乐东221气田A14H井表层定向及扩眼钻井技术

为解决南海莺歌海盆地乐东 22-1 气田表层松软地层定向造斜扩眼钻进困难、邻井相碰及易产生新井眼等钻井工程技术难题,提出了一种先钻小尺寸领眼,再用新型三级固定翼扩眼器定向扩眼,然后下入套管的海洋表层钻井技术.结合随钻测量仪和电子陀螺测斜仪钻进乐东 22-1 气田A14H井表层时,先用φ250.8 mm钻具定向造斜、钻小领眼,再用φ254.1 mm×φ349.3 mm×φ444.5 mm新型扩眼器将领眼定向扩眼至φ444.5 mm,下入φ339.7 mm表层套管并固井.现场应用表明,该技术解决了丛式井表层防碰难题,保障了疏松地层的造斜钻进效果,防止了钻井中扩眼钻具对领眼井造斜效果的不利影响,对后续类似井的钻井具有一定的借鉴价值.      

套管钻井技术在南海西部气田的应用

介绍威德福套管钻井工具在南海西部气田的应用情况。通过乐东气田8口井的13-3/8”表层套管和5口井的20”的表层套管钻井施工，大大缩短了作业时间、降低钻井成本和简化钻井工艺。在南海西部海域首次成功利用套管钻井进行气田开发井批钻，为今后套管钻井积累了经验。     

非常规井身结构中套管选用技术研究

在南海的高温高压深探井中,为了封隔开不同压力系数的地层需要使用非常规井身结构的套管．选择合适的套管尺寸系列需要考虑多种因素。以该地区的乐东22-1-7井为例,简单介绍了该井预测的压力温度剖面,初步设计了8个非常规井身结构预选方案．通过环空水力学计算和套管强度校核．最后确定了1个下8层套管的实施方案．详细介绍了采用该井身结构时的钻井配套施工技术。乐东22—1-7钻井实践证明该非常规井身结构可行。     

东方1-1气田浅层大位移水平井钻井技术

东方1-1气田浅部储层已进入开发中后期,受海上平台空间、井槽数量等条件限制,现多采用“外挂井槽+大位移井”或“老井侧钻+大位移井”的模式挖潜平台周边剩余油气。该区域浅部地层疏松,同时受群桩效应影响,表层桩管鞋易窜漏,井眼轨迹控制难度大,并且该气田储层压力衰竭,在前期的钻井作业过程中卡钻、卡套管、井漏等井下复杂情况频发,钻井时效低于70%。针对以上问题,在表层隔水管选型、提高钻井液封堵性及润滑性、精细控制井眼轨迹等方面进行了技术攻关,于2016年在东方1-1气田X4平台4口大位移水平井上进行了应用并进一步完善,最终形成一套适用于该气田的浅层大位移水平井钻井技术。2017年底将该技术应用于东方1-1气田X1平台的1口水平位移4 107 m、水垂比3.119的水平井,整个钻进过程未发生漏失及井下复杂情况,钻井时效提高至99%,该研究为东方1-1气田后续类似井施工提供了技术参考。     

崖城13-1气田表层隔水导管快速打桩技术

由于崖城13-1气田开发需要,从2009年12月到2010年10月先后进行了4口大位移调整井的钻完井作业,其中A10和A15井表层?660.4 mm隔水导管采用钻机打桩方式完成。以这2口井的打桩作业情况为基础,结合相关理论研究计算,进行了地层基础承载力分析、打桩锤的优选及快速安装设计、深穿刺引鞋的设计、替打短接的设计,应用了Pile driving monitor数据采集系统及快速打桩工艺,形成了完整的快速打桩工艺理论,经过现场作业的检验,取得了较好的应用效果。崖城13-1气田打桩作业的技术关键,对未来海洋钻井打桩作业模式具有重要的借鉴意义。     

延展胀开式表层套管钻井专用钻鞋的研制与应用

套管钻井技术是一项世界范围内钻井领域降低钻井成本的革命性新技术,钻鞋是表层套管钻井最核心的技术。国外公司生产的钻鞋价格昂贵,不利于表层套管钻井技术在国内的应用与发展。因此开展了延展胀开式表层套管钻井专用钻鞋的研制与应用。文中重点阐述了所设计钻鞋的结构设计、工作原理、室内试验和现场试验。现场试验表明,该钻鞋设计合理,动作灵活可靠,完钻后易于钻除和表层固井施工,满足现场使用要求。该钻鞋的研制提高了大庆油田表层套管钻井整体的技术水平,有利于套管钻井技术的应用和发展。     

乐东22-1气田超浅层大位移井钻井液技术

针对乐东22-1气田浅层地层疏松、成岩性差,易坍塌、水化起泥球,浅层大位移井摩阻大等问题,室内对聚合物/KCl钻井液体系的流变性、抑制性和润滑性进行了优化研究,并在乐东22-1气田A14h井、A15h井的2口超浅层大位移水平井得到了成功应用。A14h井、A15h井是南海西部迄今为止垂深最浅的超浅层大位移井,具有垂深浅,水垂比高,水平位移大,井斜大的特点。现场应用结果表明,优化后的聚合物/KCl体系成功解决了该区块长久以来的泥球、井眼净化、润滑防卡等技术难题,确保了9in套管顺利下到位。该井的钻探成功对于类似浅层大位移井钻井液体系的优选及应用具有一定的指导和借鉴意义。     

丛式大斜度井在乐东22-1气田的应用

受海上油气田井位井槽限制,同时为提高采收率,丛式大斜度井在海洋钻井的应用日益广泛,随之开发难度也不断增加。为减小丛式大斜度井实施风险,通过在乐东22-1气田的实际应用,结合有关理论分析与计算,对井身剖面及井身结构设计、井眼轨迹导向控制、井壁稳定与井眼清洁等工艺进行了分析,总结了该气田丛式大斜度井钻井工艺的技术特点和成功经验,同时探索了海上丛式井技术的新方法,效果较好,对同类油田具有较好的借鉴作用。     

东方气田浅部储层大位移水平井钻井关键技术

南海西部东方气田浅部储层大位移水平井钻进过程中存在浅层泥岩段易出泥球、目的层疏松易发生井漏导致储层伤害、技术套管下入摩阻大和固井压力安全窗口窄导致漏失与气窜双重风险等难题。结合前期区域钻井作业经验,通过优化钻井液技术方案并复配具有针对性的处理剂,解决了浅层泥岩段岩屑成球的难题,提高了储层保护效果;使用漂浮接箍技术,确保技术套管顺利下入;通过优化浆柱结构及水泥浆配方,并采取提高套管居中度等技术措施,提高了固井质量,最终形成了东方气田浅部储层大位移水平井钻井关键技术。该技术在东方气田浅部储层大位移水平井钻井施工过程中应用效果较好,DF-AH井钻井过程中浅层泥岩段无泥球生成,目的层无井漏发生,技术套管下入顺利,完井清喷产能较设计提高约50%。东方气田浅部储层大位移水平井钻井关键技术为该气田的高效开发提供了技术支持。      

白云6-1-1井深水钻井技术

白云6-1-1 井位于南海东部海域,水深1036 m,是国内第2 口超千米水深的深水预探井。针对深水钻井的特点,在该井采用了相应的井身结构及套管程序、钻具组合、主要作业程序和工艺措施等,有效地解决了深海环境和作业风险的挑战,提高了作业效率。白云6-1-1 井深水钻井技术的成功完钻必将对今后国内深水钻井作业产生积极的影响,同时对国内钻井技术的发展有一定的借鉴作用。     

2022 年 4 期目录

顺北油气田油气资源储量丰富,但特深层碳酸盐岩油藏地质条件复杂,钻井完井过程中存在漏失、井壁失稳和高压盐水侵等问题,因此,探索适用于该油气田特深井的钻井完井技术体系,是加快该油气田开发进程的关键。通过技术攻关和实践,形成了适用于顺北油气田的特深井钻井完井技术体系,包括特深井井身结构优化、钻井提速关键技术、防漏堵漏技术、长裸眼防漏及小间隙固井技术、超深小井眼定向钻井技术和超深井缝洞型储层完井技术等技术,指出需持续优化特深井井身结构、急需解决二叠系和志留系漏失问题、深层破碎带安全钻进技术不成熟、急需配套高温高压井下仪器工具和裂缝性储层安全钻井技术,提出了增强工程地质一体化、加强堵漏和防塌技术研究、加强新技术和新工具的应用、加强高端仪器和特殊材料及装备研发等发展建议,以进一步推动顺北油气田特深井钻井完井技术的快速发展,实现该油气田特深层碳酸盐岩油气藏的高效开发。      

苏5 15 17AH井超3 000 m水平段的钻井技术

苏5 15 17AH井是部署在鄂尔多斯盆地苏里格气田的一口超长水平段水平井,设计水平段长度3 000 m,长水平段水平井的摩阻及扭矩大、井眼清洁困难及完井方式有限等成为该井的主要技术难点。为此,开展了以下试验研究：①通过优化井身结构,利用套管内摩擦系数小的特点来降低水平段钻进的摩阻与扭矩,选择在215.9 mm井段钻进水平段1 200 m,下入177.8 mm套管固井,然后在152.4 mm井段钻进水平段1 800 m;②无土相复合盐钻井液体系及强封堵油基钻井液的应用,有效地解决了超长水平段井壁稳定性差、井眼清洁难度大及摩阻大的难题,确保了长水平段的顺利施工;③应用漂浮接箍工具使其下部套管入井后受到钻井液的浮力作用,降低了井壁对套管柱的摩擦阻力,确保了177.8 mm套管顺利下入井底。该井完钻井深6 706 m,实际完成水平段长度达3 056 m,创目前国内陆上天然气水平井最长水平段纪录,对今后苏里格气田以及类似地区施工长水平段水平井有借鉴和指导作用。     

涪陵页岩气田水平井井身结构优化设计

涪陵页岩气田前期水平井因导眼和一开井眼尺寸大,导致机械钻速低,并存在一开井塌严重、二开井壁易失稳等问题。为此,在分析涪陵地区钻井工程地质环境特点的基础上,确定了套管必封点,并根据William钻速方程缩小了导眼和一开井眼的尺寸,将表层套管下深从长兴组上提至飞仙关组顶部,二开中完井深由进入浊积砂体3.00~5.00 m,调整为进入龙马溪组地层50.00~100.00 m后下入技术套管,从而形成了优化后的井身结构。涪陵页岩气田水平井自2014年后期开始采用优化后的井身结构,2015年105口水平井与2013年采用原井身结构的30口水平井相比,平均机械钻速提高了65.74%,在井深增大的情况下,平均钻完井周期缩短了20.95%。这表明,优化井身结构后达到了提高机械钻速、减少井下故障、缩短钻井周期的目的。      

顺北油气田火成岩侵入体覆盖区超深井优快钻井技术

顺北油气田火成岩侵入体覆盖区超深井钻井时,既存在二叠系火成岩井漏、志留系泥岩垮塌和古生界深部地层可钻性差等问题,还存在因火成岩侵入体地层坍塌压力高带来的钻井难题。前期,该油气田为了解决火成岩侵入体覆盖区超深井井眼垮塌的问题,提高了钻井液密度,并对火成岩侵入体进行了专封,但效果较差,而且超深井完钻井眼直径仅为120.7 mm,定向工具故障率高,导致钻井效率较低。为此,建立了地层三压力剖面,分析了钻井必封点及套管序列,优化了火成岩侵入体覆盖区超深井井身结构,将完钻井眼直径由120.7 mm增大为143.9 mm,并研究应用了二叠系防漏技术、志留系井壁稳定技术、火成岩侵入体安全钻井技术及分层钻井提速技术,形成了顺北油气田火成岩侵入体覆盖区超深井优快钻井技术。该优快钻井技术在7口超深井中进行了现场应用,钻井周期大幅缩短,机械钻速明显提高,表明其可以解决现场施工存在的技术难题,具有推广应用价值。      

油水双效PC-W21L冲洗液在PY30-1气田固井作业中的应用

使用油包水钻井液钻进时,井壁和套管壁上会粘附着一层油浆、油膜,它将导致水泥环界面胶结性能较差,该种情况下水泥石的界面胶结强度几乎为零,这将严重影响固井质量及油田的勘探开发。为了满足PY30-1气田大位移井钻井作业,下部12 14 in井段使用的是油基钻井液钻进,而上部地层存在断层,容易发生漏失,故上部17 12 in(1in=2.54cm)井段使用价格低廉的水基泥浆。笔者进行研究和筛选,最终确定采用油水双效冲洗液PC-W21L,它是由一系列环保溶剂组合而成的一种环境友好的材料,就该冲洗液对油基、水基泥浆的清洗性能进行了评价,结果表明,该冲洗液具有良好的清洗能力;并与泥浆、隔离液及水泥浆进行相容性试验,结果表明,该冲洗液与泥浆、隔离液及水泥浆均有较好的相容性。油水双效冲洗液PC-W21L在现场PY30-1气田6口井的固井作业中得到了成功的应用,固井质量优良。     

顺北油气田超深井井身结构优化设计

随着顺北油气田勘探开发的不断深入,原有井身结构开始显现出钻井风险大、效率低等问题,亟需优化井身结构。为此,利用已钻井的测井资料,利用Drillworks 软件计算了地层的孔隙压力、破裂压力和坍塌压力,并结合已钻井的钻井资料和岩石力学试验结果对计算结果进行修正,得到了顺北油气田地层的三压力剖面,根据地层三压力剖面确定了地质工程必封点。根据地质工程必封点,综合考虑钻井技术水平和钻井完井要求,设计了5种井身结构,通过预测5种井身结构的钻井周期、钻井成本,对比优缺点,选用了四开非常规井身结构。顺北油气田超深井采用四开非常规井身结构后,机械钻速提高30%～40%,钻井周期缩短33～45 d,均顺利钻至目的层。这表明,顺北油气田采用优化后的井身结构,提高了钻井效率,降低了钻井风险。      

苏里格气田水平井井身结构优化及钻井配套技术

苏里格气田致密气藏埋藏深,钻遇地层塌漏问题突出,机械钻速低,前期水平井采用三开井身结构,难以达到钻井持续提速和降低钻井成本的目的。为此,在开展缩短中完周期、优化封固段和井眼尺寸等方面的理论分析,并进行井身结构优化过渡性方案现场试验的基础上,提出了井身结构优化思路,分析了可行性;然后,进行了封固段优选、井眼尺寸优化,设计了水平井小井眼二开井身结构。基于此井身结构,研究了井眼轨迹控制、个性化钻头和配套提速工具优选、强抑制高效润滑钻井液分段措施优化等关键钻井配套技术。该技术在19口井进行了现场应用,解决了长裸眼段“塌漏同存,上漏下塌”的问题,提高了各井段的机械钻速,大幅度缩短了钻井周期。研究结果表明,小井眼二开井身结构设计合理,钻井配套技术提速效果显著,可在苏里格气田水平井钻井中推广应用。      

南川页岩气田超长水平段水平井钻井关键技术

南川常压页岩气田采用超长水平段水平井开发可提高其开发效益,但存在水平段极限延伸能力预测难、井眼轨迹控制难、井眼清洁效果差、钻柱摩阻扭矩大、套管下入难和固井易漏易气窜等技术挑战。为此,进行了管柱力学和流体力学分析,明确了超长水平段钻进和下套管时钻柱的受力状态,分析了超长水平段的水力延伸能力及关键影响因素。基于分析结果和南川页岩气田钻井实践,形成了井眼轨道优化设计、低成本高效导向钻井、井眼高效清洁、套管安全下入、超长水平段泡沫水泥浆固井等关键技术。上述技术在2口水平段长度超3 500 m的水平井进行了现场应用,全部使用国产的钻头、螺杆钻具及常规LWD,2口井平均钻井完井周期较设计缩短25.4%,实钻整体靶框控制在5 m以内,优质页岩钻遇率平均在90%以上,水平段复合钻进比例平均达90.45%,最大狗腿度0.15°/30m,高效成井的同时,实现了提速降本。南川页岩气田超长水平段水平井钻井关键技术,可为国内水平段长超3 500 m水平井的钻井提速提供借鉴。