三翼PDC钻头在小井眼钻井中的应用

小井眼钻井技术在油田钻井开发过程中得到了越来越广泛的应用,但水力能力低、钻头选型受到限制等因素,严重制约了小井眼钻井速度的提高。在小井眼PDC钻头技术的基础上,针对小井眼钻井的难点,对比分析多翼PDC钻头的结构特点,优化钻头结构,研制出了三翼PDC钻头,在现场进行了应用。应用表明,Φ152.4 mm井眼中机械钻速提高了1倍以上,Φ165.1 mm井眼中机械钻速提高了20%以上;定向井(水平井)中在定向造斜、轨迹控制方面满足了施工和设计要求,取得了较好的应用效果。     

扭力冲击器在宋深9H侧钻小井眼水平井中的应用

为提高庆深气田侧钻小井眼水平井钻井速度,缩短钻井周期,开展了扭力冲击器配常规导向动力钻具提速技术的研究与应用。首先,重点分析新钻具组合强度是否满足钻进需求,从而防止应力集中造成钻具疲劳破坏;其次,利用扭力冲击器泵压-排量回推公式,优化钻井参数;最后,按照钻具允许的弯曲半径必须小于井眼/套管实际弯曲半径的原则,分析了Ф215.9 mm和Ф152.4 mm钻具组合通过能力,从而实现了钻具安全下入,形成了庆深气田扭力冲击器小井眼水平井提速技术,并在宋深9H井成功实施,为加快深层砂砾岩气藏的勘探开发提供了新的技术手段。     

庆深气田致密砂砾岩气藏小井眼水平井钻井技术

为提高大庆油田深层致密砂砾岩气藏的勘探开发效益,缩短钻井周期,降低钻井成本,开展了小井眼水平井钻井技术研究。首先,按照套管允许的弯曲半径必须小于井眼实际弯曲半径的原则,在分析φ215.9 mm弯曲井眼安全下入φ177.8 mm技术套管和φ152.4 mm钻具组合通过φ177.8 mm技术套管能力的基础上,对井身结构进行了优化;其次,考虑到目的层可能提前或滞后的情况,利用探气顶稳斜角公式计算了不同厚度储层的稳斜角,同时考虑造斜井眼尺寸以及实际地层造斜能力,对井眼轨道进行了优化;最后,根据钻遇地层的特点,对钻头进行了选型,设计了钻具组合,优选了钻井参数,最终形成了庆深气田致密砂砾岩气藏小井眼水平井钻井技术。该技术在徐深平3X井成功实施,钻井周期与常规水平井相比缩短了32.83%。这表明,该技术可为深层砂砾岩气藏的勘探开发提供新的技术手段。      

小井眼钻井技术在页岩气井的实践与认识

随着南川页岩气田的持续开发，井位部署逐步向地质构造复杂区拓展，钻井难度及降本压力也在逐渐增大。以JY20XHF井为例，该井前期由于二开钻遇志留系小河坝组裂缝发育地层，与目的层龙马溪组处于同一裸眼井段，存在“上漏下垮”现象。为实现该井高效完井，应用尾管封隔上部易漏层，采用?152.4 mm(6 in)小井眼钻进目的层。而小井眼钻井存在环空间隙小、井下压力波动大、井眼携砂困难、定向工具面不稳及固井难度大等施工难题，为此开展了小井眼水力参数、轨道设计、高效钻头、钻具组合、防漏堵漏、固井工艺等相关技术的优化与实践。现场应用表明，JY20XHF井?152.4 mm(6 in)小井眼造斜段和水平段施工周期较设计周期节约24.1%,目的层钻遇率达到95%。JY20XHF井小井眼钻井的成功实施，为渝东南常压页岩气水平井小井眼钻井积累了宝贵的经验，同时对后期该地区页岩气水平井井身结构瘦身优化提出了2套方案，可进一步开展工具优选与参数工作，以实现提速降本的目标。     

φ104.8mm小井眼水平井钻井技术在卡塔尔的应用

详细探讨了 10 4.8mm小井眼水平井的施工难点 ,介绍了其钻井施工工艺及可采取的技术措施。以 DK-30 2 A井为例 ,详细介绍了工程设计、现场施工情况 ,对 10 4.8mm小井眼水平井钻井技术作了进一步的阐述。与常规小井眼水平井相比 ,10 4.8mm小井眼水平井钻井技术可以大幅度提高机械钻速 ,缩短建井周期 ,经济效益非常显著。     

外围油田小井眼开发井钻进参数优选技术

针对开发井小井眼钻井的特点,通过现场试验建立了单因素钻速方程;以小井眼钻井作为动态系统,建立了机械钻速和钻头磨损理论模型;应用多目标优化理论,对小井眼 井参数进行优化设计。经验证,符合率达９０％,平均机械钻速达到或超过同区块常规井的水平。目前,此项技术已在大庆油田小井眼钻井中推广应用。     

天东012-H1井长水平段安全快速钻井技术

针对川东地区石炭系气井深井小井眼长水平段钻井难点,在该井采用斯伦贝谢斜地质导向技术,加强随钻测量保证井眼轨迹;加强短起下拉刮井壁,多划眼,强化钻井液流变性和润滑性能,精心操作防卡;实施油气层保护技术防止储层伤害;优化钻头选择,强化钻井参数,提高机械钻速;尽量采用倒装钻具,并实施一趟钻钻井技术,尽量实施复合钻进避免起钻等措施,8d内完成水平进尺470m,平均机械钻速达5．19m／h,创造了川东地区深井小井眼水平段快速钻井新记录。     

冀东油田浅层小井眼侧钻水平井钻井完井关键技术

为解决冀东油田浅层?139.7 mm套管开窗侧钻水平井存在的钻井泵压高、机械钻速低、油水层封隔效果差、油井投产后含水上升快等问题,选用了可以降低钻井泵压的?79.4 mm非标钻杆,试用了能给钻头柔性加压的小尺寸水力加压提速工具,选用了?95.3 mm非标套管、采用了膨胀悬挂尾管筛管顶部注水泥完井技术,并制定了提高侧钻小井眼固井质量的技术措施,形成了适用于冀东油田浅层小井眼侧钻水平井的钻井完井关键技术。该技术在冀东油田5口浅层高含水油藏侧钻水平井进行了应用,与未应用该技术的邻井相比,试验井泵压得到了有效控制,机械钻速提高了24.6%,钻井周期缩短了14.1%,同时解决了小井眼窄间隙井眼封隔差的问题,实现了对水平段水层的封隔和侧钻窗口处的密封,避免了对后期采油生产的影响。试验结果表明,冀东油田浅层小井眼侧钻水平井钻井完井关键技术能够提高小井眼侧钻水平井的机械钻速、缩短钻井周期和有效分隔油水层,提速提效效果显著,具有较好的推广应用价值。      

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。      

小井眼水力脉冲射流提速研究及应用

在深井中采用小井眼钻井技术可以有效降低钻井成本,但也面临着机械钻速低以及水力参数设计困难等问题。为此,将脉冲射流钻井技术与小井眼钻井技术相结合,设计了小井眼水力脉冲射流发生器。通过数值模拟和试验分析了小井眼水力脉冲射流发生器的压耗、脉冲射流频率随排量变化的关系,同时对小井眼水力脉冲工具进行了现场试验。试验结果表明,与采用常规钻井方式的邻井相比,在钻进参数变化不大的情况下,水力脉冲射流钻井方式的机械钻速提高了15%~30%,并且钻井过程中各参数稳定,没有发生井下异常,钻具起出后,小井眼水力脉冲发生器和钻头结构完好,钻头新度在80%以上,可以继续使用。     

长庆气田小井眼钻井液技术研究与应用

为解决长庆气田小井眼施工中存在的井漏、地层自呼吸、井壁失稳、携岩困难、电测成功率低等问题,从水力参数、岩屑清除和钻井液体系入手,在兼顾降低循环压耗和提高环空净化能力的同时,设定合理的泵排量,以此预防井漏、避免地层自呼吸现象;从新的实验评价方法入手,结合小井眼钻井液施工特点,优选出复合抑制剂CQFY作为主抑制剂、天然高分子降滤失剂NAT20作为降滤失剂、无荧光白沥青NFA-25作为封堵剂,确定钻井液体系配方。2018年至今施工的φ165.1 mm井眼和φ152.4 mm井眼均使用了该技术。现场应用表明,该技术可有效保证井壁稳定,井径规则,并可预防井漏,避免地层自呼吸现象,提高了钻速,电测成功率高。完成φ165.1 mm井眼235口井,电测成功率为84.7%,φ152.4 mm井眼7口,电测成功率为100%,取得了较好的应用效果。      

国内外小井眼井钻采技术的发展现状

采用小井眼井大幅度地降低低渗透、特低渗透气田的开发成本,来提高我国该类气田的开发经济效益显得十分紧迫和非常必要。为此,在调研国内外相关小井眼井钻采技术的基础上,介绍了国内外小井眼井钻采技术的发展现状：包括国外小井眼井钻完井技术和井下工具的配套,小井眼井排水采气及增产改造等技术的现场应用效果;国内小井眼井钻井技术,小井眼井增产改造和配套工艺研究及现场应用效果;国外小井眼井的井下工具已基本配套,而国内井下工具仍需进一步配套完善。进一步提出了结合国内小井眼井钻采技术现状,尽快开展后续工艺和井下工具的配套研究,建议中国石油天然气集团公司在长庆苏里格等气区划出试验区块,开展小井眼井系列技术的现场试验,以促进小井眼井技术的整体配套和完善。     

大牛地气田盒1气藏水平井开发工程技术与实践

针对大牛地盒1气藏水平井钻井周期较长、单井产量低且不能长期稳产的工程技术难点,开展了水平井钻采工程技术研究。对已钻水平井井身结构、钻井液、压裂施工参数及工艺和排水采气工艺进行分析发现,井身结构、压裂施工参数和泡沫性能是制约开发的主要因素,针对性地对φ152.4 mm井眼、多级管外封隔器分段压裂和泡排试验进行了研究,形成了以φ152.4 mm井眼三开井身结构、复合钻井和防塌钻井液为主的优快钻井技术,钻井周期缩短7.79%;建立了适合盒1气藏储层特征的水平井压裂工艺技术,施工成功率98.5%,压后平均单井无阻流量是直井的4.9倍;建立了临界携液模型,试验了速度管排水采气技术,生产时率提高了8.49%。应用结果表明,φ152.4 mm井眼和复合钻井可实现钻井提速,多级管外封隔器分段压裂是盒1气藏建产的有效方式,泡沫排水采气技术可确保气田稳产。      

元坝气田超深酸性气藏钻完井关键技术

四川盆地元坝气田是近年来中石化发现的一个大型气田,是继普光气田之后天然气增储上产的又一个重点探区。元坝气田超深酸性气藏地质构造复杂,储层埋藏深,钻遇地层复杂,特别是陆相深部地层,属于高研磨性地层,机械钻速慢,钻井周期长。为此,经过多年的钻井实践和技术攻关,引进新工具、新技术,研制专用钻头,优化钻井设计,形成了针对该气藏的6项钻完井关键技术:(1)保证提速、安全完井作业的井身结构优化技术;(2)陆相上部地层气体钻井、陆相深部高研磨地层钻井提效技术体系;(3)气液转换、超深大斜度井及水平井润滑减阻、井壁稳定控制及防酸性气体污染技术等钻井液配套技术;(4)气体介质条件下固井、深井长封固段固井及超高压小间隙固井技术系列;(5)完善了以测量仪器、动力钻具优选及钻具组合设计等水平井井眼轨迹控制技术;(6)适合该气藏衬管完井方式和完井管柱优选技术。现场应用效果表明,系列关键技术有效地解决了机械钻速慢的难题,大幅度缩短了作业周期,实现了7 000 m井深水平井的提速提效的目标。     

大庆外围三低油田小井眼开发井钻井动态系统的建立与应用

小井眼钻井是一项复杂的工艺过程，其影响因素很多，改变钻井某一条件即可改变钻井某一指标，有时也可能带来负面影响，在分析小井眼钻井系统特点的基础上，建立起小井眼钻井动态系统的钻速数学理论模型，模型的基本思想是根据常规井的经验，以常规钻井参数为基础，分析小井眼钻井与常规井的区别，只考虑发生变化的因素，文中给出了小井眼钻井钻速数学模型比例系数的计算方法，为大庆油田经济有效的小井眼钻井起到积极作用。     

松南地区火山岩水平井优快钻井技术

松南火山岩地层抗压强度高、研磨性强,裂缝、断层发育,导致水平井钻井过程中易漏、易坍塌,机械钻速低,周期长。为了进一步提高松南火山岩地层的水平井机械钻速、缩短钻井周期、降低钻井成本,以地层可钻性级值、三压力剖面和节点分析法为依据,采用钻头效益指数法和纵横弯曲梁理论及微单元力平衡分析法,通过软件模拟优选出KS1952SGR等高效PDC钻头,优化出φ152.4 mm小井眼三级井身结构、能够提高中靶成功率的“直—增—稳—增—平”井眼剖面、合适的靶前距及全井段复合钻井等优快钻井技术。该系列技术在松南地区5口火山岩水平井进行了现场应用,全井平均机械钻速提高了23.9%,平均钻井周期缩短了25.2%,取得了很好的应用效果。      

徐深气田深层气体钻井设计及对策

大庆油田徐深气田深层温度高，岩石可钻性极值高，常规钻井机械钻速低。从2005年开始进行了空气钻井科研攻关和现场试验研究，主要目的是利用气体钻井技术来探索提高泉头组以下地层的机械钻速。针对气体钻井过程中地层出水、出气、井斜、井壁剥落掉块和井壁坍塌等问题，提出在实施钻井前，进行邻井资料调研，确定技术套管封固井段，避免钻遇水层，在实钻过程中利用湿度监测来提高地层出水的综合判断能力；对于气体钻井井斜问题，可以通过优化钻具组合和钻井参数，降低钻压，控制机械钻速，加强实钻监测井斜来预防和控制。     

大庆油田气体钻井配套技术及应用

针对深部地层机械钻速慢、中浅层"三低"储层开发动用难等问题,大庆油田开展了气体钻井配套技术研究及实践。通过配套湿度和注气参数等监测装备、判别水层、计算地层出水量、优化钻具组合及钻井参数、采用"内喷外侵"气液转换工艺,解决了地层出水引起的复杂情况、易发生井斜、井壁失稳等问题,形成了一套适用于大庆油田深层泥页岩地层的气体钻井配套技术,实现了在泥页岩地层出水情况下安全钻进。大庆油田27口深井应用该配套技术后,钻井速度提高4倍以上,钻井周期缩短15 d以上;8口中浅井应用该配套技术,在不采取压裂增产措施的情况下,单井产量提高2 t/d以上。这表明气体钻井技术是深层提速及中浅储层保护可行的技术,为大庆油田加快勘探开发进程提供了新的技术手段。      

���С���۹̾������о�

川渝东部地区由于钻井地质情况复杂，钻井成本高，大部分井完井井身结构设计为Φ152.4 mm井眼下Φ127 mm套管固井完井。川渝东地区碳酸盐岩深部地层井眼扩大率较小，一般在2%～5%，实际井径一般在Φ152 mm～Φ158 mm以内，在Φ152.4 mm井眼下Φ127 mm套管环空间隙小，长期以来固井优质率一直徘徊在20%左右，层间封隔质量难以保证。较低的固井优质率难以保证完井作业中的酸化、压裂质量和油气生产作业。为此，文章认真分析了小井眼固井质量低的主要原因是环空间隙值较小。为提高小井眼固井质量，开展了提高小井眼井径扩大率研究，对于全面钻进井段开展双心钻头、取心井段采用扩眼器提高井径扩大率研究，使小井眼井径扩大率达到10%以上、实际井径达到165 mm以上，保证和提高了小井眼的固井质量，固井优质率达50%左右。