川东地区高陡构造VTK垂直钻井配套钻井液技术

针对川东地区高陡构造高地层倾角井井眼轨迹控制难度大,并且上部自流井群泥页岩极易发生垮塌等特点,提出应用VTK(VertiTrak)垂直钻井技术防斜打快,并配合使用活度平衡防塌钻井液,以确保井眼稳定和VTK设备安全.介绍了钻井液体系的选择思路和配方的优选.天东004-X3和板东006-H1两口试验井通过应用该技术,平均机械钻速比邻井相同层位提高了57.1％以上,钻井周期缩短了6.1 d,表明VTK垂直钻井技术在高陡构造高倾角井和易斜地层能有效控制井斜,实现直井段的防斜打快、提高机械钻速,配套的活度平衡防塌钻井液具有“强抑制、平衡滤液活度、超低渗透”特性,能有效解决易塌泥页岩地层的井眼稳定问题,并成功实现化学防塌,较大幅度地降低了钻井液密度.     

缅甸D区块高陡构造地层自然漂移规律研究及应用

缅甸D区块高陡构造一直给钻井施工带来诸多影响,井斜控制困难和井壁失稳是此区块钻井过程中的主要矛盾。对本区块已钻井Patolon-1井的测井、录井资料以及地层倾向、倾角进行较为详细的统计分析,研究了缅甸D区块高陡构造的地层自然漂移规律,并对Yagyi-1井的井位优化进行了大胆调整。并根据实际情况,对高陡构造地层特性和钻井特点进行了深入的研究,对Yagyi-1井的钻具组合以及优快钻井措施进行了优化。实际结果表明,Yagyi-1井的井口位置调整是成功的,根据地层可钻性优选了PDC钻头,实施了有针对性的防斜打快技术措施,在二开井段平均机械钻速达到了5．93m／h;而且控制井斜效果明显;摸索出了适合缅甸D区块高陡构造的防斜打快技术措施,解决了困扰缅甸D区块高陡构造井斜控制困难、机械钻速低的矛盾。     

垂直钻井技术在川东北的应用

川东北地区上部陆相地层岩石可钻性差,地层倾角大,井身质量控制难度大.长期以来,机械钻速慢、易井斜的钻井难题严重制约了快速优质钻井.通过应用垂直钻井技术,在改变了以钻压为主要控制参数的基础上提高了机械钻速,有效地控制了井斜,缩短了钻井周期.与常规钻井相比,机械钻速由1.50 m/h提高到2.36 m/h,提高57%;井斜角由2.78°降低至0.61°,降幅达356%.该技术在川东北高陡构造的成功应用为易斜地层防斜快钻、缩短钻井周期、保证井身质量积累了经验.     

φ311mm自动垂直钻井系统在宣页1井的应用

宣页1井的地质构造具有地层倾角大、各向异性、可钻性差及自然造斜能力强等特点,采用多种传统防斜钻具组合钻进,依然无法较好地防止井斜。为此,研制了φ311 mm自动垂直钻井系统。该钻井系统包括稳定平台及防斜纠斜执行机构2部分,可以有效解决高陡构造及大倾角地层的防斜打快问题,能够完全释放钻压,在保证井斜精度的前提下,可大幅度提高机械钻速,缩短钻井周期,降低钻井成本。该系统在宣页1井的应用中总进尺210.88 m,纯钻时间64 h,机械钻速3.29 m/h,与传统钻具相比,钻速提高114%,并收到明显的纠斜效果。     

新型防斜打快钻井技术在渤海油田的应用

常规的防斜打直钻具组合（例如钟摆钻具）能在一定程度上达到直井防斜的目的,但是在高陡构造和地应力异常地层防斜效果非常有限,而且大大地束缚了机械钻速的提高,造成了钻井成本大幅度增加,为此,中海石油（中国）有限公司天津分公司结合中国海洋石油总公司“高陡构造复合钻井防斜打快技术研究”的科研成果,在渤海湾选定了几口地层倾角较大的井,采用新型防斜打快钻井技术进行现场试验,结果标明,在井眼轨迹控制和机械钻速提高方面都取得了不错的效果,在钻机日费昂贵的海上钻进具有广阔的应用前景。     

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川东高陡构造上部地层倾角大,在钻井中极易发生井斜、井塌、井漏 、卡钻等复杂情况,且目的层靶区要求严格。如何有效地控制井斜、保证井身质量,提高机械钻速、降低钻井成本,是高陡构造上钻井的一大难题。文章通过分析上部大倾角地层复杂的地质特点,提出了使用一新工具、新工艺、新技术、以达到井身质量的有效控制和较大幅度地提高上部大倾角地层钻井速度的目的。     

Φ311自动垂直钻井系统技术探讨

在钻井过程中,有效实现高陡地层的防斜打快是一个普遍存在的技术性难题。传统的防斜纠斜方法,大多以牺牲钻压、降低机械钻速为代价,防纠斜效果不明显,因此具有较多弊端。Φ311垂直钻井系统是克拉玛依钻井工艺研究院历时多年研制成功的井下工具,是机、电、液一体化的井下智能自动垂直钻井系统。该系统已在新疆油田成功应用两井次。试验结果表明,该系统各项指标均达到设计要求,满足了高陡易斜难钻地层防斜打快的技术要求。本文主要对该垂直钻井系统的结构、工作原理、配套技术及现场应用等情况进行论述。     

VTK垂直钻井技术在川东地区的应用

四川盆地川东高陡构造区内的侏罗系沙溪庙组-下三叠统嘉陵江组地层岩性组合复杂、软硬交替频繁,属于典型的易井斜地层,采用常规的防斜技术虽能防斜,但因钻井参数受限,严重影响了机械钻速的提高。VertiTrak是贝克休斯公司最先进的垂直钻井系统,它是综合了闭环旋转导向系统、高性能X TREME马达、可靠的随钻测试等3种技术而开发出来的一种闭环自动垂直钻井系统（简称VTK垂直钻井技术）。在川东地区试验应用了VTK垂直钻井技术,同时强化钻井参数、优化钻井液防塌及流变性能。结果表明,试验获得了成功：①在已经发生井斜的井段用VTK工具进行正常钻压钻进,较快地实现了井眼轨迹的平稳降斜;②纠斜任务完成后,正常钻压钻进过程中实现了稳斜防斜;③VTK垂直钻井防斜打快效果显著--钻压达25 t,机械钻速提高50%～60%,钻井周期缩短30%以上。该方法为实现川东高陡构造区沙溪庙组-嘉陵江组长段易斜地层的防斜打快探索出了一条新途径。     

φ311垂直钻井系统的研制

在钻井过程中,实现高陡地层的防斜打快是一个普遍存在的技术性难题。国内已有的钻井防斜方法,大多以牺牲钻压、降低机械钻速为代价。因此,都不能经济高效地解决在大倾角、陡构造等地层的井斜问题。介绍了一种井下智能防斜纠斜的钻井工具——φ311垂直钻井系统,其具有自主发电、井下闭环控制、数据井下储存井上回放等特点。该系统可极大地解放钻压、提高钻速,目前已在新疆油田进行了现场试验,并获得成功。     

BH-VDT5000垂直钻井系统在克深203井的应用

油气井防斜、纠斜问题是钻井过程中普遍存在但一直未能彻底解决的难题之一。经过数年攻关,渤海钻探工程技术研究院研发了BH-VDT5000垂直钻井系统,介绍了垂直钻井系统的结构、工作原理,并对垂直钻井系统在塔里木油田克深203井的现场应用过程、效果进行了对比分析。垂直钻井系统在克深203井用2趟钻完成了二开井段,总进尺1 558 m,正常钻进井段井斜控制在0.5°以内,与同时使用Power-V垂直钻井系统的邻井相比机械钻速提高23%以上。现场应用证明,BH-VDT5000垂直钻井系统在高陡构造地层、逆掩推覆体地层的钻探中,防斜打快效果显著,可进一步推广应用。     

涡轮钻具防斜打快钻井理论与技术研究

在简要阐述国内典型高陡构造特征的基础上，介绍了我国自主研制的涡轮钻具的结构、能量转换方式以及特点。并在此基础上分析了在山前高陡构造钻井过程中存在机械钻速低和井身轨迹控制难两大钻井难题的原因；详细讨论了涡轮钻具的高转速特性，配合PDC等一体式钻头进行复合钻进实现防斜打快的机理；为达到涡轮钻具防斜打快的目的，提出了钟摆结合光钻铤的下部钻具组合形式，给出了典型钻具组合，并对该钻具组合进行了详细的力学特性分析，得出了稳定器安装位置和涡轮转速范围的涡轮钻具防斜打快的最佳工作区域概念。该技术的研究，为国内高陡构造地区控制井斜和提高机械钻速提供了一种非常有益的钻井理念和技术方法。     

河坝1井高陡构造带防斜打直技术

河坝1井上部陆相地层属于高陡构造，地层倾角大，极易发生井斜。为解决大井眼高陡构造带易井斜和机械钻速低的难题，该井在钻井过程中试验应用了偏轴钻具组合、大尺寸钻铤组成的塔式钻具组合和直螺杆钻具组合。应用效果表明，在目前的技术条件下，大尺寸塔式钻具组合是川东地区高陡构造带大倾角地层防斜打直的较好选择，但同时须优选钻头及钻井参数．并强化井身质量监测。     

MWD复合钻进技术在断层井的应用推广

随着油田勘探开发领域的不断拓展与深入,高陡构造、大倾角断层地层的勘探开发工作量越来越大,在一定程度上井斜问题成了制约这些区域勘探开发工作质量、社会经济效益、甚至是成败的关键。在准噶尔盆地八区530井区,应用了MWD导向系统防斜打直技术,利用其定向控制井眼轨迹能力强的技术特点,可以随时监控井斜、方位,并可根据井斜、方位变化情况及时采取如定向纠斜或开动转盘导向钻进等技术措施,既保证了井身质量,又提高了机械钻速,缩短了钻井周期。     

BH-VDT5000垂直钻井系统在克深207井的应用

保证油气井上部井眼垂直,对油气开采非常重要。经过数年技术攻关实践,渤海钻探工程技术研究院成功研制了BH-VDT5000型垂直钻井系统。文章介绍了塔里木油田克深207井应用BH-VDT5000垂直钻井系统防斜打快的实钻情况。克深207井是塔里木油田山前高陡构造上的一口开发评价井,地层倾角在60°左右,设计井深6960m。二开以转盘方式钻进,采用BH-VDT5000垂直钻井系统防斜打快,完钻井深1804.5m,垂钻进尺1569.5m,下部井段井斜控制在0.20°以内,全井段井斜小于1.00°。与同区块、同井深、同样采用转盘钻井的邻井机械钻速对比,机械钻速提高35%以上,防斜打快效果显著。     

Power V垂直导向钻井技术在普光7井的应用

四川盆地川东普光构造地层倾角大，特别是上部陆相地层，岩性多变，砂岩、泥岩、页岩互层频繁，井斜非常突出。被动防斜技术在川东普光高陡构造钻探过程中受其内在力学性质影响，无法实现防斜打快。而Power V“全自动化”旋转导向垂直钻进工具，在钻进时会自动追踪井斜变化，自动设定和调整工具侧向力，使井眼轨迹快速返回垂直状态。在高陡构造地层钻进中，有效地解决了防斜和加大钻压之间的矛盾，可大幅度地提高钻井速度。以Power V垂直导向钻井系统为代表的主动防斜技术，通过在普光7井的应用，证实了其在保证井身质量的前提下可最大限度地提高机械钻速。     

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。     

PDC钻头在普光10井空气钻井中的应用

长期以来人们一直认为,在气体钻井中PDC钻头机械钻速没有牙轮钻头高,而且气体散热能力差,易损坏PDC钻头的复合片而使钻头早期失效,因此,在气体钻井中绝大多数使用牙轮钻头。在普光10井空气钻井中应用PDC钻头,主要目的是验证PDC钻头的适应性,并探索在高陡构造、岩石可钻性差的地层控制井斜和提高钻井效率的方法。在该井空气钻井施工中,利用PDC钻头加较低的钻压便可获得较高机械钻速,配套应用塔式防斜钻具,达到了有效控制井斜和提高钻井效率的目的,最大井斜2.59°,比邻井空气钻井井斜小13.6%~75.4%,PDC钻头钻进进尺1517.08m,机械钻速8.63m/h,比邻井普光101井机械钻速高67.1%。通过分析认为,气体的散热效果并不是影响PDC钻头寿命的根本原因,而只影响井眼环空的畅通和单位时间通过钻头的气量;PDC钻头+塔式钻具可有效地控制井斜,提高钻井效率。     

防斜技术在准南高陡构造霍10井的应用

准南霍尔果斯高陡构造、高地层倾角井段的防斜打直问题 ,提高机械钻速是霍 1 0井上部井段一个综合性技术难题。通过采用优化钻具组合、结合防斜工具 ,优化井身结构 ,实现防斜 ,提高本地区钻井综合经济效益。为霍尔果斯地区的钻井工程 ,降低综合成本拓展出一条新的方法。     

涡轮钻具在高陡构造的应用及展望

介绍了涡轮钻具在秋参1井的应用情况,详细叙述了涡轮钻具在山前高陡构造快速钻进及防斜打直方面的优点,与常规钻井相比,机械钻速明显提高,钻井周期明显缩短,钻井成本明显下降,经济效益显著。     

垂直钻井系统在吐哈盆地山前高陡构造的应用

针对吐哈山前高陡构造的井斜规律,通过优化垂直钻井系统应用井段,在高陡构造带柯19-11井等4口井分别试验应用了国产SVD和斯伦贝谢POWER-V两种垂直钻井系统.通过现场应用证实了垂直钻井系统可有效控制井身质量,同时可大幅度地提高钻井速度；在高陡构造地层钻进中,可以有效地解决防斜和强化钻井参数打快之间的矛盾.