气体钻井井斜控制技术与应用

川渝地区的深探井,由于初次开钻井眼尺寸大,地层复杂,钻井机械钻速极低,不仅钻井周期长且极易发生断钻具、恶性井漏等井下复杂事故。如何提高钻井速度一直是该区钻井工作的一道难题。为此,总结了近几年来气体钻井的现场实践经验,结果发现：①采用气体钻井技术能够显著地提高钻井速度,钻井机械钻速可以提高3～15倍;②采用常规的牙轮钻头钻井容易发生井斜,虽然采用恰当的钻井参数能有效地控制井斜,但增加了气体钻井的难度,而且钻井速度会明显降低;③采用空气锤不仅能够保证良好的井身质量,而且能保持较高的机械钻速。通过几口井的试验研究已形成了有效地控制井斜的工艺技术和方法,大大提高了钻井效率,节约了钻井成本。     

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。     

利用空气钻井技术提高钻井速度研究

采用空气钻井技术提高钻井机械钻速非常有效，钻速是常规钻井机械的数倍。但空气钻井技术较常规钻井技术更为复杂，从装备、井口到钻具组合都有其特点。当地层压力系数小于1时，常规钻井液钻井必然发生井漏，易造成井下工程事故。利用空气充气钻井技术对付地层既出水又发生恶性井漏的井，在川渝地区的钻井作业中，尚属一种全新的工艺技术。通过威寒1井的空气充气钻井实践，解决了因井漏而引起的井下系列复杂问题，大大缩短了复杂井段的钻井作业周期，同时也降低了钻井作业综合成本。     

空气泡沫钻井技术在河坝101井的应用

川东北地区地层情况复杂，钻井机械钻速低，从而导致钻井周期长且极易发生钻具断裂等井下复杂事故，严重制约了该地区天然气勘探开发的进程，因此如何提高钻井速度成为该地区钻井工作的难点。在钻河坝101井的过程中，选择在适当井段采用纯空气、空气泡沫钻井技术进行试验研究，发现纯空气、空气泡沫钻井技术缩短了复杂井段的钻井作业周期，大大提高了机械钻速，降低了钻井作业综合成本，提高了经济效益。文章介绍了空气泡沫钻井技术在河坝101井的应用情况，得出相关认识，提出了有益的建议。     

气体钻井技术在龙岗1井的试验与认识

龙岗1井是龙岗构造上一口风险探井,设计井深6316m,由于地层可钻性差,采用常规钻井工艺机械钻速低,且极易发生钻具事故。龙岗1井钻井采用纯空气、氮气钻井试验的结果表明,采用气体钻井技术后机械钻速比邻区提高了3～4倍,减少了井漏和断钻具等井下事故,保证了井下安全,试验所用空气锤还具有很好的防斜打快效果。     

元坝地区超深含硫气井安全快速钻井难点及对策

川北元坝地区是中国石化南方海相重点勘探区域,其钻井完钻井深超过7 000 m,属于超深含硫气井。针对该区陆相地层研磨性强、可钻性差,井身质量控制难度大、海相地层盐膏层发育、井漏和井控安全问题突出等施工难点,提出了安全快速钻井技术对策：①运用气体钻井技术提高机械钻速,减少井漏复杂事故;②结合邻井资料,优选钻头类型,优化钻井参数;③制订井下安全钻井技术措施,预防地层掉块和键槽卡钻、缩径和压差卡钻、断钻具和钻头等井下复杂情况的发生。     

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。     

气体冲旋钻井技术及其应用

川渝地区的深探井、评价井,由于井眼尺寸大,当钻遏坚硬、复杂、高倾斜地层时,极易出现机械钻速低、井斜严重超标。研究表明,对牙轮钻头塔式钻具组合来说,机械钻速和井斜对钻压很敏感,井斜形成快。采用空气锤钻井技术可大幅度提高钻井速度,同比钻井液钻井机械钻速提高3～15倍,同时有效地保证井身质量,最大井斜不超过3°。     

渤海湾地区海洋优快钻井配套技术

渤海湾地区钻井面临大港滨海区块深井复杂井施工困难、冀东南堡区块东三段玄武岩地层钻速较慢等技术问题,导致钻井过程中遇到的井下复杂情况较多,钻井速度下降.为提高钻井速度,优选出高压喷射钻井、井下动力钻具配高效钻头和海洋深井优快钻井配套技术,制定出了一系列切实可行的施工措施,并推广应用到钻井生产中.在滨海8井的试验表明,高压喷射钻井能够较大幅度地提高钻井机械钻速,如果在上部相对较软、胶结性不好的地层井段使用高压喷射钻进,提速效果就会更明显.     

中原油田深井超深井钻井技术

深井钻井具有裸眼段长、井底温度高、岩石可钻性差、机械钻速低、井眼易失稳等问题。中原油田开展了复杂地质条件下深井钻井技术攻关，逐步形成了深井井身结构优化设计、PDC钻头十井下动力钻具复合钻井、防斜打直、钻井液、固井、井控等配套工艺技术。截至2004年底，该油田共完成井深超过4000m的深井468口，而且深井钻井速度逐年提高，事故复杂时间大幅减少。详细介绍了中原油田深井超深井钻井技术现状，并对深井超深井钻井技术的发展提出了建议。     

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针对川渝地区因地质复杂而造成机械钻速慢、周期长、成本高的难点。川渝石油工作者一直致力于提高机械钻速的研究、实践，取得了显著成效，机械钻速大幅提高。但是，随着川气出川的需要，要求加快勘探开发的进度，现有的机械钻速仍不能满足当前形势发展的需要。对此，文章结合川渝地区复杂地质特点和近年来发展完善的钻井新技术，提出了在搞好现有成功技术推广应用的基础上进一步提高川渝地区钻井速度的新思路。     

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石油钻柱主要由方钻杆、钻杆、钻铤三大部分组成,因服役条件十分恶劣,使其成为钻井设备工具中的一个薄弱环节。特别是在深井、超深井及复杂地质环境条件下钻井,钻具失效事故时有发生,四川川东地区仅１９９６年～１９９７年间就发生了人钻具井下断裂事故,造成了很大经济损失。防止和减少钻具失效,关键在预防,为此,根据钻柱各部分在井内的受力特点不同将其划分为钻柱井口处、零应力点上部、零应力点附近、零应力点下部四个钻具     

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川东高陡构造钻探难点主要表现在：（１）地层倾角大，钻井井封及井斜变化大，井壁稳定性差，钻压及钻具结构受到限制、钻井速度低，上部地层破碎、裂缝溶洞发育，井塌、井漏问题十分突出；（２）纵向上压力系统复杂，高低压力系统相间、横向上压力梯度对比性差，事故复杂较多；（３）高陆构造地面地腹构造复杂、断层裂缝发育、靶区范围狭小，有的井严格按照设计井眼轨迹积靶区要求钻进仍钻遇断呈陡带落空，钻井中靶难度大。经过多年     

空气钻井安全钻进特性分析

空气钻井技术被钻井界认为是提高钻井速度、缩短钻井周期的一项实用性技术。与常规钻井液钻井技术相比,空气钻井在提高机械钻速、避免地层伤害、避免地层漏失方面具有明显优势,在控制地层压力、地层流体流入能力等方面存在不足。总结出了影响空气钻井安全钻进的“十大”因素,即井眼清洁、地层出水、井眼稳定、井下着火和爆炸、井斜控制、井控问题、气侵早期监测、钻具的腐蚀及冲蚀、钻具断裂和钻井液转换,并对上述因素进行了详细的分析。普光气田空气钻井实践证明了空气钻井技术的优势,但同时也暴露出一些问题。只有全面理解和掌握了空气钻井技术,才能充分发挥其优势和潜力,加快普光气田及周边区块的勘探开发步伐。     

涪陵焦石坝区块页岩气水平井钻井完井技术

针对涪陵焦石坝区块地质条件复杂、各向异性大,易导致发生井下故障、钻速慢、钻井周期长及成本居高不下的问题,在分析该区块页岩气钻井完井技术难点的基础上,进行了页岩气水平井钻井工程技术适应性评价,通过对丛式井布井方案、井身结构、井眼轨道设计、优快钻井技术、钻井液技术及页岩气层长水平段固井技术等进行优选及进一步优化,提出了涪陵焦石坝区块页岩气水平井钻井完井技术方案。该技术方案在焦页 1-2HF 井等17口井进行了现场实践及应用,初步形成了涪陵焦石坝区块页岩气水平井钻井完井技术。应用表明,该技术可显著提高机械钻速、缩短钻井周期,可为涪陵焦石坝区块页岩气规模开发提供技术支持。      

深井超深井钻完井技术现状、挑战和“十三五”发展方向

"十二五"期间,为解决塔里木、四川等盆地超深油气藏勘探开发所遇到的深井超深井钻完井难题,中石油研制了一批具有自主知识产权的重大装备、工具、仪器、工作液等,包括:①8 000 m钻机、四单根立柱超深井钻机、5 000/7 000 m钻机管柱自动化处理装置、精细控压钻井技术与装备、双燃料/高可靠性钻机动力机组、气体/欠平衡钻井装备等6项深井超深井核心装备;②自动垂直钻井工具、涡轮钻具、高效PDC钻头、系列复合钻头、水力脉冲提速工具、钻井井下安全监控系统、顶驱下套管装置等7项核心工具;③高温高密度水基钻井液、油基钻井液、高温大温差固井水泥浆、韧性水泥浆体系等4项钻井液和水泥浆体系。研究认为,"十三五"期间深井超深井钻完井所面临的挑战包括:深井超深井高温、高压、窄密度窗口、井筒完整性等,以及降本增效的巨大压力,亟待在深井超深井高效运移钻机、高效破岩钻头和辅助工具、井筒完整性、井下宽带信息传输技术等方面开展攻关并力争取得技术突破。结论认为:上述研究和试验成果有力地提升了中石油超深井钻完井的能力和水平,将对中石油油气勘探开发业务起到重要的支撑作用。     

涩北气田钻井工程提速、提效措施及成效

柴达木盆地涩北气田第四纪产层埋藏浅、含气井段长,地层疏松、泥质含量高,气、水关系复杂,井眼易缩径、易塌,钻井复杂、井下事故多,存在着钻井周期长、成本高、效益差的问题。为高效建成100×108 m3高原气田,中国石油青海油田公司引入市场竞争机制,开展涩北气田安全快速钻井及水平井工艺配套技术研究,强化生产组织和井控管理,实现了提速、提效的工作目标:机械钻速由13.03m/h提高到41.39m/h,钻井周期由27.55d减少到6.29d,固井合格率达到100%,气井单井产量提高3倍以上,近4年累计节约投资4.88亿元。结论认为:要做到优、快、高效开发涩北气田这一类复杂气田,必须坚持管理创新、技术创新、机制创新,并发挥好定额管理的基础性作用。     

川东北地区空气钻井中几种复杂情况诊断与处理

气体钻井在川东北区域逐渐得到了广泛的应用,它不仅可以大幅度的提高钻速、缩短建井周期、降低钻井成本,同时也可以提高探井发现率、提高采收率。洞悉气体钻井过程中发生井下复杂情况的特征,利用事故发生前或发生时的实时征兆,及时预测与处理井下事故,是顺利进行气体钻井的关键。通过对川东北多口空气钻井的实践,总结了川东北地区地层出水、井塌及井斜等复杂情况发生时的征兆,阐述了通过征兆,诊断井下这几种复杂情况的思路;提出了针对地层出水、井塌及井斜等复杂问题的一般处理方法。