四川盆地深层碳酸盐岩钻完井技术实践与展望

四川盆地的油气资源勘探开发正在向着更深的层位进军,深层碳酸盐岩气藏深井超深井的多压力系统、可钻性差、超高压超高温、高含硫等诸多难题给钻完井工程带来了巨大的挑战。为了保障该盆地深层碳酸盐岩油气资源勘探开发的顺利进行,立足现场实践与技术攻关相结合的总体思路,"十三五"期间安全快速地完成了诸如双鱼石构造双鱼X133井等一批井深8 000 m左右的超深井,深井超深井钻完井配套技术试验攻关取得了重要进展。获得的成果包括:①非标准井身结构优化,配合精细控压、承压堵漏等技术的应用,奠定了优快钻进、安全钻达地质目标的基础;②全面优选推广使用高效、个性化PDC钻头,有效地提高了难钻地层平均机械钻速;③研发应用的抗200℃高温、抗复合盐水等钻井液及主动承压堵漏技术,有效地减少了高温、高压盐水、井漏等复杂地层钻进的井下复杂情况;④精细控压钻井及精细控压固井技术应用于窄密度窗口、多压力系统、压力敏感性地层,平均钻完井液漏失量下降90%以上,复杂处理时间缩短85%以上,固井质量合格率提高20%以上;⑤集成应用的气体钻井等提速技术和工具,使得钻井周期和成本均大幅度缩减。结论认为,该试验攻关成果已基本支撑了四川盆地...     

塔里木盆地库车坳陷克拉苏盐下深层大气田形成机制与富集规律

库车坳陷具有丰富的天然气资源,继克拉2大气田发现后,近年来在克拉苏断裂下盘克深区带发现了大北、克深等大型气田。以克深、大北大气田为例,详细论述了克拉苏盐下深层大气田的形成机制与富集规律,认为侏罗系—三叠系煤系烃源岩5Ma以来生气强度和生气速率达到极大值[高达(160~320)×108 m3/km2和15~20mg/(gTOC·Ma)],为高效气源灶。克拉苏冲断带叠置在供烃中心之上,充足的气源是大北—克深气田天然气富集的物质基础。区域性巨厚膏盐岩盖层限制构造冲断突破、有效保护储层、高效保存油气,是盐下油气富集的重要保证。克深—大北分层滑脱收缩变形,盐下冲断叠瓦构造成排成带,广泛分布的低孔砂岩储层,为天然气富集提供了有利空间。克深—大北地区盐下深层构造的形成与区域构造挤压关系密切,主要是晚喜马拉雅期强烈冲断挤压形成,上新世—第四纪是克拉苏构造带形成的主要时期,主体构造基本都是在库车组中晚期定型;而生烃史研究也表明烃源岩主要生气期在库车组沉积以来,主生气期与构造定型期的良好匹配决定了克拉苏冲断带盐下晚期高效成藏,是该区深层形成大气田的重要原因。     

辽河油田水平井钻完井技术

本文回顾了辽河油田水平井钻井技术的发展情况，总结了逐步形成的特色水平井钻完井工艺技术进展，指出了目前辽河油田水平井技术发展面临的新问题及制约水平井技术发展的瓶颈技术，提出了当前水平井钻完井技术急需解决的一些问题。     

全过程欠平衡钻完井技术

从储层保护角度,阐释了实施全过程欠平衡钻、完井的意义。从工艺角度给出了实现全过程欠平衡钻井、完井所需要的关键装备,同时提供了实现钻进、起下钻、测井、完井等作业条件,保持井筒欠平衡状态的工艺方法。文中,介绍了近年应用全过程欠平衡钻井技术在新疆油田克拉美丽气田取得的发现、保护效果。最后,对全过程欠平衡工艺在油田应用与推广给出了认识与建议。     

国内外钻完井技术新进展

页岩气、致密油/页岩油、致密气、深水、极地等的勘探开发活动推动了全球钻完井活动持续回升,促进了水平井、工厂化作业等钻井技术,以及快速移动钻机、深水钻机、极地钻机等钻井装备的快速发展。国外近年来在高效起下钻机和高运移性钻机,复合钻头、微芯钻头及高效辅助破岩工具,井下实时大容量信息高速上传,实现造斜段和水平段一趟钻的高造斜率旋转导向技术,可折叠连续管,钻井远程传输与实时优化,连续循环系统,控压钻井,高温油基钻井液、新型水基钻井液和新型堵漏技术等方面取得显著进展。国内在万米钻机及配套装备、MWD/LWD/EMWD/近钻头地质导向系统、连续管技术与装备、控压钻井、垂直钻井、随钻温度压力测试等方面也实现重要突破,推动了钻井技术与装备不断进步。     

库车坳陷克深气田超深层致密储层产能控制因素

塔里木盆地库车坳陷克深气田是世界罕见的超深超高压高温裂缝性致密砂岩气藏,基质低孔特低渗,裂缝是最主要的渗流通道,气藏产能平面分布差异大、高效开发井布署难等问题是制约气田高效开发的关键。在气藏地质特征、断裂裂缝系统、基质物性、储层微观结构和气水关系分布等研究的基础上,结合储层地应力研究,从多个角度系统解剖了主力产气区克深2区块高效井和低效井的差别,揭示了产能的主控地质因素和钻完井因素,提出了高效井布署、实施及开发合理技术政策。研究结果表明:井筒及井周裂缝发育程度、产状、有效性、储层力学特征、气柱高度及其相互之间的匹配关系是制约气井产能的先天地质因素;井周断层、裂缝、隔夹层、气水分布、投产井段及由此制定的合理开发技术政策是制约长期高产、稳产的核心因素;完钻井深、完井投产井段、射孔段优化和储层改造工艺是否合理,也是气井高产、稳产的关键;同时,基质储层物性及孔喉特征对产能也有一定影响。综合分析认为,在高部位集中布井是实现该类气藏高效开发最直接、最有效的手段。     

锦612-12-新22分支水平井钻完井工艺技术

介绍了辽河油田多分支井技术在锦612-12-新22分支井的钻完井施工情况,其中包括套管定向开窗技术、井身轨迹控制技术与分支井完井技术。该井采用了地质跟踪、无线随钻测量技术、螺杆钻具定向技术与DF-1多分支井完井技术等。完井水平达到了TAML4级,该井采用双分支合采,日产油30m^3。在这口井的施工中,积累了很多的现场施工经验,检验出一些工具的问题,为以后分支井的实施起到了重要的指导作用。     

FMI资料在库车坳陷深层致密砂岩储层中的应用

库车坳陷白垩系致密砂岩储层埋深大、地震资料品质差,常规储层预测方法难以分辨该区沉积扇体内部结构及平面展布特征.通过岩心数据刻度FM1电成像资料分析了不同岩相及沉积构造的FMI成像响应特征,结合常规测井精细校正出研究区典型产气层的岩相,建立了辫状三角洲前缘、扇三角洲前缘4种典型微相砂体模型.认为研究区砂体展布受控于4个大型沉积扇体,扇体内部以板状交错层理中砂岩、板状交锗层理细砂岩、斜层理细砂岩、槽状交错层理细砂岩的储集物性最好,且分布于主水道及水道分叉区.对区域地层沉积认识的深化,为致密砂岩储层预测奠定了基础.     

松辽盆地北部深层天然气勘探钻井完井保护技术

通过对松辽盆地深层勘探钻井完井技术的简要回顾，指出保护储层的钻井、完井技术所经历的“采用优质钻井完井液体系，实现对储层的保护；使用低密度钻井液提高钻井速度，近平衡钻井对储层的发现与保护和采用欠平衡钻井工艺技术，发现与保护储层”3个阶段分别满足深层勘探就钻井完井过程中保护储层的技术要求。针对深层储层物性和钻井技术条件，研究了储层潜在损害方式和损害程度，分析了各个阶段钻井完井过程中保护技术的作用原理、应用情况与取得的效果。实践表明，保护储层应以勘探发现程度需求为依据，兼顾资料需求和勘探钻井投资，选择相应的保护储层类别。建议加强松辽盆地北部深层天然气勘探钻井、完井过程对储层的保护，探索进一步开展充气、泡沫、雾化、空气等气体钻井技术的研究与应用，使储层发现与保护技术得到一个质的飞跃。     

安岳气田易漏储层高效完井投产技术研究及应用

安岳气田震旦系灯影组储层溶洞极为发育,是天然气富集带,构造上通过精细控压钻达目的层后仍然存在恶性井漏问题,井漏对完井投产效率和井筒安全作业造成较大影响。在结合前期钻井精细控压参数与设备的基础上,形成了一种针对易漏储层高效完井投产技术,通过两趟管柱达成完井目的。第一趟暂堵管柱,高效安全建立屏障,阻断井筒漏失通道,减少在井筒高风险条件下下管柱和替环空保护液时间,之后再回插二次完井管柱最终实现高效完井。该技术在 GS001-H26等井获得成功应用,测试百万方级气井 ５口,累计测获天然气产量 822 × 10⁴m³/d,为碳酸盐岩易漏储层高效开发提供了一种新的技术手段。     

深井超深井钻探工艺技术

深井、超深井的施工采用了许多现代高科技手段，包括VDS垂直钻井系统、顶部驱动钻机、铝合金钻杆、不起钻金刚石绳索取心、抗温能力超过250℃的深井钻井液等，并且在资料与信息的处理上大量应用了及时跟踪和电子模拟技术，使得各种数据的分析更加直观化，例如现代深井钻井施工已经彻底实现了利用计算机终端进行井下复杂情况的监控，钻井工程师可以根据电脑屏幕所提供的信息快速地决策井下复杂情况的处理方案，减少了决策所需时间，降低了问题的复杂程度，提高了处理效率。然而，随着井深的不断增加，各种问题出现的几率也成倍增大，如超高密度钻井液的使用技术、井身结构的合理确定、在施工条件下先进技术与工具的有效使用、长寿命钻头的制造、井身质量、钻进方式的选择、深部地层稳定方案的实施等都会影响钻进深度的进一步加大。本文根据国内外已完成深井、超深井的资料，对深井钻井、超深井钻井作业所遇到的技术问题进行了剖析，初步将超深井钻井技术问题的解决归纳为钻井液技术方案、机械技术方案、地层稳定技术方案、钻进工艺方案、取样工艺方案，并就解决的技术措施提出了建议。     

顺北超深断溶体油气藏完井技术

顺北油气田属于超深断控型油气藏,完井中出现完井工具失效、井壁坍塌、无法在水平段多体动用产能、管材腐蚀严重等问题,原用于岩溶缝洞型油藏的裸眼完井方式适应性降低,阻碍了油藏高效开发。通过研究此类油藏的流体力学、岩石力学、油藏工程特性,揭示此类油藏的本质特征和行为表现,据此制定了产能最大化方案,研究了破碎性储层井壁稳定技术、漏失型储层高效完井技术、非均质储层分段改造技术、高温低硫环境腐蚀防护技术,形成以产能最大化为特征的断溶体油藏高效完井技术体系。通过制定产能最大化方案,指导单井措施有效率85.4%,平均单井增油2.89万t;破碎性储层井壁稳定技术控制生产压差在16 MPa内,累计平稳生产2 100 d;漏失型储层高效完井工艺成功率100%;分段改造排量11.6 m3/min,总液量2 408 m3,日产油150 m3,为邻井2.3倍;防腐技术降本近35%。研究结果可为顺北油气田及其他类似油气藏勘探开发提供技术支撑。     

元坝气田超深酸性气藏钻完井关键技术

四川盆地元坝气田是近年来中石化发现的一个大型气田,是继普光气田之后天然气增储上产的又一个重点探区。元坝气田超深酸性气藏地质构造复杂,储层埋藏深,钻遇地层复杂,特别是陆相深部地层,属于高研磨性地层,机械钻速慢,钻井周期长。为此,经过多年的钻井实践和技术攻关,引进新工具、新技术,研制专用钻头,优化钻井设计,形成了针对该气藏的6项钻完井关键技术:(1)保证提速、安全完井作业的井身结构优化技术;(2)陆相上部地层气体钻井、陆相深部高研磨地层钻井提效技术体系;(3)气液转换、超深大斜度井及水平井润滑减阻、井壁稳定控制及防酸性气体污染技术等钻井液配套技术;(4)气体介质条件下固井、深井长封固段固井及超高压小间隙固井技术系列;(5)完善了以测量仪器、动力钻具优选及钻具组合设计等水平井井眼轨迹控制技术;(6)适合该气藏衬管完井方式和完井管柱优选技术。现场应用效果表明,系列关键技术有效地解决了机械钻速慢的难题,大幅度缩短了作业周期,实现了7 000 m井深水平井的提速提效的目标。     

元坝气田超深酸性气藏完井投产关键技术

元坝气田是中石化继普光气田后在四川盆地发现的又一个千亿立方米级储量的大型气田,也是国内目前埋藏最深的海相碳酸盐岩酸性气藏。其主力储层上二叠统长兴组具有超深、高温、高含硫、富含CO_2、气水关系复杂等特征,完井作业面临的工程地质条件复杂,井型及完井方式多样,作业难度大。为此,中石化西南石油工程有限公司通过攻关研究及实践,形成了完井试气及地面控制、深度酸压改造、元坝超深小井眼井筒处理、微牙痕上扣及气密封检测、安全管控等一系列完井投产关键配套技术,攻克了气田开发过程中的管柱防腐、储层深度酸化压裂、高产测试、安全管控等世界级完井投产工程技术难题,成功应用近40口井,为该气田34×10~8 m~3天然气产能建设目标的完成提供了重要的技术支撑。     

川渝地区超深井钻完井技术新进展

中国石油川渝地区勘探开发已由上二叠统—三叠系向更深的下二叠统—震旦系转移,区域向川中古隆起外围、川西下二叠统、川东寒武系进行战略拓展,地质条件愈加复杂,超深井的多压力系统、可钻性差、超高压超高温、高含硫等难题给钻完井工程带来巨大挑战。通过技术攻关,形成了集井身结构优化、个性化钻头、优质钻完井液、深井水平井钻井、精细控压钻井、特殊取心等技术为一体的超深井钻完井技术,为安岳气田龙王庙组资源快速转化、二叠系和泥盆系资源重大发现提供了强有力的技术支持,加速了川渝地区深层油气藏勘探开发进程。     

织金煤层气浅层大位移水平井钻完井技术

针对织金区块存在表层漏失、摩阻大、下套管困难等难题,从堵漏方式优选、井眼轨道优化设计、井身结构优化、钻井液体系优选、完井管串优化等方面进行了织金煤层气浅层大位移水平井钻完井技术研究,并在ZP-4井进行了成功应用。采用“导管跟钻”技术成功解决了表层漏失难题;采用优化的双增轨道设计,在满足近钻头地质导向对着陆点垂深精确调整的要求下,避免了单增轨道调整后容易出现“S”型轨迹的现象,降低了摩阻,保证了中靶精度;采用优化的完井管柱设计,成功实现了浅层大位移水平井生产套管的顺利下入。实践表明,织金煤层气浅层大位移水平井钻完井技术解决了该区块钻井存在的表层漏失、摩阻大、下套管困难等难题,为织金区块后续低成本、高效开发提供了技术支持。     

塔里木超深复杂井钻井液工艺技术

库1井是西北石油局在山前高陡构造上完成的一口重点探井，完钻井深6941．15m。该井钻遇了砾石层和单层厚度为135m的可蠕变膏盐层，井底温度高、压力高的高压气层和高压盐水层．钻井过程中易发生渗漏、垮塌情况。该井一、二开采用聚合物钻井液；三、四、五开采用高密度聚磺钻井液，并配合了相应的钻井液维护处理措施。现场应用表明，该套钻井液体系解决了泥岩坍塌、膏盐层溶解、蠕变造成的井眼不稳定问题，保证了φ244．5mm和φ250．8mm复合套管的入井、固井的顺利进行，克服了五开井段硬脆性泥页岩剥蚀掉块的危害，井底高温对钻井液性能的影响，解决了超深井段低排量的悬浮携岩问题，较好地保护了油气层     

新工艺新技术在X超深井钻完井中的应用

位于LG地区的X井,以145 d钻完6 530 m井深的深度在国内钻井界引起了强烈反响,两个储层的试油也仅耗时23 d,创造了超深井钻井试油速度的最新纪录。为此 ,介绍了以气体钻井、氮气加压射孔-酸化-测试联作试油等为代表的在该井钻井、试油中发挥了重要作用的新工艺新技术,并针对应用中存在的空气锤缩径、珍珠冲组地层坍塌和以OMNI阀代替LPR N阀进行测试作业等问题以及需要进一步探索的技术提出了近期的研究目。     

国内地下储气库钻完井技术现状分析

国内已投入运行的储气库暴露出了环空带压问题,严重地影响了储气库安全平稳运行。为此,详细介绍了国外储气库建设在注采井寿命、钻井方式及井型、井身结构、钻进工艺、固井、完井、老井封堵和注采等方面采用的最新理念和技术。针对国内在建和拟建地下储气库的基本情况,着重分析了环空带压、井身结构、钻井施工、固井、老井处理、关键工具和装备以及规范和标准等方面存在的主要问题。结果认为：①国内储气库建设各方逐渐接受了储气层采用大尺寸井眼且储层专打的井身结构理念;②钻井应以提高固井质量为核心,把套管丝扣气密封检测、弹性水泥浆、IBC测井等先进技术应用于技术套管和生产套管固井;③要高度重视地下储气库注采井和老井的井筒完整性管理。最后指出应建立适合国内地质特点的储气库钻完井工程设计和施工技术规范;需专项研究低压储气库钻井防漏堵漏和储层保护等技术并研制油套管氦气气密封检测等装备与工具。