微小井眼钻井技术概况、应用前景和关键技术

微小井眼钻井技术具有大幅度降低钻井成本、利于环保和适于恶劣环境下作业等优点。全面发展微小井眼钻井技术之前需要了解该技术的内涵、国内应用前景和关键技术。为此,明确了微小井眼钻井技术的概念,介绍了微小井眼钻井技术的发展现状,分析了该技术在老油田、浅层油气、煤层气"、三低"油气藏等的开发效益和应用前景,提出了微小井眼钻井技术的发展方向,即以小型复合连续管钻机为基础、井下钻具为主导、其他技术相辅助,提出国内需分布实施微小井眼钻井技术,应加大连续管技术、工具及微小井眼钻井基础理论研究、管柱力学、水力学软件等方面的研究力度。     

北部湾盆地涠西区块优快钻井技术

由于海上作业环境的限制，经常只有通过大斜度或大位移的定向井才能实现地质目的。但海上作业费用昂贵，优快钻井技术成为降低勘探作业成本的核心技术之一。此文对北部湾盆地涠西区块钻井施工难点进行了分析，从井身结构、钻头选型、钻井液等方面提出了针对性的优快钻井技术方案，现场应用证明，该优快钻井技术可以有效地节约钻井周期，提高机械钻速和井眼质量。     

海上表层快钻技术及管理探索

面对当前低油价形势和长期能源发展趋势,石油上游企业需要有效管控成本,提高油气开发综合效益。海上钻完井投资作为海上油气田开发投资的重要一环,通过实施技术和管理创新在海上钻完井作业中进行精准快速、安全高效的精准管理,是提高油气增产上储和推动油企高质量可持续发展的必由之路。在南海东部惠州32-5/33-1油田表层钻井作业中,通过优化井身结构、优选钻头及BHA,细化井眼清洁和井眼轨迹控制技术,结合优快钻井的管理实践精髓,实现首批3口井表层安全高效完成,钻井效率较邻近区块提高一倍以上,取得了良好的现场实践和经济价值。通过不断总结和研究形成了一套适应于本区域海上表层快钻配套技术,对于海上表层钻井提速降本具有借鉴和指导意义。     

未来的智能钻井技术

本文介绍一种未来新的智能钻井技术的系统组成、功能和运行模式.新的未来智能钻井技术将钻井、新材料、检测控制、微电子、通信、计算机、机器人和超显微等技术集于一体.系统中还将应用轻便的、车载的、灵活的全自动连续油管钻机.使用安装在钻头上的智能微型机器人来观察和检测所有的井下参数,并把这些参数传输到地面,从而可以在钻井过程中完成测井作业.不久的将来就会实现控制钻速和钻头轨迹的遥控智能钻井.所有的钻井作业,如起下钻作业,将由地面机器人根据指令自动完成,全球范围内的钻井作业将通过通信网络技术组织合作完成.该技术有望在降低钻井事故和成本的同时,大幅度提高钻井速度.由于实现了井眼轨迹精确控制,智能钻井技术将会提高石油和天然气的勘探开发效益.     

海上薄油层多分支水平井钻井技术

为提高海上中后期油田的生产能力,针对储量分散、天然能量弱的薄层油藏,决定采用多分支水平井技术提高单井产量和采收率,降低综合开发成本。根据某海域A油田的油藏特点,分析了薄油层钻井作业设备能力有限、工程设计限制多、中靶精度要求高、井眼轨迹控制挑战多、钻井施工风险高、储层保护难度大等问题。通过对平台钻井设备评价改造、井身结构及井眼轨道优化设计、复杂井眼轨迹的精细控制、钻井液优选等方面的研究及应用,成功实施了水平井、分支井、小井眼和薄油层的钻探作业,提高了油田勘探开发整体效益,为今后海上薄油层多分支水平井的钻井作业提供了参考。     

可防止深层钻井故障的BHPI技术

总垂直深度超过15000ft(4575m)的深井在加利福尼亚并不常见，钻至这些深度的许多尝试都导致很高的故障成本，有些则由于不利的地层条件而未达到目标深度，井眼压力整体性（BHPI）技术有助于解决引起深层高温高压钻井故障的一个根本问题：可引起循环液严重漏失的岩石 张性破裂，作业人员在设计BHPI处理前，应使用漏失测试（LOT）数据来帮助确定较低的井眼整体压力或破裂梯度条件。     

煤层气低成本钻井技术

分析了我国煤层气勘探开发现状，基于煤层气生产特征分析了煤层气开发向产业化、商业化发展降低钻井成本的主要技术方法。根据潜孔锤钻井原理和特点，详细分析了钻压、转速、注气压力、注气量等实钻参数合理的确定方法，综合阐述了这些参数与提高钻井速度之间的变量关系，以及其中影响钻井速度、钻井周期的关键因素，介绍了潜孔锤在煤层气钻井使用中的效果及优点。实践证明，潜孔锤钻井技术是当前降低煤层气开发钻井成本的关键技术之一。还提出了国内轻型钻机现有装备技术条件下潜孔锤钻井的实施方案。     

深地勘探钻井技术现状及发展思考

中国深地油气资源丰富,随着油气勘探开发的进一步发展,深地领域将是中国未来油气勘探开发的主要发展方向,对保障国家能源安全具有重要的战略意义。文章通过调研国内外深地勘探钻井的发展现状,分析总结了深地勘探钻井技术中的关键技术——井身结构设计、高效破岩、钻井提速、抗高温高压测控工具、耐高温钻完井液、井筒压力精细控制、复杂故障防控、高温固井、钻井装备等在深地勘探钻井中的发展状况,并在此基础上提出了未来深地勘探钻井中有待继续攻关完善上部大尺寸井眼的钻井、多压力系统安全钻进、抗超高温井筒工作液以及抗高温高压随钻测量工具等关键技术及装备,并指明在地质工程协同发展基础上,大尺寸井眼提速、多压力系统安全钻井、高温井筒工作液、高温高压随钻测量和井下工具、完井试油技术和装备发展等关键技术及装备的攻关思路,期望为中国深井超深井钻完井技术的发展提供参考借鉴。     

海洋控压钻井技术探讨与展望

海洋勘探开发逐步走向深水,深水钻井中的涌、漏、卡、塌等井下复杂是进行深水油气资源勘探开发的重要障碍,为此国外广泛应用了海洋控压钻井技术,解决了钻遇的窄密度窗口、海洋表层作业问题、消除隔水管进气的影响,以防止钻井事故、保护储层、减少非生产时间、降低作业费用。介绍了井底恒压控压钻井技术、泥浆帽钻井技术、双梯度钻井技术、HSE控压钻井技术4种主要技术方式的特点与应用效果,分析了目前国内发展该技术应用环境尚不成熟与限制条件等问题,指出未来要着重进行海洋控压钻井技术的适应性、装备及工艺方面的研究。     

超临界CO_2径向水平井钻井技术应用前景分析

超临界CO2钻井技术具有破岩门限压力低和破岩速度快等特点,并能有效控制井底压力、保护储层、提高渗透率,进而提高采收率。通过对微小井眼径向水平井钻井系统特点的分析,结合超临界CO2能够降低管内摩阻、可以注入压力以及在井底超临界CO2状态摩阻下易于在地层内前行等特点,分析了超临界CO2微小井眼径向水平井钻井技术的可行性、技术优势及应用前景。分析结果表明,微小井眼径向水平井钻井技术可使死井复活,能扩大泄油面积,提高单井油气产量,降低钻井成本;超临界CO2微小井眼径向水平井钻井技术不仅可以提高钻井速度,而且能够降低破岩所需的喷射压力,是未来钻井技术重要的发展方向。     

井中地震技术：连接多种油气勘探方法的桥梁

随着全球油气藏勘探开发研究的不断深化,地质、钻井、地球物理等油气勘探技术持续进步,综合应用多种油气勘探方法已成为必然趋势,但不同勘探方法之间存在着刻画尺度差异。井中地震数据以其信噪比高、频带宽、波场信息丰富等特点成为综合应用多种勘探方法的纽带。从井中地震数据特征分析出发,分析了井中地震技术的桥梁作用。一是在钻探与地震勘探之间起到的分辨率弥补、精细层位标定、测井曲线校正等作用;二是在时间域与深度域勘探方法之间发挥了井控时深转换、地层深度预测、储层物性预测等作用;三是在纵波与横波地震勘探之间为地震波性质研究、纵横波域的转换、拟横波声波速度求取、纵横波联合反演等提供支持;四是在地震勘探向精细油藏开发延伸的过程中发挥了地震地质导向、精细构造解释、井控地层属性筛选和储层压裂监测等作用;五是为油藏静态描述与动态监测联合研究搭建桥梁,时移井中地震技术、光纤传感技术等在该领域展示出良好的应用前景。     

声学测井技术在石油工程中的应用探索

当前油气勘探的目标与对象所面临的难点突出表现在储层的复杂与埋深的增大,钻井与储层改造难度的增加。缩短钻井周期、提高测试与压裂成功率、加快勘探节奏已成为关注的焦点。同时对测井技术在此领域中发挥的作用提出了新的需求。文章介绍了以偶极声波为主的声学测井技术在钻井过程井眼稳定性评价、储层压裂改造施工设计、效果检测等石油工程方面的应用及技术优势,展现了测井技术在该领域良好的应用前景。     

随钻超声井眼成像可行性实验研究

随着油气勘探开发难度的不断增大,地质与工程条件日趋复杂, 施工风险日益加大, 井壁失稳、垮塌等问题制约钻完井工程效益及安全,随钻超声井眼成像技术可以在随钻工况下实时测量高精度的井径大小与井壁特征,获取高质量的井眼图像,为钻进过程中井眼工程状况和质量的监测提供了解决方案。为研发随钻超声井眼成像工具并对图像进行准确解释,进行了随钻超声井眼成像可行性实验研究。 设计搭建了实验装置与实验平台,制定了实验方案,进行了室内模拟实验,分析了不同测量距离、不同待测物、不同传输介质对超声波传输时间与回波幅值的影响。 实验结果表明： 超声波传输时间与测量距离呈线性正相关,可以用于井径的测量及井眼形状的识别;超声波回波幅值对井壁特征敏感,可以用于井壁缝隙、孔隙等特征的识别与成像;随钻超声井眼成像方法可以适用于高密度油基钻井液中。     

海上勘探开发一体化技术研究及应用——以北部湾盆地涠西南凹陷为例

北部湾盆地涠西南凹陷为高成熟的勘探开发区，面临目标搜索难度大、储量发现难度大、建产周期长、油田储采比低等问题，常规的勘探-开发接力模式无法满足储量和产量增长的要求。为保证油田可持续开采，提出海上勘探开发一体化模式，总结了集目标搜索技术、目标评价技术、井位钻探技术三位一体的技术体系。目标搜索技术是在基础地质规律指导下，与勘探和开发紧密结合，通过新钻井发现及老井复查，利用区带潜力目标搜索、随钻跟踪过程潜力目标搜索、评价过程潜力目标搜索等技术，在油田内部及周边开展潜力目标搜索。目标评价技术集成发展了6项一体化评价技术，大大提高了目标评价的精度及成功率。井位钻探技术的"开发评价井钻探模式"包括开发模式和勘探模式。在井位钻探技术的指导下，北部湾盆地涠西南凹陷开发评价井的实施取得了显著的成效，已钻井为37口，成功钻井达31口，成功率为84%，实现了增储上产。围绕涠西南凹陷E油田开展技术应用，共搜索出12个潜力目标。在E油田的中1区块、南2区块和南3区块，开发评价井（E-B5井、E-B1S1井、E-A7S2井和E-12d井）的部署和顺利实施进一步推动了海上勘探开发一体化技术体系的应用。     

海上勘探开发一体化技术研究及应用——以北部湾盆地涠西南凹陷为例

北部湾盆地涠西南凹陷为高成熟的勘探开发区,面临目标搜索难度大、储量发现难度大、建产周期长、油田储采比低等问题,常规的勘探—开发接力模式无法满足储量和产量增长的要求。为保证油田可持续开采,提出海上勘探开发一体化模式,总结了集目标搜索技术、目标评价技术、井位钻探技术三位一体的技术体系。目标搜索技术是在基础地质规律指导下,与勘探和开发紧密结合,通过新钻井发现及老井复查,利用区带潜力目标搜索、随钻跟踪过程潜力目标搜索、评价过程潜力目标搜索等技术,在油田内部及周边开展潜力目标搜索。目标评价技术集成发展了6项一体化评价技术,大大提高了目标评价的精度及成功率。井位钻探技术的"开发评价井钻探模式"包括开发模式和勘探模式。在井位钻探技术的指导下,北部湾盆地涠西南凹陷开发评价井的实施取得了显著的成效,已钻井为37口,成功钻井达31口,成功率为84%,实现了增储上产。围绕涠西南凹陷E油田开展技术应用,共搜索出12个潜力目标。在E油田的中1区块、南2区块和南3区块,开发评价井（E-B5井、E-B1S1井、E-A7S2井和E-12d井）的部署和顺利实施进一步推动了海上勘探开发一体化技术体系的应用。     

松辽盆地北部深层天然气勘探钻井完井保护技术

通过对松辽盆地深层勘探钻井完井技术的简要回顾，指出保护储层的钻井、完井技术所经历的“采用优质钻井完井液体系，实现对储层的保护；使用低密度钻井液提高钻井速度，近平衡钻井对储层的发现与保护和采用欠平衡钻井工艺技术，发现与保护储层”3个阶段分别满足深层勘探就钻井完井过程中保护储层的技术要求。针对深层储层物性和钻井技术条件，研究了储层潜在损害方式和损害程度，分析了各个阶段钻井完井过程中保护技术的作用原理、应用情况与取得的效果。实践表明，保护储层应以勘探发现程度需求为依据，兼顾资料需求和勘探钻井投资，选择相应的保护储层类别。建议加强松辽盆地北部深层天然气勘探钻井、完井过程对储层的保护，探索进一步开展充气、泡沫、雾化、空气等气体钻井技术的研究与应用，使储层发现与保护技术得到一个质的飞跃。     

杨税务潜山高温油气藏勘探突破的关键井筒技术

杨税务潜山是冀中坳陷重点勘探区域,具有良好的勘探前景。AT1x井是该区域的一口风险探井,完钻井深5 496 m,储层温度超过180 ℃,钻遇地层岩性复杂,井筒作业面临钻井提速难、井壁防塌难、储层评价难、储层改造难等一系列问题。为此针对高温潜山油藏勘探开发的关键井筒技术进行了攻关:在电镜扫描发现裂缝的基础上,在KCl复合盐钻井液中加入聚胺抑制剂和纳米防塌封堵剂,钻井液封堵能力提高,平均井径扩大率小于10%;优选出PDC钻头及其配套提速工具,平均机械钻速由可对比井的1.94 m/h提高到4.11 m/h;采用常规+成像+偶极声波远探测的一体化配套测井技术系列,实现了由井筒到井旁缝洞体精细刻画,为储层评价及压裂选层提供了依据;研发了“深度沟通裂缝和储层体积改造”相结合的高温裂缝型碳酸盐岩储层体积酸压改造技术。AT1井酸压后试油日产气41×104 m3、日产油71 m3,实现了冀中北部深潜山勘探的新突破。上述技术有效解决了冀中坳陷杨税务潜山开发井筒难题,也为高温深井裂缝性油藏开发提供了可选择的技术。     

巨厚砾岩层气体钻井井眼特征

由于具有常规钻井所不具备的多方面优势,气体钻井技术在中国正受到越来越多的关注。作为一项打开油气层新技术和提速技术,气体钻井技术在矿场应用中存在一些特殊问题,包括巨厚砾岩层提速钻井中井斜控制难和套管下入遇阻现象。现有的空气锤和钟摆钻具组合控制井斜方法在塔里木油田山前巨厚砾岩层中都很难起到很好的井斜控制效果,而且套管遇阻情况严重。基于实测井径数据,利用3次样条曲线重构井眼截面形状特征,并探讨巨厚砾岩层空气锤钻井椭圆井眼形成机理。结果表明,空气锤以高频冲击破坏岩石,受地层的非均质性和各向异性的影响,所形成的井眼体现为高度椭圆性。431.8 mm井眼的平均井径达495.3 mm,长轴达551.2 mm,而短轴仅为427.7 mm。正是这种井径短轴偏小和井壁不规则造成了套管下入遇阻问题。为了在塔里木盆地山前巨厚砾岩层推广气体钻井技术,不但要有效控制井斜,而且要尽可能增大井眼短轴长度。博孜101井的钻井实践表明,采用预弯钟摆BHA(底部钻具组合)不但可以较好地控制井斜,而且可以有效地改善井径截面形状,提高井壁的光滑度。     

随钻测井技术在页岩气钻井中的应用

我国页岩气钻井存在着较高的风险,主要问题是"甜点"钻遇率低、井壁坍塌问题严重、钻井周期长、经济效益差。利用随钻测井技术,可进行页岩岩石力学与油层物理特征分析、建立地层应力和三压力剖面、确定储层"甜点"、并指导地质导向作业,能减少页岩气钻井的井壁失稳问题、缩短钻井周期、降低钻井风险、提高钻井效率。文章总结了北美地区进行页岩气钻井时利用随钻测井技术解决页岩气钻井难题的方法,我国应借鉴北美经验,大力开展页岩气随钻测井技术和工具的研发,提高随钻测井技术在页岩气钻井中的应用程度,实现页岩气开发中的安全高效钻井。     

东海X气井测试生产一体化技术研究

目前海洋石油勘探开发投资小,探井和评价井数量很少,采用常规测试手段获取的储层资料不足以作为制定开发方案的依据。针对这一问题,进行了在海上油气井中应用测试生产一体化技术的研究,研究首先从获取足够储层资料出发,设计出对应的评价测试制度;其次考虑到测试工具入井时间长、风险大,设计出配套的测试管柱结构;最后为降低测试成本,设计出利用钻井平台进行长期评价测试的方案。应用表明,通过评价测试能认清气藏类型和储量规模、落实气藏动储量、评价详细产能变化规律;通过优化设计测试管柱结构能简化工具功能实现方式、降低测试风险、获取完整地层资料;通过创新海工能减少钻井平台资源和油气资源的浪费,降低安全环保隐患和作业成本。