新型井下固液水力旋流分离器及其钻井提速技术

钻井液中固相含量的多少对钻井速度的快慢有着重要的影响,随着固相含量的增加,机械钻速降低明显。然而,随着井深的增加! 钻井液中添加的固相含量也会增加,这成为影响深井钻井速度的重要原因之一。为解决钻井液中固相含量对钻井速度影响的问题,研发出了适用于钻井过程的新型井下固液水力旋流分离器,该装
置通过离心沉降原理降低钻井液中的固相含量,从而达到减少重复破碎,提高机械钻速的目的。并对该装置的提速效果进行了现场试验。结果表明,该装置提速效果显著! 经济效益可观,且装置结构简单,能够满足现场应用的需要。为深井提速技术提供了又一可行及可选方案。     

粒子冲击钻井钻具冲蚀磨损研究

粒子冲击钻井技术是一种用于解决石油天然气深井硬地层钻井钻速慢和成本高的问题。该技术利用钻井液的水力能量携带的圆形钢粒以极高的速度冲击破碎岩石,钻井液所携带的钢粒会对钻具产生冲蚀磨损,尤其是在管径变化和管道弯曲处,钢粒对管壁的冲蚀磨损会导致钻具安全性降低,保障粒子冲击钻井安全作业是粒子冲击钻井技术研究的重要内容。为此,分析了影响钻具冲蚀磨损的因素,结合粒子钻井现场实际,研制出一种用于地面模拟粒子冲击钻井中钻具冲蚀磨损的实验装置,根据粒子冲击钻井实验提出,对较易磨损的弯接头、冲 管、滤芯三通、鹅颈管等部件要进行镀镍防磨、耐磨处理。以确保粒子冲击钻井的安全。     

宁 ２１３井区浅表层环保钻井技术研究

长宁页岩气钻井普遍存在开发环境敏感、地表地形复杂问题,极易发生破坏环境事故。文章通过对 长宁页岩气宁 ２１３井区的地层电磁法物探剖析,明确地层含水层,依据地层特性优化井身结构,并在易漏地层采用气体钻井的方式、噪音防治措施、优化钻井液体系,配合相应的环保措施,避免钻井施工对环境造成破坏,优化形成了宁 ２１３井区浅表层环保钻井施工方案,对长宁地区浅表层页岩气安全生产和环境保护具有重要意义     

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。     

井下固控装置的研究及应用

在钻井过程中,为保障钻井安全需在钻井液中加入大量固相颗粒,钻井液中固相颗粒对机械钻速的影响较大,研制了一种安装在钻头上方的井下固控装置,该装置通过水力旋流分离原理将钻井液中大部分固相颗粒与钻井液分离并甩入环空区域,使通过钻头的钻井液固相含量大大减少。本装置设计的排固喷嘴有反向喷射作用,可以实现高效清洗井底,提高机械钻速。通过室内分离效果试验确定了装置的锥体角度和最优排量。在胜利油田、胜利海洋钻井进行了现场应用,验证了该装置安装方便,工作可靠,有明显的提速效果,可降低钻井液中的固相含量并有利于提高机械钻速。     

四川盆地深层碳酸盐岩钻完井技术实践与展望

四川盆地的油气资源勘探开发正在向着更深的层位进军,深层碳酸盐岩气藏深井超深井的多压力系统、可钻性差、超高压超高温、高含硫等诸多难题给钻完井工程带来了巨大的挑战。为了保障该盆地深层碳酸盐岩油气资源勘探开发的顺利进行,立足现场实践与技术攻关相结合的总体思路,“十三五”期间安全快速地完成了诸如双鱼石构造双鱼X133井等一批井深8 000 m左右的超深井,深井超深井钻完井配套技术试验攻关取得了重要进展。获得的成果包括:(1)非标准井身结构优化,配合精细控压、承压堵漏等技术的应用,奠定了优快钻进、安全钻达地质目标的基础;(2)全面优选推广使用高效、个性化PDC钻头,有效地提高了难钻地层平均机械钻速;(3)研发应用的抗200℃高温、抗复合盐水等钻井液及主动承压堵漏技术,有效地减少了高温、高压盐水、井漏等复杂地层钻进的井下复杂情况;(4)精细控压钻井及精细控压固井技术应用于窄密度窗口、多压力系统、压力敏感性地层,平均钻完井液漏失量下降90%以上,复杂处理时间缩短85%以上,固井质量合格率提高20%以上;(5)集成应用的气体钻井等提速技术和工具,使得钻井周期和成本均大幅度缩减。结论认为,该试验攻关成果已基本支撑了四川盆地安岳气田天然气资源的快速转化、川西北二叠系和泥盆系天然气资源的重大发现;同时,为适应“十四五”期间四川盆地9 000 m以深的深层天然气开发,钻完井技术仍需要在抗高温井下工具、工作液等9个方面加快攻关进程。     

川南页岩气钻井井漏特征及堵漏技术研究与应用

川南页岩气井区地质地貌复杂,缝洞发育明显,各层段恶性漏失频发,堵漏工作难度大,复杂处理周期长,钻井提速受到严重制约。针对上述工程地质难题,开展了川南地区页岩气钻井井漏特征分析和井漏防治技术现状评价,系统阐述了桥塞堵漏、水泥堵漏、多相混输堵漏、遇水快速凝固堵漏、油基钻井液堵漏等技术工艺的封堵效果。川南页岩气井区以裂缝性漏失为主,纵向上呈明显的“三段式”特征。表层地层井漏治理难度大,尚未得到很好解决;中部地层采用随钻、桥堵、水泥堵漏和清水强钻工艺,井漏防治效果较好;下部地层存在承压堵漏无效、龙马溪组溢漏同存的难题。研究形成了复合桥塞堵漏、桥塞+高滤失堵漏、桥塞+水泥浆堵漏、凝胶+水泥浆堵漏等综合堵漏工艺技术,通过集成应用,整体堵漏成功率提高至56%,治漏成效显著。针对当前仍存在的表层漏失处理工艺受限、井漏治理时间长、缺乏精确的漏层诊断技术等问题,建议开展漏失层诊断等技术攻关,研发漏失通道适应能力强的堵漏新材料、新工具及配套工艺。     

川中蓬莱气区复杂超深井钻井技术研究与实践

川中蓬莱气区地层压力系统复杂,目的层灯影组埋藏超深,须家河组、沧浪铺组等地层可钻性差,嘉陵江组至灯影组固井井段长、安全密度窗口窄,钻井过程中机械钻速低,漏喷垮卡等故障复杂多,油层悬挂尾管固井后出现水泥环和顶封失效,喇叭口气窜等问题,安全钻井风险高。针对该区的上述问题,通过深入开展地质特征研究、井身结构优化设计、溢漏早期监测与预警技术、精细控压技术、高性能钻井液体系等研究及应用,有效降低了该区的钻井复杂和井控风险,保障了安全钻进;优选了难钻地层高效钻头、提速工具,集成应用钻井参数强化等提速工艺,有效提高了大尺寸井眼和沧浪铺组等难钻地层的钻井速度;创新应用自愈合水泥浆体系、全自动控压固井工艺优化等固井技术,有效保障了尾管的固井质量。通过56井次的现场应用发现,故障复杂和井控风险有效降低,须家河组和沧浪铺组的机械钻速同比提高了20%以上,尾管平均固井质量合格率92.31%,并创造了PS6井亚洲第一深井等钻井纪录。该区块的研究成果有效提高了区块油气勘探开发速度,并为类似区块的快速勘探开发提供了参考。