长宁-威远页岩气示范区水平井固井技术

四川盆地长宁-威远页岩气示范区油层套管固井时,由于井眼不规则,水平段长,水泥浆与油基钻井液兼容性差,钻井液密度高、黏切大,难以实现高效顶替,而且后期大型改造易造成套管变形、环空气窜等现象。针对以上难点,通过室内与现场试验探索,形成了一套页岩气水平井固井技术,从而提高了页岩气水平井的顶替效率和体积压裂下的井筒密封性,为下一步页岩气水平井固井提供了有益的借鉴。     

快速消除井眼中“大肚子”危害的钻井液技术——在广安地区钻井中的应用

井眼“大肚子”是钻井施工中常遇到的井下复杂情况之一，现场常用变排量循环、变钻头位置循环、反复划眼、多次短起下钻拉刮、稠钻井液举砂、高密度稠钻井液举砂、水泥塞补壁等处理方法，但存在处理耗时长、岩屑不易清干净、经济损失大等问题。为此，从分析井眼“大肚子”对钻井工程的危害入手，提出消除井眼“大肚子”危害的技术思路，介绍了前置冲洗液、举砂液的室内研制与评价、现场应用等钻井液技术。试验表明，采用低漏斗黏度、低切力、高润湿反转能力的前置冲洗液与研制的具有高摩阻、高拉挂、高悬浮力、强网架结构特点的举砂液联合使用的方法可快速消除井眼“大肚子”危害，适合在类似广安地区的钻井中推广应用。     

有效解除水平井段压差卡钻技术——在磨溪地区钻井中的应用

由于勘探工作的需要，目前国内各油气田水平井钻井数量越来越多，钻井中在水平井段出现的压差卡钻事故也经常发生，现场一般采用大吨位提拉活动钻具、反复震击、条件允许时替入足量的低密度钻井液降压差、在卡点附近浸泡解卡液、泡酸、爆炸松扣、套铣等方法处理此类事故，但很难奏效。为此，从水平井段发生压差卡钻的成因及解卡途径、SPJ解卡液研制与评价入手，摸索出解除水平井段压差卡钻的关键技术--SPJ解卡液技术。该技术在磨溪地区的应用表明，为解除水平井段发生的压差卡钻，用前置冲洗液降低井筒液柱压力和浸泡SPJ优质解卡液的综合手段十分有效。适合在类似磨溪地区的钻井中推广应用。     

油基钻井液在威远地区页岩气水平井中的应用

威远地区页岩气储层石英含量较高,岩石脆性特征明显,属弱水敏;同时具有较强的层理结构,极易发生层间剥落;页岩强度有显著的各向异性,层理面倾角为40°～60°,岩心易发生沿层理面的剪切滑移破坏,造成定向段和水平段井壁失稳.根据威远地区页岩气储层特性,威201-H3井在定向、水平段应用了油基钻井液体系.该技术重点保证了合理的钻井液密度、强封堵性、低滤失量和良好的携砂能力;同时在实钻中建立了遇仙寺组及以下地层全套岩石流体中水的活度剖面数据库,为钻井液的活度防塌提供了很好的理论支撑.结果表明,该油基钻井液成功应用于威201-H3页岩气水平井钻探,较好地解决了威远地区泥页岩层垮塌的问题.     

强研磨性地层中PDC钻头井底热-流-固三场耦合研究

PDC（polycrystalline diamond compact， 聚晶金刚石复合片）钻头在强研磨性地层中破岩时，其钻齿在刮切破碎岩石的同时与岩屑、岩石剧烈摩擦，产生的局部高温加快了钻齿的磨损失效，这会极大地缩短整个钻头的使用寿命。因此，探究温度对PDC钻头磨损的影响并改进其水力结构对提升单个钻头的进尺深度和降低钻井经济成本有显著意义。为此，通过钻齿切削实验来验证其温度与磨损之间的关系，并在考虑井底钻井液流动状态及其与钻齿之间对流换热的基础上，建立了PDC钻头井底热?流?固三场耦合模型，分析了井底钻井液与PDC钻头之间的相互作用，同时针对原有的PDC钻头水力结构提出了优化措施。结果表明：1）在钻齿切削过程中温升现象十分明显，说明温度是影响PDC钻头磨损的重要因素；2）PDC钻头井底流场呈热?流?固耦合状态，且钻井液流动状态对其钻齿换热的影响大，这为钻头水力结构的优化提供了方向；3）通过调整喷嘴的流量及角度等水力结构，降低了钻齿的平均温度，可有效改善PDC钻头的磨损情况。研究结果对强研磨性地层中钻头的优化设计有重要指导意义。     

钟摆钻具带偏轴钻具组合防斜技术试验研究

川渝东部沙坪场高陡构造上部地层倾角一般在50°以上,最高达85°,钻井中易塌、易漏、易斜,钻压是平缓地层的30%～50%,由于钻压受到限制,严重影响了钻井速度的提高。钟摆钻具带偏轴钻具组合在相同井斜控制的情况下,钻压可提高30%～50%,该组合应用于天东85等井,取得了较好的经济技术效益,平均机械钻速提高1倍以上。     

相国寺储气库安全快速钻完井技术集成应用

受天然气供需不平衡的影响,兼顾调峰保供和战略储备的地下储气库越来越受重视,但国内地下储气库建设因起步晚、地质条件复杂,仍然面临不少问题.文章就西南地区相国寺储气库在建设中因建设成本高、井筒完整性难以保障等难题,提出了在控制建设成本条件下,系统研究和集成应用了轨迹优化设计与控制技术、气体钻井技术、超低压储层保护技术、井筒...     

威远构造页岩气钻井技术探讨

当前常规天然气资源经过长期开采已逐步衰竭,页岩气等非常规天然气资源已引起新的重视。国外页岩气勘探开发表明其生产周期长、单井产量低、产量递减快、资金回收慢、环境污染等问题,是阻碍页岩气藏工业化开发步伐的主要因素。而水平井是页岩气藏成功开发的关键因素,水平井的推广应用加速了页岩气的开发进程。文章以四川油气田威远构造的第一口龙马溪页岩气水平井—威201-H1井为依托,进行页岩气水平井钻井技术的探讨,为今后在该区块的钻井设计和钻井技术提供了一定基础支撑。     

PDC单齿切削破碎非均质花岗岩性能的评价新方法

聚晶金刚石复合片（PDC）钻头在非均质、研磨性强的复杂地层存在破岩效率低、使用寿命短的问题,现有研究普遍孤立看待PDC齿的寿命和破岩效率。为此,根据PDC齿的攻击性能、受力状态及破岩效率间的关系,以2种花岗岩为研究对象,建立了非均质花岗岩的有限元模型,然后对3种PDC齿（锥形齿、鞍形齿和圆形齿）切削破碎非均质花岗岩的破岩效率的影响因素进行了研究,最后对3种齿的破岩性能进行了评价,对切削倾角进行了优选,最终提出一种评价PDC齿破岩性能的新方法。研究结果表明：(1)岩石细观矿物成分、强度、尺寸和含量会影响破岩效率,岩石的细观平均强度和岩石矿物泊松比的增加均会降低破岩效率;(2)围压的增加会降低齿的破岩性能,3种齿形的破岩性能从大到小排序为锥形齿、鞍形齿和圆形齿,且不受围压与切削倾角的影响;(3)当切削深度为1 mm,且仅考虑切削作用时,鞍形齿最优切削倾角范围为10°～15°,锥形齿的切削倾角优选范围为5°～10°,圆形齿的推荐切削倾角范围为0°～5°。结论认为,破岩性能评价新方法综合考虑了PDC齿的破岩效率、几何形状及其受力状态,能充分体现PDC齿的能耗经济性、寿命经济性及其切削参数的攻击...     

泥浆盖帽强钻技术在威远页岩地层的应用

钻井作业中发生漏、喷或塌时,对治理难度大、耗时长的复杂井可采用泥浆盖帽强钻,通常采用清水作强钻液,这就要求待钻井段地层必须稳定。威201-H3井已钻井段的龙潭组为区域垮塌层,而待钻的龙马溪地层为该区域易塌层,该井钻至1044.24m发生有进无出的恶性井漏、堵漏效果差,同时井漏液面下降造成严重的溢流显示。使用泥浆盖帽并采取吊灌方式保持一定液面高度、平衡漏层上部井段的气层和稳定垮塌层,进入待钻易塌层使用复合盐高分子防塌强钻液快速钻至固井井深,从而实现了安全、快速、低成本的钻井施工,泥浆盖帽强钻技术进一步扩大了使用领域,并探索出了适宜威远地区页岩气井快速处理喷、漏、塌复杂井的工艺,实现页岩气低成本钻井目标。