辽河油田燕南潜山带钻井提速技术研究与应用

辽河油田燕南潜山带位于辽河滩海东部,古生界、元古界和太古界为油气勘探目的层。该区块地层古老,地质条件复杂,钻井施工中存在古潜山地层易发生井漏、中生界地层易发生井壁失稳、地层倾角大使井眼轨迹难于控制、地层硬度大机械钻速慢等难题。为了实现该区块的优快钻井,针对以上难点,开展了钻井提速技术研究,通过井身结构优化、钻井液体系优选、井眼轨迹控制技术研究及钻井提速工具的优选,形成了适合该区块的钻井提速配套技术。现场应用表明,此文形成的提速技术能够大幅提高燕南潜山带区块的机械钻速,缩短钻井周期,降低钻井成本。     

东海L区块螺杆马达搭配复合冲击器提速技术研究与应用

中海油东海海域L区块地层可钻性较差，瓯江组存在大段含砾中砂岩和砂砾岩，单只钻头进尺短，灵峰组以泥岩、粉砂质泥岩为主，钻头吃入困难，机械钻速（ROP）低、井眼浸泡时间长，易发生钻具遇阻和卡钻等复杂情况。为提高该区块钻井效率、缩短钻井周期，加快L区块油气田勘探开发进程，开展了钻井提速实践探究。该文总结分析L区块已钻井提速现状，综合考虑螺杆马达和复合冲击器两种不同类型的提速工具工作原理，将螺杆马达与复合冲击器配套使用，强化钻头攻击性和布齿技术，应用于L区块直探井瓯江组砾石层和灵峰组泥岩段，提速效果显著，很好地解决了该区块单只钻头进尺短、磨损严重、机械钻速低和井斜不易控制等难题，创该区块单只钻头最长进尺记录，实现了12-1/4″井眼一趟钻工程。该技术可在类似区域直探井推广应用。     

缅甸D区块高陡构造防斜打快技术

缅甸D区块是中国石化国际石油勘探开发有限公司作为作业者在缅甸拥有的第一个区块。该区块上部地层倾角大,造斜能力强,实钻过程中井身质量控制难度大,机械钻速较低,影响了施工进度和生产时效。针对该区块已钻井所遇到的问题,对地层自然造斜规律进行了分析,根据地层的可钻性提出了钻头优选方法,对防斜钻具组合依据建立的力学模型进行了分析和优选。通过在Yagyi-1井(简称Y-1井)的成功应用,上部高陡构造地层机械钻速得到了大幅度的提高（119％）,对后续井的设计施工具有很好的借鉴作用。      

柯柯亚地区垂直钻井技术试验与应用

柯柯亚区块处于台北凹陷山前构造带, 由于老地层挤压破碎严重, 地层倾角大, 最高可达６ ５ ° , 地层产状变化大, 使得钻井过程中井斜难以控制, 只能采取轻压吊打方式控制井身质量, 导致该地区机械钻速低、 钻井周期长等难点。为了进一步加快柯柯亚地区勘探开发进程, 提高勘探开发效率, 提高井身质量和钻井速度, 在该地区首次试验应用了垂直钻井方式, 井斜控制在０ ． ５ ° 以内, 并大幅度地提高了上部井段的机械钻速, 有效地解决该地区井斜控制难的问题, 上部钻井周期缩短４ ８ ％以上, 从而实现了防斜打快的目标。     

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。     

高石梯—磨溪区块探井钻井提速配套技术及其应用效果

为了加快四川盆地高石梯—磨溪区块天然气勘探进程,迫切需要提高探井钻井速度。为此,分析了该区块钻井周期长、机械钻速低的原因并研究了提速技术手段,经过2年的现场试验,逐渐形成了一套适合该区块工程地质特征的震旦系探井钻井提速配套技术:①优化井身结构,不仅充分发挥了提速技术的应用,还可满足后期完井作业对井筒完整性的需要;②以高效、个性化PDC钻头为主配合KCl聚合物钻井液技术,快速钻过上部大尺寸井眼段,缩短了钻井时间,螺杆+转盘配合PDC复合钻井技术已成为该区块深部地层提速的有效技术;③以封隔式尾管悬挂器为主体的防气窜配套工艺技术,解决了"喇叭口"窜气问题,固井质量整体提升。2013年,高石梯—磨溪区块震旦系完钻11口井,平均机械钻速3.02m/h,同比2012年提高16.78%,钻井周期从192d缩短到166d,实现了震旦系深井的优快钻井,为加快该区块天然气勘探步伐提供了强有力的技术保证。     

红 １５３井区井身结构优化设计及应用

随着准噶尔盆地红山嘴油田勘探开发的深入,原有井身结构逐渐表现出其局限性。红 １５３井区单井 产能高,但是区域地层岩性复杂,井身结构优化风险高,钻井提速难度大。造成钻井周期长,钻井投资大,综合经济效益低,严重制约了该区域的经济高效开发。通过对岩性描述、地应力建模软件 ＧＭＩ预测并结合室内试验综合分析,研究了红 １５３井区裂缝储集层的特征。以提高钻井速度和减少复杂为目标,把原有三开井身结构优化为二开复合井眼井身结构,省去常规 ２４４．４８ｍｍ技术套管,并且优选出 ＰＤＣ钻头代替原有牙轮钻头,全井段平均机械钻速提高 ６３．０７％,易发生复杂情况的夏子街组地层平均机械钻速提高 １１２．４３％,为实现井区钻井持续提速、提高综合经济效益提供技术保障。     

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。     

元坝地区钻井提速探索与实践

元坝地区是中国石化天然气增储上产的重点区域,但该地区钻井存在一些技术难点,导致钻井施工风险很大:地层研磨性强,可钻性差;地下断层、裂缝、溶洞发育,井漏频繁,稳定性差;存在多套压力体系、安全窗口窄。这一直制约着该地区钻井速度的提高。为此,勘探南方分公司开展了钻井提速提效技术攻关与实践,采取了井身结构优化、空气钻井、欠平衡钻井等技术措施,并应用了高速涡轮、扭力冲击发生器、孕镶金刚石钻头等新工具和新工艺,平均机械钻速提高1倍以上,钻井周期缩短15%。为进一步提高元坝地区的钻井速度,提出了完善已有提速技术,研制或优选与之配套的钻井设备和工具的建议。      

VTK垂直钻井系统在大湾1井的应用

大湾1井在钻遇推覆体地层时,地层倾角变化大,自然造斜能力强,采用塔式钻具、钟摆钻具、大尺寸PDC钻头等多种防斜技术,其结果是井斜控制十分困难、钻井速度极慢;利用弯螺杆＋转盘钻井复合技术,虽然钻井速度有一定的提高,但仍不能达到提速的目的。为提高机械钻速,引进贝克休斯的VTK垂直钻井系统,较好地解决了井斜与钻压的矛盾,现场应用表明,在易斜地层中使用该工具,可以有效控制住井斜,解放钻压,大幅提高钻井速度。     

玉北9井扭力冲击器钻井提速技术

玉北9井位于新疆和田地区墨玉县境内,构造位置处于塔里木盆地麦盖提1区块南斜坡,是西北油田分公司在玉北区块部署的一口重点探井。玉北区块地质条件复杂,断层多,多套地层压力系统并存,古生界地层岩石强度高,给钻井提速带来了较多困难,严重制约了玉北区块的勘探开发进程。通过跟踪、对比分析扭力冲击器的应用情况;利用扭力冲击器配合PDC钻头能够产生较大的冲击载荷,提高清岩和破岩效率,解决了钻井机械钻速低,钻井周期长等难题。研究扭力冲击器工具结构、水力参数、钻井参数、钻具组合与地层适应性之间的关系,对玉北区块提高机械钻速具有实践意义。     

欠平衡钻井技术在元坝121H井的应用

元坝121H井是一口部署于川东北巴中低缓构造带元坝区块的海相超深水平井,钻遇地层复杂,地层压力和温度高,地层流体含H2S和CO2,钻井施工难度大、周期长.尤其是陆相的千佛崖、自流井和须家河组大尺寸井段,地层岩石硬度高,研磨性强,可钻性差,机械钻速低,严重制约了开发效益和周期.为了提高钻井速度,缩短钻井周期,分别在一开、二开和三开部分井段采用了泡沫、气体和液体欠平衡钻井技术,机械钻速约是常规钻井液钻速的1.2～6.0倍,最高达9.41 m/h,提速效果显著.该井欠平衡钻井效果在提高机械钻速方面与常规钻井方式相比具有明显优势,也为该地区钻井提速和及时发现油气显示提供了宝贵经验.     

张店油田南38区块优快钻井技术研究与应用

张店油田南38区块位于南襄盆地南阳凹陷张店南38断鼻构造,该区块上部地层倾角大,井斜控制困难;中部地层易吸水膨胀,掉块严重;下部地层压实程度高,机械钻速低,致使钻井施工难度大,钻井机械钻速低,钻井周期长。为此,通过开展张店油田南38区块优快钻井技术研究,形成了钻头选型、钻井参数优化、井身质量控制等配套技术。2012年1～8月该套技术现场应用了6口井,实践表明,钻井速度大幅提高,钻井成本不断降低,为河南油田增储上产、提高勘探开发速度起到了积极作用。     

红153井区井身结构优化设计及应用

随着准噶尔盆地红山嘴油田勘探开发的深入,原有井身结构逐渐表现出其局限性。红153井区单井产能高,但是区域地层岩性复杂,井身结构优化风险高,钻井提速难度大。造成钻井周期长,钻井投资大,综合经济效益低,严重制约了该区域的经济高效开发。通过对岩性描述、地应力建模软件GMI预测并结合室内试验综合分析,研究了红153井区裂缝储集层的特征。以提高钻井速度和减少复杂为目标,把原有三开井身结构优化为二开复合井眼井身结构,省去常规244. 48 mm技术套管,并且优选出PDC钻头代替原有牙轮钻头,全井段平均机械钻速提高63. 07%,易发生复杂情况的夏子街组地层平均机械钻速提高112. 43%,为实现井区钻井持续提速、提高综合经济效益提供技术保障。     

充气欠平衡钻井在巴喀区块的试验

巴喀区块为吐哈油田新投产的区块,该区的深层天然气已被探明,急需开发上产,但是上部地层倾角大,钻井过程中易发生井斜.实钻中采用轻压吊打的方式防止井身质量超标,所以钻井参数达不到最优化,从巴喀区块的已钻井情况可以看出,该区突出表现为机械钻速低.欠平衡钻井技术是使钻井液液柱压力低于产层地层压力,适用于低压、低渗透、易漏的地层,所以开展欠平衡钻井提速工作对巴喀区块致密储层的开发是十分必要的,于是在柯19-3井二开井段进行充氮气欠平衡钻井试验.此井与该区同井段其他开发井平均机械钻速同比提高53.6％,单只钻头的纯钻时间也有29.6％的提升,单只进尺更是提高了99.2％.与该地区平均水平井相比钻井周期缩短了31.1％.可见充气欠平衡钻井可以解决巴喀地区上部地层倾角大的钻井难题,对提高钻井速度,及时发现和保护储层,缩短钻井周期,节约钻井成本,具有十分重要的意义.     

二连油田乌兰花区块钻井提速配套技术及应用

乌兰花区块是二连油田近年来增储上产的一个重要区域,但是在该地区的钻井过程中遇到了一系列提速难题,包括一开井段上部及地表的喷出岩(安山岩、玄武岩)钻时慢、井壁不规则、不稳定;二开上部腾格尔组砂砾岩中石英含量高,PDC钻头磨损快。二开下部阿尔善组和古生界的安山岩、花岗岩硬度高,机械钻速低等。针对上述难题。通过优选高效PDC钻头,精心制定钻井参数和技术措施,优化轨迹设计和钻具组合,应用旋冲工具和一体化技术服务,形成一套钻井提速配套技术。提速技术应用以来乌兰花区块共施工23口井,平均机械钻速比之前提高17.12%,钻井周期比之前缩短了3.74天,基本实现了该区块的优快钻井,为加快乌兰花油田油气勘探步伐提供了强有力的技术保证。     

塔里木昆仑山前昆玉1井钻井提速实践

塔里木盆地西南坳陷昆仑山前冲断带柯东断裂构造带属于柯克亚-棋北区块,该构造白垩系、二叠系棕褐色、褐色、灰褐色泥岩、粉砂岩、灰岩不等厚发育,岩性复杂,钻头吃入困难,地层可钻性极差,机械钻速普遍偏低,在钻井过程中提速工具选型困难,严重制约勘探开发周期。文章通过分析几种先进的提速工具在昆玉1井的实际应用情况,对比邻井钻机月速提高了40%,缩短了钻井周期,给后续昆仑山前钻井提速提供了新的思路及借鉴。     

预探井杨柳1井钻井提速关键技术

杨柳1井为普光气田周边区块的一口预探井,设计井深5 850.00 m,因陆相地层软硬交错、倾角大、须家河组研磨性强和裂缝性地层发育等问题,导致钻井过程中存在提速困难、井身质量控制难度大、钻井液漏失量大等技术难题。为此,根据该井地层岩性特征,优选应用了泡沫/空气钻井技术以提高上部陆相地层机械钻速、“螺杆钻具+复合钻头”钻井提速技术以提高须家河组高研磨性地层机械钻速、预弯曲动力学防斜打快技术以提高井身质量、裂缝性地层防漏堵漏技术以提高堵漏成功率,确保该井顺利钻至井深5 890.00 m完钻,平均机械钻速2.77 m/h,与邻井相比有较大幅度的提高,且未出现严重的井下故障,减少了钻头使用量,缩短了堵漏时间,取得了良好的经济效益。杨柳1井实现了钻探目的,完善了该区块的地质资料,为今后该区块的钻井积累了提速经验。      

涪陵平桥南区块页岩气水平井钻井提速潜力分析

涪陵平桥南区块是涪陵页岩气田二期产能建设的主力产区,为进一步实现该区块页岩气水平井钻井提速提效及为后续外围区块高效勘探开发提供技术借鉴与指导,对该区块现用钻井技术体系进行分析后发现,其钻井技术方案在参考借鉴涪陵一期成熟经验的同时,配套应用了旋转导向钻井技术,试验应用了泡沫水泥固井技术,完善了随钻地质导向技术,形成了具有区域特色的钻井技术体系,钻井周期较开发初期大幅降低。在此基础上,以地层、开次为划分界限,分析了平桥南区块钻井提速潜力及存在的提速技术难点,二开井段龙潭组和茅口组地层机械钻速低、单只钻头进尺短,韩家店组和小河坝组地层钻井周期长、井漏频繁等,二开井段的提速潜力最大。针对提速技术难点制定了旋冲钻井提速技术方案和控压降密度防漏技术方案。研究成果可为加快涪陵平桥南区块的勘探开发进程提供指导。      

丁页5井“井筒一体化”钻井提速技术

丁山区块页岩气井钻井时存在机械钻速低和钻井周期长的问题,为提速、提效,在该区块丁页5井探索实施了"井筒一体化"钻井提速技术。提出了"井筒一体化"钻井提速模式,将井筒工程中不同专业技术服务由一个承包商统筹管理、综合应用,以解决多个承包商提供单项技术服务时技术针对性不强和衔接性不好的问题;围绕"井筒一体化"钻井提速模式如何最大化地提高钻井速度和时效,研究实施了空气/雾化钻井、PDC钻头优选改进、配套提速工具、防斜打直工艺和钻井液等各单项技术措施。"井筒一体化"钻井提速技术在丁页5井的试用结果显示,与邻井相比,平均机械钻速提高25%,钻井周期缩短41.95 d。由此表明,"井筒一体化"钻井提速技术有利于发挥各单项技术的优势,互补不足,从而实现提速提效。