高密井网钻井防碰绕障技术研究——以准噶尔盆地陆梁油田LUD8173井为例

随着油气田开发程度的不断提高,老油田部署井网越来越密,在高密度的井网条件下,定向井和水平井钻进过程中防碰问题显得日益突出,采取有效的防碰技术是钻井施工成败的关键。LUD8173井是准噶尔盆地陆梁油田一口典型多井防碰绕障定向井,该井邻井数量多达十几口,防碰最近距离12.64m,靶前位移51.37m,防碰绕障难度大,施工风险高。对防碰邻井资料进行分析、模拟防碰数据、找出防碰技术难点和重点,优选出最佳防碰绕障方案、优化井眼轨迹设计、优选钻具组合和配合导向钻进技术,使得该井绕障顺利成功,井眼轨迹平滑,精确入靶,靶前距离50.03m,与实际相差0.15m。该井绕障成功,为相同类型绕障井防碰问题具有一定的借鉴作用。     

悬空侧钻技术在井眼防碰中的应用

井眼防碰是海上丛式井平台钻井一个无法绕过的课题,钻井过程中出现疑似井眼防碰征兆,通常的做法是珠水泥塞回填井眼,重新侧钻新井眼,起钻注水泥塞的过程耗时长,一定程度增加了钻井成本,本文主要介绍在井眼出现疑似井眼碰撞征兆后,通过浅层悬空侧钻技术实现了安全、高效的防碰绕障过程,分析技术难点和应对措施。     

G0-7三维水平井井组工厂化钻井工艺

G0-7三维水平井组部署在长庆油田苏里格气田东南部,由1口直井、2口定向井、2口常规水平井、4口三维水平井组成,采用工厂化钻井作业"一字型"施工模式,3部钻机同时施工,每部钻机施工1口常规井和2口水平井。针对丛式井组施工难点,从防碰绕障、井身剖面优化、井眼轨迹控制、降摩减阻等方面制定一系列措施,形成"预分法"井眼防碰绕障、三维井剖面优化、三维井井眼轨迹控制及CQ-SP2钻井液体系等特色技术。该丛式井组水平井平均机械钻速达9.68 m/h,同比提高18.19%,平均钻井周期为55.67 d,比原有模式施工周期缩短8.82%。该井组工厂化作业顺利完成为长庆油田部署三维水平井井组工厂化作业提供了有力技术支撑。     

全姿态随钻陀螺测斜技术

全姿态随钻陀螺测斜技术克服了传统MWD/无线随钻陀螺测斜仪(GWD)技术的局限性,可有效减少井眼轨迹控制的不确定性,降低钻井施工风险,非常适合于大斜度套管开窗井导斜器定向、丛式井或加密井防碰绕障、救援井及提高向东或向西的大斜度井测量精度。介绍了传统MWD/GWD技术的缺陷和全姿态GWD的结构、性能和测量要点。美国得克萨斯州Lake Worth某油田的3口水平井应用结果表明,全姿态GWD数据与连续陀螺测斜仪数据吻合,全姿态GWD数据可信度高。建议加大随钻陀螺测斜技术的研发力度,以提升我国的定向钻井技术水平,为复杂井定向施工提供先进的技术支持。     

三维井眼轨迹地质导向软件的开发与应用

为了避免丛式井、分支井、定向井(水平井)等复杂井在井眼轨迹设计过程中与其周边邻井井眼轨迹相碰,便于新井眼钻进过程中与设计井眼轨迹实时对比,指导实钻井眼轨迹在储集层内最优化穿行,通过利用井位坐标和井眼轨迹数据建立井眼轨迹三维空间分布模型,依据该模型原理设计开发三维井眼轨迹地质导向软件,实现了以正钻井井眼轨迹坐标为中心,自动绘制出正钻井实时井眼轨迹和设计井眼轨迹,由于同时可将该井周边的多口邻井井眼轨迹导入到该坐标系中,从而在设计上解决了多井眼之间防碰问题,在实际钻进过程中依据提供的井眼轨迹三维空间分布模型,可更好地展现地质导向的实时应用效果。该软件在Y 12-P水平井与LP 3丛式井的应用表明,三维井眼轨迹地质导向软件应用效果突出。     

长庆马岭油田水平井钻井防碰绕障技术

长庆油田水平井在老油田部署较多，受施工地形条件和周围邻井限制，钻进过程防碰问题特别突出，采取有效的防 碰技术是决定水平井施工的成败。马岭油田是长庆油田公司20 世纪70 年代开发的老油田，南平1 井为马岭油田防碰绕障的 典型水平井，为保证施工质量和安全，对防碰资料进行了分析，找出防碰绕障的难点及重点，在施工前进行了相关模拟防碰数据 预算，优选出最佳防碰绕障方案。根据方案选择适当的钻头、钻具和工具仪器进行施工，按防碰绕障方案有效控制轨迹。使用 该防碰技术后，该井井眼防碰绕障非常成功，而且井眼轨迹平滑，做到了精准入窗，保证了后续施工顺利进行，提高了钻井速度。该技术在长庆马岭油田水平井推广应用效果明显。     

杜84-兴H73井多井防碰绕障技术与施工

曙1区杜84-H73水平井由于受邻井的限制，施工难度很大，为此利用MWD随钻监测井眼轨迹，施工中通过变换钻具组合、调整钻进方式、改变钻进参数及防碰绕障等技术和方法准确有效地控制井眼轨迹，达到钻井目的。该井钻进过程中及完钻后各项指标均达到了设计要求，对相关现场施工具有一定的借鉴性。     

邻井随钻电磁测距防碰计算方法研究

为了解决丛式井邻井井眼防碰问题,对邻井随钻电磁测距防碰计算方法进行了初步研究。在了解邻井随钻电磁测距防碰工具结构与工作原理的基础上,将磁源看作磁偶极子,利用磁偶极子法分析了磁源周围磁场的分布规律,建立了邻井套管磁化磁场计算模型和探管处磁感应强度计算模型,确立了丛式井邻井随钻电磁测距防碰计算方法,并利用数值模拟方法分析了探管内磁源间距、磁源磁矩和套管相对磁导率等参数对探管处磁感应强度的影响。探管处磁感应强度与磁源间距、磁源磁矩、套管相对磁导率和直径等参数呈正相关,合理设计工具的关键参数,可以增强探管处的磁感应强度,提高工具测量的准确性。研究结果表明,邻井随钻电磁测距防碰工具应用确立的邻井随钻电磁测距防碰计算方法,实时测量计算正钻井与邻井的间距和方位,基本可以满足丛式井导向钻井工程需求,这对丛式井邻井随钻电磁防碰技术的发展具有非常重要的现实意义。      

丛式井防碰技术在金县1-1油田的应用

针对金县1-1油田油藏呈条带状分布、开发层位相近,断层众多、井眼轨迹受限,滚动开发、靶点调整频繁,槽口众多、隔水管锤入偏斜,浅部地层松软、造斜难度大等定向井作业难题,综合实施槽口优选和钻井顺序优化、防碰设计精细化、井眼轨迹控制、操作规范化等关键技术措施,形成了一套系统的丛式井防碰技术。该技术在金县1-1油田48口丛式井防碰绕障作业中取得了成功应用,并已推广到辽东湾地区丛式井钻完井作业中,有效保证了钻完井作业的顺利进行,对今后海上其他地区丛式井防碰作业具有借鉴意义。     

冀东油田人工岛丛式井钻井防碰技术

冀东油田人工岛丛式井井网密度大,钻进中易发生井下碰撞问题,为解决该问题,研究了防碰技术。通过分析冀东油田人工岛丛式井的钻井技术难点,提出了针对性技术措施:正钻井碰撞高风险井段使用牙轮钻头;应用低刚性钻具组合,使井下钻具获得更大的挠度变形空间;进行随钻MWD磁场强度监测,根据磁场强度异常值判断正钻井与邻井套管的距离,预警碰撞风险,指导正钻井防碰。综合这些技术措施形成的冀东油田人工岛丛式井钻井防碰技术,在冀东3号人工岛丛式井组进行了应用,降低了钻进中发生井下碰撞的概率,表明该技术是防止正钻井与邻井套管碰撞的有效技术,可为冀东油田人工岛加密钻井提供安全保障。      

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.      

涪陵页岩气田二期水平井钻井防碰绕障技术

涪陵页岩气田二期处于油藏边缘地带，地层倾角大、断层多。由于储层埋藏深，设计直井段长，防斜打直问题突出；为提高采收率并降低钻探成本，二期工程继续采用井工厂模式开发，但与一期相比，平台布井数量增加，井口距离小，防碰绕障难题亟待解决。以焦页81-1HF井为例，撰写了现场水平井防碰施工注意事项；结合同平台井组井史资料，优化设计了焦页81-1HF井身剖面；模拟邻井防碰数据，确定了防碰重点井位、井段，制定了防碰技术方案及定向施工措施，优选钻头、钻具组合，避免邻井防碰，降低作业风险。现场应用表明，同平台7口水平井防碰绕障成功，井眼轨迹光滑，准确中靶，为下套管及固井施工奠定了基础，为涪陵二期丛式水平井防碰绕障施工提供了借鉴。     

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。     

B国Syl气田Syl25井钻井液技术

B国Syl气田地质结构复杂，在已布的21口井中，钻井过程中卡钻9口井，报废7口井，出现各种复杂23次。为了能够更好地开发Syl气田，B国国家天然气田有限公司与中石化合作，在Syl气田布井4口，Syl25井是合作的第一口井。Syl25井设计井深3 200 m，实际完钻井深3 560 m。通过室内试验模拟，优选不同体系以应对不同开次地层。施工过程中，通过适当提高膨润土含量和抑制能力，避免粉砂岩钻进振动筛大量跑浆问题；保持良好的流型冲刷井壁，并辅以工程划眼，克服了Syl区块砂岩段的瞬间小井眼问题；选用胺基聚醇钻井液体系应对Syl区块四开井段井壁稳定问题。在设计基础上，配合钻井、地质加深钻进至3 560 m，钻探开发了3 200~3 560 m井段，该井段是B国钻井史上从未钻探地层，获得了该井段地质岩性资料，并在该井段额外发现7套高产气层，完钻测试收获日产量为6.4×105 m3/d的工业气流。      

陆架坡折带PY气田珠江组泥岩盖层特征及对储层含油气性的影响因素研究

PY气田位于珠江口盆地番禺低隆起白云凹陷北坡陆架坡折带上,特殊的沉积环境导致珠江组T05储层上覆一套高速度高密度的泥岩盖层.该气田已钻探的6口井钻后正演研究表明:PY1井、PY5井、PY6井的气层顶AVO响应特征为第4类,此认识与常规认识不同(以往研究结论认为,气层顶AVO响应特征多为第3类).为探究泥岩盖层对储层含气...     

哥伦比亚Matambo区块深井钻井关键技术

哥伦比亚Matambo区块油藏埋深约5 000.00 m,具有地层倾角大、多套压力系统、地应力高、多断层破碎带、多层大段泥岩、巨厚砾石层及异常高压地层等特点,6口深井在钻井过程中频繁发生井塌、阻卡和井漏等井下故障,导致钻井速度慢、钻井周期长。为提高该区块油气勘探开发效益,在充分分析该区块地质情况和总结已完钻井施工经验的基础上,从井身结构优化、井眼轨道设计与轨迹控制、多参数随钻监测与分析、固井工艺优化及钻井液体系优选等方面进行了技术攻关,形成了适合该区块的深井钻井关键技术,并在G10ST5井进行了现场试验。G105ST5井顺利钻至设计井深,井身质量和固井质量满足设计要求,与该区块其他6口深井相比,钻井周期缩短了20.7 d,平均机械钻速由3.00 m/h提高到7.00 m/h,井下故障损失时间在钻井周期中的占比由原来的15%~30%降至7%,钻井综合成本降低近45%。现场试验结果表明,Matambo区块深井钻井关键技术能够满足深井钻井提速提效的要求,也为其他类似区块复杂深井的优快钻井提供了技术借鉴。      

顺北56X特深水平井钻井关键技术

顺北56X井是部署在顺北V号条带的超深重点风险预探井,钻井过程中面临二叠系和志留系易漏失、奥陶系破碎地层井壁稳定性差、奥陶系桑塔木组易井斜、井眼轨迹控制难和储层钻遇裂缝带气侵等技术难点。为此,针对二叠系、志留系和奥陶系的地质特征,选用防漏堵漏钻井液和高温强封堵油基钻井液,并制定相应维护处理措施,有效预防了二叠系和志留系的漏失,保障了奥陶系的井壁稳定;应用“大扭矩螺杆+垂直钻井系统”防斜打快技术,实现了直井段的防斜打快;通过优化井眼轨道、采用工具面快速调控工艺、配套高温随钻测量技术和制定井眼轨迹技术方案,使该井井眼轨迹与井眼轨道符合度高,实现准确中靶;利用“微过平衡密度+简易控压”钻井技术,解决了储层钻遇裂缝带气侵的问题。顺北56X井钻井过程中未出现井控风险,准确中靶,顺利钻至井深9 300.00 m（垂深8 087.94 m）完钻,成为我国目前最深的水平井,同时也是目前亚洲陆上最深的水平井。该井安全成井,表明我国具备了钻特深水平井的能力,可为中国石化“深地一号”工程顺北特深层油气藏勘探开发提供技术支撑。     

垦东12区块4号岛丛式井钻井技术

胜利新滩油田垦东12区块4号岛是一海油陆采大位移丛式井组,地层复杂、防碰绕障井多、轨迹控制要求高,整体施工难度大。针对以上施工技术难点,采用了浅层大井眼定向、井身轨迹控制、防碰绕障、钻井液体系优选等关键性技术措施,20口井全部达到设计要求,斜井段一次定向成功,中靶率100%,取得了较好效果,为以后通过大位移丛式井组整体开发滩海油藏积累了经验。     

顺北油气田鹰1井超深井段钻井液关键技术

鹰1井是顺北油气田的一口超深重点风险预探井,设计井深9 016.85 m（垂深8 603.00 m）。该井超深井段志留系柯坪塔格组与奥陶系桑塔木组等硬脆性泥岩地层、志留系裂缝性地层和奥陶系破碎性地层,在钻进过程中易出现井眼失稳、井漏、坍塌掉块等井下故障。为此,通过室内试验研究,分析了该井超深井段硬脆性泥岩地层井眼失稳机理、强压力敏感性裂缝性地层漏失原因及破碎性碳酸盐岩地层井眼失稳原因,应用“多元协同”井壁稳定基本理论,构建了SMHP–1强抑制强封堵钻井液,并制定了针对性强的防塌防漏技术措施。该井顺利钻穿大段硬脆性泥岩、裂缝性地层和破碎性地层,未发生井眼失稳及钻井液漏失,顺利钻至井深8 588.00 m完钻,创亚洲陆上井深最深纪录。现场应用表明,SMHP–1强抑制强封堵钻井液能够解决深部地层大段泥岩及破碎性地层的井眼失稳与漏失难题,为国内外深井超深井安全钻进提供了技术借鉴。