深井、超深井和复杂结构井垂直钻井技术

垂直钻井是当今世界性钻井难题之一，它具有减少套管层次和套管尺寸、提高机械钻速、减少钻柱事故的优点。常用的塔式钻具、钟摆钻具、满眼钻具、偏轴钻具、压不弯钻铤、铰接钻具和旋冲钻具等均属于被动防斜技术，不能满足深井、超深井和复杂结构井直井段垂直钻井的要求，尤其不能满足在高陡构造与大倾角等易斜地层和自然造斜能力强的条件下钻垂直井的要求。近10年来发展的旋转导向钻井技术及工具，在一定程度上解决了垂直钻井所遇到的问题，也是当前解决垂直钻井这一世界性难题最有效的技术方案。重点介绍了以PowerV为代表的旋转导向自动闭环钻井系统的结构及现场应用情况。     

垂直钻井技术在青探1井的应用

玉门青西油田窟窿山逆掩推覆体老地层挤压破碎严重,且裂缝发育,地层倾角60°左右,地层产状变化大,钻井过程中井斜控制难度大,制约了青西地区钻井速度的提高。为此,该油田在青探1井钻井过程中首次试验应用了Power V垂直钻井技术,井斜角控制在0.5°以内,平均机械钻速2.14 m/h,与邻井相比提高了52%以上,且无井下复杂情况和事故发生,顺利完成了该井第三系推覆体地层易斜井段的钻井任务。分析了青探1井地质特点及钻井技术难点,介绍了Power V垂直钻井原理、技术特点及现场试验情况,分析了试验应用效果,对下一步青西油田垂直钻井提出了建议。     

Power V垂直钻井技术在黑池1井的应用

笔者简单介绍了Power V工具的主要结构、性能和使用注意事项，以及在黑池1井的应用情况，对比分析了Power V垂直钻井技术应用前后的技术、经济指标。应用结果表明该工具在高陡构造、硬地层的钻进中，能够有效控制井身质量、提高机械钻速，实现井身轨迹的连续控制。     

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。     

贝克休斯垂直钻井系统在大湾1井的应用

大湾1井在钻进千佛崖组到须家河组地层时,由于地层倾角较大,自然造斜能力强,从而造成其井斜很难控制,采用常规纠斜钻具组合亦不能有效控制井斜,井斜控制十分困难,钻速极慢。为了解决上述问题,在该井从1828．96m千佛崖组开始试验使用贝克休斯公司的VertiTrak垂直钻井系统。介绍了现场应用情况,分析了VertiTrak垂直钻井系统的应用效果,指出了应用中需要注意的问题。实践表明：应用VertiTrak垂直钻井系统能够较好地解决钻井提速施工中井斜与钻压之间的矛盾,提高机械钻速并缩短钻井周期。     

VertiTrak垂直钻井技术在高陡构造天东004-X3井的应用

天东004-X3井属川东地区山前典型高陡构造井,地袁实测地层倾角高达80度,相邻沙坪场构造井,在采取8～12kN钻压吊打情况下,井斜仍达到了6．3°～10．3°,且平均机械钻速仅1．15m／h。天东004一X3井在采用美国贝克休斯的VertiTrak垂直钻井技术后,取得了平均机械钻速3．63m／h、全试验井段井斜角控制在1°以内的“防斜与提速”双重效果。文中重点介绍垂直钻井系统在天东004-X3井的应用情况,并对比分析所取得的综合经济效果和应用前景。     

垂直钻井系统在吐哈盆地山前高陡构造的应用

针对吐哈山前高陡构造的井斜规律,通过优化垂直钻井系统应用井段,在高陡构造带柯19-11井等4口井分别试验应用了国产SVD和斯伦贝谢POWER-V两种垂直钻井系统.通过现场应用证实了垂直钻井系统可有效控制井身质量,同时可大幅度地提高钻井速度;在高陡构造地层钻进中,可以有效地解决防斜和强化钻井参数打快之间的矛盾.     

Power V和机械式随钻测斜仪在黑池1井的应用

详细介绍了Power V垂直钻井系统和机械式无线随钻测斜仪的组成、工作原理及其在黑池1井的应用情况。现场应用表明，Power V系统可以解决高陡地层和自然造斜率大地层的垂直钻井问题，改善井身质量，提高钻井速度；机械式无线随钻测斜仪具有操作使用方便、抗高温高压、测量结果稳定等优点，既能满足应用Power V系统垂直钻井过程中随钻监测井斜的需要，又可降低钻井成本。     

TH302井导向钻井技术

TH302井是一口三维大位移水平井，井眼轨迹控制难度大，该井在钻进至深3851.92m时发生断钻具事故，被迫提前完钻。简要介绍了该井工程设计情况，详细介绍了井眼轨迹控制技术及各井段采取的主要钻井技术措施，对断钻具事故进行了分析，并总结出了使用导向钻井系统的成功经验。     

普光1井防斜打直技术

普光1井直井段钻遇的沙溪庙组地层砂泥岩互层多、地层倾角大、地层各向异性突出，极易发生井斜，为此，在钻进过程中应用塔式钟摆、柔性钟摆、偏轴钻具和动力钻具组合进行防斜打直，使该井直井段井斜得到有效控制，为后续钻进作业奠定了良好的基础，也对该地区钻井施工中井斜的控制有一定的参考价值。     

压力控制钻井技术在N8井的应用

针对渤海BZ28-1油田前期开发在潜山地层钻进过程发生过井漏的情况,川庆钻探工程公司钻采工艺技术研究院欠平衡钻井技术服务公司与中海油渤海公司钻井部,在开发兼评价井BZ28-1-N8井的目的层位奥陶系地层首次在152.4mm井眼成功实施了欠平衡压力控制钻井,解决了在潜山构造奥陶系钻进过程中的钻井液漏失问题,同时及时、准确地发现和保护了油气层,取得了良好的效果.     

无固相钻井液快速钻井技术在安2010井的应用

从地质概况、以往钻井情况、应用的可行性、具体技术措施、应用效果等方面入手，介绍了无固相钻井液快速钻井技术在河南安棚油田安2010井的应用，在大幅度提高机械钻速和降低钻井成本方面取得了显著的成效。     

气体钻井钻具失效预防技术研究与应用

气体钻井中钻具失效频率明显高于钻井液钻井。失效钻具检验与分析表明,钻具失效类型为疲劳或腐蚀疲劳,钻具腐蚀类型为氧腐蚀。钻具失效的主要原因是：氧腐蚀与冲蚀、钻具疲劳（由钻柱反转、钻柱纵向振动、井眼弯曲引起）、钻具带伤工作、钻铤螺纹连接弯曲强度比不足等。空气锤冲旋钻井技术、钻柱防共振技术、加强钻具探伤及使用新钻具等能够有效预防和减少钻具失效。特别是牙轮气体钻井中,利用钻柱振动分析软件优选钻具组合和转速来避免钻柱共振以及及时对钻具进行探伤非常重要。这些措施已经成功应用于普光及周边区块,与2006年相比,2007年度、2008年度钻具失效频率分别降低37．7％和57．5％。此外,建议加强钻杆管体探伤、空气螺杆复合钻井技术、防涡动稳定器、选用API螺纹钻铤、钻柱振动监测与钻井参数优选相结合等方面进行综合研究和实施来全面预防钻具失效。     

空气锤在石油钻井中的应用前景

针对目前深部、复杂地层钻速低和易产生井斜、大直径井眼和水平井施加钻压困难、钻井成本高等问题进行了大量的调研。通过相关文献提供的数据和图表资料分析得出：空气锤结合了冲击回转钻井和空气钻井的两大钻井优势，转速低，扭矩小，钻压小，降低了钻具循环应力和磨损，控制井斜容易，在很大程度上提高了机械钻速、降低了钻井时间和成本，钻硬地层时优点更为突出，由此提出了研究空气锤的必要性，并全面总结了空气锤钻井的优越性，同时也指出了它应用的局限性。最后分析了我国油气资源现状、钻井状况和空气锤在国内外的应用实例，得出空气锤在低压低渗层欠平衡钻井、欠平衡钻水平井、深井、超深井、复杂地层、大直径井中开发油气资源有着广泛地应用前景。     

地层压力剖面在复杂井钻探中的应用

为保证复杂探井的顺利钻进,更好地保护油气层,在钻前进行地层3项压力(地层孔隙压力、坍塌压力和破裂压力)剖面的预测非常重要.利用邻井测井资料、钻井工程资料对大港油田南大港潜山构造带歧南9X1、歧南9X2等井,在钻前进行了地层3项压力预测.根据该地区进入油气层段前地层坍塌压力较高,而进入油气层后地层坍塌压力下降,同时油层孔隙压力较低的实际情况,采用了一套与传统井身结构设计完全不同的设计方式,虽然增加了一定的套管成本,却保证了钻井施工的顺利进行,有效保护了油气层,与邻井相比,产量大幅度提高.     

基于充气钻井的川东地区防漏治漏技术研究与应用

总结了川东地区早期充气钻井试验存在的问题,结合充气钻井技术的特点,将充气钻井防漏治漏技术分为地层水压力系数小于漏层压力系数、地层水压力系数大于漏层压力系数两种情况,并根据每种情况提出了适合于川东地区的充气钻井防漏治漏技术方案,改进了充气钻井工艺.通过宝001-1、罐005- H2、温泉002-H2等井现场试验表明,该技术解决了川东地区地层出水与恶性井漏同时存在情况下的防漏治漏问题,减少了因井漏造成的处理复杂时间,提高了机械钻速,缩短了钻井周期,节约了钻井成本,经济效益明显.基于充气钻井的防漏治漏技术已在川东地区现场试验多口井,效果良好,建议大面积推广使用.     

空气钻井技术在大邑1井中的应用

川西地区深探井,由于井眼尺寸大,地层复杂,平均机械钻速极低,不仅钻井周期长而且极易发生断钻具等井下复杂事故,严重制约了川西地区的天然气勘探开发进程。如何提高钻井速度一直是川西地区深探井钻井工作的一个难题,为了解决这一难题,提高机械钻速,缩短钻井周期,使用了空气钻井技术并取得成功。文中介绍空气钻井技术在大邑1井的应用情况。     

赵东F-1大位移定向井钻井技术

赵东F-1井是大港油田第一口对外反承包的四段制定向探井,是我国陆上迄今为止水平位移最大的定向井,共有4个靶点。完钻井深4420m,垂深3329.02m,水平位移2624.70m,最大井斜52.48°;中靶精度高,靶区偏差最大17.94m,井眼轨迹与设计线最大偏差仅2.3°。应用电动钻机和顶部驱动钻井设备,优化钻具组合,完善钻井液性能,仅用79d就安全优质地钻成了这口大斜度高难度定向井。详细介绍了施工过程及技术措施。     

小井眼钻柱瞬态动力学研究及应用

考虑小井眼细长钻柱沿井深和井眼圆周方向的随机接触碰撞,建立了钻柱瞬态动力学模型。运用动力间隙元不仅能合理描述钻柱与井壁的接触碰撞过程,还能考虑井壁变形和泥饼的能量吸收,并用Newmark法求解钻柱动力学平衡方程。通过钻井全尺寸模型装置上的钻柱动力学试验,对理论计算结果进行了验证,也为钻头干扰力确定提供了依据。经大庆油田14口小井眼井应用表明,由钻柱动力学分析所设计的钻柱结构没有发生井下断钻具事故,防斜性能也比较好,机械钻速得到明显提高。     

磨溪气田快速钻井技术及其应用

磨溪构造嘉二段钻探始于1977年，经过30多年的钻探，截至2004年底要完成一口以嘉二段为目的层的第四次开钻井需要5个月左右时间，平均机械钻速不足2 m/h，钻机月速约680 m/台月。为此，介绍了磨溪构造钻井过程中，针对磨溪构造不同井段地层特点，在不同井段采用不同的钻具结构。通过强化钻井参数、适当降低钻井液密度、优选钻头类型、提高钻井液抑制性等技术措施，极大地提高了磨溪构造的钻井速度。经过该区几口井的现场实验表明，试验井平均机械钻速从原来的不足2 m/h提高到现在的6.1 m/h。在磨溪构造的第四次开钻的钻进中，第二次开钻层段，通过加强钻井液体系的抑制性，确保良好的钻井液性能，实现无固相或低固相钻井液钻进。第三次开钻层段（T₃x⁶-T₂l¹₂），采用安装旋转防喷器利用欠平衡钻井技术，使用无固相钻井液或较低密度的聚钾钻井液，能够较大幅度地提高钻井速度。