塔河油田二叠系火成岩地层钻井提速增效措施研究

塔河油田广泛发育二叠系火成岩地层,由于该地层存在易产生掉块、应力坍塌特点在钻井过程中极易引起卡钻,同时由于地层中裂缝发育易导致严重漏失,在钻井施工中风险较大。以往发现在该地层钻进施工中常规的技术方法是先采用提高密度钻穿二叠系,再进行承压堵漏工艺,一般要增加10-20d的钻井周期,这样的措施存在严重影响施工效率问题,与钻井提速增效的目标是极不相应的。有鉴于此,本文根据塔河油田二叠系地层特点,对提高二叠系地层施工效率的技术思路进行了分析探索,并提出了针对性的应对措施,取得了良好的应用效果。     

惠州区块深层火成岩地层钻井提速技术

南海东部惠州区块前古近系为火成岩地层,岩石强度高、地层可钻性差,导致钻速低、钻头进尺短和磨损严重。为提高火成岩地层钻井效率,通过地层岩性特点分析、钻头磨损评价,并根据测井数据开展了岩石力学分析,设计了高攻击力提速工具和钻头提高机械钻速,采用了强抗冲击性斧型齿和双排齿钻头增加进尺,并提高了钻头心部位置强度减轻磨损。钻井提速技术在惠州D井进行了成功应用,相比较于前期作业的惠州A井:在相同地层岩性的前古近系闪长岩和花岗岩段,钻头机械钻速分别提高了88%和69%,火成岩井段单只钻头平均进尺增加了31.5%,且出井钻头磨损较轻。该技术较好地解决了区域火成岩地层钻井效率低的难题,也为火成岩地层提速提效探索了解决方法。     

气体钻井技术在新疆火北区块的应用

新疆准噶尔盆地火北区块地表为厚度1000m～2500m的巨厚推覆体,在前期探井钻井过程中钻速低,钻井周期长。为加速该区块的评价进程,通过对石炭系及下部二叠系地层应用气体钻井的可行性分析,并制定气体钻井参数、钻具组合、钻井工艺转换等各项技术措施,气体钻井技术在区块两口评价井火北021和火北022井得到了试验应用,其钻井提速3～6倍以上,为火北区块提速、降低钻井成本提供了新的技术思路,并在区块运用气体钻井技术提速方面积累了一定的经验。     

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。     

川西低渗气藏气体钻井提速潜力评价

根据川西须家河组地层井底岩石应力状态分析,井底岩石侧向应力与钻井液条件下的差别为35％,是影响气体钻井提高钻速的主要因素.结合须家河组工程地质特征,开展须家河组地层坍塌密度、气体钻井强度和气体钻井井眼扩大率进行井壁稳定性评价,通过川西须家河组气体钻井井底岩石可钻性级值模型量化,进行了该地区气体钻井提速潜力评价.     

影响气体钻井地层出水因素

气体钻井具有钻速高,成本低,环保性好等优势,但地层出水极易导致井下情况复杂,严重制约了空气钻井技术的推广应用。本文总结了空气钻井地层出水的危害,介绍了地下水的分布情况,分析了影响地层出水的因素,对气体钻井现场施工有一定的指导意义。     

气体钻井地层出水监测新方法

气体钻井钻遇水层后,当钻屑和水的比例达到一定值时,钻屑就会粘附在钻具和井壁上形成泥饼环,容易引起井下复杂情况或事故.针对目前常用的几种判断地层出水的方法在刚打开水层、出水量较小时无法及时准确判断的问题,提出了在排砂管线上安装湿度传感器,通过监测环空返出气体相对湿度的变化判断地层出水的新方法.在川西多口井的成功应用表明,该方法具有反应快、操作方便等优点,能够及时准确地监测到地层出水(仅需3～4min),为气体钻井的顺利进行提供了安全保障.     

气体钻井 提速先锋

四川石油管理局钻采工艺技术研究院气体钻井技术服务公司，致力于解决钻井工程中恶性井漏、压差卡钻、钻井速度慢等技术瓶颈难题，是目前国内技术最先进、规模最大的气体钻井专业化公司。该公司拥有一支技术精湛、现场作业经验丰富的专业人才队伍，引进和配套了空压机、增压机、雾化泵、尾气处理设备、膜制氮设备等系列专用装备，其中空压机和增压机总供气能力分别达1300m^3／min，膜制氮能力达330m^3／min，可同时在8口井（直径311mm井眼）提供服务。     

哈山101井火成岩地层空气锤钻井技术

准噶尔盆地哈山地区火成岩岩石坚硬、研磨性强、可钻性差,采用常规空气/泡沫+牙轮钻井技术存在着单只钻头进尺少、井斜增长快等技术难题。首先分析了空气锤结构特点、破岩机理及其在火成岩中的适应性,指出采用以冲击动载为主、剪切破碎为辅的空气锤钻井技术钻进火成岩,较常规气体钻井方式具有明显的防斜打快技术优势。在邻井空气锤钻井试验基础上,通过优化空气锤复合结构钻头齿材料与气流布局,改进空气锤保径结构与防掉机构设计,并且建立了空气锤钻井的钻压、转速、耗风量及风压等参数计算方法,形成了火成岩地层空气/雾化+空气锤钻井技术。经在哈山101井火成岩中进行现场应用,在保证井斜始终控制在1°以内情况下,单只空气锤平均进尺367.86 m,较邻井提高了56%以上,取得了显著的应用效果,为今后准噶尔盆地火成岩地层防斜打快提供了一种有效手段。     

渤中A油田火成岩地层抗钻特性及钻井参数优化研究

渤中A油田位于渤海渤中区块,其沙河街组和东营组发育有火成岩地层。火成岩地层厚度大,岩性复杂,可钻性差,严重影响了机械钻速,制约着钻井效率。为了节约火成岩地层钻井成本,针对研究区域火成岩可钻性差、机械钻速低的问题,开展了地层抗钻特性、钻井参数优化等方面的研究工作。结果表明,研究区域火成岩中斜长石含量超过2/3,地层的强度和硬度都很大。优化后的钻进参数如下：东一段的钻压为50 kN,转速为74 r/min,排量为58 L/s;东二段的钻压为75 kN,转速为73 r/min,排量为33 L/s;东三段的钻压为63 kN,转速为73 r/min,排量为31 L/s;沙河街组的钻压为86 kN,转速为120 r/min,排量为33 L/s。以上成果认识,对提高研究区域火成岩地层的机械钻速具有一定指导意义。     

气体钻井——提速先锋

四川石油管理局外钻采工艺技术研究院气体钻井技术服务公司，致力于解决钻井工程中恶性井漏、压差卡钻、钻井速度慢等技术瓶颈难题，是目前国内技术最先进、规模最大的气体钻井专业化公司。该公司拥有一支技术精湛、现场作业经验丰富的专业人才队伍，引进和配套了空压机、增压机、雾化泵、尾气处理设备、膜制氮设备等系列专用装备，其中空压机和增压机总供气能力分别达460m^3/min，膜制氮能力达90m^3/min，可同时在三口井（直径311.2mm井眼）提供服务。     

哈山3井火成岩地层钻井难点与提速对策

准噶尔盆地火成岩地层具有岩石坚硬、可钻性差、井斜问题突出等特点,严重影响了石炭系目的层的勘探开发进程。为此,在分析哈山3井火成岩地层钻进过程中的技术难点以及扭转冲击工具在火成岩中的适应性的基础上,针对SLTIT型扭转冲击工具的工作原理、主要结构及性能特点进行了深入分析,指出该工具通过将部分流体能量转换成一定频率、周向扭转的冲击扭矩,并直接传递给钻头,能够有效消除PDC钻头的卡滑现象,提高难钻地层机械钻速。该扭转冲击工具首次在哈山3井火成岩中现场试验,一次入井连续工作649 h,单趟钻进尺457.5 m,行程钻速0.7 m/h,经与相邻上部火成岩井段钻井情况对比,行程钻速提高45.8%,节约了至少11趟起下钻时间与钻头费用。SLTIT型扭转冲击工具的成功开发为今后准噶尔火成岩地层的钻井施工探索出了一种有效提速手段。     

哈山3井火成岩地层快速钻井技术

为解决准噶尔盆地火成岩地层岩石坚硬、可钻性差、井斜问题突出等技术难点,进行了火成岩地层“PDC钻头+扭转冲击工具”复合钻井技术研究。针对火成岩地层岩性特点和钻井技术难点,通过研制具有较强耐磨性的φ311.1 mm PK6245MJD型PDC钻头,与适合PDC钻头机械剪切破岩机理的SLTIT型扭转冲击工具配合形成了“高效PDC钻头+SLTIT型扭转冲击工具”复合钻井技术,并在哈山3井火成岩地层取得了较好的应用效果。现场应用发现,“φ311.1 mm PK6245MJD型PDC钻头+SLTIT型扭转冲击工具”一次入井连续工作649 h,单趟钻进尺457.50 m,平均机械钻速1.0 m/h,行程钻速0.7 m/h,与相邻上部火成岩井段相比,至少节约了11趟起下钻的时间与钻头费用;同时井斜角由入井前的4.2°（井深2 882.00 m）降至1.2°（井深3 310.00 m）,纠斜效果明显。现场应用表明,“φ311.1 mm PK6245MJD型PDC钻头+SLTIT型扭转冲击工具”复合钻井技术是实现准噶尔盆地火成岩地层优快钻井的一种有效技术手段。      

气体钻井地层出水定量预测技术

钻前对水层的准确预测是气体钻井顺利实施的一个难题,需要解决以下几个问题:地层流体类型的判断、地层物性的解释、地层压力的解释和出水量的计算.提出利用深浅双侧向电阻率测井等来判断地层的流体类型,利用声波、密度、中子测井来解释出水地层的孔隙度,结合束缚水饱和度的解释进一步解释地层的渗透率,通过建立正常地层压实趋势线的方法来预测地层压力,最后结合渗流力学的产量公式实现对出水的定量预测.玉门青西地区和长庆苏里格地区的应用表明,采用该预测技术预测的结果和现场实际情况吻合,说明该预测技术具有较高的工程应用价值.     

气体钻井技术在长宁页岩气区块的应用

长宁页岩气区块表层受长期风化剥蚀影响严重,孔隙、裂缝、溶洞发育,普遍存在井漏复杂,甚至出口
失返,处理复杂损失时间长,且易造成较严重的环境污染;志留系韩家店～石牛栏地层非均质性强、软硬交错、岩性
变化快,机械钻速低,单只钻头进尺少,是全井提速瓶颈段。针对上述勘探开发难题,开展了长宁页岩气区块气体
钻井实施方案优化研究,优化出了适合于气体钻井的井段,根据“井工厂”的特点,提出了气体钻井批量化快速施工
工艺,并开展了２３井次现场应用实践,取得了较好的治漏提速效果,大幅减少了钻井液漏失量,缩短了钻井周期,
节约了钻井成本,为加快长宁页岩气区块的勘探开发进程提供了技术支撑。     

乌伦古地区石炭系火成岩钻井技术研究

由塔里木胜利钻井公司承钻的乌参1井是胜利石油管理局部署在西部新区乌伦古地区的一口重点探井.文章阐述了乌参1井石炭系火成岩的岩性特点及在该地层的施工情况,重点介绍了在火成岩地层施工时出现的复杂情况及应对措施.最后结合现场实际施工情况,建议在乌伦古地区火成岩地层施工中使用高速螺杆及国产减速涡轮,配合孕镶钻头或特制的孕镶+ PDC混合齿钻头,进一步提高乌伦古地区火成岩地层施工速度.     

川东地区气体钻井的应用

川东地区砂、泥岩互层频繁,地层致密,可钻性差,气层繁密,常规钻井效率低,采用气体钻井可以显著提高钻井效率,但还存在井壁失稳、地层出水和出气、断钻具等问题.通过分析川东地区空气钻井的各种复杂情况,研究应对措施,提出了采用充气泡沫、氮气钻井及换钻井液技术解决地层出水、出气等复杂问题,同时配置空气锤、减震器工具以提高川东地区空气钻井的质量和安全性.     

气体钻井地层剪切应力井斜规律研究

气体钻井时因没有围压,地层的各向异性指数变化较大,使得地层造斜率与钻井液钻井时的地层造斜率有所不同.为了更好地理解气体钻井井斜规律,利用有限元理论,建立了不同钻井方式下的岩石力学模型,在考虑不同地层倾角和不同循环介质影响的基础上进行井底岩石剪切应力计算,分析出气体钻井井斜规律.计算结果表明:在相同的工程和地质条件下,气体钻井时地层造斜力远大于钻井液钻井的几率约为35%,气体钻井更易发生井斜,而小于或等于30.地层倾角钻井时井眼轨迹偏向垂直于地层倾斜面的方向;45.地层倾角钻井时井斜趋势不明显;大于或等于60.地层倾角钻井时井眼轨迹偏向平行于地层倾斜面的方向.     

欠平衡复合钻井技术在牛东火成岩地层的研究与应用

三塘湖油田牛东区块存在常规钻井中火成岩储层可钻性差、不能有效保护储层,进而影响开发效果等问题.针对此问题本文对钻头个性化设计、钻井参数等相关工艺技术研究的基础上,在牛东8-12、8-10等10口井采用了"φ152.4mmPDC钻头 螺杆"的欠平衡复合钻井技术现场试验,使牛东区块储层段平均机械钻速从1.50m/h提升到了3.75m/h,原油产量实现了千吨突破,取得了提高火成岩地层机械钻速和提高单井产量的双重效果,为提高火成岩储层的开发效果提供了一条有效的途径.     

川东北通南巴复杂构造带气体钻井防漏提速技术

通南巴构造带受来自米仓山冲断构造带与大巴山弧形冲断构造带的构造叠加作用,断裂和裂缝都较为发育,该区块须家河组以上地层压力低,前期部署的井漏失严重且机械钻速低。文章通过分析应用气体钻井技术的必要性,以井壁稳定、地层可钻性及井眼净化能力适应性评价为基础,形成了以井身结构优化、注气/泡沫参数和钻具组合及钻进参数优化设计为主体的技术方案,成功应用13井次,不仅避免了上部地层井漏复杂,并且机械钻速平均提升6～9倍以上,为通南巴构造带超万亿方天然气的安全高效开发提供了技术保障。