土库曼斯坦超高压巨厚盐膏层和恶性漏失性产层钻井技术

土库曼斯坦阿姆河右岸气田Ｈｏｊｇ－２１井在巨厚盐膏层内钻遇超高压盐水透镜体,出现大产量高压盐水溢流,压井过程中多次发生井漏;在储层钻进中,钻遇垂直裂缝发育、密度窗口极窄、井漏和出气同层的地层而险象环生。阿姆河公司结合实际情况,应用成熟的盐膏层钻井、随钻堵漏、桥浆堵漏、凝胶堵漏和水泥堵漏等工艺技术,安全顺利完成了钻井任务。该井的成功钻探,完善了阿姆河右岸探区内的安全钻井技术,是阿姆河公司在超高压钻井技术领域取得的重大突破,在超高压巨厚盐膏层及恶性漏失性产层中实现安全钻井积累了宝贵的经验。     

库车山前巨厚盐膏层提速技术探索与应用

库车山前是塔里木油田增储上产的重点区域,但该地区深部巨厚盐膏层工程地质特征复杂,强度软硬交替,井斜难以控制,一直制约着该区钻井速度。为此,塔里木油田开展了库车山前巨厚盐膏层钻井提速增效的探索与实践,打破Power-V垂直钻井工具不适用于盐膏层钻进的固有思维,率先将垂直钻井工具、油基钻井液、高效PDC钻头等技术工艺进行集成配套并试验,解决了库车山前巨厚盐膏层防斜打快的难题。试验表明,深部盐膏层使用油基钻井液配合Power-V垂直钻井工具钻进能有效控制井斜角,大幅度提高机械钻速,缩短钻井周期。该技术的成功应用对国内外同类油气田钻井提速具有重要的借鉴意义。     

VTK垂直钻井系统在大湾1井的应用

大湾1井在钻遇推覆体地层时,地层倾角变化大,自然造斜能力强,采用塔式钻具、钟摆钻具、大尺寸PDC钻头等多种防斜技术,其结果是井斜控制十分困难、钻井速度极慢;利用弯螺杆＋转盘钻井复合技术,虽然钻井速度有一定的提高,但仍不能达到提速的目的。为提高机械钻速,引进贝克休斯的VTK垂直钻井系统,较好地解决了井斜与钻压的矛盾,现场应用表明,在易斜地层中使用该工具,可以有效控制住井斜,解放钻压,大幅提高钻井速度。     

贝克休斯垂直钻井系统在大湾1井的应用

大湾1井在钻进千佛崖组到须家河组地层时,由于地层倾角较大,自然造斜能力强,从而造成其井斜很难控制,采用常规纠斜钻具组合亦不能有效控制井斜,井斜控制十分困难,钻速极慢。为了解决上述问题,在该井从1828．96m千佛崖组开始试验使用贝克休斯公司的VertiTrak垂直钻井系统。介绍了现场应用情况,分析了VertiTrak垂直钻井系统的应用效果,指出了应用中需要注意的问题。实践表明：应用VertiTrak垂直钻井系统能够较好地解决钻井提速施工中井斜与钻压之间的矛盾,提高机械钻速并缩短钻井周期。     

垂直钻井系统配合单稳定器力学性能研究

国内外研发的垂直钻井系统在防斜快速钻进过程中表现出良好的优越性,在高陡构造地层得到了越来越广泛的应用。在充分调研垂直钻井系统配合单稳定器钻具组合的结构特征和工作原理的基础上,应用三弯矩方法建立了垂直钻井系统配合单稳定器钻具组合的力学模型,推导出钻头侧向力和钻头转角的计算公式,编制了计算程序,采用宣页1井的现场施工数据进行数值求解,分析了垂直钻井系统导向块与稳定器配合位置、井斜角、井眼扩大率、钻井液密度、稳定器外径、钻压、井眼曲率等因素对垂直钻井系统配合单稳定器钻具组合造斜特性的影响规律,并以井斜趋势角为衡量参数,讨论了主动力与最大钻压的关系。     

阿姆河右岸复杂碳酸盐气藏上覆巨厚盐膏层优快钻井技术

阿姆河右岸钻遇地层具有浅层高压次生气藏、高压盐水层、高压目的层、高产储层、巨厚盐膏层等"四高一厚"的特征,高压层及巨厚盐膏层安全快速钻进、缝洞型高压储层保护难度大,严重影响高效安全钻井。为了实现稀井高产、高效开发的目的,需要大规模实施大斜度井整体开发,由于目的层上覆巨厚盐膏层,导致造斜段增斜段均在盐膏层中,对井眼轨迹控制提出更高要求。针对上述钻井技术瓶颈及生产需求,开展了分段式地层压力预测、井身结构优化、井眼轨迹优化及钻井液体系优选等技术攻关与研究,形成了浅层次生高压气藏安全钻井、巨厚盐膏层大斜度井钻井、高压缝洞型气藏及上覆巨厚盐膏层钻井流体等特色技术,基本解决了长期困扰阿姆河右岸气田开发的钻井技术难题。     

钟摆钻具在东湾l井大尺寸井眼的应用

东湾1井是准噶尔盆地南缘地区一口重点预探井，其上部地层第四系长段砾石层井斜控制难度大，钻速慢是该井段钻井施工的技术难点。通过系统地分析地层特点及防斜工作原理，优选钟摆钻具组合控制井斜。讨论了稳定器的安放高度对钟摆钻具的影响，并结合本井提出了钻压、井斜角、井眼大小对钟摆钻具使用的影响及相关的技术措施。实践证明东湾1井使用双稳定器钟摆钻具组合成功地解决了大尺寸长段砾石层的防斜问题，并能加大钻压，提高机械钻速。     

吐哈油田采用随钻井壁修复器解决钻井难题

正胜北25井是吐哈油田公司的1口重点预探井。该井所属区块上部地层为大段盐膏层,易水化分散膨胀,容易引起井径缩小及卡钻遇阻现象,中下部地层井身质量控制难度大,同时易发生井漏等复杂钻井事故,严重制约了该区块的钻井施工进度。针对这一难题,油田钻井提速项目组技术人员在全井段首次采用了"0-1-2"高效防斜钻具组合结构,同时将自主研发的随钻井壁修复器引入钻具组合中,实现了钻进过程中钻具对井壁的重复划眼和修复功能,保证了井眼的畅通性。     

钟摆钻具带偏轴钻具组合防斜技术试验研究

川渝东部沙坪场高陡构造上部地层倾角一般在50°以上,最高达85°,钻井中易塌、易漏、易斜,钻压是平缓地层的30%～50%,由于钻压受到限制,严重影响了钻井速度的提高。钟摆钻具带偏轴钻具组合在相同井斜控制的情况下,钻压可提高30%～50%,该组合应用于天东85等井,取得了较好的经济技术效益,平均机械钻速提高1倍以上。     

逆掩推覆体防斜打快钻具组合探索与认识

逆掩推覆体地层具有斜、硬、跳、磨、变等特点,常规的钟摆降斜钻具既不能使用大钻压加快钻井速度,又不能有效地控制井斜,在坚硬的地层中只能轻压吊打,严重制约了钻井速度,增加了钻探成本。为加快窿9井在逆掩推覆体地层中的钻进速度、控制井斜,探索性地应用了多稳定器稳斜钻具和MWD +导向钻具、偏轴钻具和悬浮钻井,结果表明,3种钻具组合都能够达到解放钻压,提高机械钻速的目的,但控制井斜的效果不太理想。分析了井斜控制不理想的原因,提出了利用地层自然造斜规律,通过钻定向井来解决逆掩推覆体地层钻井速度慢的难题。     

VTK垂直钻井技术在海拉尔油田的应用

海拉尔油田地层倾角大、地下断层多、自然造斜能力强,采用轻压吊打或弯螺杆纠斜方法,不能解决井斜等问题。为此,引进了贝克休斯的VTK垂直钻井系统,同时优选了与其相适应的钻头、钻具组合及钻井液体系。该技术现场应用15口井表明,在易斜地层,可以有效控制井斜、解放钻压,全面提高机械钻速。     

Power-V在克深102井膏盐岩层中的应用

库车坳陷克拉苏构造带富含古近系膏盐岩层,该岩层发育复杂,含有夹层,地层倾角大,易发生井斜、卡钻、井漏等事故,是中国陆上钻井难度最大、难题最集中的地层之一。因此,安全快速钻穿膏盐岩地层,揭示膏盐岩地层以下的储集层含油气情况,避免钻井周期延误、井眼报废的严重后果已成为亟需解决的问题。在克深102井钻进过程中,尝试在膏盐岩层中使用Power-V钻进方式,既有效地控制了井斜以保证井身质量,又大幅度提高了机械钻速。论述了Power-V在钻遇膏岩层时应使用的工程手段,以避免蠕变效应引起卡钻事故。     

塔式钻具组合对气体钻井井斜影响研究

气体钻井技术由于其具有保护储层、防止井漏和大幅度提高钻井速度等优势而被广泛应用。但在实际钻井过程中暴露出一定程度的井斜不易控制问题制约着此技术的发展。为探讨塔式钻具组合对气体钻井井斜的影响,基于塔式钻具组合在钻井时的力学受力分析,建立了塔式钻具组合在气体钻井条件下的有限元静力学模型,并通过理论计算验证了其正确性。结合川西某气井实际钻井资料,进行了塔式钻具组合的防斜效果研究,探讨了井斜效果影响因素,表明其降斜能力随着井斜角和钻压的变化而变化,使用空气锤的塔式钻具组合比使用牙轮钻头的组合有更大的降斜防斜能力,为塔式钻具组合在气体钻井中的井斜控制研究和现场施工提供了理论指导。     

气体钻井井斜的原因及防斜技术

在归纳气体钻井井斜规律的基础上,对比分析了气体钻井与钻井液钻井两种情况下,地层各向异性、地层倾角、井眼几何参数及钻井参数等因素对井斜的影响。结果表明：气体钻井与钻井液钻井相比,地层各向异性显著增加是气体钻井容易井斜,且井斜后较难控制的根本原因;在中、大钻压下,井径扩大是气体钻井容易井斜的重要原因;而地层倾角、钻压、钻头切削各向异性和钻具组合对气体钻井井斜的影响与钻井液钻井相似。建议在现场推广应用空气锤、钟摆钻具组合和空气螺杆钻具组合三项气体钻井防斜技术来防止气体钻井井斜。     

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针对易斜地区防斜打快问题,文章提出了利用单弯螺杆钻具配合转盘钻进行井斜控制的下部钻具组合设计及使用方法。采用有限元分析方法，建立了这种下部钻具组合的力学模型，利用该模型定量分析了其控制井斜的力学特性，从理论上分析了这种下部钻具组合控制井斜的主要影响因素，为优化这种钻具组合和施工参数设计提供了理论依据。在新疆油田易斜地区应用实践表明，这种钻具组合可在小钻压、低转速条件下有效地控制井斜，提高机械钻速，且不会影响下部钻具组合的安全，为在易斜地区防斜打快提供了新的方法。     

“垂直钻井工具+等壁厚螺杆”提速钻具组合先导性试验

为有效解决库车山前井因高陡构造、高含砾石及地层各向异性导致的井斜控制难、钻头涡动及钻具黏滑问题,塔里木油田在克深A井盐上高含砾石地层康村组、吉迪克组应用了“垂直钻井工具+等壁厚螺杆”提速钻具组合。优选了适用于库车山前地区的输出功率高、性能稳定、处理复杂能力强的螺杆钻具,并通过钻柱力学及水力学优化设计解决了与垂直钻井工具的配套问题,实钻过程可用钻压高、扭矩平稳、机械钻速快,能够有效控制井斜并改善钻头涡动、钻具黏滑等非正常钻进状态,达到了解放钻压、保护钻头和提高破岩效率的目的,相比邻井同层位同井段机械钻速、单趟钻进尺分别有75%~262%、51%~134%的提高。验证了“垂直钻井工具+等壁厚螺杆”钻具组合在库车山前高陡含砾地层的提速应用可行性,可在库车山前井盐上地层规模推广使用。     

阿姆河右岸B区复杂地层大斜度井和水平井钻完井技术

通过对已钻直井的实钻资料研究,分析总结出该区域地质特点及大斜度井钻井施工难点,通过井身结构与井眼轨迹优化,优选穿越长段盐膏层的钻井液体系及配方,研究成果已在该区域钻成8口大斜度井,钻井成功率100%,经测试产量为该区域直井的2~3倍。通过实钻作业形成了该区域大斜度井/水平井的井眼轨迹控制及复杂盐下气藏安全钻井技术;解决了巨厚盐膏层使用高密度钻井液情况下的定向钻井技术难题;实践了在使用高密度钻井液,喷漏同存、处理困难复杂情况下的完井方式,形成了巨厚盐膏层及高压含硫产层大斜度井特色钻完井技术,目前大量推广的大斜度井正在施工。大斜度井和水平井钻完井技术为该项目地区实施"稀井高产、少井多产"的开发方案提供了可靠的技术支撑和产能保障。     

塔深1井四开井斜控制技术

塔深1井设计井深8000m,四开用241．3mm钻头从5460钻进到6800m,所钻油藏岩性以泥微晶灰岩为主,岩性复杂,主要表现为地层裂隙发育、破碎,井漏失严重,给井斜控制带来了极大困难。为确保井身质量,将井斜控制在设计范围内,本开次采用了塔式钟摆钻具组合、刚柔钻具组合、欠尺寸单扶正器钟摆钻具组合、光钻铤大钻压打快钻井技术,最终优质地完成了本开次钻井任务。该开次的顺利完钻,为安全顺利地完井奠定了坚实的基础。该技术的成功应用也为其它超深井深部地层的井斜控制提供了经验。     

哈萨克斯坦SLK3井巨厚盐层钻井液技术

SLK3井位于哈萨克斯坦共和国阿特劳市东科尔占区块西部盐膏层最发育地区，是该地区第1口盐下预探井。该井高温高压井段盐膏层的溶解蠕变、吸水膨胀、坍塌掉块等易污染钻井液而导致井下复杂情况的发生。在SLK3井巨厚盐层井段使用了两性离子聚磺饱和盐水钻井液。应用结果表明，该钻井液性能稳定，抑制泥页岩水化分散能力强，携岩能力好，井壁稳定，在低滤失条件下，控制Cl^-1含量大于160g／L，克服了因盐膏层发育给钻井生产带来的难题，满足了钻井要求，摸索出了适合科尔占地区巨厚盐层钻井的配套综合技术，对今后开发该地区盐下油气资源具有重要意义。     

定向井稳斜段气体钻井井斜机理应用研究

国内各大油田在气体钻井试验过程中已经暴露出比较严重的井斜控制问题。在实际气体钻井过程中,为了控制井斜,通常都将钻压控制在较低的范围内,这就导致气体钻井提高机械钻速不明显,不能充分发挥气体钻井的优势。即使这样,井斜控制问题仍然未能被较好的解决。针对光钻铤钟摆钻具组合在定向井稳斜钻进过程中的问题进行研究。首先对光钻铤钟摆钻具组合在气体钻井过程中的井斜规律进行了探讨,给出了有关计算方法,对定向井稳斜段气体钻井设计中的几个关键参数进行了重点讨论,最后结合中石化川西地区DY1井四开稳斜段氮气钻井现场应用情况对光钻铤钻具组合的实际应用效果进行了分析评价。