顺北油田钻井提速浅析与探讨

顺北油田以奥陶系一间房组为主要目的层,平均垂深大于7300m。顺北油田已经历3次井身结构变革,新四级井身结构下钻井技术难点体现在油藏埋藏深、温度高、地层复杂、两套火成岩施工、深井小井眼定向施工等。针对以上复杂地层的钻井提速关键点进行了总结分析,形成了一套与该区相适应的配套技术方案,并通过实例进行了分析探讨,对今后该区块勘探开发有很好的指导意义。     

永1-平1高密度超深水平井钻井液技术

永1-平1井是永进油田继探井后设计的第一口超深水平井,也是开发永进油田的先导试验井。设计井深7349.0m,完钻井深6172.48m。上部地层井眼大,裸眼段长,井眼净化和井壁稳定是关键。清水河组泥岩易掉块,掉块不易破碎,极易卡钻。西山窑组砂泥岩互层易垮塌;砂岩地层压力低,易发生压差卡钻。无实钻资料可借鉴,定向过程中轨迹不圆滑;四开使用2°螺杆强力增斜形成"S"形井眼。斜井段易形成岩屑床,导致定向传压不畅。高密度钻井液体系流变性和高温稳定性调整困难。这些因素严重制约永进油田的勘探开发。通过使用多套钻井液体系,施工中优化钻井液性能参数,采用径向支撑、物化结合防塌技术,悬浮携带净化井眼技术、润滑防卡和流变性调节技术,配合工程施工,顺利钻至6172.48m,为本区块勘探开发提供了详实的工艺参数。     

顺北1-4H井超深小井眼短半径水平井钻井技术

顺北油田位于塔里木盆地中西部,为奥陶系碳酸盐岩裂缝-洞穴型油藏,平均埋深超过7300m,具有超深、超高压、超高温的特点。顺北1-4H井完钻井深8049.50m,为顺北油田典型的超深小井眼短半径水平井。超深小井眼短半径水平井施工存在工具失效概率高、钻具安全系数低、轨迹控制难等系列问题。结合顺北1-4H井施工情况详细阐述了井眼轨迹设计及优化、钻井工具校核及优选、关键钻井液技术,对超深小井眼短半径水平井钻井作业具有较高借鉴意义。     

龙羊峡水电站左岸坝肩尾工超深定向排水孔施工控制技术

龙羊峡水电站左岸坝肩尾工4个孔径130 mm、孔深80 m超深倾斜定向排水孔工程,从坝肩EL2610全部钻通至EL2530排水廊道(2 m×2.5 m)理论设计终孔点。采用瑞典Atlas-A32型潜孔钻机施工。针对该钻机钻具偏垂度3%的困难(同时也验证了其偏垂度3%的科学性),从技术参数控制和施工工艺控制上克服了潜孔钻施工超深定向孔偏垂度过大的技术"瓶颈",总结出了瑞典进口Atlas系列潜孔钻机冲击回转钻具施工超深定向孔的技术成果,为国内不同行业同系列Atlas系列钻机施工超深定向孔提供了参考依据。     

基于轨迹控制的煤矿井下复合定向钻进工艺

为了解决煤矿井下连续滑动定向钻进工艺在长孔施工中存在效率低、能力差的问题,提出了复合定向钻进工艺,并从轨迹控制角度进一步明确了复合定向钻进的含义、研究分析了其工艺特点,结合典型实例分析总结了复合定向钻进工艺的技术优势:能力强、效率高,应用结果表明:本煤层孔最大实钻孔深1 881 m、顶板岩层孔最大实钻孔深1 026 m、处理卡钻事故最大孔深1 188 m,平均机械钻进效率提高20%以上,综合钻进效率提高40%以上。煤矿井下复合定向钻进工艺革新了近水平孔轨迹控制模式,提升了井下本煤层深孔、超深孔和顶板大直径定向孔施工能力。     

复杂地质条件下S形定向井的井身结构优化及应用

为提高鲁迈拉油田钻井效益,降低施工风险,减少非生产时间,开展了伊拉克鲁迈拉油田井身结构优化研究工作。采用由内而外、自下而上的设计方法,根据地层压力情况,结合地质特点和施工难点,确定了一开进入Dammam层顶6m,二开进入sadi层8~15m,三开钻过储层50m完钻的三层套管井身结构。根据鲁迈拉油田开发实际需求和后续作业管柱尺寸,并结合行业标准,确定各开次钻头和套管尺寸。通过套管柱安全性分析发现,采用L80级套管既要满足施工操作,又要满足抗外挤安全系数≮1.125、抗内压安全系数≮1.10、抗拉安全系数≮1.25的技术需求,且各开次管柱均可顺利下入。通过该项技术在25口井上的成功应用,平均建井周期缩短15.33d,平均非生产时间比例降低了8.6%。研究结果表明,伊拉克鲁迈拉油田井身结构优化技术,解决了多层漏失、大段页岩坍塌、含硫水侵、储层渗透率高等引起的施工中井下多发生复杂情况等问题,确保了复杂地质条件下的安全钻进。该技术有助于提高鲁迈拉整体钻井技术水平,具有广阔的市场前景和推广价值,从而为中石油钻探队伍站稳伊拉克市场提供了技术支撑。     

煤矿井下2570m顺煤层超深定向孔高效成孔关键技术

针对现有定向钻进技术装备不能满足超长工作面瓦斯大区域治理对井下顺煤层定向钻孔深度要求的问题,提出利用泥浆脉冲无线随钻测量系统替代有线随钻测量系统进行钻进参数测量,避免了有线随钻测量系统信号传输受通缆钻杆影响的问题;基于近水平钻孔回转钻进的"岩屑楔"理论,通过优化螺杆钻具结构及调整钻进工艺参数实现复合钻进状态下钻孔增、降、稳倾角调节,进一步提高了复合钻进进尺比例,使钻进系统压力明显降低。结合保德煤矿生产需要施工完成主孔深度2 570 m、孔径120mm的顺煤层超长定向钻孔,钻孔平均日进尺达到200 m以上,通过对该超深孔施工关键装备适应性分析可知:钻进装备稳定可靠,无线随钻测量系统信号在超深钻孔中传输稳定,复合钻进倾角控制效果良好,系统压力参数下降明显,说明该套技术装备能满足煤矿井下2 500 m顺煤层超深定向钻孔的施工要求。研究成果可为顺煤层超深定向钻孔施工和超长工作面瓦斯超前治理提供重要借鉴。     

伊拉克东巴油田Khasib层水平井定向钻井技术实践

由于伊拉克东巴油田页岩发育较多,井下情况复杂,施工难度和风险大,开发东巴Khasib地层的储层一直是从未攻克的难题。自开发该区块以来,施工的Khasib层水平井均出现了卡钻、埋钻具,最后被迫更改成直井等施工的情况。为了解决该难题,采用优化井身结构设计,设计直—增—稳—增—稳五段制井眼轨迹,计算并应用近钻头扶正器微增钻具组合,并针对定向施工难点,加强井眼轨迹控制以及泥灰岩层钻井技术措施,成功完钻东巴油田第一口Khasib层水平井。该井成功的定向设计及施工技术经验,为东巴油田后续Khasib层水平井提供良好的借鉴和施工经验,也为顺利高效开发Khasib层水平井提供了依据。     

大功率深孔定向钻机双马达动力头设计

为了满足大功率深孔定向装备对动力头的需求,采用理论与现场试验相结合的方法,开发了大功率深孔定向钻机用双马达动力头;对双马达动力头的卡盘、箱体、制动装置等关键技术进行研究。在晋煤集团寺河矿进行工业性试验,施工完成1881 m孔深的钻孔,验证了双马达动力头的性能和可靠性,满足大功率深孔定向钻机的需要。     

不完全驱替条件下提高固井质量应用研究

随着勘探开发的不断深入,超深井末开次固井中完井深已超过7400 m。地质结构复杂与井身结构多样化给固井带来了诸多质量控制难点,尾管固井均具有"二高一小一低"的特点,即易漏风险高、施工压力高、注替浆排量小、顶替效率低的特点,造成了固井期间浆体的不完全驱替。本文通过顺北油田固井技术应用实例,寻求在不完全驱替条件下提高固井质量的方法,达到提高该区块固井质量的目的,提高油井寿命。     

贵州省松桃县高地锰矿勘探深孔钻探防斜技术

贵州松桃县高地锰矿找矿工作已全面进入勘探阶段,勘探网距为200 m×300 m,对钻孔质量要求十分严格：终孔靶点偏差不超过勘探网距的1/4,即平行勘线方向不超过50 m,垂直勘探线方向不超过75 m,对于勘查区设计孔深均超过1400 m（最深钻孔达到1950 m）的深孔而言,这种要求远远超过地质岩心钻探规程要求。贵州省地质矿产勘查开发局局属施工单位根据多年深孔施工经验,从钻机基座建设、钻孔结构及钻具组合优化、钻进参数调整、单扩孔器纠斜等方面采取保直防斜技术措施,取得了较好的效果。     

煤矿井下定向深孔大孔径套铣打捞技术及工艺参数

为解决煤矿井下定向深孔卡钻事故,采用定向深孔大孔径套铣打捞技术,通过对事故点孔深、套铣打捞钻具弯曲孔段通过能力、套铣打捞工艺参数进行分析研究,应用结果表明:大孔径套铣打捞钻具通过弯曲孔段能力强,能够有效提高定向深孔卡钻事故处理成功率;但高转速和高钻速不仅会引起回转压力增大而导致套铣钻具断裂事故,且高转速对事故钻具的磨损增大,高钻速易引起沉渣卡钻,建议钻速控制在4～25 m/h,转速控制在10～80 r/min以解决孔深超过700 m定向钻孔卡钻事故。     

2500 m深孔钻探成套装备的研制

介绍了2500 m深孔钻探成套装备——DL100/90型深孔钻机及新型全液压定向施工钻塔的研制过程和总体结构布局设计,分别叙述了钻机和钻塔主要组成部分的功能、结构特点、工作原理及其试验和应用情况。     

河南省板厂矿区小直径螺杆钻定向纠斜技术

根据河南省板厂矿区ZK1403孔前期钻探施工基本情况及定向纠斜地质要求确定了纠斜方案。从小直径螺杆定向纠斜的理论准备、设备仪器、施工过程以及钻进参数方面确定了有效的定向纠斜施工工艺,实现了自孔深958 m、顶角10°、方位角143°至孔深1100 m、顶角7°、方位角18°的成功纠斜。通过矿区纠斜效果,总结了该技术的优点及不足,为今后地质深孔定向纠斜施工提供借鉴。     

铜绿山矿副井井筒延伸工程贯通测量

为满足铜绿山矿副井延深贯通需求,提高测量精度,采用陀螺定向技术,通过地面控制测量、井筒中心测量、竖井联系测量、井下控制测量等工作,求解出副井井筒中心坐标并在-605m水平精确测设该点,计算得最大贯通为0.034m,小于附井贯通的允许值0.1m,确保副井延深正确贯通,为井筒掘进安全快速施工提供科学指导。     

顺北区块超深120mm小井眼定向技术难点及对策

分析顺北井区5口定向水平井施工过程,存在超深井高温难题,120mm小井眼定向井造斜轨迹、工具选用、钻井液性能的难点。对比了不同厂家螺杆和定向仪器在现场的应用效果,结合相关理论,优化钻井参数,形成了超深水平井轨迹控制技术,总结了超深水平井钻井液技术方案。顺北1-4H井完钻斜深8049.5m,顺北1-5H完钻垂深7576m,创国内定向井斜深和垂深记录,安全、高效完成了施工任务,为同类型的定向井施工提供了较好的施工经验。     

韩渠油田定向钻井施工技术

１概述１９９７年，我们在陕北韩渠小油田滚动开发区先后施工了４口定向井。根据油层特征、地层特点、开发要求，为保证施工安全，节约成本，选用“Ｓ”型五段制井身轨迹。采用螺杆定向单点测斜钻具钻进、控制井斜，施工方便，能满足地质及开发要求。已完成钻井的平均机械...     

煤矿井下定向钻孔超长套管下放技术

针对煤矿井下定向钻孔超长套管下放成功率低、速度慢的问题,提出开孔段保直钻进、造斜段曲率控制、钻机驱动主动钻杆下放及套管导正等改进技术措施。在阳泉新景矿进行了现场试验,完成了3个满足煤矿井下水力压裂要求的定向钻孔超长套管下放,最大下深达到168 m,套管下放成功率达到100%,下套管平均工效由5.5 m/h最大提高至13.1 m/h,有效地解决了定向钻孔超长套管下放受限的难题。     

ZDY4000LD(A)型中深孔定向钻进装备在成庄矿的应用

针对整体布局式定向钻进装备在中小型巷道施工定向钻孔存在的问题,结合此类矿井煤层气抽放钻孔存在钻孔深度较浅和抽采率较低等难题,提出了采用分体布局形式的ZDY4000LD(A)中深孔定向钻进装备进行钻孔轨迹精确可控的瓦斯抽放钻孔施工方式。在晋煤集团成庄煤矿进行了现场试验,2个试验区域共完成6个定向瓦斯抽采钻孔施工,单孔最深孔深450 m,分支总数45个,累计进尺3 639 m,试验总进尺14 280 m。现场试验验证了ZDY4000LD(A)中深孔定向钻进装备性能可靠,能力适中,工艺适应性强,搬迁灵活的特点,对于提高中深孔定向钻进综合施工效率具有显著作用。     

欠平衡钻井技术在梨深1井的应用

欠平衡钻井技术是准确发现和评价油气资源的方法之一,尤其适合评价和开发低压低渗油气层。介绍了梨深1井四开井段实施欠平衡钻井技术的详细情况。该井四开钻井液密度0.90~1.05 g/cm3,使钻井液液柱压力低于地层压力,地层大量气体侵入井筒,进一步增大井底欠压差。自井深3582.5 m后一直维持点火钻进,为后续井钻井施工提供了很好的借鉴。