“一趟钻”关键工具技术现状及发展展望

"一趟钻"钻井技术是实现非常规油气资源高效开发和钻井全面提速的重要技术手段。根据国内外"一趟钻"技术研究及应用情况,分析了非常规油气水平井实施"一趟钻"的技术难点,对旋转导向系统、高效钻头、长寿命螺杆、MWD供电技术和变径稳定器等关键工具技术现状进行了详细介绍。结合国内外技术差距和国内现场应用中存在的问题,提出了国内非常规油气水平井"一趟钻"关键工具今后的发展建议:加快国产旋转导向钻井系统的技术攻关、提升高效钻头等国产工具性能、优化工具适用性等,以便促进我国"一趟钻"关键工具配套水平和"一趟钻"钻井技术在国内的进一步推广应用。     

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。      

侧钻井配套技术在庙C25-15井的应用

庙C25-15井是长城钻探公司在冀东油田完成的一口侧钻井。在该井施工中,通过应用长城钻探具有自主知识产权的侧钻井开窗、扩孔和完井等综合配套技术,较好地解决了老爷庙区块侧钻井普遍存在的环空间隙小、水泥环薄、尾管难以居中和固井质量差的问题,顺利地完成了庙C25-15井的侧钻施工任务。该井的成功钻成为冀东油田规模推广侧钻井打下了良好的基础。     

提高水平井钻井速度的认识与实践

2007年，新疆油田针对建产快的水平井开展了一系列提高钻井速度的技术攻关，通过优化井身结构，强化钻井参数，实施“一趟钻”工程和集成成熟技术、细化钻井工艺、技术综合配套的科学打井模式，加强各工序间的衔接和设备管理，使提速取得了突出进展。近两年，水平井的钻井数量和总进尺增加三分之一以上，平均机械钻速提高约30％，为油田增储上产和钻井技术的进步做出了贡献。     

提高GL区块水平井钻井施工效率配套技术

针对GL区块致密油水平井施工大井眼造斜行程钻速低、施工事故复杂多和摩阻扭矩的难题,进行了井身结构优化、造斜段"一趟钻"快捷施工、降低施工摩阻技术和旋转导向钻井技术等技术的应用。共施工25口井,机械钻速提高34.78%,钻井周期缩短7.9d,提速提效效果显著。     

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。      

泸州区块深层页岩气水平井优快钻井技术

泸州区块深层页岩气储层龙马溪组页岩埋藏深、温度高,钻井过程中面临井漏频发、难钻地层机械钻速低、旋转导向仪器高温下的故障率高和钻井周期长等技术难点。为此,在分析钻遇地层特征和钻井技术难点的基础上,进行了井身结构和井眼轨道优化、高效钻头优选、堵漏技术措施优化、油基钻井液地面降温技术和欠平衡钻井技术研究,形成了泸州区块深层页岩气水平井优快钻井技术。该技术在泸州区块34口页岩气水平井进行了应用,应用井平均完钻井深5 760 m,平均水平段长1 890 m,平均机械钻速由5.61 m/h提高至7.03 m/h,创造了造斜段+水平段一趟钻完钻、单趟钻进尺2 330 m等纪录。泸州区块深层页岩气水平井优快钻井技术支撑了该区块深层页岩气安全钻井和钻井提速提效,对其他地区深层页岩气水平井钻井提速具有一定的借鉴价值。      

南堡23—平2009井精细控压钻井技术

南堡2号构造潜山奥陶系储层属于典型的压力敏感储层,密度窗口窄,钻井过程存在喷漏同存,井漏严重,难以钻达设计完钻井深等难点。针对这一难题冀东油田首次引进精细控压钻井技术,在奥陶系潜山成功应用该技术,解决了裂缝性油藏"窄密度窗口"问题。文章介绍了南堡2号构造奥陶系钻井难点、精细控压钻井系统组成及工作原理、实施技术及在南堡23-平2009井的应用情况。该技术的成功应用,为开发南堡潜山裂缝性油藏提供了技术借鉴、积累了宝贵的实践经验。     

“一趟钻”快速钻井技术在鲁克沁稠油油藏中的应用

鲁克沁稠油油藏油层深、盐膏层发育,对井身质量要求高,原有的钻井工艺起下钻频繁,钻井时效低。在调研前期大量现场施工的基础上,分析了钻井井史资料,研究了提速配套技术,通过改变提速技术方案,设计优选了高效PDC钻头、高效井下动力钻具及采用优质配套的钻井液等措施,最终实现了二开“一趟钻”的目标。“一趟钻”快速钻井技术大幅度提高了鲁克沁稠油油藏的钻井速度,降低了钻井成本,有效地保护了油气层,为油田增储上产起到了较大的推动作用。     

单趟钻三筒取心技术在涠洲11-1N油田的应用

海洋石油钻井成本高昂,在钻井取心作业中,取心进尺作业时间短,起下钻占了大部分时间,为了节约成本,提高时效,采用先进的Yb-8100型取心工具,设计了有3个取心筒配3个扶正器的钻具组合,在南海西部涠洲11-1N油田进行了首次单趟钻三筒取心作业,连续取心24.74m,收获率达99.99%。单趟钻三筒取心是取心技术的一次大胆尝试,它的成功实施可以直接节省两趟起下钻时间,实现高效经济取心作业,更为今后单趟钻三筒取心甚至更多筒取心技术的推广和应用积累了宝贵的作业经验。     

冀东油田:井壁修整添利器

<正>8月29日,冀东油田首次在南堡203X22井应用井壁修整工具修复井段井眼,完井通井无阻卡现象,6趟电缆测井均实现一次成功,标志着试验成功。井壁修整工具是一种清除井下小台阶、清洁实钻井眼,确保起下钻、电测、下套管等作业安全顺利的随钻修整工具,由冀东油田自主研发。为保障修复工具的试验效果,冀东油田优选南堡203X22井作为井壁修整工具试验井,提前组织有关单位和人员进行现场技     

海上油田一趟钻套管开窗技术

针对常规开窗工具串难以通过狗腿度较大井段、锥式磨鞋易偏离导斜面、斜向器和磨鞋需要两趟钻送入等技术难点,研制了通过节流压差坐挂的斜向器及与其配套的次级磨鞋、挠性短节、开窗磨鞋等工具,形成了可一趟钻套管开窗钻具组合,该钻具组合实现了斜向器送入、坐挂及开窗作业。将一趟钻套管开窗作业分为5个阶段,推荐了相应阶段的磨铣参数,并制定了处理作业过程中复杂情况的技术措施,形成了较为完善的一趟钻套管开窗技术。渤海油田203口井应用一趟钻套管开窗技术进行了套管开窗,开窗成功率100%,平均开窗周期10.5 h,平均修窗周期2.6 h,与应用两趟钻开窗技术的井相比,开窗时间平均缩短2.4 h,提效22.8%。现场应用表明,一趟钻套管开窗技术能够提高开窗效率、降低钻井成本,可为海上油田稳产和提高采出程度提供技术支持。     

快速钻井概述

钻井方法从顿钻法．旋转钻法（它分为转盘钻法和井底动力钻法、顶驱钻法）、射流钻法发展到复合钻法、激光钻法等新的方法。如复合钻井法是将顿钻法．转盘钻法、顶驱钻井法和井底动力钻法进行有机的复合．根据钻井情况,作业特点和工艺技术要求．交替选择两种钻井方法复合进行工作．以此来提高钻井速度,减少事故的发生,降低钻井成本。现在油田应用的复合钻井技术有空气锤钻井技术．双驱复合钻井技术、旋冲钻井技术等。     

复杂断块油藏水平井钻井技术

冀东油田坚持"少井高效"的开发理念,根据复杂的地下情况,形成一系列水平井钻井技术.介绍了冀东油田水平井钻井的关键技术,根据水平井钻井中存在的井身结构优化设计、绕障、水平井井眼轨迹控制和地质导向技术、钻井油气层保护技术、水平井完井技术、小井眼侧钻水平井技术,并根据水平井钻井施工实践,分析了水平井钻井施工中遇到的技术难题,对复杂断块油田水平井开发和水平井钻井技术的发展有指导意义.     

空气锤钻井技术在哈深201井火成岩地层的应用

准噶尔盆地火成岩地层岩石坚硬、研磨性强、可钻性差,钻进过程中井斜问题突出、机械钻速低、钻井周期长,严重影响了火成岩目的层的勘探开发进程。首先分析了牙轮钻头气体钻井技术难点,通过开展火成岩岩石力学特性实验,分析空气锤破岩机理及其在火成岩中的适应性,结合KQC型空气锤主要结构、技术性能特点,提出空气锤钻井低钻压、低转速、高频率冲击的破岩方式,在实现山前带火成岩防斜打快的同时,能有效避免钻具磨损、疲劳断裂等情况发生。在准噶尔盆地哈深201井火成岩中进行了现场应用,在保证井斜始终控制在2°以内情况下,平均机械钻速和单趟钻进尺较牙轮钻头气体钻井同比分别提高了2.45倍和6.42倍以上,哈山区块?444.5 mm井眼单趟钻机械钻速14.29 m/h,?311.2 mm井眼单趟钻进尺470.62 m,取得了显著的防斜打快应用效果,为今后火成岩地层优快钻井探索出了一种有效的技术手段。     

旋转导向钻井技术在昌吉油田JHW007水平井中的应用

JHW007井是2013年新疆昌吉油田吉木萨尔井区部署的一口目的层为芦草沟组致密油藏的先导试验水平井,设计井深4 593 m。通过优化井身结构、优选PDC钻头、优化轨迹控制技术和钻具组合、使用先进的旋转导向系统等技术措施,该井顺利完钻,在造斜段采用三维绕障轨迹控制技术两趟钻完成施工;三开水平段使用旋转导向钻井系统,使水平段一趟钻完成;全井斜井段施工仅用21.77天完成,大大提高了该区块水平井的机械钻速。     

套管钻井在得克萨斯南部成功实施

介绍了套管钻井工艺和设备 ,讨论了在得克萨斯南部Lobo油田采用套管钻井技术实施开发井的情况。采用套管钻井减少了起下钻、井眼养护、下套管等非钻进时间。套管钻井还解决了一直困扰Lobo油田常规钻井的卡钻、井漏等难题。资料分析表明 ,与常规钻井相比套管钻井能够节约 8%～ 33%的钻井时间 ,为提高钻井效率、降低钻井成本开辟了一条全新的途径     

钻井提速工具经济性预测评价方法

目前常用的提速工具经济性评价方法都是在钻后进行评价,不能为特定井段优选提速工具提供依据,为此,以单位进尺成本为准则,提出了一种钻井提速工具经济性评价新方法。该方法首先结合提速工具性能指标进行钻前预测,然后利用提速工具第一趟钻的实钻参数,对后面几趟钻的经济性进行随钻预测,并根据单位进尺成本预测最后一趟钻应用提速工具的经济性,完钻后计算应用提速工具井段的钻井总费用,并与邻井未应用提速工具相同井段的钻井总费用进行对比,以确定提速工具的经济性。实例验证及研究结果表明,钻井提速工具经济评价新方法可指导特定井段提速工具的优选和快速及时地预测提速工具的经济性。      

元坝103-1H井超深井钻井配套技术

四川元坝地区天然气资源丰富,但储层埋藏深、岩石硬度大、岩石可钻性差,导致机械钻速低、钻井周期长,制约了该区块的开发进度。为此元坝103-1H井优选现有提速方法,采用新钻井技术:一开泡沫钻配合干法固井;二开空气钻提前转为泥浆钻的条件下优选钻头,为该区块二开安全、快速钻井开辟了新思路;三开采用"NEWDRILL+孕镶/PDC钻头"新技术,机械钻速是该区块同类井的2.30倍;四开采用"NEW-DRILL+PDC钻头"新技术,为该项技术在Φ241.3 mm井眼的首次应用;五开优化侧钻钻具组合、优选侧钻方向,一趟钻侧钻成功。该井钻井周期提前62.89天,提速提效效果显著,其配套钻井技术可为其他井提供借鉴。     

精细控压钻井首次商业应用见奇效——川庆钻探公司自主研发的精细控压钻井系统创造钻遇裂缝“零漏失”、“零复杂”新纪录

2011年10月21日,冀东油田南堡23-平2009井采用川庆钻探公司钻采工程技术研究院自主研发的精细控压钻井系统钻至井深5452m顺利完钻,在五开潜山目的层首次实现了钻遇裂缝显示层零漏失和零复杂的目标,成功解决了潜山窄密度窗口钻进难的技术问题。我国自主研发的精细控压装备和技术首次商业应用取得成功。