涪陵页岩气田水平井组优快钻井技术

涪陵页岩气田是我国第一个投入商业化开发的国家级页岩气示范区,与北美相比,涪陵地区地表条件、地质条件和页岩气储层特征更加复杂、储层埋藏更深,开发初期钻井机械钻速低、钻井周期长、成本高。为此开展了涪陵页岩气田水平井组优快钻井技术研究,形成了集水平井组钻井工程优化设计、水平井优快钻井技术、国产低成本油基钻井液、满足大型压裂要求的长水平段水平井固井技术、山地特点"井工厂"钻井技术以及绿色环保钻井技术为核心的页岩气水平井组优快钻井技术体系。在涪陵页岩气田推广应用了290口井,完井256口,平均单井机械钻速提高了182%,平均单井钻井周期缩短了55%,平均单井钻井成本降低了34%。为涪陵页岩气田年50亿m~3一期产能建设的顺利完成提供了强有力的技术支撑,对我国页岩气规模开发提供了重要的借鉴和引领作用。     

焦石坝地区海相页岩气水平井优快钻井技术

川东南焦石坝地区海相页岩气井具有地表和地下地质条件复杂、井壁稳定困难、井眼轨迹要求高、造斜段及水平段钻进困难、长水平段固井难度大等特点及难点,经过攻关研究,配套形成了三开井身结构、浅层气安全钻井、气体钻井、复合钻井、水平井钻井、油基钻井液、弹塑性水泥浆体系、钻头选型及参数优化以及地质跟踪导向等钻井技术,实现了该地区勘探井的优快钻井,有效支撑了勘探工作。     

隆页2HF页岩气水平井钻井技术研究与实践

四川盆地周缘蕴藏有大面积常压低丰度海相页岩气,依目前的开发成本,储量难以动用,亟需开展低成本钻井工程工艺技术攻关,盘活该类页岩气资源。中石化华东油气分公司在渝东南武隆地区从钻、测、录、固等方面开展了低成本钻井技术研究。通过分析导致钻井成本高的原因,重点从井身结构优化、井眼轨迹控制优化、钻井工具优选、防漏堵漏措施以及测井、录井、固井工艺优化等方面进行了技术研究与现场实践,试验井隆页2HF井由导眼井与侧钻水平井两部分构成,钻井成本较邻井降低了30%,为武隆地区常压页岩气开发奠定了基础。     

页岩气钻完井配套技术集成研究与应用

随着涪陵页岩气田100×10~8 m~3/a产能建设、长宁-威远国家级页岩气产业示范区等区块页岩气的高效勘探开发,我国的能源结构也在不断地改变。页岩气的商业化开发有赖于丛式水平井钻井技术及大型分段压裂技术的不断发展和进步,高效的钻完井配套技术是提高页岩气勘探开发效果的有力保障。中原石油工程公司通过自主攻关和集成配套相关钻井新工艺、新工具,在钻井实践中取得了一系列技术突破,形成了三维大偏移距长水平段水平井轨迹控制技术、油基乳化/无土相油基钻井液技术、防漏堵漏技术、页岩气随钻解释评价技术、油基钻井液高效冲洗技术、"井工厂拉链式"压裂技术、高压网电配套工程技术等关键技术。上述技术在川渝的涪陵、长宁-威远、永川等工区140余口井的成功应用,有效支撑了我国页岩气产能建设。本文基于中原工程页岩气钻完井配套技术的攻关及实钻经验总结,对其他页岩气勘探开发区块的钻完井工程具有较强的指导意义。     

涪陵页岩气田“绿色”钻井关键技术研究与实践

为最大限度地降低页岩气钻井对环境的影响,涪陵页岩气田通过钻井技术方案优化和现场实践探索,形成了涪陵页岩气"绿色"钻井关键技术。本文从页岩气水平井钻井工艺特点和涪陵地区自然环境特征入手,分析了涪陵地区页岩气钻井对环境的挑战,在此基础上构建了以油基钻井液回收利用、油基钻屑无害化处理、油改电、钻井设计与施工工艺优化以及"井工厂"钻井为核心的"绿色"钻井技术体系。该技术在涪陵页岩气田一期产建中推广应用,减少二氧化碳排放20.9万t,井场占地面积同比减少30%,做到了零污染、零排放。涪陵页岩气田"绿色"钻井技术的应用极大地降低了钻井作业对环境的影响,同时为国内页岩气钻井发挥了重要的示范和指导作用。     

控压钻井技术在涪陵页岩气田的实践与认识

随着涪陵页岩气田勘探开发进程的不断深入,长水平段页岩气井在钻井过程中遇到的复杂事故愈发凸显。目的层龙马溪组,裂缝发育、岩性构成复杂且破碎严重,钻井中钻井液密度窗口窄,易发生垮塌、溢漏同存、水平井段漏失大量油基泥浆等问题。为了快速、安全有效地钻穿复杂页岩层段,采用控压钻井技术破解长水平段页岩气井井漏的钻井难题,在焦页33-4HF井应用控压钻井技术,在长水平段钻遇多个不同压力系数的漏失显示层,安全钻达完钻井深,大大减少了油基泥浆的漏失及其不良影响,减小了经济损失,取得了显著应用效果。     

永页1井区深层页岩气优快钻井关键技术

四川盆地东南部永川页岩气田永页1井区构造整体为NE向长轴向斜,内部断层发育,地质条件和页岩气储层特征更加复杂、储层埋藏更深。开发初期钻井机械钻速低、钻井周期长。为此开展了永页1井区深层页岩气优快钻井关键技术研究,形成了井身结构优化设计、三维水平井轨迹设计与控制、钻头与钻井工艺优选、低密度防塌润滑钻井液技术、页岩气特色固井工艺技术为核心的深层页岩气水平井优快钻井技术体系。在永页1井区推广应用,平均单井机械钻速提高了60%,平均钻井周期缩短16%,工程质量优良。为永页1井区产能建设的顺利完成提供了强有力的技术支撑,对深层页岩气规模开发提供了重要的借鉴作用。     

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。     

页岩气水平井固井技术研究进展探讨

我国在页岩气勘探开发方面仍然处在起步阶段,目前中国针对页岩气勘探开发方面的研究主要集中在地质和钻井等两个方面,针对固井技术的研究相对比较少。本来主要对页岩气水平井固井工艺技术难点进行分析,并针对当前页岩气水平井固井工艺方面研究的不足之处进行了分析。     

页岩气水平井固井关键技术研究

页岩气储层多为低孔低渗储层,为了提高开采经济效益,通常采用长水平段水平井技术,水平井固井中存在的问题制约了页岩气勘探开发的速度。为了提升页岩气水平井固井质量,分析了固井过程中存在的岩屑床、注水泥浆窜槽和界面胶结等问题,从套管下入及居中控制技术、提升顶替效率技术及固井水泥浆体系3个方面分析了固井关键技术,具有一定借鉴意义。     

涪陵页岩气田水基钻井液技术

涪陵页岩气田属川东南地区川东高陡褶皱带包鸾-焦石坝背斜带焦石坝构造,主要开发上奥陶系五峰组—下志留系龙马溪组页岩气层,岩性主要为灰岩、泥岩、页岩,钻井施工中易漏、易塌、易喷。井型为三开结构水平井,一开、二开采用水基钻井液体系。通过技术研究,确立了以氯化钾、聚胺页岩抑制剂等为主剂的水基钻井液体系,形成了适合涪陵页岩气田勘探开发的浅层气预防、井壁稳定、降摩减扭、防漏堵漏等系列水基钻井液技术,较好地满足了钻井施工要求。     

伊拉克鲁迈拉油田优化固井技术

伊拉克鲁迈拉油田地层破裂压力低,技术套管固井易发生漏失,生产层页岩层发育导致井眼不规则,存在"大肚子"和井眼缩径、固井顶替效率低、固井质量难以保证的情况。为此在后期固井施工中,通过分析地层特性,从影响固井质量的几个关键因素出发,优化堵漏技术措施。利用固井设计软件,优化扶正器下放数量,通过室内试验优选抑制性加重钻井液,控制调节不稳定页岩层钻井液性能参数,将钻井液API失水量控制在4mL、密度1.35g/cm3,优化固井工艺措施,形成了一套适合该地区的综合固井技术。现场试验中,固井质量合格井段达到了80%以上,优于同区块其他队伍施工井段。     

涪陵页岩气田防漏堵漏技术应用研究

涪陵页岩气田开发过程中最大的问题就是井漏,据统计,有67.2%的井在钻井过程中都发生了不同程度的漏失,影响了钻井工程质量、进度及效益,特别是三开长水平段漏失油基钻井液,造成了严重的经济损失。为了降低钻井工程风险、提高钻井速度、降低钻井成本,从现场实际情况出发,对钻井漏失情况进行了统计分析,认为中浅层漏失以溶洞型漏失、缝洞型漏失为主,龙马溪、五峰组漏失以裂缝型漏失为主。重点介绍了针对涪陵页岩气田各开次特点采取的防漏堵漏技术及现场应用情况。同时随着开发区域扩大,地质情况有所改变,井漏问题更加复杂,提出了下一步防漏堵漏技术发展方向及建议。     

硅酸钾钻井液在页岩气水平井中的可行性研究

页岩气开发以水平井为主,由于页岩地层裂缝与层理发育,在长水平段钻井过程中极易发生垮塌等井眼稳定问题,同时还有携岩、摩阻等一系列问题;大量的研究工作表明,硅酸盐钻井液的抑制性是较为接近油基钻井液体系的,但其能否用于页岩气水平井的钻井过程中是值得探讨的。本文在对硅酸盐钻井液体系及页岩稳定分析的基础上,建立了一套硅酸钾钻井液体系,该钻井液体系除了具有良好的抑制性能以外,更具有较低的滤失量(高温高压滤失量6 m L),并且流变性易于控制,润滑性好,分析认为该体系能够满足页岩气水平井钻井的要求。     

胜利油田页岩油藏钻井液技术

胜利油田相继在罗家等区块部署了页岩油藏水平井,用于页岩油的开发。页岩地层层理和微裂缝发育,钻井过程中极易引起井壁失稳问题。同时,由于水平段较长,也存在着润滑、井眼清洁等难题。针对施工难点和风险,研究制定了页岩油藏钻井液方案,二开采用胺基钻井液体系,三开采用油基钻井液,顺利地完成了钻井施工。就胜利油田页岩油藏钻井液技术进行了介绍和分析,针对应用过程中存在的一些问题进行了探讨,对页岩油藏的勘探开发有一定的启示作用。     

页岩气井钻遇破碎地层的井身结构优化设计

页岩气的勘探开发和利用对于优化我国能源结构、促进能源工业快速发展、提高优质洁净能源的自给能力和水平,以及降低大气污染、促进环境保护等方面都有至关重要的作用。解决好页岩气井在钻遇破碎地层后的井身结构优化设计,就能够大幅度提高钻效,节省钻探成本,缩短勘探周期,从而促进页岩气资源的大规模开发利用。本文结合页岩气井的生产实践,就页岩气井钻遇破碎地层后井身结构的优化设计问题,特别是开次、选用孔径、套管规格及其下入深度等方面进行了探讨。     

钻井完井过程中煤层气储层伤害因素分析与控制措施

本文综述了中国煤层气储层具有低渗透率、低压力、低含水饱和度的特征，提出钻井完井过程中引起储层伤害的主要因素是应力敏感和水锁。为了防止储层伤害，钻进过程中应首先考虑使用空气钻井，其次考虑使用可循环泡沫钻井液和水包油可循环泡沫钻井液体系。对于水平井和定向井，可考虑使用玻璃漂珠钻井液体系，实现近平衡压力钻井。固井时应采用低密度、低滤失量和高强度水泥浆体系。     

陵页岩气井新工具的应用与经济评价

涪陵地区页岩层蕴含着丰富的天然气资源,具有较大的开采前景。区块主要目的层为上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组下部页岩气层。上部泥页岩地层井壁稳定性差,地层承压能力低,溶洞发育、易坍塌、易漏失;海相沉积地层流体分布复杂,部分地层岩性变化大,可钻性差,机械钻速较低;采用丛式布井,水平井井眼轨迹复杂,靶前位移大,大井眼定向扭方位困难、托压严重。现场试验使用了旋转导向、扭力冲击器、旋冲马达、水力振荡器等新技术、新工具,大幅度提高机械钻速,缩短钻井周期,取得一定的经济效益。阐述了几种新技术和新工具的工作原理、现场应用情况,并对其经济效果进行了评价。     

页岩气微地震浅井工程施工技术研究与应用

我国页岩气勘探开发还缺乏相关的管理经验和关键技术,特别在微地震监测技术方面还处于探索研究阶段。为了保证微地震监测成果的可靠性,在页岩气微地震浅井工程施工技术方面开展了一系列研究工作,包括优选施工设备,优化钻具级配、钻进工艺、水泥浆液参数设计和固井工艺方案,并在四川泸县、三台、内江、珙县等页岩气微地震浅井工程施工项目的应用中取得了满意的效果。