复合钻井技术提高深井钻井速度

复合钻井技术是大幅度提高钻井速度的主要手段之一，是近几年来机械钻速飞跃的关键技术。随着井下动力钻具性能、型号的完善，再加上适合各种地层的高效PDC钻头的蓬勃发展，复合钻井技术大规模推广应用的时代已经到来。中原油田从2000年开始，全面铺开复合钻井技术，平均机械钻速提高1．36m／h，钻井周期大大缩短；同时，采取复合钻井，井眼轨迹平滑，井下钻具结构最大程度地简化，能一次性完成造斜、增斜、稳斜、降斜、扭方位等施工，比常规钻井能更好地控制井身质量，保证井下安全，其潜在效益是巨大的。     

提高四川深井超深井钻井速度的技术途径

四川地区地质条件复杂，深井超深井钻井速度低、完井要求高、勘探开发成本高，严重制约了深部地层油气勘探开发的进程。为此，对影响四川复杂地质条件下深井超深井钻井速度的主要技术难点进行了分析，并根据龙岗1井的成功经验和当前国内外钻井技术现状，提出了四川复杂地质条件深井超深井提高钻井速度的技术途径，包括浅中层沙溪庙组-须家河组层段采用气体钻井、中深层雷口坡组-长兴组层段采用复合钻井（螺杆钻具＋转盘配合PDC钻头）等新工艺、新技术与成熟技术配套应用的提速技术方案以及科学设计井身结构、配套应用新工艺、新技术和加强钻井装备配套等做法。     

加快深井钻井速度的几点建议

据我国第二次全国油气资源评价资料可以了解到，西部地区的石油资源量占全国总资源量的38％，其中有73％的石油资源量埋藏在深部地层；东部地区是我国石油的主力产区，浅层、中深层的储量基本都已探明和正在开采，深部地层尚有53亿吨的石油储量可供勘探开发，中部地区是天然气的集中区，有52％的天然气资源量在深部地层，因此．深井钻井在我国的工     

中国石化深井钻井主要技术难点及对策

中国石化集团公司深井主要分布在西部探区和南方海相油气探区，由于储层埋藏深．地质情况非常复杂，钻井过程中存在很多技术难题。从井身结构设计技术、盐膏层钻井技术、山前高陡构造防斜打快技术、南方海相地层防漏堵漏技术、提高硬地层钻井速度技术、高压舍硫气井井控技术6个方面详细介绍了深井钻井技术难点，同时结合国内外的成功实践，提出了相应的技术对策，这对于提高深井工程设计的准确性与科学性、提高深井钻井速度、加快中国石化深部油气勘探开发具有重要的意义。     

提高深井钻井速度的几种技术

综述了国外近期深井钻井实践，探讨了深井钻井中深井钻井模拟技术、优化设计技术、近平衡钻井技术、钻头选型技术，应用井下动力钻具提高钻速技术，使用顶部驱动系统和随钻测量系统技术，深井钻井液技术和建立钻井分析及指挥中心等可行性技术，同时指出了我国深井钻井技术应开展的主要工作。     

松南地区深井钻井提速难点与对策

松辽盆地南部地区深部地层是中国石化东北油气分公司勘探开发工作的重点,但该地区深层碎屑岩、火山岩地层可钻性差,可钻性级值达到8～10级,平均机械钻速低,单只钻头进尺少,钻井周期长,超过4 000 m的深井钻井周期在6个月左右。同时存在碎屑岩地层井壁易失稳、火山岩地层易发生裂逢性漏失、硬夹层较多且部分井段含有砾岩导致断钻具事故频繁、CO2污染钻井液等技术难点。针对这些技术难点,提出了优化井身结构、针对不同地层特点优选钻头、应用旋冲钻井技术等技术对策。现场实践表明,松南地区采取这些技术对策和措施后,提高了钻井速度,缩短了钻井周期,漏失得到控制。      

影响川东碳酸盐岩深井钻井速度的因素及对策

川东地区独特的地质特点致使在该地区钻井要遇到一系列复杂和事故,主要表现为井深、极易井斜、复杂的井眼不稳定、长段井漏、多压力系统、地层高研磨性以及岩石不均质特性等。加之钻井设备老化等因素,严重影响了该地区的机械钻速。文中分析了产生这些问题的原因,提出了大力推广利用地层自然造斜规律钻中靶井技术和防斜打快技术;深井超深井配备大尺寸钻杆;在确保井控安全的前提下实施平衡钻井技术;针对地层岩石特性研制新型高效钻头类型;推广应用金刚石钻头配井下动力钻具,提高高密度条件下硬地层钻井速度技术;完善与发展井漏的测漏与综合堵漏技术。此外,继续从基础理论和机理上深层次研究川东碳酸盐岩裂缝性产层的压力、裂缝规模及分布规律和井眼失稳问题,加强小眼井钻井的配套工具与工艺技术,加强队伍素质培养。     

川西地区高压天然气深井钻井完井技术

川西地区天然气储层埋藏深，纵向上普遍存在多个产层和异常高压气层，钻井过程中易出现井喷、井漏、井眼坍塌、卡钻等井下事故和复杂情况。针对复杂的地质条件，开展了技术攻关和现场试验，逐渐形成了包括深井井身结构设计、深井钻井液技术、储层保护技术、高压井控技术、深井长裸眼井段固井技术的深井配套钻井完并技术，并试验应用了包括螺杆钻具＋PDC钻头、深井PDC钻头、旋冲钻井技术、涡轮钻具等提高深井钻井速度的新技术、新工具。近年来，该地区高压天然气深井钻井速度、固井质量不断提高，井下事故及复杂情况不断减少，未出现井喷失控的重大事故，加快了该地区天然气勘探开发速度。     

松辽盆地深井钻井技术难点与对策

东北松辽盆地长岭断陷天然气资源丰富,火山岩发育,分布范围广,具有巨大的油气藏勘探开发潜力。该地区地质条件复杂,井壁稳定问题突出,深部地层研磨性强,可钻性差,机械钻速慢,钻井周期长,储层流体富含二氧化碳。为加快该地区的钻探进程,解决制约钻井提速的技术难题,分析了前期探井钻完井资料,明确了钻井过程出现的主要井下故障。通过钻井地质环境因素分析,系统分析了该地区的地层压力体系、地层岩石可钻性和地层岩石力学参数,为钻井工程设计、钻头选型和个性化设计、现场施工提供了科学的参考依据。通过采取优化井身结构、分层优选高效钻头、应用保护储层钻井液、试验应用钻井新技术等技术措施,该地区深井机械钻速得到了大幅度提高,达到了优质、快速、高效成井的目的。      

元坝地区超深井钻井提速难点与技术对策

元坝地区是中国石化天然气增储上产的一个重要勘探开发区域。前期钻探实践表明,元坝地区超深井钻井机械钻速低、钻井周期长,为了加快该地区的勘探开发进程,开展了钻井提速技术研究。对前期完钻的12口井进行了统计分析,指出元坝地区钻进过程中,有3个重点井段存在提速难点,重点介绍了针对该难点所采取的技术对策,以及应用这些技术对策所取得的提速效果。采用泡沫钻井技术后,上部大尺寸井眼的机械钻速提高4倍以上;采用控压钻井、孕镶金刚石钻头+高速涡轮、扭力冲击发生器等钻井新技术后,提高了下部陆相地层的机械钻速;采用优化井身结构以及“PDC钻头+螺杆”复合钻井技术后,解决了超深小井眼机械钻速低的难题。      

吐哈油田深井钻井技术分析

随着对吐哈盆地台北凹陷深层勘探力度的加大,深探井逐年增多,已成为一种基本的勘探手段。吐哈油田完成4000m以上深井39口,据2002年前完成的31口井统计,平均井深4006m,平均钻井周期192．10d,平均机械钻速2．15m／h,纯钻时效43.91％,事故时效5．27％,复杂时效2.89％。其中,2004年完成的5口井,平均井深4544m,平均钻井周期162．55d,平均机械钻速2．54m／h,纯钻时效45．05％,事故时效0.58％,复杂时效3.23％。介绍了吐哈油田深探井钻井技术现状,特别是对近年来在深井钻井领域取得的技术进步进行了总结;分析了深井钻井面临的困难,提出了相应的10点对策。     

川西深层须家河组气藏提高钻速对策及实践

针对川西深层须家河组气藏钻井速度慢、钻井周期长的现状，从钻遇地层的地质特征入手，分析目前川西深井普遍采用的井身结构，钻井参数和钻井新技术的应用情况，总结了钻速慢的原因。通过优化井身结构，强化钻井参数，采用螺杆＋PDC复合钻进工艺技术，引进欠平衡和垂直钻井工艺技术，推广使用PDC钻头等方式来提高机械钻速，现场使用多口井证明，这些技术措施较大幅度地提高了钻井效率，值得进一步推广应用。     

SHW01深水平井钻井工艺技术

新疆石西油田第一口水平井──SHW01水平井,φ339.7mm表层会管下深500m,φ244.5mm技术套管下深4013.37m。三开用φ216mm钻头,第一次在井深4060m造斜钻至4390.18m(井外角69°)卡钻,经多次处理无效,注水泥封固。第二次在4066.21m侧钻,用双弯和单弯螺杆钻具增斜,于4472.05m(井斜角88°)进入水平段。后用转盘钻、单稳定器钻具钻进,于4484.70m进入水平段窗口,并较好地控制了稳平钻进,因冬季施工和井下情况复杂,为确保安全提前完钻。完钻井深4800.10m,垂深4385.20m,开封角90.3°,闭合方位7.06°,水平位移550.33m,采用φ177.8mm×4288.43m+φ139.7mm×503.67m复合油层套管,油层段为打孔套管和普通套管相间的结构完井。     

吐哈油田深井钻井技术研究与实践

为了解决吐哈油田深井钻井遇到的大段泥页岩和煤系地层井眼失稳、大尺寸井眼钻井速度慢、多套储层的系统保护及长封固段非标准间隙的固井质量四大技术难题，进行了吐哈油田深井钻井配套技术的研究。从加深四项基础研究入手，建立了“地层造斜特性、钻井岩石力学特性、‘三压力’、泥页岩矿物组份和理化性能”四个基础剖面；在此基础上进行了“井眼力学稳定性评估技术、钻井岩石力学特性预测与钻头选型技术、‘三压力’剖面优化井身结构技术、深井聚合物钻井液技术、大段泥页岩和煤系地层安全钻井技术、３１１大尺寸井眼快速钻井技术、多套储层系统保护技术、低压易漏及长封固段非标准间隙固井技术、深井事故预防和处理技术、深井钻井装备的完善配套技术”的应用研究。初步形成了一套具有吐哈特色的深井钻井配套技术，极大地促进了油田钻井整体水平的提高。     

西部深井超深井钻井技术

西部特殊的地质条件给深井超深井钻井带来了诸多困难,文章将西部地区的主要钻井难点概括为六个方面,并介绍了中原钻井近年来针对这些钻井难点而进行攻关研究所逐步形成的西部深井超深井提速技术、高陡构造防斜打快技术、盐膏层钻井技术、控压钻井技术、深井钻井液技术、深井固井工艺技术等钻井配套技术,为西部深井超深井钻井技术的发展做出了贡献。     

深井钻井技术问题及其系统分析

根据现代科学(探索)钻井基本要求,结合近30年全球深井钻井的技术进展,提出了"深探井钻井复杂巨系统工程"基本概念和"深井钻井技术系统"新构想。通过对现有深井钻井技术系统理论的整合和拓展,分析了深井钻井技术的复杂性与先进性、功能性与适用性、核心性与配套性等关系问题。通过深层次思考、系统集成分析与方法论上的功能整合,提出把深井钻井技术系统的复杂性真正当作复杂性处理,超越传统的理论束缚,从而为复杂深井钻井技术创新体系的建立提供了智力支持、知识储备和理论基础,并为深井钻井决策分析和评价体系的建立提供了基本思路。     

尾管碰压工艺在深井尾管固井中的实践

尾管固井最大的缺点就是要钻水泥塞,为此,辽河石油勘探局钻井一公司和华北油田钻井研究院合作,进行碰压固尾管工艺的研究和深井现场试验,达到了固尾管后不留水泥塞的目的。文中介绍了尾管悬挂器的改进和碰压固尾管工艺,认为悬挂装置挂得住、倒得开、大小胶塞组合好、密封套密封好、能顺利提出,是碰压固尾管成败的关键;小钻杆通径、称重、测扭矩、计算收缩距等是成功的保证。     

柯深1井钻井工艺技术

塔里木盆地西南坳陷柯克亚构造压力层系复杂。深预探井柯深1井于1991年12月开钻,1994年8月完钻,9月完井,完钻井深6481m。这是我国的第三口深井,也是我国近年来所钻最深的一口井。该井二开?444.5mm钻头钻深3544.20m,?339.72mm套管下深3540.93m;三开?311.15mm钻头钻深5028.64m,?244.5mm套管下深5025.68m;四开?215.9mm钻头钻深6481m,取心1筒,进尺5.32m,岩心收获率100%,?177.8mm+?139.7mm复合尾管下深6479m,创多项同尺寸钻头钻深和同尺寸套管下深的国内最高纪录。本文主要介绍了柯深1井的钻井装备和钻井工艺。     

塔河油田复杂地层钻井关键技术论证

塔河油田是中石化发展上游长板的主力油田,目前正处于增储上产期。但是由于其成藏复杂、储层埋藏深、钻遇地层多、多个区块地层复杂,对复杂地层的处理直接影响到钻井速度,乃至整个油田的勘探开发速度和产能建设。通过多年的技术攻关和钻井实践,西北油田分公司已经摸索出了一套针对诸多复杂地层的钻井工艺技术,有效地遏制了钻井事故的发生。文章详细介绍了塔河油田深井施工的主要技术难点和关键技术,分析了其复杂地层成因及应对措施。     

云安7─1深侧钻定向井钻井工艺技术

位于川东高陡构造带的云安7井，因钻遇大断层倒转部位而被迫停钻。为实现勘探目标，从老井眼4000m处采用有线随钻测量仪、单点照相测斜仪侧钻，控制井身轨迹钻至井深5810m完钻，准确钻达地质目标靶区。该井是目前川东地区钻成的完钻井深双侧钻造斜点最深的定向井，取得了较好的技术经济效益和社会效益。