高石梯—磨溪区块探井钻井提速配套技术及其应用效果

为了加快四川盆地高石梯—磨溪区块天然气勘探进程,迫切需要提高探井钻井速度。为此,分析了该区块钻井周期长、机械钻速低的原因并研究了提速技术手段,经过2年的现场试验,逐渐形成了一套适合该区块工程地质特征的震旦系探井钻井提速配套技术:①优化井身结构,不仅充分发挥了提速技术的应用,还可满足后期完井作业对井筒完整性的需要;②以高效、个性化PDC钻头为主配合KCl聚合物钻井液技术,快速钻过上部大尺寸井眼段,缩短了钻井时间,螺杆+转盘配合PDC复合钻井技术已成为该区块深部地层提速的有效技术;③以封隔式尾管悬挂器为主体的防气窜配套工艺技术,解决了"喇叭口"窜气问题,固井质量整体提升。2013年,高石梯—磨溪区块震旦系完钻11口井,平均机械钻速3.02m/h,同比2012年提高16.78%,钻井周期从192d缩短到166d,实现了震旦系深井的优快钻井,为加快该区块天然气勘探步伐提供了强有力的技术保证。     

磨高区块震旦系深井钻井持续提速技术研究与应用

本文通过对钻井技术的集成与优化,以及钻井新工艺、新技术的使用,形成一套适合磨高区块震旦系深井钻井持续提速技术方案,提速效果明显。     

川西深井提速的实践与认识

通过川西深井钻井提速的现状、存在问题分析,结合已开展的新工艺、新技术、新工具的应用效果,提出了川西深井钻井提速要发挥钻井设备、钻井参数优选、欠平衡技术和高效PDC钻头的应用等技术集成和加强组织管理来实现。实践表明,该钻井配套技术已使钻井周期和机械钻速两项指标与2006～2007年已钻井相比有了较大的提高。实钻表明,新型PDC钻头复合钻井及欠平衡钻井技术是川西深井提速的关键,科学的组织管理是川西深井井钻井提速的有力保障。     

气体钻井技术在新疆火北区块的应用

新疆准噶尔盆地火北区块地表为厚度1000m～2500m的巨厚推覆体,在前期探井钻井过程中钻速低,钻井周期长。为加速该区块的评价进程,通过对石炭系及下部二叠系地层应用气体钻井的可行性分析,并制定气体钻井参数、钻具组合、钻井工艺转换等各项技术措施,气体钻井技术在区块两口评价井火北021和火北022井得到了试验应用,其钻井提速3～6倍以上,为火北区块提速、降低钻井成本提供了新的技术思路,并在区块运用气体钻井技术提速方面积累了一定的经验。     

腰英台地区深井钻井提速技术

腰英台地区深井地层具有岩石可钻性差、井壁稳定性差、井底温度高等特点,因此钻速较慢,钻井周期较长。为加快该地区的勘探开发进度,降低钻井成本,在该地区进行了深井钻井提速技术研究。通过针对不同地层的多种PDC和牙轮钻头优选、井底动力钻具和复合钻井试验、新型射流式冲击钻井工具试验及深井抗高温防塌钻井液研究应用等方面的攻关研究,最终形成了一套适合腰英台深井的钻井提速技术。经过现场3口井的应用,取得了显著的提速效果,平均机械钻速提高13.7%,平均钻井周期缩短27.1%。新型钻井液体系的应用有效降低了钻井复杂时效,提高了井身质量,为钻井提速创造了有利条件。建议在该地区继续进行新工具新工艺的现场试验,最终形成一套完善的深井钻井提速技术。     

辽河油田燕南潜山带钻井提速技术研究与应用

辽河油田燕南潜山带位于辽河滩海东部,古生界、元古界和太古界为油气勘探目的层。该区块地层古老,地质条件复杂,钻井施工中存在古潜山地层易发生井漏、中生界地层易发生井壁失稳、地层倾角大使井眼轨迹难于控制、地层硬度大机械钻速慢等难题。为了实现该区块的优快钻井,针对以上难点,开展了钻井提速技术研究,通过井身结构优化、钻井液体系优选、井眼轨迹控制技术研究及钻井提速工具的优选,形成了适合该区块的钻井提速配套技术。现场应用表明,此文形成的提速技术能够大幅提高燕南潜山带区块的机械钻速,缩短钻井周期,降低钻井成本。     

克拉苏构造带博孜1区块复杂超深井钻井完井关键技术

克拉苏构造带博孜1区块复杂超深井钻井完井存在上部巨厚砾岩层钻速低、钻井周期长、固井质量差、钻井安全风险高等技术难点。为解决这些技术难点,结合区域地质特征,通过理论分析优化了井身结构,优选了系列钻井提速技术、提出了组合式盐底卡层技术,制定了一系列防漏堵漏技术措施和固井技术措施,形成了克拉苏构造博孜1区块超深井钻井完井关键技术。该技术在B1103井等4口井进行了现场试验,与未应用该技术的邻井相比,机械钻速提高了34.4%,钻井周期缩短了131 d,完井周期缩短了141 d,取得了良好的提速效果。这表明,该技术能够解决博孜1区块超深井钻井完井存在的技术难点,满足博孜1区块安全高效钻井完井的需求,可以在该区块推广应用。      

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。      

塔里木油田HLHT区块超深井钻井提速配套技术

塔里木油田HLHT区块储层埋藏深、上部地层松软和下部地层岩石可钻性差,导致出现机械钻速低、钻井周期长等问题,在将井身结构优化为塔标Ⅲ三开井身结构的基础上,把提速重点聚集于二开井段,通过分析地层的可钻性,优选钻头及配套提速工具,并结合钻井实践经验,制定了二开钻井提速技术方案:二叠系以上地层,采用长寿命大扭矩螺杆/国产高效螺杆+ STS915K型或MS1952SS型高效PDC钻头复合钻井提速技术;二叠系及其以下地层,采用Torkbuster扭力冲击器+U513M型或U613M型专用PDC钻头钻井提速技术。现场应用表明,HLHT区块超深井应用钻井提速配套技术后,平均机械钻速逐年提高,从5.55 m/h逐渐提高至8.82 m/h,平均钻井周期逐年缩短,从131.0 d逐渐缩短至86.1 d。这表明,HLHT区块超深井钻井提速配套技术提速效果显著,能够满足该区块超深井快速高效安全钻井的需要。      

哥伦比亚Matambo区块深井钻井关键技术

哥伦比亚Matambo区块油藏埋深约5 000.00 m,具有地层倾角大、多套压力系统、地应力高、多断层破碎带、多层大段泥岩、巨厚砾石层及异常高压地层等特点,6口深井在钻井过程中频繁发生井塌、阻卡和井漏等井下故障,导致钻井速度慢、钻井周期长。为提高该区块油气勘探开发效益,在充分分析该区块地质情况和总结已完钻井施工经验的基础上,从井身结构优化、井眼轨道设计与轨迹控制、多参数随钻监测与分析、固井工艺优化及钻井液体系优选等方面进行了技术攻关,形成了适合该区块的深井钻井关键技术,并在G10ST5井进行了现场试验。G105ST5井顺利钻至设计井深,井身质量和固井质量满足设计要求,与该区块其他6口深井相比,钻井周期缩短了20.7 d,平均机械钻速由3.00 m/h提高到7.00 m/h,井下故障损失时间在钻井周期中的占比由原来的15%~30%降至7%,钻井综合成本降低近45%。现场试验结果表明,Matambo区块深井钻井关键技术能够满足深井钻井提速提效的要求,也为其他类似区块复杂深井的优快钻井提供了技术借鉴。      

大庆深层钻井提速技术现状与展望

大庆油田深井钻井技术起步相对较晚,2010年以前提速技术主要有欠平衡/气体钻井、螺杆复合钻井、钻头优选等,虽然取得了一定的提速效果,但却存在技术单一、可用井段短等问题。借鉴国内外深层提速技术成果,分开次、分层段制定提速对策。首先,技套以上井段通过井身结构优化、高效PDC钻头优选,钻进时间基本控制在40 d以内。其次,针对登娄库组以下地层PDC黏滑现象严重。开展液动旋冲提速工具研制与应用。然后,根据部分区块岩石硬度高、含砾,PDC无法有效吃入、牙轮蹩跳钻严重等情况,研制高速涡轮,并优选DD5560M-A1孕镶钻头与之配套,提高行程钻速。最终通过与气体钻井完善、井身结构优化等技术的集成配套应用,取得了良好的提速效果。     

新疆油田中拐凸起探井钻井提速增效技术

为解决新疆油田中拐凸起探井机械钻速慢、钻井周期长等问题,对完钻井的钻井、录井、测井和试油等资料进行分析,提出了探井钻井提速增效技术.应用完钻井的测井资料,开展了岩石力学特性研究并优选钻头;提高了钻井液中抑制剂、包被剂和沥青质材料的含量,并添加了随钻堵漏剂和胶凝剂,提高了钻井液的抑制性、封堵防塌性和防漏能力;根据地层承压能力和井壁稳定情况,确定了完井开次.中拐凸起7口探井由三开井身结构优化为二开井身结构,平均机械钻速提高了48.07%,月平均进尺提高了40.69%,累计降低钻井成本1 956万元.探井钻井提速增效技术为新疆油田中拐凸起高效勘探开发奠定了基础,也为类似区块的钻井施工提供了技术参考.      

四川盆地双鱼石区块特深井井身结构设计与适用性评价研究

四川盆地双鱼石区块震旦系特深井存在5个套管必封点和2个复杂风险点,井身结构设计存在较大难度。文章在调研国内外已钻特深井井身结构情况的基础上,分析认为双鱼石震旦系特深井所需套管层序多、强度高,现有国内外特深井井身结构方案无法在双鱼石区块震旦系特深井直接应用,需要自主研发。根据国内外现有钻井技术条件,文章建立了2套不使用膨胀管的适合特深井的套管和钻头尺寸匹配模型,并结合邻区钻探经验和本区块的地质特征,设计出适合双鱼石震旦系特深井的井身结构方案;然后对该井身结构开展了套管柱强度校核、水力学、钻柱力学及钻机作业能力的评价,对现有部分套管、钻杆等不满足安全钻井要求的情况,优化设计定制了专用套管、钻杆。研究结果表明,使用该套井身结构方案,作业过程中钻机负荷最大为6 856 kN,现有ZJ120型钻机及配套的70 MPa钻井泵可满足施工需求,配套设计的套管、钻柱、水力参数满足井下安全作业的需求,具有可实施性,可为国内相似区块的特深层勘探开发提供技术参考。     

预探井杨柳1井钻井提速关键技术

杨柳1井为普光气田周边区块的一口预探井,设计井深5 850.00 m,因陆相地层软硬交错、倾角大、须家河组研磨性强和裂缝性地层发育等问题,导致钻井过程中存在提速困难、井身质量控制难度大、钻井液漏失量大等技术难题。为此,根据该井地层岩性特征,优选应用了泡沫/空气钻井技术以提高上部陆相地层机械钻速、“螺杆钻具+复合钻头”钻井提速技术以提高须家河组高研磨性地层机械钻速、预弯曲动力学防斜打快技术以提高井身质量、裂缝性地层防漏堵漏技术以提高堵漏成功率,确保该井顺利钻至井深5 890.00 m完钻,平均机械钻速2.77 m/h,与邻井相比有较大幅度的提高,且未出现严重的井下故障,减少了钻头使用量,缩短了堵漏时间,取得了良好的经济效益。杨柳1井实现了钻探目的,完善了该区块的地质资料,为今后该区块的钻井积累了提速经验。      

塔里木博孜区块超深井自动垂直钻井难点与技术对策

塔里木盆地博孜区块属于典型的山前高陡构造,地层倾角大、自然造斜能力强、防斜打直难,采用常规的防斜打直技术难以保证井斜控制效果。为此,分析了自动垂直钻井技术在博孜区块超深井的应用难点,针对博孜区块上部砾岩地层的井下钻具振动大、防斜打直难等情况,开展了减振优化、超深井信号传输和防斜打直工艺优化等方面的技术研究。BZ1501井一开198～417及565～1 000 m井段应用了自动垂直钻井系统,两趟钻累计工作循环时间281 h,平均机械钻速2.43 m/h,井斜角0.2°,与该井应用常规钟摆钻具组合及BZ18井应用自动垂直钻井系统相比,工作寿命长,机械钻速快,井斜控制效果好。现场应用表明,超深井防斜打直钻井技术在塔里木博孜区块的钻井提速效果较好,可以在该区块推广应用。      

KQT构造深层井段钻井提速技术研究

由于KQT区块3 500~4 500 m以下的地层压力系统与地质岩性趋于复杂,在深部钻井施工过程复杂情况频发,严重制约了钻井效率的提高,影响了获取地质资料的质量或者取全取准地质资料。此文以KQT区块已钻探井为基础,通过整理3 500 m以下的深部钻井技术资料,统计分析地层压力分布情况,了解复杂地层所在的层段、岩性及特性,设计适合深井探井的井身结构;在此基础上,分析现有钻井液体系的优缺点,并提出优化建议;对岩性的可钻性进行分析,整理总结现有钻头的使用情况,提出相应的改进意见;对KQT构造深部地层钻井中使用钻井提速工具进行归类统计,分析得出深层钻井中使用何种方法及提速工具对深层提速最为有效,最终形成该区块深层钻井提速技术方案,指导现场施工。     

丁页5井“井筒一体化”钻井提速技术

丁山区块页岩气井钻井时存在机械钻速低和钻井周期长的问题,为提速、提效,在该区块丁页5井探索实施了"井筒一体化"钻井提速技术。提出了"井筒一体化"钻井提速模式,将井筒工程中不同专业技术服务由一个承包商统筹管理、综合应用,以解决多个承包商提供单项技术服务时技术针对性不强和衔接性不好的问题;围绕"井筒一体化"钻井提速模式如何最大化地提高钻井速度和时效,研究实施了空气/雾化钻井、PDC钻头优选改进、配套提速工具、防斜打直工艺和钻井液等各单项技术措施。"井筒一体化"钻井提速技术在丁页5井的试用结果显示,与邻井相比,平均机械钻速提高25%,钻井周期缩短41.95 d。由此表明,"井筒一体化"钻井提速技术有利于发挥各单项技术的优势,互补不足,从而实现提速提效。      

深井钻井施工难点分析与对策探讨

通过对深井钻井施工的难点分析,从优化井身结构、优选钻井参数、应用提速工具,拓展PDC钻头的应用空间等几个方面对提高深井钻井效率进行了探讨,具有一定的指导作用。     

东海L区块螺杆马达搭配复合冲击器提速技术研究与应用

中海油东海海域L区块地层可钻性较差，瓯江组存在大段含砾中砂岩和砂砾岩，单只钻头进尺短，灵峰组以泥岩、粉砂质泥岩为主，钻头吃入困难，机械钻速（ROP）低、井眼浸泡时间长，易发生钻具遇阻和卡钻等复杂情况。为提高该区块钻井效率、缩短钻井周期，加快L区块油气田勘探开发进程，开展了钻井提速实践探究。该文总结分析L区块已钻井提速现状，综合考虑螺杆马达和复合冲击器两种不同类型的提速工具工作原理，将螺杆马达与复合冲击器配套使用，强化钻头攻击性和布齿技术，应用于L区块直探井瓯江组砾石层和灵峰组泥岩段，提速效果显著，很好地解决了该区块单只钻头进尺短、磨损严重、机械钻速低和井斜不易控制等难题，创该区块单只钻头最长进尺记录，实现了12-1/4″井眼一趟钻工程。该技术可在类似区域直探井推广应用。     

聚胺钻井液体系在定北区块的应用

针对定北区块提速钻井液技术需求,为确保钻井提速时,石千峰、上石盒子组地层的泥页岩井段井壁稳定,降低井下复杂情况,优选了聚胺抑制剂,形成了适合定北区块钻井提速的无固相聚胺钻井液体系,具有低密度、低固相、低黏切的特点。定北11及定北12井现场应用表明该钻井液具有良好的稳定井壁、防钻头泥包的作用,为钻井提速创造了良好的条件。在提速井段,定北11及定北12井较已钻同类型井机械钻速提高了32%。