南川页岩气田超长水平段水平井高效下套管技术

重庆南川页岩气田东胜区块是国内首个常压页岩气藏，为了有效动用地质储量、提升页岩气单井产量，在该区开展了超长水平段水平井先导试验。该区地质构造复杂，地层产状变化幅度大，导致井眼轨迹复杂、水垂比大及井眼清洁度不佳，使得超长水平段水平井生产套管高效下入面临极大的技术挑战。文中通过开展套管下入方式优选、漂浮下套管工艺设计及井眼清洁措施优化，形成了超长水平段水平井套管高效下入技术。该技术在SY9-3HF井（水平段长度4 035 m）成功应用，有效保证了下套管施工作业安全和固井质量，为该井后期高效安全生产奠定了良好基础，也为南川页岩气田乃至国内非常规油气超长水平段水平井下套管提供了借鉴。     

涪页HF-1井泵送易钻桥塞分段大型压裂技术

涪页HF-1井是中国石化部署在四川盆地的第1口页岩气水平井，以页岩气勘探有利层系下侏罗统自流井组大安寨段页岩层为目的层，完钻井深3 570 m，垂深2 272.06 m，地温梯度2.50 ℃/100 m。水平段2 433.25~3 570 m，长1 136.75 m，页岩层厚27.23 m。主要为灰黑色页岩、灰质页岩，夹薄层灰色介壳灰岩。?139.7 mm套管完井，采用泵送易钻桥塞分段大型压裂技术分10段进行压裂改造，注入总液量16 098.7 m3，加入支撑剂795.24 t。该井施工由多个专业化施工队伍协同完成，对我国页岩储层改造进行了有益的探索，所取得的经验和教训可供今后国内页岩气水平井分段大型压裂实施参考借鉴。     

直井钻机钻超浅层稠油大位移水平井钻井完井技术

采用常规直井钻机钻超浅层稠油大位移水平井具有造斜率高、大尺寸套管柱下入困难、井眼轨迹控制精度要求高等技术难题，新疆油田采取了相应的技术措施，2005年应用直井钻机在克拉玛依油田九，区钻成垂深144．09m、水平位穆329．42m、水平位移与垂深比（简称位垂比）为2．29的目前国内垂深最浅的超浅层大位移水平井——HW9802井。从井身结构设计、井眼剖面优选、实钻井眼轨迹控制、钻井液技术、大尺寸套管柱的安全下入等方面详细介绍了该井的设计与现场施工情况。该井的成功证明应用常规直井钻机钻浅层大位移水平井是可行的，也使浅层稠油油藏的高效开发成为可能。     

川东地区下侏罗统自流井组东岳庙段烃源岩评价

2020年,江汉油田在川东地区部署的下侏罗统自流井组东岳庙段水平页岩气井测试取得工业油气流,展示了东岳庙段页岩气具有巨大的勘探潜力.但对东岳庙段页岩油气勘探仍处于初步阶段,对其烃源岩尚无系统的研究.为此充分利用区内完钻井岩心、岩屑资料,开展岩石学特征和地化分析,对烃源岩进行定性评价.研究结果表明:①川东地区东岳庙段主要...     

高平1井大位移水平井钻井设计与施工

胜利油田高平1井完钻井深4 535.00 m,水平位移3814.33 m,垂深948.87 m,位垂比4.02,是目前国内陆上油田位垂比最大的大位移水平井。该井在钻井过程中存在浅层定向造斜不易控制、技术套管下入困难、水平段滑动钻进加压困难、井眼轨迹控制要求高、井壁稳定及安全钻进对钻井液性能要求高等技术难点,为此,采取了优化钻井设计、优选大角度单弯动力钻具、应用高性能乳化防塌润滑钻井液体系、优选钻具组合、应用LWD控制井眼轨迹、采用复合钻进等工程技术措施,有力地保证了该井的顺利完钻。详细介绍了该井的设计与施工情况。      

延页平3井钻完井技术

为加快鄂尔多斯盆地陆相页岩气水平井钻井技术的发展,延长油田于2013年钻成了一口大偏移距的水平井——延页平3井。通过优化井身结构、加强井眼轨迹控制、优选钻头和钻具组合、采用全油基钻井液及漂浮下套管固井技术,钻井过程中未发生复杂情况,且套管一次性下放到位。该井钻井周期比设计缩短7 d,全井平均机械钻速达4.91 m/h,水平段平均钻速达13.16 m/h。该井的钻完井技术可以在陆相页岩气开发中进行推广使用,并对国内其他地区大偏移距页岩气水平井的施工有一定的借鉴意义。     

建南东岳庙段页岩气常规测井解释模型研究——以JYHF-1井为例

为深化对建南构造侏罗系东岳庙段陆相页岩气储层的认识,对中国石化首口以水平井方式开发的页岩气评价井——JYHF-1井东岳庙段岩心与测井资料进行了精细解释,建立了东岳庙段泥页岩岩性、储层识别、储层矿物含量、孔隙度、渗透率、饱和度和含气量解释计算模型,形成了一套较完善的页岩气储层综合解释评价方法,其解释模型并可拓展用于中扬子及其它地区页岩气储层测井评价。     

吉木萨尔页岩油水平井JHW00421井钻完井关键技术

JHW00421井是吉木萨尔油田第1口超长水平段页岩油水平井,设计水平段长度3 027 m,面临钻进摩阻及扭矩大、井壁易失稳、井眼轨迹控制难度大、井眼清洁难度大、油层套管下入困难等诸多钻井难题。为攻克以上技术难题,开展了以下技术研究和现场实践:优化井身结构并将?244.5 mm技术套管下至A靶点以实现水平段专打;采用旋转导向工具对水平段轨迹进行精准控制并减小井眼曲折度;采用油水比85∶15的油基钻井液,降低长水平段井壁失稳风险、钻井管柱与井壁摩阻系数;基于水平井井筒清洁“传输带”理论,制定详细的井筒清洁技术方案以确保井筒“干净”;优选套管柱摩阻计算模型并合理选取摩阻系数,准确预测套管柱下入能力并优选下套管方案;采用多扶正器通井钻具组合、优化套管扶正器类型及安放位置以降低下套管阻力;采用油基冲洗型隔离液并优选注水泥参数来提高水平段固井质量。该井完钻井深5 830 m,实际完成水平段长度达3 100 m,水平段固井质量测井解释为优质,对今后同类超长水平段水平井设计和施工有借鉴和指导作用。     

川东鄂西某页岩气井录测井解释评价研究

页岩气储集层的勘探开发最早始于美国，目前已成为国内非常规气藏勘探开发的重点和热点。2010年来，江汉油田分公司在川东鄂西石柱复向斜某构造钻探了中国石化集团的首口页岩气探井，解释评价研究人员应用气测录井、X射线荧光录井（XRF）等录井方法，结合交叉偶极子声波测井、微电阻率成像测井（FMS）等测井方法，利用多种录、测井解释评价图板，在侏罗系下统自流井组东岳庙段解释了2层总厚度为50m的页岩气储集层，其中井段598.0～646．0m页岩气储集层经射孔及压裂作业，喜获工业气流。通过该井的解释评价，形成了有效的页岩气储集层的解释评价方法和初步判别标准，对国内页岩气储集层的勘探开发具有一定的指导作用。     

东胜页岩气超长水平段水平井固井关键技术

为实现“稀井高产、效益开发”的目的,实现有效动用地质储量和提高页岩气单井产量,在重庆南川东胜区先导试验超长水平段水平井,探索形成适合于非常规油气开发工程新模式。超长水平段水平井固井面临套管下入难度大、顶替效率差、水泥浆性能差异化等技术挑战。通过开展超长水平段水平井套管下入技术、长效密封水泥浆体系及配套工艺研究,形成以“套管安全高效下入及居中度控制+防漏防窜长效封固水泥浆+固井施工参数精细化设计与控制”为核心的超长水平段水平井固井关键技术系列。该技术系列在该区第一口超长水平段水平井SY9-2HF(水平段长3 583 m)成功完成应用,固井质量合格率100%,优质率95%,为该井后期压裂施工、高效开发奠定了良好工程基础。     

盐下水平井YM7-H4大井眼段钻井技术

YM7-H4井是一口盐下水平井,因盐膏层距目的层垂深约25 m,设计用Ф311.1 mm钻头在易垮塌的吉迪克组地层进行定向,在盐膏层内一直增斜达到73.62°,直至钻穿盐膏层至井深4 770 m,然后下入Ф273.1 mm厚壁套管封固盐膏层。该井Ф311.1 mm井眼在钻井与中完施工过程中存在很多难点:一是吉迪克组地层泥岩严重垮塌,定向难度大;二是大井眼轨迹控制困难;三是盐膏层段长、井深、钻井液密度高达1.80 kg/L,易卡钻;四是厚壁套管直径大、刚性强、下入困难等。通过技术攻关,该井应用了大井眼轨迹控制技术、吉迪克组地层泥岩防塌钻井液技术、盐膏层钻井技术和大尺寸套管下入井眼准备技术等,顺利完成了该井大井眼段的钻井施工。      

TK122H井复合尾管固井技术

由于塔河油田开发需要,要求对三叠系水平井的水平井段进行封固。水平井下套管摩阻大,大斜度井段易形成岩屑床,加之要求D177．8mm套管下至A点附近和井眼轨迹复杂,将尾管下到位的难度大;水平井段蹩压坐桂、碰压困难。大斜度井段井径不规则,套管在水平井段和大斜度井段的居中度低,顶替效率差;水泥浆在水平井段,自由水极易聚集在井壁上侧形成连续的水槽或水带或低边水泥颗粒的沉降窜槽,不能有效封固;钻井液中混油的比例高,影响水泥浆的胶结质量。通过TK122H井的复合尾管封固水平井段的固井施工术难点分析,从井眼准备、管串结构、固井液设计等方面提出该井复合尾管固井技术措施。现场实践取得了较好效果,为复合尾管水平井段封固提供有益的参考。     

中原油田云2-平1水平井固井技术

云 2 -平 1井是中原油田为开发整个云 2断块沙一下油气藏而设计的第一口中曲率水平井 ,斜深 3 2 0 0m ,垂深 2 2 3 9 6m ,水平位移 1 0 99 47m ,最大井斜 94°,水平井段长82 1m ,水泥封固段长 1 5 0 0m ,该井采用直—增—增—平井身剖面类型 ,并在水平段相方位3 1 7° ,形成多台阶、变方位的井眼状况 ,给套管顺利下入 ,水泥浆环空充满度等带来了很大的困难。通过采用自封式浮箍 ,双弓扶正器 ,漂浮技术以及强化固井准备和优化水泥浆性能措施 ,成功解决了套管顺利下入、注水泥后管内回流、套管居中、井眼高边水带窜槽等问题 ,固井施工顺利 ,候凝 48h ,经VDL测井解释 ,层间封隔良好 ,无混窜现象 ,固井质量合格     

韧性胶乳水泥浆在试验评价及其水平井固井作业中的应用

长水平段大位移水平井钻井是页岩气开采和提高开采效益的关键,钻进中,因为井浅、水平段长,固井质量往往难以保证。为提高页岩气水平井固井质量,研究开发了一套韧性胶乳水泥浆体系,室内对该水泥浆体系的性能进行了评价研究。结果表明,该水泥浆不仅具有良好的稳定性和自由水控制能力,同时具有快速的静胶凝强度发展速度和较强的流体阻隔能力,表现出较强的防窜效果;另外,通过模拟射孔试验发现,该水泥浆具有较高的抗冲击韧性,这对于保证射孔压裂完井下水泥环的完整性具有重要的意义。该水泥浆体系在建页2井生产套管长水平井固井中进行了应用,封固水平段长达1050m,48h变密度测井检测结果显示,建页2井页岩气长水平段的固井质量为全优质。     

短位移、浅垂深“反勾”型水平井钻完井技术

欢127-平2井为辽河油田第1口二开套管射孔完井的水平井,油藏埋深较浅。由于地面条件限制,水平段入靶位移192.61 m,为历年来辽河油田水平井中最短入靶位移。为满足油藏地质开发需要,钻井施工中采取了"反勾"型钻进,通过反向位移42 m,顺利地完成了水平段油藏的钻进及开发;施工过程中,井眼安全、套管下入顺利。"反勾"段钻井技术较复杂,施工难度大、井眼轨迹控制精度高、再加上地层较复杂,给轨迹控制带来了困难。介绍了该井工程设计、地质设计、主要技术难点、施工概况、井眼轨迹测量及控制技术等。实践证明,对于短位移、浅垂深的水平井钻进开发,实施这种"反勾"型方案是切实可行的。     

丁页2HF页岩气水平井钻井技术

丁页2HF井是部署在川东南丁山构造的一口页岩气水平井,目的层为志留系龙马溪组,设计井深5 655.00 m。该井钻进中面临陆相地层厚度大、上部地层出水、气体钻井应用井段受限、地层可钻性差、钻头选型困难、长水平段托压严重、斜井段泥页岩井壁稳定性差等技术难点。为此,首先分析了丁山构造的工程地质特征;然后,结合邻区实钻资料,在钻进中综合应用了气体钻井、高效钻头优选、PDC钻头配合螺杆复合钻井、强封堵油基钻井液和漂浮下套管、三凝水泥浆体系等技术。实钻表明,这些技术的应用效果良好,不但使丁页2HF井顺利钻达目的层,而且完钻井深达到5 700.00 m,创造当时国内页岩气水平井最深纪录。对该井应用的钻井技术和工艺及具体实施效果进行了分析,认为形成的丁页2HF页岩气水平井钻井技术,可为丁山构造页岩气水平井钻井提供参考。      

苏5 15 17AH井超3 000 m水平段的钻井技术

苏5 15 17AH井是部署在鄂尔多斯盆地苏里格气田的一口超长水平段水平井,设计水平段长度3 000 m,长水平段水平井的摩阻及扭矩大、井眼清洁困难及完井方式有限等成为该井的主要技术难点。为此,开展了以下试验研究：①通过优化井身结构,利用套管内摩擦系数小的特点来降低水平段钻进的摩阻与扭矩,选择在215.9 mm井段钻进水平段1 200 m,下入177.8 mm套管固井,然后在152.4 mm井段钻进水平段1 800 m;②无土相复合盐钻井液体系及强封堵油基钻井液的应用,有效地解决了超长水平段井壁稳定性差、井眼清洁难度大及摩阻大的难题,确保了长水平段的顺利施工;③应用漂浮接箍工具使其下部套管入井后受到钻井液的浮力作用,降低了井壁对套管柱的摩擦阻力,确保了177.8 mm套管顺利下入井底。该井完钻井深6 706 m,实际完成水平段长度达3 056 m,创目前国内陆上天然气水平井最长水平段纪录,对今后苏里格气田以及类似地区施工长水平段水平井有借鉴和指导作用。     

塔河油田第一口双分支水平井固井工艺技术

TK908DH 井是塔河油田第一口双分支水平井,同时也是国内垂深最深的一口双分支水平井.该井在固井施工过程中,通过在主井眼采用双级固井工艺技术,保证了技术套管的固井质量,为分支水平段的顺利施工提供了条件.分支水平段通过采用挂钩式尾管悬挂器、筛管顶部注水泥工艺技术,固井质量达到合格,保证了第一、二分支井筒交汇处的承压密封性,使该井的完井工艺达到TAML分类的4级,为深井分支水平井的固井施工提供了宝贵经验.     

楼平3井超浅层大位移水平井套管固井技术

楼平3井是河南油田的一口超浅层中短半径大位移水平井试验井,不但位垂比达2.39,而且平均造斜率也达到了66~70°/100m,因此固井施工难度大。通过对浅层水平井固井难点的分析及配套固井技术研究和应用、优选水泥浆配方、选择合理的套管扶正器安放位置及注水泥施工参数,研制了井口加压装置。在垂深190.34m的超浅层水平井上成功实现了Φ177.8完井套管一次安全下入至设计井深,并取得固井质量合格的良好效果。对同类似浅层大位移水平井施工有着重要的借鉴意义。     

页岩气长水平井套管安全下入风险评估技术

四川盆地长宁—威远国家级页岩气示范区长宁区块页岩气丛式水平井段长度介于1 200～2 800 m，优质储层横向分布不均匀，水平段轨迹调整频繁，目的层井壁稳定性差，井漏、缩径、垮塌严重，水平井套管下入困难的井占比高达80%～90%，甚至部分井水平井套管无法下至预定井深，经济损失较大。为此，基于该区块页岩气水平井套管下入现场的实测数据，综合利用修正三维软杆管柱摩阻计算模型和数据统计分析法，对扶正器、井眼曲率、井斜、井径、摩阻系数等关键因素进行分析，提出了一套长水平段套管下入风险综合评估的新方法。研究结果表明：①累计井眼曲率较井眼曲率能更加直观地反映套管下入摩阻影响程度，当累计井眼曲率大于170°/m，套管下入摩阻开始快速增加，因而对于井眼曲率较大的水平井，需要避免井眼轨迹频繁调整，降低套管下入难度；②井径变异系数能够精确描述井径沿水平井眼方向上的变化幅度，对于地质条件复杂，井眼缩径、垮塌严重的水平井，通过统计分析井径变异系数来评估套管下入摩阻的影响能够有效提高预测精度，井径变异系数小于2%，套管下入摩阻影响较小，井径变异系数大于等于2%，套管下入摩阻影响较大。结论认为，应用于5口井的效果表明，评估结果与现场施工实测数据基本一致，证明该方法能够准确评估复杂地层条件下长水平井套管下入的风险。