种新兴钻井技术,具有单井产量高、钻速快、避免井下事故等优势,已在国内外展现出强劲的发展势头.目前,该技术在应用中仍然存在很大的局限性,广泛开展欠平衡钻水平井技术的研究势在必行.在总结国内外现有欠平衡钻水平井技术理论研究和钻井实际经验的基础上,着重分析了该技术在国内外应用中与连续油管、旋转导向、EM-MWD和全过程欠平衡相结合的新技术,并结合欠平衡钻水平井的技术优势和现代钻井工艺的发展方向展望了其发展趋势,这对国内开展欠平衡钻水平井技术的研究与应用具有一定的参考意义.     

欠平衡钻井技术在也门10区块的应用

也门10区块是由法国TOTAL公司开发的高产油田,该区块地层压力低、地层渗透性好,石油产量在也门境内处于前列。上部地层漏失严重,中下部地层易缩径、垮塌,造成井下复杂。开发井多为水平井,在生产施工及油气层保护方面具有一定的难度。使用欠平衡钻井在解决井漏、压差卡钻、解放油气层及提高机械钻速等方面具有独到的优势。中原石油勘探局钻井二公司RIG906队在该区块应用欠平衡钻井技术成功地钻成多口井,取得了一些经验,文中介绍了欠平衡钻井技术在该区块的应用,对成功使用欠平衡钻井技术进行了探索研究。     

元坝地区欠平衡钻井技术

元坝区块探井在气体钻井结束后,还有1500～1700m的陆相地层要用液相钻井完成.因砂岩交错变化大、地层较硬,钻进过程中跳钻严重,机械钻速低且易漏.为了解决该难题,在元坝地区开展了液相欠平衡钻井技术提速应用研究,通过降低密度,优化压井方案,进行设备适用性改造,解决了该井段高密度钻进易发生井漏的难题,大多数气井钻井综合速度提高40％以上.