顺北区块超深小井眼水平井优快钻井技术

顺北区块超深小井眼水平井钻井过程中,钻遇易漏易塌的层位多、摩阻扭矩大、φ120.6 mm井眼轨迹控制困难,导致机械钻速低、钻井周期长,为此进行了优快钻井技术研究。通过分析钻井、测井、测试等资料,建立了地层三压力剖面,并据此确定必封点,将六级井身结构优化为四级井身结构;针对易漏易塌地层的特点,通过室内试验,制定了防漏防塌技术措施;通过分析大角度螺杆的造斜率和采用双增式轨道,降低了小井眼段轨迹控制难度;通过降低定向井段长度、钻具和井壁的接触面积和采用混油钻井液,降低了摩阻扭矩;试验应用“扭力冲击器+PDC钻头”钻井工艺,提高了机械钻速。通过研究和试验形成了顺北区块超深小井眼水平井优快钻井技术,并在5口井进行了现场应用,与采用六级井身结构的X1井相比,机械钻速提高了29.36%,钻井周期缩短了93 d。研究与应用表明,超深小井眼水平井优快钻井技术能满足顺北区块超深小井眼水平井安全高效的钻井需求,为该区块碳酸盐岩海相油气藏的高效开发提供了工程技术保障。      

顺北评2H超深小井眼侧钻水平井技术

顺托果勒北区块是顺北油田重点勘探开发区域,地质构造属于走滑多断裂带类型,目的层为碳酸盐岩海相油气藏。顺北评2H井是该区块的一口直导眼侧钻水平井,评价新断裂带油层发育特征及含油气性。该井具有储层埋藏深、侧钻点超深、井底温度高、轨迹调整空间小及可借鉴经验匮乏等钻井技术难题,现场施工通过优化超深小井眼侧钻水平井轨道设计、采用降摩减阻措施、配套钻井液技术、优选抗温工具及侧钻水平井轨迹控制技术,顺利完成超深井直导眼侧钻,井眼轨迹平滑,增斜段平均全角变化率15.5（°）/30 m。完钻井深8433 m,创最深井和最深水平井2项亚洲纪录,为超深中短半径水平井技术发展及超深油气藏勘探开发奠定了基础。     

顺北油田超深小井眼水平井定向钻井技术

顺北油田水平井一般完钻斜深超过7 500 m,垂深大于7 000 m,四开定向井眼尺寸为120. 65 mm或149. 2 mm。超深和小尺寸井眼的井筒特征给该油田水平井定向钻井带来了一系列技术难题:摩阻扭矩大,轨迹控制难度高;螺杆钻具造斜能力预测精度低,选型难;高温随钻测量仪器故障率高、误码率高,严重影响全井钻井周期。通过评价现用井身结构与定向钻进的适用性,形成了顺北油田有侵入体超深井井身结构优化方案,有效解决了120. 65 mm小井眼尺寸循环温度高、仪器失效率高的问题;优化形成了"高+低"双增轨道设计剖面,给出了满足各定向井段工程需求的底部钻具组合优配方案,提高了定向效率;制定了提高高温随钻测量仪器可靠性和准确性的配套技术方案,形成了顺北油田超深小井眼水平井定向钻井技术方案。现场应用结果表明,该方案可有效提高定向钻进效率、缩短钻进周期,以应用该技术方案的顺北X-8H井(四开井眼尺寸149. 2 mm)和顺北X-O7H井(四开井眼尺寸143. 9 mm)为例:平均钻进周期23. 45 d,同比邻井平均钻井周期缩短15%以上。     

超深超小井眼定向钻井技术现状与发展建议

目前小井眼钻井技术已经是老井恢复产能、应对钻井事故或复杂的有效手段之一,与新钻井相比具 有经济、环保等优势,对适应低油价条件下的低成本战略具有特殊意义。但是对于超深、超小井眼定向钻井技术,目前还存在装备与技术配套不健全、作业风险大等难题,特别是对于 １０４ｍｍ～１１４ｍｍ超深超小井眼定向井水平井钻井,仍属行业难题。研究分析超小井眼定向钻井装备、技术现状和作业能力有助于推进我国超小井眼定向钻井技术的进步。文章首先根据国内小井眼定向钻井实际情况对超小井眼尺寸进行了界定。结合我国现阶段定向钻井装备情况和技术难点,对超深、超小井眼定向钻井技术进行探讨,对相应的装备和技术能力进行了分析评价。根据现有技术能力和水平,提出了超深超小井眼定向钻井的技术发展建议。     

吉木萨尔致密油钻井提速技术与实践

水平井技术是实现致密油开发的重要途径。2013年在吉木萨尔致密油区开展了水平井井组开发先导性试验,针对水平井裸眼长、水平段长、位移大的特点,及钻遇地层井壁易垮塌、井漏、机械钻速低、钻井周期长等主要技术难点,在分析地层特征的基础上,通过优化简化井身结构、井眼轨迹控制、优化钻井液体系、开展个性化钻头及小井眼降摩减扭措施和配套工具的技术攻关和现场应用,初步形成了一套吉木萨尔致密油水平井钻井提速技术,同比机械钻速提高98.27%、钻井周期缩短17.92%,为吉木萨尔致密油长水平段水平井进一步提速及规模应用奠定了基础。     

元坝272H井超深水平井钻井技术

元坝地区海相气藏埋藏深,垂深超过6 500 m.该地区水平井摩阻扭矩大、温度高,对水平井钻井技术提出了更高要求.元坝272H井是元坝Ⅱ区施工的第一口超深水平井,施工难度大.通过优化设计、基于滑动方式的井眼轨迹控制技术优化、摩阻扭矩精确预测分析、先进高温高压MWD仪器应用,解决了高温环境下井眼轨迹的测量及控制问题.采用抗高温润滑钻井液,根据地层特点合理调整钻井液性能,满足了超深水平井高温稳定、携岩和润滑的要求.通过元坝272H井定向钻井施工,总结了一套适合元坝地区超深水平井钻井技术.     

艾哈代布油田大位移水平井ADMa-1H井钻井技术

ADMa-1H井是伊拉克艾哈代布油田第1口大位移水平井,也是艾哈代布油田目前为止水平段最长、垂深最深的水平井。该井用常规随钻测量仪器(MWD)和螺杆动力钻具组合完成1 500 m的152.4 mm小井眼水平段的施工记录。针对大位移水平井轨迹控制难度大、水平段摩阻扭矩大、易发生井漏、卡钻等施工难点,通过优化井身结构设计、优选钻具组合和钻井参数、水平井轨迹控制技术研究,最终实现了全井井眼轨迹质量优质、无各类井下复杂事故发生。该井的成功为艾哈代布油田进行大位移水平井钻探作业提供了宝贵经验。     

海相碳酸盐岩超深油气井安全高效钻井关键技术

塔里木盆地及四川盆地海相碳酸盐岩油气资源埋深超过7 000.00 m,地层具有层系多、非均质性强和高温高压等特点,钻井难度大、风险高,存在机械钻速低、井筒完整性易失效等突出工程问题。为此,研制了一批新型钻井提速工具及耐高温测量仪器与固井工具,研发了耐高温的高密度钻井液体系、环保型低摩阻钻井液、高性能堵漏浆和防气窜固井水泥浆,发展了硬地层协同破岩快速钻井技术、缝洞型高压油气井“预–监–控–压”闭环式安全控制钻井配套技术及超深小井眼水平井井眼轨迹测控关键技术,完成了多口井深超8 000.00 m的高难度超深井钻井施工,创造了多项工程纪录,有力支撑了新疆顺北、川西超深海相碳酸盐岩油气的勘探开发。      

2022 年 4 期目录

顺北油气田油气资源储量丰富,但特深层碳酸盐岩油藏地质条件复杂,钻井完井过程中存在漏失、井壁失稳和高压盐水侵等问题,因此,探索适用于该油气田特深井的钻井完井技术体系,是加快该油气田开发进程的关键。通过技术攻关和实践,形成了适用于顺北油气田的特深井钻井完井技术体系,包括特深井井身结构优化、钻井提速关键技术、防漏堵漏技术、长裸眼防漏及小间隙固井技术、超深小井眼定向钻井技术和超深井缝洞型储层完井技术等技术,指出需持续优化特深井井身结构、急需解决二叠系和志留系漏失问题、深层破碎带安全钻进技术不成熟、急需配套高温高压井下仪器工具和裂缝性储层安全钻井技术,提出了增强工程地质一体化、加强堵漏和防塌技术研究、加强新技术和新工具的应用、加强高端仪器和特殊材料及装备研发等发展建议,以进一步推动顺北油气田特深井钻井完井技术的快速发展,实现该油气田特深层碳酸盐岩油气藏的高效开发。      

超深小井眼地层测试工艺技术研究及应用

随着勘探开发向纵深发展,四川盆地钻成大批超深小井眼井,试油测试面临巨大挑战。针对超深小井眼地层测试难点,通过油管柱组合、测试管柱功能及工艺优化、配套小井眼用压控式测试工具和高温高压电缆桥塞,最终形成两套超深小井眼地层测试管柱及超深小井眼电缆桥塞封闭技术,根据两套管柱所适用的不同工况以及功能上的区别,分别制定了工艺措施,现场应用情况表明,形成的超深小井眼地层测试工艺技术,能够保障127mm厚壁及?114.3 mm小井眼井试油测试作业顺利完成,为深部气藏的勘探开发提供了技术支撑。     

顺北56X特深水平井钻井关键技术

顺北56X井是部署在顺北V号条带的超深重点风险预探井,钻井过程中面临二叠系和志留系易漏失、奥陶系破碎地层井壁稳定性差、奥陶系桑塔木组易井斜、井眼轨迹控制难和储层钻遇裂缝带气侵等技术难点。为此,针对二叠系、志留系和奥陶系的地质特征,选用防漏堵漏钻井液和高温强封堵油基钻井液,并制定相应维护处理措施,有效预防了二叠系和志留系的漏失,保障了奥陶系的井壁稳定;应用“大扭矩螺杆+垂直钻井系统”防斜打快技术,实现了直井段的防斜打快;通过优化井眼轨道、采用工具面快速调控工艺、配套高温随钻测量技术和制定井眼轨迹技术方案,使该井井眼轨迹与井眼轨道符合度高,实现准确中靶;利用“微过平衡密度+简易控压”钻井技术,解决了储层钻遇裂缝带气侵的问题。顺北56X井钻井过程中未出现井控风险,准确中靶,顺利钻至井深9 300.00 m（垂深8 087.94 m）完钻,成为我国目前最深的水平井,同时也是目前亚洲陆上最深的水平井。该井安全成井,表明我国具备了钻特深水平井的能力,可为中国石化“深地一号”工程顺北特深层油气藏勘探开发提供技术支撑。     

膨胀管封隔复杂地层钻完井技术在侧钻井的应用

塔河油田为避开老井水体,老井侧钻上提造斜点钻遇上覆石炭系巴楚组或奥陶系桑塔木组泥岩井段,泥岩垮塌掉快堵塞采油井筒。为此,通过深井侧钻技术难点分析、扩孔工具优选、膨胀管关键技术分析及深井φ130.0 mm小井眼定向钻井技术配套,形成了一套适用于塔河油田深井侧钻井的随钻扩孔、膨胀管封隔复杂地层及后续小井眼定向钻井的非常规钻完井方案。同时布置了THA井进行试验,试验井创造了国内单次作业最长428 m和施工最深5 508 m 2项记录。现场应用结果表明,膨胀管封隔复杂地层钻完井技术解决了塔河油田φ177.8 mm套管开窗侧钻泥岩垮塌带来的技术难题,确保了钻井、完井和采油等作业井眼稳定;配套的深井φ130.0 mm小井眼定向钻井所需的钻杆、动力钻具和MWD,可以确保泥岩封隔井二开小井眼顺利钻至完钻井深。     

小井深超深短半径水平井钻井技术在塔河油田的应用——以TK1105CH井为例

小井眼超深短半径水平井对于老区挖潜上产、降低油田综合开采成本具有重要意义。以TK1105CH井为例,从短半径水平井施工难点、剖面设计、轨迹控制、摩阻计算、测量方式及钻井液设计等方面对超深短半径水平井技术进行了论述,并结合实钻经验给出了各阶段相应的钻具结构和技术措施。TK1105CH井的成功完钻为超深短半径水平井钻井技术积累了宝贵的经验。     

塔河油田超深侧钻水平井钻井技术研究与应用

油井开采后期,单井产量下降,部分探井、开发井由于各种原因在完井后没有获得油气流而形成了低产井和无用的“空井”。为了有效地将这些资产盘活,充分利用老井剩余资源对油区进行更经济有效的开采,塔河油田布置了多口超深侧钻短半径水平井。超深侧钻短半径水平井与常规中、长半径水平井相比较除具有提高油气采收率共性外,还具有成本低、周期短、见效快等特点。从侧钻短半径水平井施工特点、剖面设计、开窗工具及开窗方式的选择、轨迹控制、测量方式及测量工具的选择以及钻井液设计等方面对塔河油田小井眼超深侧钻水平井技术进行了介绍,并结合实钻经验总结出了各阶段相应的钻具结构、技术措施及注意事项等。塔河油田采用小井眼超深侧钻短半径水平井钻井技术对奥陶系油藏进行了勘探开发并取得了较好的经济技术效益。     

塔河油田小井眼水平井钻井技术

针对塔河油田地质特征和小井眼水平井钻井的主要技术难点，分析和阐述了塔河油田奥陶系小井眼水平井钻井井身结构、井身剖面和钻柱设计的基本思路和原则，针对小井眼水平井钻井中突出的降低摩阻、井眼稳定、携岩、轨迹控制、小井眼钻井等技术问题提出了解决技术措施，现场施工表明这些技术措施是可行的。     

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。     

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。      

φ62mm侧钻小井眼水平井分段挤堵管柱研究

冀东油田部分井是在φ139.7 mm老井眼开窗侧钻后采用φ73 mm油管完井,水窜后需要采用挤堵剂分段封堵,为此研究了一套超小直径分段挤堵管柱及配套工具,解决了挤堵管柱在φ62 mm超小井眼内顺利下入,高压挤堵剂挤堵后顺利解封起出等关键技术问题。介绍了该工艺管柱及其配套工具的结构、工作原理和主要技术参数。冀东油田G104-5CP26井的现场试验表明,该管柱及其配套工具满足了φ62 mm小井眼侧钻水平井分段挤堵施工要求,安全可靠。     

海上首口高温高压水平井小井眼打孔管下入技术

南海西部东方1-1 气田F7H 井是国内海上首口高温高压水平生产井,F7H 井在?177.8 mm 尾管中使用?148.6 mm 钻头钻达目的层,完井作业需要在?148.6 mm 井眼下入?114.3 mm 打孔管。F7H 井井眼小,井眼轨迹复杂,最大井斜角达到95.1 °,水平段长,目的层岩性复杂,地层温度接近150 ℃,地层压力系数达到1.94。下打孔管作业面临着摩阻扭矩大、井壁易失稳、井控风险高等问题。针对F7H 井打孔管下入难题,计算了管柱下入摩阻,采用抗高温、润滑效果好的钻完井液体系和特殊结构的悬挂封隔器总成,密切监测溢流和井漏,最终成功实施了高温高压水平井小井眼打孔管下入作业。     

深井小井眼短半径水平井钻井技术

介绍了深井小井眼短半径水平井钻井技术井身剖面、开窗工具及开窗侧钻方式的选择、井下马达的使用及与造斜率的匹配、测量方式的选择和测量工艺、现场施工中井眼轨迹控制的一些成功经验和预防井下事故和复杂情况的技术措施。从地层的可钻性、地层温度、钻井液性能、仪器的使用、马达的造斜率等方面介绍了深井小井眼短半径水平井与普通短半径水平井的不同之处。同时对深井小井眼短半径水平井钻井中存在的一些问题进行了分析，并给出了相应的技术措施，对指导同类井的设计施工和进一步提高深井小井眼短半径水平井钻井技术具有一定的意义。