钻头破岩能量与岩石自适应匹配提速技术

针对深层、超深层和复杂地层等对钻井提速的要求，考虑深层岩体可钻性变化，提出了基于钻头破岩能量与岩石特征自适应匹配的钻井提速技术。在分析钻头破岩过程中扭矩特征的基础上，研制了自适应匹配工具，利用行星齿轮和扭簧结构进行能量存储与释放，钻进岩性均质地层过程中提前蓄能，钻遇砾石层或非均质地层时释放能量进行辅助破岩。通过静力学和动力学性能测试，验证了自适应匹配工具结构的可靠性和实现提速的可行性。自适应匹配工具在深层页岩气井进行了现场试验，结果表明：与使用常规方法的邻井相比，机械钻速提高了83%，验证了该工具提速的有效性和稳定钻头工作状态的效果。钻头破岩能量与岩石自适应匹配提速技术，为深层、超深层和复杂地层钻井提速提供了理论支撑和新的技术途径。     

四川盆地泸州区块深层页岩气水平井钻井关键技术

四川盆地泸州区块深层页岩气水平井钻井周期长、机械钻速低、钻具振动大,特殊岩性地层可钻性差、水平段井眼易失稳、地层温度高,且摩阻扭矩大、卡钻风险高。为保证作业安全,降低钻井成本,开展了水平井井身结构优化、水平段井眼轨道优化及轨迹控制等技术研究,推荐了激进钻井方式的最优参数,优选了特殊岩性地层减振提速和高效破岩技术;结合地面降温设备先导试验,优选了钻井液体系,并优化了钻井液性能参数,最终形成了泸州区块深层页岩气水平井安全高效钻井关键技术。该技术在泸州区块 4 口井中进行了试验,试验井平均井深5 601 m,水平段长1 884 m,钻井周期平均缩短14.5%,未发生井下故障。研究结果表明,该技术满足泸州区块安全高效钻井和推广应用要求。      

元坝气田海相超深水平井钻井技术

元坝气田长兴组气藏储量巨大,但由于气藏埋深接近7000m,面临地层压力系统复杂、井底温度高、陆相下部地层常规钻井机械钻速低、超深小井眼钻井提速难度大、深部井段钻井液维护困难等诸多技术难题。针对超深、地层压力系统复杂、岩性及流体分布情况复杂等钻完井工程难题,明确了不同井区必封点深度,优化了套管设计方案,形成海相超深井五开制井身结构方。根据工程地质特征,结合现有钻井技术手段,陆相上部地层应用气体钻井技术,下部地层采用扭力冲击器、复合钻井和涡轮钻井提速,海相地层采用PDC钻头复合钻井技术,斜井段采用螺杆滑动定向和复合钻进,配合使用抗高温低摩阻钻井液,形成了元坝超深水平井全井段钻井技术体系。应用于12口海相开发井,提速效果显著,能够满足元坝气田高效开发的需要。     

风城井区高速涡轮配合孕镶金刚石钻头钻井技术

克拉玛依风城井区风城组地层厚度超过1000m,可钻性差,地层岩石抗压强度高,常规钻井周期长,机械钻速低;通过认真总结、分析前期涡轮钻具使用经验,结合风城组地层地质特点,通过优选孕镶金刚石钻头、优化钻具组合,强化钻井参数,首次在北疆深部硬地层成功试用涡轮钻具,初步形成了针对准噶尔盆地深部硬地层以涡轮钻具配合孕镶金刚石钻头为主要提速手段的技术方案。     

川南深层页岩气旋转导向钻井技术瓶颈的突破

川南泸州区块龙马溪-五峰组页岩气储层埋深大、温度高、地层孔隙压力高、甜点地层高硅高钙,导致储层钻井效率低、周期长。自2019年至今,通过旋转导向配套工具的应用,满足了深层页岩气甜点靶体精确地质导向轨迹控制的工程技术要求,但较高的工具失效率(56.4%)与较长的钻井周期(平均111 d),成为制约深层页岩气高效开发的工程技术瓶颈。为提高钻井效率,优选了目前应用率高、钻井效果好的斯伦贝谢公司旋转导向工具开展深层页岩气学习曲线研究,为深层页岩气制订了提速提效技术方案。现场实施结果表明:提速提效技术方案的应用大幅提高了储层钻井效率,与标准页岩气旋转导向钻具组合应用阶段相比,调整完善阶段Ⅰ类储层钻遇率由90.4%提升至92.7%,铂金靶体钻遇率由58.8%提升至82.1%;四开平均机械钻速由5.58 m/h提升至6.17 m/h,钻井周期由54.89 d缩短至50.54 d。该技术方案对于加快川南深层高温高压页岩气勘探开发和产能建设具有重要意义,可以帮助作业者在深层页岩气储层钻井作业中提高钻井效率并缩短钻井周期。     

泸州区块深层页岩气水平井优快钻井技术

泸州区块深层页岩气储层龙马溪组页岩埋藏深、温度高,钻井过程中面临井漏频发、难钻地层机械钻速低、旋转导向仪器高温下的故障率高和钻井周期长等技术难点。为此,在分析钻遇地层特征和钻井技术难点的基础上,进行了井身结构和井眼轨道优化、高效钻头优选、堵漏技术措施优化、油基钻井液地面降温技术和欠平衡钻井技术研究,形成了泸州区块深层页岩气水平井优快钻井技术。该技术在泸州区块34口页岩气水平井进行了应用,应用井平均完钻井深5 760 m,平均水平段长1 890 m,平均机械钻速由5.61 m/h提高至7.03 m/h,创造了造斜段+水平段一趟钻完钻、单趟钻进尺2 330 m等纪录。泸州区块深层页岩气水平井优快钻井技术支撑了该区块深层页岩气安全钻井和钻井提速提效,对其他地区深层页岩气水平井钻井提速具有一定的借鉴价值。      

四川盆地彭州气田三压力剖面计算在复杂预防与处理中的应用

四川盆地彭州气田位于龙门山前构造带,由于地质情况复杂,前期钻井井涌、井漏、掉块、卡钻等复杂情况频发,增加了钻井周期和成本,影响了气田的高效勘探和开发。因此,有必要在计算三压力剖面基础上,找出复杂情况发生原因,为预防与处理复杂情况提供科学依据。通过优选伊顿法计算地层孔隙压力、库仑—摩尔强度准则计算地层坍塌压力、最大拉应力理论计算地层破裂压力等方法,建立地区三压力剖面。在此基础上,通过对三压力剖面、岩性、掉块形态、井径曲线等资料分析,弄清了复杂情况发生的原因。研究发现井涌是钻遇高压气层时钻井液密度过小,在压井过程中使用过高钻井液密度压破上部疏松地层;井壁掉块是因地层微裂缝发育,高密度钻井液易滤失沿微裂缝渗透进入地层,增大坍塌压力导致井壁失稳;四开卡钻是因马一段发育的页岩掉块卡入取心钻头和井壁。通过采取优化井身结构和改善钻井液防塌性能和封堵性确定合理钻井液密度等措施,钻井复杂情况减少59.5%,钻井周期减小29.8%,钻井提速显著、节约了钻井成本。     

提高渤海中深层机械钻速技术应用

渤海A油田主力储层为太古界潜山地层,岩性为片麻岩,目的层垂深超过4 000 m,上部孔店组地层发育一套砾径超过7 mm的含砾砂岩,常规PDC钻头钻进,钻头崩齿严重,更换频繁;牙轮钻头机械钻速低,磨损严重,钻井周期增加导致裸眼浸泡时间加长,上部地层垮塌频发,严重制约油田开发。通过对测井资料回归并校核岩心强度,确定地层可钻性级值剖面,为钻头优选提供了理论依据,并分析了多种提速工具的优劣。孔店组非均质含砾砂岩地层采用一体化复合冲击工具,降低了崩齿导致的钻头早期破坏;潜山片麻岩地层引入扭冲工具配合忍者齿PDC钻头钻进有效提高机械钻速,使单只钻头进尺大大增加,实现了渤海中深层钻井的提速。在A油田勘探过程中形成了渤海中深层优选钻头技术,该技术在钻井实践中得到了检验,降低了中深层的开发门槛,实现了勘探开发费用的降低,也为未来渤海中深层油田的开发提供了经验和技术支持。     

优快钻井技术在环玛湖凹陷斜坡区的应用

环玛湖凹陷斜坡区是新疆油田重点探区之一,该区地层压力系统复杂、区域变化大,下部地层可钻性较差,机械钻速低,漏失频繁,钻井周期长。通过综合分析环玛湖斜坡区地层的岩性、压力系统等钻井工程因素,完善了井身结构设计。应用比能法对已使用钻头进行评价,优选了一套适用于环玛湖凹陷斜坡区的钻头序列,结合井下提速配套工具,钻井提速效果显著。优化钻井液体系配方,防漏堵漏技术取得良好成效。通过不断强化钻井配套技术,环玛湖斜坡带20口直井平均机械钻速提高22%,平均钻井周期缩短11.89 d,井下钻井复杂事故明显减少。     

辽河油田燕南潜山带钻井提速技术研究与应用

辽河油田燕南潜山带位于辽河滩海东部,古生界、元古界和太古界为油气勘探目的层。该区块地层古老,地质条件复杂,钻井施工中存在古潜山地层易发生井漏、中生界地层易发生井壁失稳、地层倾角大使井眼轨迹难于控制、地层硬度大机械钻速慢等难题。为了实现该区块的优快钻井,针对以上难点,开展了钻井提速技术研究,通过井身结构优化、钻井液体系优选、井眼轨迹控制技术研究及钻井提速工具的优选,形成了适合该区块的钻井提速配套技术。现场应用表明,此文形成的提速技术能够大幅提高燕南潜山带区块的机械钻速,缩短钻井周期,降低钻井成本。     

川西深层水平井井身结构探讨

川西深层资源丰富,但地质情况复杂,具有岩石超致密、压力高、产量大等特点。常规直井和定向井面临钻井周期长、机械钻速慢、裂缝钻遇率低等难题。针对须家河组钻井难点,结合目前的工具工艺技术水平,从水力参数优化、防漏堵漏工艺、定向配套工具以及套管防磨等方面入手,提出了川西深层水平井井身结构设计方案,即:采用常规钻头-套管系列,技术套管尽量下至水平井段,减少四开施工难度,水平井段采用215.9mm钻头施工。同时该井身结构方案首次提出将须三、须二同时揭示,通过钻井液技术解决喷漏同存难题,降低须二段钻井难度的设想。该井身结构设计有利于提高深层水平井钻井成功率,同时也为川西深层直井、定向井井身结构设计提出了新的思路。     

济阳坳陷下古生界顶界随钻确定技术的改进

钻入下古生界1～3m即确定进入顶界，下入技术套管，这是关系到钻井施工安全的重要现场地质工作。录井工作者在长期实践中总结的“循环观察＋地层对比＋层位鉴定”方法，在复杂情况下不易准确判断界面，而且耗时长。从随钻确定的角度将济阳坳陷下古生界顶界分为高位角度不整合、低位角度不整合、平行不整合、断层式4种类型，总结了各类型的特征及随钻确定技术要点。在传统方法的基础上，提出了改进技术方法：钻前综合分析三维地震和邻井实钻资料，提高预测准确度；钻中现场人员拍摄关键岩屑照片、抓取显微图像发给后方，按后方指令执行；对必要的井，派遣鉴定人员驻现场随钻鉴定。2010年按此方法随钻确定了6口井下古生界顶界，准确率100％，浅井、中深井平均耗时比2009年度分别减少3．9h／井、11．3h／井。     

辽河油田兴隆台深层潜山油藏钻完井技术

针对兴隆台潜山油藏埋藏深、油稀、含油高度2 300 m的特点,建立了以水平井和复杂结构井为主的平面交错、纵向交错的双交错、多层、叠置注采开发井网。优化设计了井网井距,纵向上分7层部署水平井、复杂结构井。设计水平井井距200~300 m,鱼骨井井距500 m。水平井的水平段和鱼骨井的主干段斜交主裂缝发育方向。优化设计了水平井、复杂结构井、定向井井眼轨道和井身结构,优化了钻井液设计、复杂结构井完井管柱结构设计、井控设计、固井设计。通过钻完井施工、投产开发,兴隆台潜山共钻井135口,年产油102.11×104 t,实现高效开发。     

X10-1H水平井井眼净化技术及应用

井眼净化问题是深层水平井钻井的难点和关键.结合X10- 1H井实际情况,分析了钻井液性能、井径扩大率、机械钻速、钻具转速、钻井液排量等对井眼净化的影响.提出优化钻具结构、合理调整钻井液性能、加强短程起下钻、选择合理的钻进方式和钻井速度以及研制破坏岩屑床新工具等井眼净化技术,这些技术在X10- 1H深井钻井过程中应用后,...     

吐哈油田深井钻井技术分析

随着对吐哈盆地台北凹陷深层勘探力度的加大,深探井逐年增多,已成为一种基本的勘探手段。吐哈油田完成4000m以上深井39口,据2002年前完成的31口井统计,平均井深4006m,平均钻井周期192．10d,平均机械钻速2．15m／h,纯钻时效43.91％,事故时效5．27％,复杂时效2.89％。其中,2004年完成的5口井,平均井深4544m,平均钻井周期162．55d,平均机械钻速2．54m／h,纯钻时效45．05％,事故时效0.58％,复杂时效3.23％。介绍了吐哈油田深探井钻井技术现状,特别是对近年来在深井钻井领域取得的技术进步进行了总结;分析了深井钻井面临的困难,提出了相应的10点对策。     

济阳坳陷探井地质风险评价方法——以陡坡带砂砾岩体为例

济阳坳陷圈闭已进入隐蔽油气藏勘探阶段,当前面临的主要地质风险是不同类型隐蔽油气藏识别及含油气性判断、同一类型隐蔽油气藏的规模等。此文针对勘探重点类型陡坡带砂砾岩体建立探井地质风险评价方法,主要是从成藏地质条件和失利探井两个方面对地质风险的成因进行分析,总结成藏的主控因素,进而确定地质风险评价的地质要素,并通过地质条件和统计分析,对地质要素进行分级,建立分级标准;利用勘探成功率影响程度法,确定权系数,从而建立地质风险评价标准。用2009年已钻探井对评价标准进行检验,评价结果与钻探结果吻合率为80%,取得了较好的应用效果。     

胜利油田深探井固井技术难点与对策

针对胜利油田深探井固井面临地层压力层系多、井壁稳定性差、高温、高压等复杂地质条件,固井施工工艺复杂,压稳、防漏难度大,固井工具可靠性差,导致固井质量合格率偏低等问题,通过系统分析固井技术难点及其主要影响因素,研究了配套的深探井固井工艺技术。针对深探井高温、高压条件下进行固井施工时防窜、防漏等的需要,研制了高温水泥浆、晶格膨胀水泥浆、低密度高强度水泥浆、防窜抗渗水泥浆等4种水泥浆体系;通过压稳设计分析、钻井液性能调整、前置液优选、高压井防窜、固井工具优选等,研究了具有针对性的固井技术措施。2012年,该深探井固井工艺技术在胜利油田61口井进行了现场应用,结果表明,固井质量得到明显提高,其中第二界面固井质量合格率由之前的40%~50%提高到82%。实践证明,综合配套的深探井固井工艺技术能够满足该油田深探井固井施工需要。      

川渝气田深井和超深井钻井技术

20世纪70年代以来，通过组织科技攻关和新技术试验，取得了一系列重大技术成果，发展了一整套适合四川盆地碳酸盐岩裂缝性气藏地质特点的天然气配套钻井技术；全面开展了以提高机械钻速为中心的钻井新技术配套攻关试验和推广应用，深井钻井速度不断提高。然而，深井钻井速度低、成本高的问题仍严重制约着川渝气田天然气勘探开发的快速发展。20世纪90年代末以来，企业深化改革和油气勘探开发的发展，推动四川盆地深井钻井技术进入了快速发展的新时期，在欠平衡钻井、气体钻井、水平井钻井和深井钻井提速等重大项目的科技攻关与钻井新技术及新装备的集成配套推广应用等方面，取得了一系列成果和突破。针对川渝地区复杂地质条件和油气勘探开发的要求，提出应继续开展对井漏、高含硫气井钻井完井、深井固井等技术研究。加强高端钻井装备与工具的引进和配套开发，不断发展四川气井井控技术，以满足川渝气田地区深井钻井日益复杂的井控技术要求。     

高温电成像仪器的研制与应用

随着国内外高温深井钻探的逐步增多,针对高温井电成像装备缺乏的市场现状,在传统电成像测量技术的基础上,使用厚膜集成电路技术与保温瓶绝热技术研制出了适用于200℃高温井的电成像测井仪器。在实验室对仪器电路模块进行了高温测试,200℃高温环境下的电路测量信号与常温相比变化很小,可以满足电成像测量需求。在现场某高温井进行了现场作业,测得全井段1 500 m的合格资料,图像清晰地显示了井壁的沉积构造等地质特征,对资料进行了地层岩性识别、沉积构造分析、沉积微相划分与古水流方向分析等地质评价,取得了良好的应用效果。为后续地质分析研究提供了依据,填补了175℃以上超高温井无电成像测井装备的技术空白,对国内外超高温井的油气勘探开发具有重要意义。