元坝124井超深井钻井关键技术

元坝地区地质因素复杂,存在陆相地层厚度大、砂泥岩互层频繁、可钻性差以及自流井组-须家河组地层超高压、压力窗口窄等特点,所钻井普遍存在溢流、井漏、垮塌等复杂和事故,机械钻速低,施工周期长。元坝124井是元坝地区的一口重点预探井,钻井过程中先后实践应用了气体钻井、控压钻井等多项新技术,创造了元坝区块钻井周期最短、机械钻速最高等多项记录。除了我国超深井自身气体钻井、控压钻井技术水平较以前有了大幅度提升外,下部陆相地层引进了Smith公司"孕镶金刚石钻头+涡轮钻具"技术、海相地层应用了"国民油井抗高温螺杆+贝克休斯高效PDC钻头"复合钻井,显著提高了机械钻速,有效缩短了该井钻井周期。该井平均机械钻速2.8m/h,钻井周期253.84d,是目前元坝地区钻井周期最短的一口。     

风城井区高速涡轮配合孕镶金刚石钻头钻井技术

克拉玛依风城井区风城组地层厚度超过1000m,可钻性差,地层岩石抗压强度高,常规钻井周期长,机械钻速低;通过认真总结、分析前期涡轮钻具使用经验,结合风城组地层地质特点,通过优选孕镶金刚石钻头、优化钻具组合,强化钻井参数,首次在北疆深部硬地层成功试用涡轮钻具,初步形成了针对准噶尔盆地深部硬地层以涡轮钻具配合孕镶金刚石钻头为主要提速手段的技术方案。     

元坝124井超深井钻井提速配套技术

元坝124井是元坝地区的一口重点探井。由于元坝地区陆相地层石英含量高、研磨性强、可钻性差,导致单只钻头进尺少,机械钻速低,钻井成本高。为此,首先评价了元坝地区前期的钻井提速技术:气体钻井技术、“孕镶金刚石钻头+涡轮钻具”复合钻井技术、控压钻井技术和“PDC钻头+螺杆钻具”复合钻井技术。并在此基础上,根据元坝124井所要钻遇地层的特征,制定了该井的钻井提速配套技术方案:一开采用气体钻井技术,二开采用“孕镶金刚石钻头+涡轮钻具”复合钻井技术,三开采用“PDC钻头+螺杆钻具”复合钻井技术。实钻表明,该钻井提速配套技术方案可行,能够大幅提高机械钻速,缩短钻井周期。该井平均机械钻速2.80 m/h,钻井周期253.84 d,是目前元坝地区钻井周期最短的一口井。      

高速涡轮钻井技术在哈国滨里海盆地的应用

哈萨克斯坦滨里海盆地石炭系地层以灰岩、白云岩、泥质板岩和粉砂岩为主,岩性致密,硬度高,研旁性强,可钻性差．近年来一直使用常规钻井工具作业,机械钻速低,钻井周期长,为有效提高机械钻速,引进了高速涡轮配合孕镶金刚石钻头高效钻井技术,在滨里海盆地希望油田和扎拉诺尔油田进行了试验并取得成功,该技术也应用到了叶森、卡里曼等油田,取得了良好效果。通过滨里海盆地地层地质特征分析和实际应用,认为高速涡轮钻井技术可以推广应用到滨里海盆地石炭系油气藏钻井中。     

高速导向涡轮钻井技术在元陆H-1井的应用

川东北元坝地区须家河组地层以泥岩、细砂岩、粉砂岩为主,存有砾石层,岩性致密,硬度高,可钻性差。为有效解决常规钻具在该地层机械钻速慢的问题,在该地区直井中应用了高速涡轮配合孕镶金刚石钻头钻井技术,为研究水平井中高速涡轮钻井的适用性,提高机械钻速,元陆H-1水平井首次使用了高速导向涡轮钻井技术。通过分析与研究,高速导向涡轮钻井技术可以推广应用到与须家河组相似地层的水平井钻井中,能有效提高机械钻速。     

涡轮钻井技术在川西地区的应用

川西地区须家河组须二段地层岩性以石英砂岩夹杂页岩为主,石英含量高,地层研磨性强,可钻性差,长期以来其钻进以牙轮钻头为主,钻井速度较低,钻井周期长,制约了该区油气开发的速度.为此,分析了涡轮钻井系统特性、适应性以及在川西的应用效果,建议将涡轮钻井系统作为目前提高川西地区须家河组须二段地层机械钻速的有效技术,加以推广应用.     

涡轮钻井技术在川西须家河组须二段的应用

川西新场须二段气藏探明储量达1211×10 8m3,但岩性致密,研磨性强,可钻性极差,采用常规钻井技术机械钻速低。为有效提高深层机械钻速,在XC8井和X501井试验涡轮钻井技术,应用高速涡轮钻具配合孕镶金刚石钻头钻进,进尺和机械钻速均得到极大提高,且提高了纯钻时效,成为须二段钻井提速的有效手段。     

元坝地区千佛崖和自流井组孕镶金刚石钻头研究及应用

元坝地区地层研磨性强,可钻性差,在钻井方面存在一些技术难点。本文针对千佛崖和自流井组牙轮钻头机械钻速慢,PDC钻头不适应的状况,对该段地层进行分析,研制了相适应的孕镶金刚石钻头,并提出配合高速螺杆的钻井方式。现场应用表明,研制的孕镶钻头适宜该地区使用,机械钻速快,进尺高,对该区块的提速提效具有重要意义。     

涡轮钻井技术在中原油田的应用

介绍了涡轮钻井过程中排量、压降、钻压及转速的优选方法，以中原油田两口并为例，介绍了涡轮钻井技术现场应用情况，并对其应用效果进行了对比分析，总结了涡轮钻井施工中的注意事项，为以后涡轮钻井技术的推广积累了丰富的经验。     

元坝地区超深井钻井提速难点与技术对策

元坝地区是中国石化天然气增储上产的一个重要勘探开发区域。前期钻探实践表明,元坝地区超深井钻井机械钻速低、钻井周期长,为了加快该地区的勘探开发进程,开展了钻井提速技术研究。对前期完钻的12口井进行了统计分析,指出元坝地区钻进过程中,有3个重点井段存在提速难点,重点介绍了针对该难点所采取的技术对策,以及应用这些技术对策所取得的提速效果。采用泡沫钻井技术后,上部大尺寸井眼的机械钻速提高4倍以上;采用控压钻井、孕镶金刚石钻头+高速涡轮、扭力冲击发生器等钻井新技术后,提高了下部陆相地层的机械钻速;采用优化井身结构以及“PDC钻头+螺杆”复合钻井技术后,解决了超深小井眼机械钻速低的难题。      

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。     

腰英台地区深井钻井提速技术

腰英台地区深井地层具有岩石可钻性差、井壁稳定性差、井底温度高等特点,因此钻速较慢,钻井周期较长。为加快该地区的勘探开发进度,降低钻井成本,在该地区进行了深井钻井提速技术研究。通过针对不同地层的多种PDC和牙轮钻头优选、井底动力钻具和复合钻井试验、新型射流式冲击钻井工具试验及深井抗高温防塌钻井液研究应用等方面的攻关研究,最终形成了一套适合腰英台深井的钻井提速技术。经过现场3口井的应用,取得了显著的提速效果,平均机械钻速提高13.7%,平均钻井周期缩短27.1%。新型钻井液体系的应用有效降低了钻井复杂时效,提高了井身质量,为钻井提速创造了有利条件。建议在该地区继续进行新工具新工艺的现场试验,最终形成一套完善的深井钻井提速技术。     

元坝区块陆相井钻井关键技术探析

以元陆10井为例对元坝区块陆相井钻井的关键技术进行了探析。该井在钻进中先后使用了空气锤钻井技术、PDC钻头+螺杆钻具复合钻井技术、进口PDC钻头+扭力冲击器钻井技术及孕镶金刚石钻头+高速涡轮复合钻井技术,有效克服了陆相地层岩性复杂、机械钻速低及易斜易漏等难题。其中进口PDC钻头+扭力冲击器钻井技术应用效果较好,平均机械钻速是常规钻井牙轮钻头的4.68倍,平均单只钻头进尺是常规钻井牙轮钻头的9.7倍。建议使用无固相钻井液体系,并在珍珠冲段之前结束使用扭力冲击器。     

元坝区块超深井钻井提速关键技术应用

元坝超深井提速受大尺寸井眼长、致密性硬地层多、同一裸眼井段压力体系多且差异大、深层地层高温、高压、高含硫等因素制约,机械钻速提高困难,钻井周期长。为此,对空气钻、个性化PDC钻头选型及井下工具、预弯曲钻具组合、钻井液体系等方面进行优化,形成了一套元坝区块超深井提速模板。现场应用表明,元坝701井通过空气钻和个性化PDC钻头实现陆相地层提速,在须家河组地层最高机械钻速达2.02 m/h。在易斜地层使用小度数螺杆的预弯曲钻具组合,相比常规钻具组合能更好释放钻压,在防斜和提速方面达到平衡。     

巴麦地区钻井难点分析与提速关键技术

巴麦地区是中国石化在西北地区的勘探开发新区,钻井过程中存在中上部地层阻卡严重,二叠系、石炭系井壁稳定性差,深部地层可钻性差、机械钻速低等技术难点。针对这些技术难点,进行了高压喷射钻井技术和优化水力参数的研究与现场试验,优选了钻头和螺杆类型,进行了涡轮复合钻井技术研究与现场试验,提出了微裂缝地层井壁稳定技术。结果表明:高压喷射钻井技术与常规钻井相比,平均机械钻速提高26.0%～29.3%;311.1和215.9mm井眼段采用优选的钻头,机械钻速分别提高29.0%和43.0%;二开和四开井段采用优选的螺杆,机械钻速提高27.0%～100.0%;高速涡轮复合钻井与常规钻井相比,机械钻速提高146.0%,与螺杆复合钻井相比机械钻速提高20.0%;中速涡轮复合钻井与螺杆复合钻井相比,机械钻速提高23.0%;应用微裂缝地层井壁稳定技术后未出现井壁失稳问题,实现了微裂缝地层安全钻井。     

胶乳防腐水泥浆在元坝地区的应用

元坝地区高压气层天然气中普遍含有H2S,影响固井质量和气井的寿命。为此,借鉴其他地区应用胶乳水泥浆的经验,结合元坝地区的特点,确定了胶乳水泥浆的基本配方。通过室内试验分析了影响胶乳水泥浆性能的敏感因素,结果表明,剪切速率、水质和密度等因素对其性能影响不大,虽然水泥浆的稠化时间随温度升高而缩短,但能满足元坝地区固井施工要求。采用扫描电镜观察水泥石腐蚀前后的结构变化、对比水泥石腐蚀前后的抗压强度和渗透率、测试水泥石的腐蚀率,评价了胶乳防腐水泥浆抗H2S腐蚀的性能,分析了胶乳防腐水泥浆抗H2S腐蚀的机理。试验结果表明,胶乳防腐水泥浆形成的水泥石具有较好的抗H2S腐蚀性能,在H2S体积分数为4.0%环境中的腐蚀率不到16%,远低于常规水泥石的腐蚀率。34井次的现场应用表明,胶乳防腐水泥浆可提高元坝地区气井固井质量。      

川东北元坝地区三叠系飞仙关组碳酸盐岩台地演化影响因素分析

 在层序格架内研究川东北元坝地区三叠系飞仙关组碳酸盐岩台地演化及其影响因素。元坝地区三叠系飞仙关组划分为2个三级层序、4个体系域。元坝地区飞仙关组碳酸盐岩台地在不同时期、不同区域受到构造抬升和高位溢流的影响。在层序SQ1海侵期,元坝北部受到构造抬升的影响,外缓坡外侧沉积厚度反而大于外缓坡内侧厚度。从层序SQ1海侵期持续到高位初期的构造抬升减小了台地中缓坡与外缓坡的差异,促使台地规模迅速向北扩大。在层序SQ1高位期,元坝东部高位溢流现象显著。高位期台地可容纳空间减小,限制了台地的垂向加积潜力,沉积物向外缓坡方向侧向前积,出现高位溢流。鲕滩主要发育在高位溢流不同阶段所形成的中缓坡和缓坡斜坡内。