西部深井超深井钻井技术

西部特殊的地质条件给深井超深井钻井带来了诸多困难,文章将西部地区的主要钻井难点概括为六个方面,并介绍了中原钻井近年来针对这些钻井难点而进行攻关研究所逐步形成的西部深井超深井提速技术、高陡构造防斜打快技术、盐膏层钻井技术、控压钻井技术、深井钻井液技术、深井固井工艺技术等钻井配套技术,为西部深井超深井钻井技术的发展做出了贡献。     

中国石化集团钻井技术现状及展望

随着勘探领域的不断扩大和剩余储量的挖潜，钻井施工存在高陡构造防斜打快、裂缝性地层井漏严重、井壁失稳坍塌、长裸眼小井眼固井、深井小井眼完井、含硫化氢井的井控及防护等难题．中国石化集团通过近几年的技术攻关研究与推广应用，深井超深井钻井、水平井钻井、欠平衡钻井、盐膏层钻井、新型钻井液、保护油气层、固井工艺等技术水平大幅度提高，钻井速度和质量不断提高。介绍了中国石化集团钻井技术的现状，分析了中国石化集团钻井面临的主要技术难点，展望了钻井技术的发展趋势，指出应整合推广应用成熟钻井技术．研究攻克钻井生产中的“瓶颈”技术，进一步开展深井超深井、防斜打快和垂直钻井、超高压喷射、地质导向、分支井复杂井钻井、完井工艺等技术研究，进行连续管钻井、套管钻井、欠平衡钻井完井、智能钻井等前瞻技术研究，以提高中国石化集团的钻井技术水平。     

深井超大环空小井眼安全钻井技术研究与应用——以蓬莱气区DB-1井为例

川渝地区因地质情况非均质性较强，在设计时为增加深井段、超深井段处理复杂的手段，通常采用备留一层技术套管封隔可能出现的、处理难度较大的复杂，若钻井施工比较顺利，备用套管未使用时，则会出现深井超大环空小井眼钻完井方式。若是目的层钻井液密度窗口窄，易漏、易塌，堵漏防塌难度大，钻完井作业则易发生卡钻事故。文章为了保障此类井的安全钻井，以蓬莱气区DB-1井为例，在分析了超大环空小井眼钻井难点——井筒清洁能力差及井漏预防和处理难度大，致使钻完井过程中易卡钻的基础上，研究制定了深井超大环空小井眼钻完井技术方案，通过优化钻井参数、钻井液性能、小井眼钻井工艺措施，形成了DB-1井深井超大环空小井眼安全钻井技术。现场应用后，DB-1井超大环空小井眼实现了安全钻完井作业，顺利完成了该井的钻探任务，对同类井安全钻井具有较好的指导意义。     

巴彦河套新区深井钻完井关键技术

为了解决巴彦河套新区井深4 500 m以上深部地层井眼轨迹控制难度大、井壁易垮塌掉块、井眼扩大率大、钻井完井过程中频繁遇阻卡、长封固段固井质量难以保证等技术难题,在钻井完井技术难点分析的基础上,优化了井身结构、井眼轨道与井眼轨迹控制方法,制定了钻井提速技术方案,改进了钻井液、固井水泥浆配方及技术措施,形成了巴彦河套新区深井高效钻完井系列技术。现场应用表明:井壁垮塌掉块明显减少,通井划眼时间缩短,钻井、完井周期大幅度缩短,固井质量提升。该研究可为巴彦河套新区安全高效钻井完井提供技术指导。     

元坝1井超深井钻井技术研究与应用

针对元坝1井超深井钻井技术难点,开展了空气钻井技术、复合钻井技术、深井钻井液技术、深井固井技术研究,并在元坝1井超漾井上进行了应用,实钻井深7170.71m,钻井周期279.17d,提前完成钻探任务,井身质量和固井质量优,取得了多项重要技术突破和区域钻探高指标.元坝1井的顺利完成,对于加快超深井钻井速度、提高质勘探成功率、推动超深井钻井技术的发展,将起到重要的指导和借鉴作用.     

南方海相地区深井钻井技术的实践与认识

南方海相地区是中国石化资源战略接替探区，已完成了15口井，目前正钻井9口。该地区深井钻井中存在机械钻速慢、高陡构造带防斜打直困难、高温高压含硫气井固井质量差、井控难度大、钻井完井作业易污染油气层等难题，为此，南方公司开展技术攻关，对井身结构进行优化、制定完善有效的井控技术措施、优选钻头、应用复合驱动钻井技术、试验应用垂直钻井系统、采取一系列油气层保护技术等，使钻井速度、固井质量、井身质量不断提高，并获得了油气发现的重大突破。提出了南方海相地区井身结构设计、高陡构造防斜打直、提高固井质量、小井眼钻井技术、油气层的发现与保护等关键技术的研究攻关方向。     

复杂超深井KS1井四开尾管固井技术

为解决高温高压超深井KS1井存在的溢漏同存、岩盐层缩径、盐水层高压、顶替效率低、固井窜槽等固井难题,该井四开固井采用了特殊的固井工艺流程,先采用底部尾管悬挂固井工艺,再进行五开钻进、五开尾管固井、五开中完作业(钻塞、刮壁、电测等工序)后再下铣锥对四开铣喇叭口及回接筒进行修整,最后进行四开回接套管固井工艺。为了确保四开尾管固井作业顺利,根据钻井复杂情况,充分分析了固井作业存在的难点,从通井技术、下套管技术、水泥浆体系、固井排量、固井施工工艺等方面制定了详细的技术措施。固井质量测井解释表明,高压盐水层、漏失层、敏感地层均得到了有效封固,实现了“穿鞋戴帽”的目标,为后续油气开发、井筒完整性等创造了有利条件。该井的固井成功为今后类似复杂岩盐层固井作业提供了经验。     

川西地区超深井钻井完井技术现状及攻关方向

川西地区油气资源丰富,但超深层海相碳酸盐岩地质条件复杂,钻井过程中面临纵向上压力系统多、井漏频发、井壁失稳垮塌、部分地层可钻性差、钻井风险高及钻井周期长等技术难点。通过近几年的技术攻关,研究形成了适用于川西地区的超深井钻井完井技术,主要包括超深井井身结构优化技术、钻井提速关键技术、防漏堵漏技术、高压低渗气层控压钻井技术、抗高温强封堵油基钻井液技术、超深高钢级套管开窗技术、控压平衡法固井技术和超深短尾管固井技术等,创造了多项钻井工程纪录,支撑了川西地区超深层油气资源的勘探开发。但目前仍然面临风险区域地质认识不足,恶性井漏治理难度大、部分难钻地层提速不理想和漏垮同存地层安全钻井配套技术不完善等技术难点,因此,提出下一步需在井身结构对策研究、钻井提速新技术新工艺试验、高效堵漏技术研究和地质工程一体化等方向进行技术攻关,以推动川西地区超深井钻井完井技术快速发展,实现川西地区深层油气资源的经济有效勘探开发。     

塔里木山前构造高密度油基钻井液固井技术

塔里木山前构造盐膏层及其以下层段大量使用高密度油基钻井液,给后续固井工作带来巨大挑战。为解决塔里木山前构造高密度油基钻井液固井技术难题,在分析相关固井难点的基础上,结合盐膏层固井和深井超深井固井技术,开展了冲洗型加重隔离液和水泥浆的优选、管串结构设计和固井工艺优化研究,提出了相关应对技术措施。通过引入粒径小、粒度分布集中的球形加重材料MicroMAX(主要成分为Mn3O4)和优选表面活性剂,得到了一套冲洗型加重隔离液;通过优选外加剂和引入超高密度加重剂GM,得到了一套综合性能良好的高密度水泥浆。KS2-5井的现场应用表明,该套技术能较好地满足山前地区油基钻井液固井需求。     

南堡3号构造复杂水平井钻井技术研究与应用

南堡油田3号构造沙河街地层埋藏深、井壁易失稳、漏层多、地层可钻性差、稳斜段长、地温梯度高,在钻井过程中易出现事故复杂、钻井速度低、钻完井周期长等技术难题,为了优快完成南堡3号构造钻井任务,开展了复杂深井钻井技术的研究及实践,形成了南堡3号构造特有的钻井提速技术、井壁稳定技术、防漏堵漏技术、抗高温钻井液技术和固井技术。在南堡36-3804井得以成功应用,钻完井周期较同类型井缩短51.2%,机械钻速同比提高12.4%,全井生产时效100%,为该构造沙河街复杂深井高效开发提供了工程技术保障。     

长宁页岩气超长水平段水平井钻井完井关键技术

为了解决长宁区块页岩气超长水平段水平井机械钻速低、钻井周期长和井下安全风险高等技术难点,通过理论分析和软件模拟计算,优化了井眼轨道,优选了钻井设备和套管下入方式,并制定了减振提速、防漏堵漏等降低和消减井下安全风险的技术措施,形成了长宁页岩气超长水平段水平井安全高效钻井完井关键技术。该技术在长宁区块3口超长水平段水平井进行了试验,3口井钻井和完井过程中均未发生井下故障,与未应用该技术的邻井相比,机械钻速提高了2.5%,钻井周期缩短了16.9%。这表明,该技术可以解决长宁区块页岩气超长水平段水平井钻井完井存在的技术难点,满足长宁区块安全高效钻井完井需求,可以在该区块进行推广。      

杨税务潜山油气藏大位移井钻井完井关键技术

为了解决杨税务潜山油气藏大位移井钻井完井中面临的摩阻扭矩大、井眼轨迹控制难度大、泥岩砾岩玄武岩地层钻速低、井底温度高和小间隙固井难度大等技术难点,结合区块地层特点,通过理论分析和模拟计算,优化了井身结构和井眼轨道,优选了井眼轨迹控制方式和钻井液体系,优化了钻井液性能,制定了提速和固井技术措施,形成了华北油田杨税务潜山油...     

2022 年 4 期目录

顺北油气田油气资源储量丰富,但特深层碳酸盐岩油藏地质条件复杂,钻井完井过程中存在漏失、井壁失稳和高压盐水侵等问题,因此,探索适用于该油气田特深井的钻井完井技术体系,是加快该油气田开发进程的关键。通过技术攻关和实践,形成了适用于顺北油气田的特深井钻井完井技术体系,包括特深井井身结构优化、钻井提速关键技术、防漏堵漏技术、长裸眼防漏及小间隙固井技术、超深小井眼定向钻井技术和超深井缝洞型储层完井技术等技术,指出需持续优化特深井井身结构、急需解决二叠系和志留系漏失问题、深层破碎带安全钻进技术不成熟、急需配套高温高压井下仪器工具和裂缝性储层安全钻井技术,提出了增强工程地质一体化、加强堵漏和防塌技术研究、加强新技术和新工具的应用、加强高端仪器和特殊材料及装备研发等发展建议,以进一步推动顺北油气田特深井钻井完井技术的快速发展,实现该油气田特深层碳酸盐岩油气藏的高效开发。      

冀东油田浅层小井眼侧钻水平井钻井完井关键技术

为解决冀东油田浅层?139.7 mm套管开窗侧钻水平井存在的钻井泵压高、机械钻速低、油水层封隔效果差、油井投产后含水上升快等问题,选用了可以降低钻井泵压的?79.4 mm非标钻杆,试用了能给钻头柔性加压的小尺寸水力加压提速工具,选用了?95.3 mm非标套管、采用了膨胀悬挂尾管筛管顶部注水泥完井技术,并制定了提高侧钻小井眼固井质量的技术措施,形成了适用于冀东油田浅层小井眼侧钻水平井的钻井完井关键技术。该技术在冀东油田5口浅层高含水油藏侧钻水平井进行了应用,与未应用该技术的邻井相比,试验井泵压得到了有效控制,机械钻速提高了24.6%,钻井周期缩短了14.1%,同时解决了小井眼窄间隙井眼封隔差的问题,实现了对水平段水层的封隔和侧钻窗口处的密封,避免了对后期采油生产的影响。试验结果表明,冀东油田浅层小井眼侧钻水平井钻井完井关键技术能够提高小井眼侧钻水平井的机械钻速、缩短钻井周期和有效分隔油水层,提速提效效果显著,具有较好的推广应用价值。      

元坝气田超深酸性气藏钻完井关键技术

四川盆地元坝气田是近年来中石化发现的一个大型气田,是继普光气田之后天然气增储上产的又一个重点探区。元坝气田超深酸性气藏地质构造复杂,储层埋藏深,钻遇地层复杂,特别是陆相深部地层,属于高研磨性地层,机械钻速慢,钻井周期长。为此,经过多年的钻井实践和技术攻关,引进新工具、新技术,研制专用钻头,优化钻井设计,形成了针对该气藏的6项钻完井关键技术:(1)保证提速、安全完井作业的井身结构优化技术;(2)陆相上部地层气体钻井、陆相深部高研磨地层钻井提效技术体系;(3)气液转换、超深大斜度井及水平井润滑减阻、井壁稳定控制及防酸性气体污染技术等钻井液配套技术;(4)气体介质条件下固井、深井长封固段固井及超高压小间隙固井技术系列;(5)完善了以测量仪器、动力钻具优选及钻具组合设计等水平井井眼轨迹控制技术;(6)适合该气藏衬管完井方式和完井管柱优选技术。现场应用效果表明,系列关键技术有效地解决了机械钻速慢的难题,大幅度缩短了作业周期,实现了7 000 m井深水平井的提速提效的目标。     

准噶尔盆地P区块火成岩油藏高效钻井技术

准噶尔盆地P区块为火成岩油藏,钻井过程中存在机械钻速低、井壁稳定性差、井斜控制困难等诸多技术难题,严重制约了钻井速度。在分析钻井技术难点的基础上,通过井身结构优化、高效破岩钻头优选、水平段稳斜钻具设计、钻井液体系优化、固完井技术优化、“漏、溢”针对性处理等一系列钻井技术措施,并根据区块特点,提出“漏而不堵,溢而不压”的钻井新理念,达到了提速提效的效果。现场应用表明,平均钻井周期降至13.3 d,石炭系平均机械钻速达到12~16 m/h,实现了在火成岩油藏高效钻井。研究结果可为火成岩地层高效钻井提供借鉴。     

南川地区页岩气水平井优快钻井技术进展及发展建议

南川地区是中国石化继涪陵页岩气一期产建区后的又一个页岩气产建区,为进一步促进该地区页岩气水平井钻井提速提效,在借鉴涪陵页岩气一期建设成熟经验的基础上,分析了该地区页岩气水平井钻井存在的技术难点,进行了井身结构优化、个性化高效钻头优选、井眼轨道设计优化、固井完井方式优化和组合钻机“井工厂”钻井模式等方面的技术研究,形成了适合于南川地区的页岩气水平井优快钻井技术。该钻井技术在南川平桥南区块应用了30余口井,平均钻井周期由应用初期的93.00 d缩短至79.67 d,平均优质储层钻遇率达98%以上,其中一趟钻进尺大于1 000 m的井超过60%,提速提质效果良好。在此基础上,分析了焦页10井区和东胜区块的水平井钻井技术难点,提出了技术攻关建议,以期为南川地区后续产能建设中高效钻井提供技术支撑。      

济阳坳陷页岩油水平井钻井完井关键技术

济阳坳陷页岩油地质条件复杂,水平井钻井完井过程中面临安全风险高、机械钻速低、井眼轨迹控制效率低、复杂时效高和固井质量差等技术难题。通过钻井工程优化设计、页岩油水平井提速提效、高性能合成基钻井液和页岩油水平井固井等技术攻关与集成应用,初步形成了济阳坳陷页岩油水平井钻井完井关键技术,并在8口页岩油水平井进行了成功应用,平均完钻井深4 402.60 m,平均机械钻速8.86 m/h,实现了济阳坳陷页岩油水平井千米水平段一趟钻完钻,复杂时效大幅降低。研究与应用结果表明,该技术能为济阳坳陷页岩油资源的有效开发提供技术支持,对我国其他页岩油区块的勘探开发也有一定的借鉴作用。      

顺北区块超深小井眼水平井优快钻井技术

顺北区块超深小井眼水平井钻井过程中,钻遇易漏易塌的层位多、摩阻扭矩大、φ120.6 mm井眼轨迹控制困难,导致机械钻速低、钻井周期长,为此进行了优快钻井技术研究。通过分析钻井、测井、测试等资料,建立了地层三压力剖面,并据此确定必封点,将六级井身结构优化为四级井身结构;针对易漏易塌地层的特点,通过室内试验,制定了防漏防塌技术措施;通过分析大角度螺杆的造斜率和采用双增式轨道,降低了小井眼段轨迹控制难度;通过降低定向井段长度、钻具和井壁的接触面积和采用混油钻井液,降低了摩阻扭矩;试验应用“扭力冲击器+PDC钻头”钻井工艺,提高了机械钻速。通过研究和试验形成了顺北区块超深小井眼水平井优快钻井技术,并在5口井进行了现场应用,与采用六级井身结构的X1井相比,机械钻速提高了29.36%,钻井周期缩短了93 d。研究与应用表明,超深小井眼水平井优快钻井技术能满足顺北区块超深小井眼水平井安全高效的钻井需求,为该区块碳酸盐岩海相油气藏的高效开发提供了工程技术保障。