东营北带深井钻井主要工程地质问题及对策

近年来,胜利油田深层勘探主要集中在东营北带,该区由于目的层埋藏深,纵向上普遍存在多压力系统,同时还存在膏岩、盐岩集中段等易蠕变地层,给钻井设计和施工造成困难。不能预见的工程地质问题导致设计与实钻不相符及钻井复杂情况的发生,不仅制约了钻井速度,而且严重危及钻井工程安全和地质目标的实现。建议在以下几方面开展工作:加强工程与地质的结合,跟踪优化井身结构。利用地层自然造斜特性解决大倾角地层防斜打直问题,减少井斜控制难度,提高机械钻速。加强岩石可钻性分析,做好钻头选型工作。开展深层岩石可钻性研究,研制和引进适合深层砂砾岩体的高效钻头。这是缩短钻井周期、降低钻井成本的重要途径。开展扩展安全密度窗口钻井液技术研究,解决多压力层系、低压易漏和不稳定易塌地层并存导致的恶性漏失/井塌/井涌等技术难题。     

影响元坝气田超深井钻井提速的工程地质因素及技术对策

元坝气田工程地质特征异常复杂,钻井难度大,存在井漏、井涌、卡钻、井塌、高含硫化氢、高压水层等工程地质复杂问题,钻井效率低,周期长,建井成本高.从油气藏的基本地质特征、岩石力学性质、井壁稳定性等方面,分析认为,储层埋藏超深,钻遇地层岩性复杂、储层特征多样、油气立体成藏、油气水分布复杂、各油气藏特征差异大,岩石致密、强度大、可钻性差,异常高压-超高压、纵向多压力系统、井壁力学稳定性差、安全钻井液密度窗口窄,是钻井提速的工程地质影响因素.结合工程地质特征,提出了优化井身结构设计,优选空气钻井、泡沫钻井、液体欠平衡钻井、“螺杆+PDC钻头”和“涡轮+孕镶金刚石钻头”复合钻井、旋转导向钻井等钻井技术,以及优选高效钻头,优选钻井液体系等钻井提速技术对策,能够满足元坝气田海相超深井安全、快速钻井的需要.     

川西中深层钻井技术

在川西中深层作为主力生产层完钻井深普遍小于3000m,以往钻井主要采用转盘过平衡钻进,存在机械钻速慢、钻井效率低等问题。近年来,通过应用复合钻井、气体钻井、水平井钻井、防漏堵漏新工艺以及在上部地层推广应用无黏土相钻井液体系,大幅提高了钻井效率,有效缩短了深井钻井周期,取得了明显的经济社会效益。     

国内外新型钻井设备技术新进展

为适应在各种地理、地质条件下钻井,国外研制了许多新型钻井设备。采用这些新设备可提高钻井速度,降低钻井成本,经济效果显著。总结出空气钻井设备、控制压力钻井设备、套管钻井设备、钻柱自动化排放系统等4种主要新型钻井设备的最近技术进展和现状。指出世界石油钻井设备的发展趋势:钻井设备品种更趋向多样化、系列化;通过新材料应用、液压驱动、自动控制和人工智能等先进技术的交叉结合,并随着计算机、通讯和网络技术的广泛应用,钻井设备的机械化、自动化、智能化发展显示出更大的优越性;新型钻井设备特别注重HSE(健康、安全、环保)方面的考虑,最大程度地采用遥控设备,通过钻井设备的自动化设计,尽量避免人工作业。对我国石油技术设备的发展提出建议,特别强调把我国石油钻井设备作为石油战略装备来对待,抓紧重点钻井设备的研发,加强生产厂家与高等院校、科研院所等单位的合作,建立开放型的技术合作体系。     

河坝构造复杂工程地质问题与安全优快钻井技术对策

河坝构造钻井工程难度大,存在漏、塌、卡、涌、毒、硬、斜等问题,钻井效率低、周期长,需要在工程地质特征基础上,提高钻井工程工艺的针对性。本文在岩石力学实验基础上,建立工区岩石力学参数剖面,表明该构造地层岩石致密,抗压强度、抗剪切强度、硬度大,可钻性差。根据地层孔隙压力、坍塌压力、破裂压力剖面,开展井壁稳定性分析,表明该区纵向多压力系统,陆相地层坍塌压力高,易井壁失稳;海相地层异常高压,安全钻井液密度窗口窄,井壁力学稳定性差。结合工程地质特征,提出优化井身结构设计,优选气体钻井、泡沫钻井、垂直钻井、复合钻井、旋转导向钻井等钻井技术,优选钻头型号,优选钻井液,优选防漏堵漏技术等钻井对策。现场实钻证实,上述对策大幅提高了机械钻速,有效减少了钻井复杂情况,大幅缩短了钻井周期,实现了河坝构造海相超深气井优快钻井。     

塔河油田超深井巨厚盐膏层钻井技术

通过塔河油田沙114、沙115、沙116等这些重点井的钻探,针对盐膏层的复杂情况,形成了一系列超深井巨厚盐膏层钻井技术,主要包括钻开盐膏层前承压堵漏技术、岩膏层安全钻进技术、扩孔技术、钻井液技术等,实现了超深井巨厚盐膏层的安全顺利钻进。     

我国车用发动机技术现状分析及发展对策

分析了我国车用发动机技术现状及存在的问题,提出了提高发动机技术的解决措施.指出未来车用发动机技术的发展关键是提高能量利用率和降低污染物的排放.     

川西马井气田钻井复杂情况及治理对策

马井气田探明地质储量175.58×10^8m^3,可采储量80.54×10^8m^3,是川西地区主要的天然气开发区域。该区地质构造复杂,主要表现为成岩作用差,层间缝发育,层系间不整合接触,断层发育,地层承压能力差;纵向上泥岩较发育,各组岩性疏松,胶结差,钻井施工中复杂情况发生率较高,为73.7%（统计57口已完钻井）,其中,井漏占65%,卡钻占17%,井喷、井涌占9%,井壁垮塌占5%,地层出水占4%,从而导致钻井速度缓慢、施工周期延长。对此,提出如下治理对策：采用新的钻井工艺,引进清水强钻和微泡沫钻井技术;钻井中使用强抑制性高钙盐聚合物钻井液,并合理调整其密度大小;调整井身结构,在一个裸眼井段内不能有压力悬殊的地层存在,在揭开储层前,应适当提高钻井液密度。同时,应加强对该区地层出水原因及治理方法的研究工作。     

川西坳陷致密碎屑岩钻井故障及对策

川西坳陷上三叠统至侏罗系地层主要表现为岩石致密、研磨性强，钻井速度慢，建井周期长。对该区储层敏感性，岩石力学特征，地应力大小、方向以及地层的压力和温度进行了详细地分析，总结了川西地区由于以上各种客观因素引发的常见的钻井故障，并结合已有的钻井资料，通过采用不同的钻井工艺、优化应用新型的井身结构、优选应用高效钻头和优选新型钻井液来提高机械钻速、缩短建井周期和保护油气层。     

胜利油田长水平段水平井钻井技术现状与认识

长水平段水平井技术已经成为低效油气田开发的重要技术手段.近年来胜利油田相关技术发展迅速,初步形成了长水平段水平井钻井关键技术,包括以井眼轨道优化设计为核心的工程设计技术,以底部钻具组合优化设计为基础的长水平段优快钻井技术,以及满足多种油气藏保护和井筒安全要求的钻井液技术和长效固井工艺技术.先后在大牛地气田、长庆油田、胜利油田、腰英台和川西等地区进行了现场应用,完成金平1井、高平1井、渤页平1井等重点工程项目.其中,高平1井利用自有技术实现了位垂比4.02、水平段长3462.07m的工程目标,创造了国内陆上油田多项钻井施工纪录.长水平段水平井钻井关键技术发展迅速,但仍需结合具体区块特点,在工程设计、井身质量监控、随钻地层界面识别、钻井液循环利用和完井开发一体化设计等关键环节进行深入研究,特别是加强旋转导向、近钻头地质导向、智能完井等高端技术的攻关力度,提高整体技术水平.     

欠平衡钻井技术在茨119井中的应用

茨119井是辽河油田茨榆坨采油厂的一口预探井,位于渤海湾盆地辽河坳陷东部凹陷茨榆坨潜山带茨110块,钻探目的是揭示太古界潜山内的含油气情况,控制茨110块的含油面积。为了更好地发现和保护油气层,减少对太古界潜山油气层的污染,施工中采用欠平衡钻井技术。通过对邻井施工情况进行调查,以及欠平衡技术的适应性研究和分析,制定出详细的施工预案。施工中严格落实欠平衡技术措施,茨119井欠平衡井控工作是重中之重,因此针对本井特点制定出合理的防喷预案。泥浆泵采用130mm×3的缸套,不仅实现了大排量携砂,而且有效地防止了沉砂卡钻。钻进至3621m时发现较好工业油气流,最高全烃值达到100%,为辽河油田东部凹陷茨110块的规模化开采提供了基础油气数据,同时也较好地保护了油气层。欠平衡施工有效提高了机械钻速,在19天内安全快速地打完了潜山段870m的进尺,三开平均机械钻速达到4.00m/h,比邻井机械钻速提高23.21%。     

页岩气水平井钻井液技术的难点及选用原则

我国页岩气资源勘探开发已全面铺开。针对页岩气的成藏特征,页岩气开发以浅层大位移井、丛式水平井布井为主。由于页岩地层裂缝发育、水敏性强,长水平段钻井中不仅易发生井漏、垮塌、缩径等问题,且由于水平段较长,还会带来摩阻、携岩及地层污染问题,从而增大了产生井下复杂情况的几率。解决井壁稳定、降阻减摩和岩屑床清除等问题是目前页岩气水平井钻井液选择和设计的关键。选择页岩气水平井钻井液的原则是确保井壁稳定、润滑、防卡和井眼清洗。油基钻井液可提高水润湿性页岩的毛细管压力,防止钻井液对页岩的侵入,从而有效保持井壁稳定,同时还具有良好的润滑、防卡和降阻作用,是国内外目前采用最多的钻井液体系。当采用水基钻井液的时,利用低活性高矿化度聚合物钻井液或CaCl2钻井液以降低页岩和钻井液相互作用的总压力;采用浓甲酸钾、Al3+盐,可以通过脱水、孔隙压力降低和影响近井壁区域化学变化的协同作用产生良好的井眼稳定作用;对于有裂隙、裂缝或层理发育的高渗透性页岩应使用有效的封堵剂进行封堵;但对于强水敏性页岩地层,水基钻井液在抑制性方面仍然存在局限性。从环境保护的角度出发,甲基葡糖苷钻井液在井壁稳定机理方面与油基钻井液相似,未来可望作为有效的钻井液体系之一。随着以页岩气为代表的非常规油气资源的不断开发,为了满足安全钻井和环境保护的需要,未来页岩气水平井钻井液技术的研究应围绕高效、低成本水基钻井液和低毒油基钻井液来展开。     

川西新场须二段新10-1H水平井安全快速钻井技术

川西新场构造须二段气藏储层埋深较大,范围一般为4600～5200m,孔隙度和渗透率较低,孔隙度范围在1%～4%之间,渗透率普遍低于0.06×10-3μm2。由于须二段气藏获得高产、稳产的储层类型主要为致密的裂缝-孔隙型,因此水平井是开发此类气藏的有效技术。以川西新场构造第一口水平井——新10-1H水平井为例,分析了该构造须二段水平井安全快速钻井的难点,并提出相应技术对策:直井段一开井段采用塔式钻具组合,二开井段采用钻头和直螺杆配合塔式钻具,并根据实时测量数据,采取小钻压吊打等措施,确保井眼的防斜打直;通过动力钻具与MWD配合控制井眼轨迹,并根据MWD实时测量数据分析井下情况,合理调整井眼轨迹,确保井眼轨迹的精确控制;根据地层岩性特点,优选牙轮钻头和PDC钻头,是提高钻速的关键;水平段钻进施工时,采用复合金属离子聚磺防漏水包油钻井液体系,能够有效润滑、防卡,降低摩阻至250kN以下,保障钻进的顺利进行。     

麻黄山区块深井钻井液技术

宁深1井是部署在麻黄山区块的一口区域深探井,该井设计井深5820m,采用三级井身结构。根据地质特征,认为该井钻井液主要技术难点为二开裸眼段长达3130m,井眼尺寸大,且地层破碎、倾角大,易发生垮塌及井漏,钻井液维护困难;山西组、太原组煤层较为发育,井壁容易失稳;预计井底温度高达185℃,高温对钻井液流变性、滤失量控制影响大。根据各开次的需求,室内形成配套钻井液体系,一开选用钾铵基聚合物钻井液体系;二开采用聚合物防塌及聚磺防塌钻井液体系;三开采用聚磺非渗透防塌钻井液体系。采用"多元协同"防塌技术解决井壁失稳,确保二开电测、下套管一次性成功,二开井径扩大率为13%,低于设计要求的20%。受二开套管事故的影响,三开施工井下情况复杂,及时调整钻井液性能,确保了该井的顺利完钻(完钻井深4756m)。在三开下部含多套煤层情况下,井径扩大率只有15.76%。采用非渗透处理剂进行随钻堵漏,可有效降低钻井液漏失。     

W6平-1钻井液技术

W6平1是江苏油田钻井区域内难度较大的一口多绕障水平井,在进入A靶前要穿过一断层,处在破碎带里,技术难点为钻井液的携砂、破碎地层的防塌、钻井液的润滑等方面。采用BPS和MMH复配使用解决了携砂问题;用新型防塌剂和KLG以及封堵材料复配使用,对破碎地层进行了有效封堵;优选润滑剂,解决了水平井拖压防卡的问题。     

深水钻井密闭环空圈闭压力预测及释放技术

深水油气资源勘探开发中,由于水深的影响,海底及浅部地层温度低,而储层流体的温度相对较高,在钻井以及生产阶段,井筒内的钻井液或油流的温度明显高于浅部地层的温度,这样就导致套管柱各层套管之间环空的流体温度升高,如果各层套管之间的环空是一个密闭空间,必将导致压力的升高,压力升高到一定程度就存在挤毁套管的风险.因此,密闭环空的圈闭压力是深水开发钻井套管柱设计中需要考虑的必要因素.分析了环空圈闭压力升高的影响因素及计算方法,敏感性分析表明,油藏的初始静态温度、流体类型和生产流速、流体的特性、水泥浆封固位置对环空圈闭压力的影响较为明显.结合西非某油田实例,介绍了常用的释放环空圈闭压力的方法和现场应用效果,确定提高套管强度、套管设计中使用破裂盘、使用尾管代替套管和可压缩性泡沫材料,能有效释放密闭环空压力.