旋转导向系统POWER-V钻井技术应用简介

在山前高陡构造等复杂地层垂直钻井工程中,由于地层自然造斜效应的影响,井斜问题十分严重,成为长期以来制约山前高陡构造等易斜地层油气资源勘探开发进程的一大技术瓶颈,也是自旋转钻井应用于石油工业以来的百年技术难题之一.为了适应复杂地质条件下深井垂直钻井防斜打快的市场需求,斯伦贝谢公司推出了旋转导向系统Power-V,使得钻柱在旋转钻进过程中实现过去只有传统泥浆马达才能实现的准确增斜、稳斜、降斜或者纠方位功能,可以在一定井深和井眼尺寸范围内有效控制井斜变化,并达到比较理想的机械速度.POWER-V工具是实现山前高陡构造地层防斜打直和快速钻井的有效技术之一.     

准噶尔盆地南缘H-101井ATK-V垂直钻井系统应用

受构造运动影响,南缘山前高陡构造发育,地层沿断裂推覆,中、上部地层倾角大,局部地层接近直立,钻井过程中易造成井斜,钻井参数难以强化,影响整体机械钻速。为了提高钻探效率,在南缘地区H-101井中的二开井段（187～1 792 m）试验应用了ATK-V垂直钻井系统。介绍了ATK-V垂直钻井系统的组成部分、工作原理、技术特点、性能参数,以及该系统在H-101井的应用情况。现场应用结果表明,AKT-V垂直钻井系统稳定性高,质量可靠,井斜控制性能优异,有效解决钻井提速施工中井斜与钻压的矛盾,提速效果明显,可在南缘霍尔果斯背斜区块推广使用。     

液力推力器在玉门青西油田的试验应用

玉门青西油田窿8井以南区域,存在山前高陡构造,地层倾角大,地层易斜,防斜打快问题突出,上部牛胳套及胳塘沟组地层,深度在1500～2700m,采用常规的钟摆钻具吊打防斜,平均机械钻速只有2.5m/h左右,而采用Power v垂直钻井系统成本太高,使得该区块钻井速度一直得不到突破.通过在Q2-56、Q2-59等井试验不同尺寸的液力推力器,机械钻速平均提高12%以上,同时很好控制了井身质量,为玉门青西上部地层的防斜打快指明了方向.     

缅甸Y区块钻具组合的选择及应用

缅甸Y区块的重点勘探区域位于火山岛弧带,地层高陡构造,自然倾角较大,给井斜控制带来了较大困难。为了提高钻井效率并有效控制井斜,在钻井作业中使用了带马达的防斜打快钻具,并采取了辅助的技术措施,通过3口探井的实践,井斜控制效果较好且机械钻速较高,为以后该区块继续作业提供了宝贵的经验。     

基于地层倾斜规律的防斜打直钻井技术研究

地层自然倾斜、钻具组合、钻井参数是影响钻井井斜方位变化的主要因素。根据地层层面空间网格数据,建立了地层倾角、倾向的计算方法,并针对典型防斜打直钻具组合和钻井参数之间的关系进行了力学分析。应用结果表明,井眼实钻轨迹与设计轨迹基本相同,形成了利用地层自然倾斜规律,在钻井自然中靶的同时,释放钻压提高钻速的防斜打直优快钻井技术,对于高陡构造油气藏的高效开发具有重要的理论意义和工程实用价值。     

DZK02地热钻井技术实践

中国地热资源丰富,主要以中低温资源为主,其钻探技术相对成熟。在中高温地热资源钻井工艺方面还存在着一定问题。DZK02井位于藏南—川西地热区,是一口地热预探井。该井存在浅层中低温地热水喷漏同存、高陡地层易井斜等钻井技术难题,通过采取简易控压钻井、防斜打直技术等工艺技术,安全地完钻。总结分析了该井钻井关键技术,为安全施工中温(90℃～150℃)地热井钻井提供参考经验。     

米泉1井钻井技术难点分析和对策

米泉1井位于新疆维吾尔自治区米泉市白杨河乡,是一口区域探井,属于准噶尔盆地南缘博格达山前七道弯背斜构造带,设计井深3600m.准噶尔盆地南缘自晚古生代以来,经历了复杂的裂陷、洋盆发育、板块对接、拆离、俯冲、碰撞和基底楔冲作用,地层应力高,地层易斜,井壁坍塌、缩径严重,地层地质情况复杂,钻井施工难度大.实钻中,地层岩性灰色泥岩、深灰色岩、灰黑色碳质泥段长达2361m,并夹有厚煤层,属于典型的山前高陡构造;侏罗系及以下地层倾角70°左右,井身易斜,大井眼()406.4mm、()311.2mm防斜、纠斜困难,直井井眼轨迹变化较大,增加钻进、起下钻、下套管摩阻;钻井过程中曾因为地层坍塌、缩径发生多起井下复杂和事故[1].简要介绍井下复杂和事故过程,分析处理复杂事故原因、钻井技术难点和对策.     

PDC钻头在S3-4H井二开井段的应用

塔河油田位于塔里木盆地北部,是中国第一个古生界海相亿吨级大油田,是西北油田分公司在塔里木盆地发现并重点开发的油田区块.主力油藏埋藏在5000m以下地层,钻遇地层多而且复杂,钻井过程中易发生钻井液漏失、井眼坍塌、卡钻等井下复杂情况和事故,开采难度大.S3-4H井是西北油田分公司在塔河油田S3井区轮台断凸轮台1号构造上布置的一口重点开发水平井,钻达井深5126m,该井接近山前构造,地质构造复杂,钻遇多套地层压力系统,上部地层存在高压水层,地层易缩径,地层坍塌应力高,易发生卡钻事故,地层倾角大,对井斜控制困难,中下部地层岩石可钻性差;该井二开井段裸眼段长,井眼大,环空岩屑携带困难,同时该区块施工井数少,可参考邻井资料少等一系列问题增加了该井钻井施工难度.本井通过前期认真调研分析地层岩性特征、地层压力系统变化规律,与生产厂家一起对钻头进行了优选,对钻井参数和泥浆性能等进行优化,取得了良好效果,极大地提高了二开井段的机械钻速,同时减少了复杂情况的发生,节约了钻井成本.     

玉门油田青西地区高陡地层防斜钻井技术

针对青西油田高陡地层钻井易井斜难题，对造成井斜的原因进行了分析，提出了两套解决方案，取得了较好的现场应用效果，对高陡地层防斜钻井有重要意义。     

应用U型井开采倾斜构造煤层气的钻采技术研究

倾斜高陡构造煤层气钻井的共性是井斜难以控制,而且这类储层分布较广,潜力巨大。根据霍林河煤层气构造地质条件,地层倾角较大,主力煤层厚度大,渗透率较高,又属于典型的低煤阶煤层气,易于实施U型斜井钻采工艺。U型斜井钻采工艺特殊,利用定向斜井与其远端的直井在井下连通,建立煤层流体循环系统。为了保护煤层,煤层钻进过程中要采用环空充气欠平衡钻井工艺。采气时要选用排量范围广、成本低、耐砂能力强的螺杆泵,提高排采效率;U型斜井能够充分发挥倾斜地层流体势能和各井的优势,能够提高排水和采气效率。结合霍林河煤层气钻采,探讨了U型煤层气井钻完井工艺及采气工艺。     

哈萨克斯坦科扎萨伊油田优快钻井技术

哈萨克斯坦科扎萨伊油田钻井地质环境复杂,储层位于盐下,钻遇的地层层系多,地层性质差异大,具多套压力系统。钻井过程中发生地层漏失、坍塌、掉块及盐膏层蠕变等复杂情况,严重影响了钻井时效和钻井安全。针对这些技术难题,开展了油田井身结构、井身质量、提速潜力、高效钻头等分析与优化,提出了预弯曲钻具高倾角地层井斜控制技术、混合钻头减震提速技术,以及PDC-孕镶块复合钻头高研磨性地层提速技术。现场应用取得了较好的效果,平均机械钻速提高50%以上,钻井周期缩短28%。     

防斜打快钻井技术在龙深一井的应用

龙深一井是中石化西南分公司部署在川西龙门山构造带的一口重点超深井,设计井深7297m,区域上地质构造十分复杂,该井二开钻遇T3X3逆掩推覆体地层,地层倾角在2°～85°之间频繁交错变化,且断层发育.施工过程中常规的防斜(塔式,钟摆)钻具组合不能有效控制井斜,为保证井身质量,只能采取轻压吊打的方式钻进.钻进中施加钻压仅为40kN,导致机械效率非常低,钻井周期过长,钻井成本居高不下.为解决提高钻压与有效井斜控制的矛盾,试验应用了预弯曲动力钻具及贝克休斯公司VertiTRak垂直钻井系统,收到了良好的效果.     

军1井钻具失效事故分析

军1井是一口CO_2探采结合井,目的层位于上古生界栖霞组.该井大部分井段钻遇中古生界高陡构造,井斜难以控制。四开进入下古生界地层后,钻井速度慢,多次发生钻具失效事故。通过钻具失效分析,找出了引起事故的真正原因。     

方正地区防斜打快技术研究与应用

针对方正地区地层倾角大、自然造斜率高、钻井速度慢、钻进周期长等特点,绘制井斜高发区域及层位,明确最易发生井斜地层为宝一段与新乌组,通过优选防斜、纠斜钻具组合及相应的钻进参数,同时结合复合钻进和垂直钻井系统,形成一套方正地区易斜地层的防斜打快方法,对于提高钻井速度,缩短钻井周期具有重要的指导意义。     

龙深1井防斜打快钻井技术

中石化重点井--龙深一井二开钻遇地层属山前构造逆推覆体地层,地质构造十分复杂,地层倾角高达25°～35°,钻进时采用常规的防斜(塔式,钟摆)钻具组合不能有效控制井斜,为保证井身质量,只能采取轻压吊打的方式钻进,钻进中施加钻压仅为40kN,使得机械钻速非常缓慢,钻井周期过长(φ)444.5mm井眼1180m的钻井周期长达99d),钻井成本居高不下,为解决大钻压井斜与轻压吊打钻速慢的矛盾,中石化在本井试验应用预弯曲动力钻具及贝克休斯公司VertiTRak垂直钻井系统,收到了良好的效果.     

却勒103井(φ)311mm井眼防斜打快技术

从却勒103井所在地区已钻井的资料统计分析,在(φ)311mm井眼钻进过程中,漏、缩、卡事故发生频繁.而地层倾角在30°～85°,地层各向异性,岩性软硬交错,自然造斜能力强,是导致钻井中易发生井斜,井眼质量难以保证,防斜与打快的矛盾十分突出,严重地制约了钻井速度.却勒103井(φ)311mm井眼钻进中,运用了防斜打快的技术手段,有效地解决了防斜和加大钻压之间的矛盾,大幅度地提高了钻井速度.为该地区快速钻井提供了一种经济实用的技术手段.     

准南复杂构造地层漏失规律研究

准南复杂构造地质和钻井情况非常复杂,地层破碎、倾角陡,钻达高压层后,在同一压力系统情况下,压力系数随深度增加而减少,导致安全密度窗口变窄,不同压力系统同处一层裸眼引起井漏,井下复杂在所难免,严重地制约了钻井效率,为了实现安全快速钻井,井漏是必须逾越的难关。弄清井漏机理是防治井漏的关键所在,对于复杂构造风险深井、超深探井漏的机理目前停留在定性半定量描述阶段,需要进一步深化机理的研究。为此,以非牛顿流体力学理论为基础,并结合钻井工程的实际情况,建立了地层井漏的数学模型,分析了钻井参数、钻井液性能、地层特性等对井漏的影响,用以揭示复杂构造地层的漏失特点及规律,从而为现场防漏堵漏提供理论依据。     

深孔复杂地层钻进技术支撑新能源地质调查

正新能源(页岩气、地热、油气、铀矿等)地质调查钻井大都在新区新层系新领域新构造中进行,地层条件、地质构造十分复杂,经常出现严重井漏、井斜、井壁垮塌、坚硬打滑、孔内事故频发等多种情况,致使新能源地质调查井钻井施工困难,花费了大量人力、物力。为解决页岩气等新能源地质调查钻井中的小口径深孔复杂地层钻进技术难题,中国地质调查局北京探矿工艺研究所开展了小直径随钻定向纠斜、"三步曲"快速堵漏、深孔高压旋喷护壁、复杂地层取心     

大倾角地层煤层气钻井施工中的防斜工艺

大倾角地层煤层气钻井施工中易发生井斜现象。针对这一问题,在安徽省宿州市埇桥区芦岭井田Ⅲ102区WLG02煤层气井施工中,采用了石油钻井在大倾角地层中的钟摆、螺杆复合钻进的防斜工艺,达到了预期效果,保证了完井质量,取得了较好的经济效益和社会效益。     

准噶尔盆地南缘阜康断裂带PDC钻头技术应用

准噶尔盆地南缘阜康断裂带具有山前高陡构造典型特征,侏罗系及三叠系地层压实程度高、硬脆性泥岩夹层多,可钻性差,PDC钻头选型和应用存在诸多技术难题。在简要描述岩性、岩石力学参数计算的基础上,分析了该区侏罗系及三叠系地层岩石抗压强度和PDC可钻性分布频率,介绍了该区米东1井和九运2井侏罗系地层PDC钻头应用情况,结合实钻重点介绍了阜康1井大段侏罗系及三叠系硬脆性泥岩层段PDC钻头选型原则、现场技术措施和PDC钻头钻进方式以及取得的效果,为南缘下组合侏罗系硬脆性地层使用PDC钻头提高钻井速度提供了技术借鉴。