红河油田水平井钻井提速难点与技术对策

为解决红河油田水平井机械钻速低、钻井周期长的技术难题,开展了“四个一趟钻”钻井提速技术研究。为确保一开直井段、二开直井段、二开斜井段和三开水平段都能一趟钻完成,达到钻井提速的目的,制定了一系列技术措施:针对红河油田地层研磨性强、稳定性差的特点,根据该油田的地层可钻性级值,选出了适合不同井段的PDC钻头,采用能保证井壁稳定且对储层伤害程度低的钾铵基钻井液;根据该油田的实钻经验及现有技术水平,对井身结构、井身剖面进行了优化;针对二开直井段和定向井段机械钻速的情况,二开采用“PDC钻头+螺杆+MWD”的复合钻井技术。9口井的现场应用表明,一开直井段、二开直井段、二开斜井段和三开水平段都能一趟钻完成,起下钻次数明显减少,机械钻速提高59.74%,平均钻井周期缩短42.31%。这表明,“四个一趟钻”钻井提速技术能实现红河油田钻井提速的目标。      

陇东气田水平井钻井技术

为了解决陇东气田水平井钻井过程中井壁易失稳、机械钻速低、钻井周期长等技术难点,开展了水平井钻井技术研究。根据地层特点将水平井设计为三开井身结构,利用表层套管封固易塌易漏地层;根据靶前距要求并为了确保井眼轨迹平滑,设计采用五段制井眼轨道;针对不同井段的井眼轨迹控制要求,采用了相应的井眼轨迹控制技术;根据不同井段钻遇地层的特点,优选了个性化PDC钻头,优化钻井液性能并制定了相应的维护处理措施,形成了适用于陇东气田的水平井钻井技术。现场应用表明,陇东气田水平井钻技术能解决水平井钻井过程中存在的技术难点,实现提高机械钻速、缩短钻井周期的目的。      

玉北地区深井快速钻井技术

玉北地区是中国石化西部地区的重点勘探开发区域,玉北1井在奥陶系鹰山组地层钻遇良好油气显示,但该地区古近系膏岩层易蠕变缩径、二叠系火成岩地层易垮塌掉块、古生界地层可钻性差,导致钻井过程中复杂情况多、机械钻速低、钻井周期长。为此,通过处理分析测井资料和岩心三轴应力测试数据,建立了玉北地区地层压力剖面和地层可钻性剖面。利用地层压力剖面对井身结构进行了优化,利用地层可钻性剖面优选了钻头,利用优选出的PDC钻头与螺杆钻具配合进行了复合钻井试验。根据不同地层的特性和失稳机理,优选出了强抑制性聚磺钻井液和强抑制非渗透钻井液2种防塌钻井液。钻井实践表明,采用优化后的井身结构,利用优选出的PDC钻头与螺杆钻具配合进行复合钻井,使用优选出的防塌钻井液,钻井过程顺利,没有出现缩径、阻卡和垮塌掉块等复杂情况,平均机械钻速提高了22.6%～28.6%,单井钻井周期缩短了47.00～90.78 d。      

复合钻井技术在川东北地区的应用

复合钻井作为海相地层提高钻井速度的有效手段之一，已在川东北地区逐步推广应用，但从前期应用来看，在各区块应用的总体效果参差不齐，尤其是在提速的同时，井身质量不能得到有效保障。针对以上难题，为保证井身质量，提出了一套从井眼尺寸相匹配的螺杆选型、典型的复合钻井钻具组合优化，以及复合钻井的技术方案。试验表明：所提出的复合钻井技术方案在提高机械钻速的同时，能有效地控制井身轨迹，具有较高的实用价值和推广应用价值。建议在钻井工程设计中推广应用复合钻井技术，将PDC钻头、螺杆钻具和MWD的费用列入钻井成本。在上部陆相地层（侏罗系上沙溪庙组-三叠系须家河组底）开展与之相适应的PDC钻头或高性能的三牙轮钻头进行复合钻井试验，探索出具体的经济适用井段，进一步挖掘复合钻井技术在川东北地区的钻井潜力。     

大井眼快速钻进技术

大井眼 ( 3 11.1mm及以上尺寸 )钻井由于受钻头尺寸大、破碎面积大、钻头类型单一、机械及水力能量不足等因素的影响 ,钻井速度慢 ,成本高。从地层可钻性研究及钻头选型、PDC钻头的使用、强化机械及水力参数、优化钻具组合、采用先进工具及工艺等方面提出了提高大井眼钻井速度的途径 ,在吐哈油田的应用表明 ,能显著提高机械钻速 ,缩短钻井周期     

复合钻井技术在元坝地区陆相地层中的应用

川东北元坝地区陆相地层,特别是须家河组地层具有研磨性强、可钻性差的特点,致使该地区陆相地层的机械钻速较低,而“PDC钻头+螺杆”和“高速涡轮钻具+孕镶金刚石钻头”复合钻井技术可以提高机械钻速。在元坝地区陆相地层的应用表明,与常规钻井技术相比,“PDC钻头+螺杆”和“高速涡轮钻具+孕镶金刚石钻头”复合钻井技术均能提高该地区的机械钻速和单只钻头进尺,但“PDC钻头+螺杆”复合钻井技术只适用于该地区的上沙溪庙组地层,“高速涡轮钻具+孕镶金刚石钻头”复合钻井技术适用于须家河组地层。复合钻井技术的成功应用为高研磨性的元坝地区陆相地层提速提供了一种有效的技术手段。      

天外天三井的优快钻井技术

文章介绍了天外天三井钻遇的地层、井身结构、作业特点和难点 ,阐述了该井PDC钻头钻进、PDC钻头可钻式浮鞋浮箍、钻井液、固井技术等优快钻井技术的应用情况以及取得台月效率 5 5 10m/30d的好成绩 ,该井取得的钻进效率与 2 0 0 0年同构造的天外天二井钻井相比 ,机械钻速提高了 45 %,台月效率提高了 79.90 %。效率明显。     

胜利油田优快钻井技术实践与认识

介绍了胜利油田导向钻井技术、新型钻头、钻井工程软件包、新型钻井液、新型固控技术、新型喷嘴、复合钻井技术和井身质量控制技术共8项钻井配套新技术的研究与应用情况，与1997年相比，钻井速度明显提高，建井周期明显缩短，社会经济效益非常明显，具有很大的推广应用价值。     

准噶尔盆地环玛湖凹陷钻井提速技术

准噶尔盆地环玛湖凹陷压力系统复杂,区域压力变化大,漏失现象严重,八道湾组底部砾岩发育,厚度100~350 m不等,可钻性差,导致机械钻速低,钻井周期长,严重制约了环玛湖地区的勘探进程。根据该区块钻井地质特点,有针对性地开展了钻井提速技术攻关。通过优化井身结构,优选高效PDC钻头,优选防漏堵漏钻井液体系,运用提速辅助工具,逐步形成了适合环玛湖地区的钻井提速配套技术。现场应用的20口攻关井中,平均机械钻速达到6.29 m/h,较攻关前提高63.4%,钻井周期为72.29 d,较攻关前缩短37.2%,复杂时率为1.13%,较攻关前降低72.9%。现场应用情况表明,环玛湖地区的钻井提速配套技术提高了机械钻速,缩短了钻井周期,降低了复杂时率,可进一步推广应用。     

盐穴型地下储气库建库评价关键技术及其应用

为了解决层状盐岩盐层展布不均、造腔机理复杂、造腔过程控制难、盐腔运行安全稳定性差、老腔改造利用难度大等技术难题,从盐穴地下储气库盐层利用最大化、提高造腔效率、缩短建库周期、保证腔体安全的设计目标出发,依托江苏金坛盐穴储气库的设计经验与现场实践,全面更新设计理念,提出了选址评价、造腔设计与控制、稳定性评价与库容参数设计、老腔筛选及利用、气库运行及监测等5项关键技术序列,丰富和完善了盐穴储气库建库评价技术体系。上述5项关键技术在金坛盐穴储气库建设中的实际应用效果表明:(1)地质方案实钻符合率高;(2)造腔形态符合设计预期;(3)腔体变形收缩率符合稳定性评价结果预期;(4)老腔改造利用成功;(5)部署监测网络保障了盐穴储气库的运行安全,为长江三角洲地区天然气调峰保供发挥了重要作用。结论认为,该项研究成果指导了盐穴地下储气库的建库方案设计及工程实施,为同类储气库的建设提供了理论支撑与技术保障。     

盐穴储气库无垫底气技术探讨

盐穴储气库运行过程中垫底气始终无法采出,增加了储气库工程建设成本,降低了储气库运行经济效益。基于盐穴储气库注气排卤技术经验,提出了盐穴储气库无垫底气技术。从储气库运行方式、腔体利用效率、建设成本、建设地质门槛和腔体长期稳定性等方面,对无垫底气运行和常规运行两种方式进行了对比,并以2个储气库为典型代表,给出了薄盐层和深部盐层利用2种不同技术建库的对比案例。结果表明,无垫底气技术可以大幅度提高盐穴储气库腔体利用效率,显著降低盐穴储气库工程建设成本,降低盐穴储气库建设地质门槛,有利于腔体长期稳定性运行,该研究可为我国盐穴储气库建设带来更好的效益。     

一种地下盐穴储气库溶腔体积的优化计算方法

盐穴储气库井的溶腔体积主要通过物质平衡法,即通过地面采盐量来折算地下盐岩的溶解体积。但现有计算方法精度较差,应用效果并不理想,体积误差往往超过10%。通过重新建构盐穴储气库井的物质平衡理论关系模型框架,并在其基础上对原有的体积计算方法进行了优化,大大提高了盐穴储气库井溶腔体积的计算精度。     

地下盐穴储气库气密封测试参数设计方法研究

气密封测试要求将氮气/卤水界面设置在套管鞋以下一定位置,同时保证套管鞋处的测试压力在最大操作压力附近,以便检测极限情况下套管鞋和盐腔的泄漏情况。通过建立压力平衡关系模型,给出了气密封测试各主要参数的设计方法,有效地提高了设计准确性,极大地节省了测试准备时间和成本。     

国内盐穴储气库空间利用技术及展望

盐穴储气库具有储层渗透性低、损伤恢复能力强、注采率高、短期吞吐量大、垫层气量低并可完全回收等优点,在国外应用广泛,然而国内盐穴储气库由于盐岩品位差,造腔结束后大量盐岩不溶物堆积在腔体底部形成沉渣,沉渣空隙中存在着大量无法被排出的卤水,造成了储气空间资源的巨大浪费,如何使其腔体空间得到最大化利用是当下需要亟待解决的问题。对国内盐穴储气库盐层地质及其底部沉渣空间利用技术进行了调研,指出虽然在沉渣上方进行注气排卤工艺已日臻成熟,但还需对排卤管柱下入沉渣底部技术进一步深入研究。从管柱下入和起出、管柱下入后的堵塞问题及解决方案、管径参数优化以及未来储氢等方面提出了相关建议,以期对国内盐穴储气库空间利用率技术研究提供借鉴。     

微地震监测技术在地下储气库中的应用

为了保证地下储气库(以下简称储气库)在建设和运行过程中的完整性与安全性,必须建立完善的监测系统。为了给储气库的安全运行提供参考,在分析微地震监测技术主要方法——纵横波时差定位算法和b值法原理的基础上,以中国东部某盐穴储气库为例,利用微地震监测技术对该储气库造腔和注气过程进行监测,采用纵横波时差定位算法对微地震事件位置进行反演,并根据造腔井附近的微地震事件定位结果对腔体形态进行刻画,同时对微地震事件进行b值法分析,判断注气过程中是否诱发断层活动。研究结果表明:(1)该盐穴储气库在造腔井中未发现能量较大的破裂或垮塌,造腔工艺较安全;(2)造腔井腔体形态不规则,可近似为圆柱体;(3)注气井注气压力上升可导致断层活动,但诱发断层活动是否对储气库完整性造成危害则需要对该区域进行长期监测和分析研究才能做出判定。结论认为:(1)为了保障储气库的安全运行,应降低断层附近注气井的上限压力;(2)微地震监测技术在保障储气库安全运行中起着至关重要的作用,应在储气库建设和运行过程中加强实时监测,以期为储气库安全预警和优化运行提供科学依据。     

盐穴地下储气库选址与评价新技术

为了满足我国南方非油气主产区和天然气主要消费市场寻找有利盐矿建设盐穴地下储气库的需求,解决盐穴储气库库址筛选条件不清、建库条件评价的内容与深度不一致的问题,在分析国内外盐穴地下储气库资料的基础上,提出了地质、地表条件相结合的库址筛选原则,创建了盐穴地下储气库建库条件评价体系;然后利用上述筛选原则和评价体系对长江三角洲、中南地区、东南沿海等3大天然气主要消费市场的部分盐矿进行了筛选排序;进而对其中条件较好的淮安盐矿进行了建库条件评价。研究结果表明:①盐穴储气库库址筛选的原则包括构造、埋深、含盐地层厚度、氯化钠含量、顶板和储量等6项地质原则和地表条件、水源与卤水、与管网距离等3项其他原则,利用上述原则可以对筛选目标进行快速地优选排序;②建库条件评价体系包括对构造、含盐地层特征、密封性与稳固性、可溶性、储气规模以及地表条件等的综合评价。结论认为,所建立的评价新技术可以有效地指导盐穴地下储气库的选址与评价,为盐穴储气库的方案设计提供了依据和有力的技术支持,所提出的厚夹层利用先导性建议现场实施效果好;该项研究成果对于加快我国地下储气库的建设具有积极的意义。     

采卤盐矿老溶腔改建为地下储气库工程技术研究

将采卤盐矿的老溶腔改建为储气腔体是西气东输储气库建设的重要组成部分,其中老腔改造工程技术则是建库的关键。根据储气库建库的要求与标准,对老腔改建储气库方案进行了分析与评估,并确定了最优方案,同时对方案中的长井段套管套铣工艺、腔体密封性检测方法等关键技术进行了实际应用,取得了较好效果。将采卤溶腔改建为储气库,大大加快了地下储气库的建设,减少了建库投资。     

盐穴储气库技术现状及发展方向

总结国内外盐穴储气库建设技术发展趋势,认为国外的丛式井布井方法、大井眼井身结构与大排量造腔、卤水回注地下等技术手段值得借鉴。同时国内盐穴储气库建设仍面临优质库址资源少、造腔周期长、腔体有效利用率低等难题。为破解这一系列难题,在开展市场化运作模式探索的同时,更需要加大核心技术攻关,加强建库地质评价、钻完井工程、造腔设计与控制、复杂连通老腔利用、扩大储气空间等多个方面核心技术的研究,大幅度提高储气库建库效率,促进我国盐穴储气库可持续发展。