新型钻井提速技术在南海东部古近系地层应用

针对南海东部海域恩平组、文昌组等深部古近系地层压实程度大、岩石抗压强度高,并且含硬夹层较多,地层可钻性差难题,为解决钻井作业过程中出现钻头吃入困难、机械钻速低、钻头磨损严重、起下钻频率高等一系列问题,提高对钻井效率和钻井成本控制。该文以南海东部某区块为例,通过总结以往常规钻头使用效果,并综合地层可钻性开展分析,优选出一套复合冲击器配合专用PDC钻头组合的新型钻井提速技术,并在深部古近系难钻地层进行现场应用和验证。结果表明,该钻井提速技术与邻井同垂深、同层位对比,机械钻速显著提高,钻井效率大幅提高。该钻井提速技术的成功应用可为后续类似难钻地层的提速提效提供技术参考。     

GeoSphere地质导向工具在深水气田水平井钻井中的应用

L气田是中国在南海海域首个自主开发的深水气田,其气藏类型为强边底水气藏,受制于地震速度体模型精度及重力流沉积受后期泥质水道改造的影响,气藏构造误差及砂体横向展布存在着很大的不确定性,给水平井钻井轨道带来了着陆延后及错层的风险。为此,采用超深边界探测地质导向技术(GeoSphere)来提前预判储层顶面——该技术能探测工具前方20～30 m范围的地层电阻率,通过回传电阻率信息定量多层反演的气藏模型与原模型进行实时互动、匹配判断,在井眼轨迹稳斜井段及时发出稳斜、增斜或降斜指令,确保钻井轨迹处于最优着陆点。现场应用的A10H井实钻显示,在井深3 670 m(垂深3 430.7 m)时,以大套泥岩为主,目的层较钻前地球物理解释构造加深,而GeoSphere探边反演显示在垂深3 455.7 m处识别到较连续的高阻抗顶界面,反演电阻率介于7～9Ω·m,决策降低增斜率钻进至反演显示更为连续的高阻层(10～20Ω·m),电测曲线的可对比性逐渐变好,在井深3853.3m(垂深3460.1m)进入目的层,探边反演目的层顶界面与实钻基本一致。结论认为,该技术对储层顶界的预测较为准确,可以在地震解释构造不确定性较大的区域辅助水平井钻井着陆或水平段实施。     

机械式旋转冲击钻井提速工具应用研究

近年来,我国石油行业钻井深度不断增加,岩石硬度越来越高,可钻性变差,严重制约了我国钻井速率的提高。旋转冲击钻井提速工具是解决深井钻井难问题的新的途径。介绍了旋转冲击钻井提速工具的种类,其中,机械式旋转冲击钻井提速工具工作过程中钻井液不直接参与冲击工作,其主要部件为马达驱动总成、万向轴总成、传动轴总成及冲击锤总成,介绍了机械式旋转冲击钻井提速工具的工作原理,其冲击作用主要由凸轮组机构或啮合齿机构所产生,冲击频率和冲击功可实现稳定输出。此工具可大幅提高机械钻速,提高钻井效率,并且可以采用小钻压钻进,有利于保护钻头,并减小井斜的发生。在A23井机械式旋转冲击钻井提速工具机械钻速为0.92 m/s,比使用普通钻井工具在相同地层并且钻井参数相近的情况下,机械钻速提高13.4%,钻头基本保持完好,B25井提速效果达到89%,证明机械式旋转冲击钻井提速工具的提速效果与保护钻头的功能,因此旋转冲击钻井工具具有广阔的应用前景。     

焦石坝页岩气水平井钻井提速工具应用

针对焦石坝区块页岩气水平井在钻进过程中遇到的地层可钻性差、摩阻扭矩大、井下动力钻具寿命
短等问题,在详细分析钻井施工难点的基础上,优选多种新型提速工具进行了现场应用。采用旋冲钻具改变破岩
方式提高了研磨性地层的破岩效率;采用水力振荡器和旋转导向工具将定向过程中的静摩擦变为动摩擦,实现了
长裸眼段降摩减阻和轨迹高效控制;采用低速螺杆、等壁厚螺杆和耐油螺杆延长了井下动力钻具单趟钻寿命及进
尺。现场应用效果表明,通过新型提速工具的优选应用,机械钻速同比提高２８％～８６．３９％,实现了一趟钻完成一开
进尺,一趟钻完成水平段进尺,有效提高了钻井效率,为焦石坝及邻近区块后续页岩气水平井钻井提速提供了技术
参考和支撑。     

“NEW-DRILL”提速新工具在元坝气田的应用

元坝气田陆相深部的自流井组和须家河组地层岩性致密,非均质性强,砾岩含量高（最高可达50%）,地层研磨性强（可钻性为8 级以上）,且钻井液密度高（最高可达2.4 g/cm3）,压持效应大,导致牙轮钻头磨损速度快,单只钻头进尺少,是制约元坝钻井提速的关键层段。为了解决这一关键层段钻井提速问题,针对元坝陆相深部高压致密研磨性地层的钻井难点,从破岩工具入手,通过对破岩机理的进一步研究分析,提出了要应用为钻头提供持续的扭矩、恒定转速和钻压的动力工具,以增加钻头的破岩能力,减少钻柱的震荡,减少切削时滑脱和钻压波动,同时配合高效的PDC 钻头或孕镶金刚石钻头,从而提高钻井效率的思路。为此,元坝气田开展了“NEW-DRILL”提速新工具的现场应用,获得了成功,取得了明显的效果。使元坝气田三开平均机械钻速由0.76 m/h 提高到2.06 m/h;周期由150~170 d 缩短到90~110 d。缩短率为35%,有效地解决了元坝气田钻井提速的技术瓶颈问题。现场应用表明,“NEW-DRILL”提速新工具能够有效提高陆相地层的机械钻速,具有进一步推广应用前景。     

SLTIDT型钻井提速工具研制

为消除PDC钻头卡滑现象、提高难钻地层机械钻速,研制了SLTIDT型钻井提速工具。该工具与PDC钻头配合使用,形成一种新的钻井工程提速技术,在缩短钻井周期的同时,还能够稳定钻进过程,延长钻具寿命。采用流体动力学理论、3D虚拟设计技术与试验研究相结合的研制方法,SLTIDT型钻井提速工具室内试验寿命>150h。现场试验7口井,平均提速50%以上,完全满足设计要求,是一种经济高效的钻井提速工具。     

苏里格气田水平井钻井提速技术分析

苏里格气田的开发难度较大,针对该气田的水平井,探索钻井提速技术,能够促进整体开发效益的提升。本文阐述了苏里格气田水平井的钻井难点,由此分析了水平井钻井提速的相关技术,以期为我国提高油气田开发的效果、降低开发成本及周期,提供一定参考。     

新式旋冲钻井提速工具开发与应用

针对深部地层非均质严重、岩石硬度高、研磨性强及可钻性差等难题,研发了一种新式旋冲钻井提速工具。钻进过程中,凸轮机构产生轴向运动,带动钻具产生轴向蠕动,使滑动钻进的静摩擦转变为动摩擦,已达到减摩降扭效果。同时,轴向运动会给PDC钻头施加一个周期性轴向冲击载荷,加速了岩石裂缝扩张,提高了破岩效率,提高机械钻速和减缓PDC钻头粘滑振动。现场应用结果表明:在同等使用条件下,该工具平均机械钻速比邻井高14.4%;从而有效降低钻井成本。     

龙岗地区礁滩气藏地质建模方法探索

针对四川盆地龙岗地区礁滩储层非均质性强及气藏气水关系复杂、地质建模存在诸多技术难题的现状,开展了三维地质建模的探索工作,并总结形成了以“双相控制,分步建模”技术方法为核心的复杂礁滩气藏建模技术。其建模思路及技术对策为：①突破等时地层界面,以储渗体为研究单元;②沉积相建模确定气藏大的沉积背景及格局;③确定岩性在空间的分布规律,精细刻画储渗体空间的非均质性;④采用局部建模与整体建模相结合的分步建模方法;⑤采用随机与确定性建模相结合的技术方法。模型验证结果表明,该建模技术适用于龙岗地区以及稀井网条件下储层非均质性强、气水关系复杂的礁滩型碳酸盐岩气藏的整体描述。     

四川盆地龙岗气田雷四~3亚段风化壳气藏特征及其主控因素

龙岗气田雷四3亚段气藏是四川盆地中三叠统雷口坡组新发现的与印支期剥蚀和岩溶作用有关的气藏,弄清该气藏的特征及控制因素,将极大地拓展四川盆地雷口坡组的勘探领域。为此,基于区域地层对比、小层划分、沉积相、储层特征及气藏特征等综合研究成果,分析得出以下结论性认识:1雷四3亚段的储层发育于其顶部a小段,风化剥蚀作用控制了a小段储层的分布及溶蚀孔洞的发育;2a小段储层岩性以泥、粉晶角砾云岩为主,次为泥粉晶针孔云岩,物性为低—特低孔隙度、特低渗透率,孔隙类型主要为基质孔隙、裂缝和溶蚀洞穴,台内滩沉积微相控制了储层的发育;3在大型地层尖灭的背景下,受构造、断层和岩性变化的影响,发育地层—构造、岩性—构造等多种圈闭类型;4气藏烃源以上三叠统须家河组为主,生储盖组合以侧生侧储和上生下储为主,次为下生上储,其气水关系复杂,存在多个水动力系统;5雷四3亚段a小段尖灭带附近的次级岩溶斜坡是寻找工业气井的最有利区。     

川西地区二叠系火山岩异常高压演化与天然气成藏的关系

川西地区二叠系火山岩天然气藏发育较高的异常压力,异常压力的成因和天然气成藏的动力学过程较复杂,目前对研究区异常高压的演化过程及其对天然气成藏的影响规律仍认识不清.通过分析川西地区二叠系实测地层压力、测井响应资料和包裹体捕获压力,明确了异常高压的成因和演化过程.基于不同成藏期次形成的烃类包裹体中的含油流体包裹体颗粒(GO...     

川西地区德阳1井气层段的控压钻井现场试验

四川盆地川西地区自侏罗系蓬莱镇组到三叠系须家河组碎屑岩地层压力系统复杂,流体性质也很难准确预报。为减少同一井段气层钻进的喷漏复杂风险,在川西地区的德阳1井须家河组气层段开展了控压钻井现场应用试验：通过随钻环空压力监测、地面自动节流调整回压及压力补偿等手段,实现了钻进各个工况的井筒环空压力的闭环实时监测与精确控制;应用先进的“微流量控制系统”及时对气层监测和控制溢流,气层中钻进用微流量控制系统发现溢流比录井提前了21 min;通过控压钻井系统自动增加井口回压来平衡地层压力,实现了钻进各个工况的井底恒压。该系统的成功应用为复杂地层钻进积累了经验。     

四川盆地陆相天然气地球化学特征及对比

为了系统认识四川盆地陆相天然气地球化学特征及差异,利用天然气组分、碳同位素与轻烃等地球化学资料,对四川盆地不同地区不同层位陆相天然气地球化学特征进行分析及对比,探讨其差异成因。结果表明,四川盆地陆相天然气地球化学特征在横向与纵向均存在较大差异。横向上,川西地区天然气甲烷含量与干燥系数均高于川中地区,川西地区天然气以干气为主,川中地区天然气以湿气为主,地层厚度、埋深及气源岩的不同是造成上述差异的主要原因。不同地区的天然气组分特征参数纵向变化规律也明显不同,川西地区该变化规律主要受烃源岩成熟度与天然气运移分馏影响,而川中地区则主要受烃源岩成熟度及类型的影响。四川盆地陆相天然气以成熟气与高成熟气为主,仅川中地区侏罗系天然气以成熟气为主,川西地区天然气成熟度最高,川中地区与川南地区上三叠统次之,川中地区侏罗系最低,烃源岩埋深与厚度的差异造就了上述成熟度差异。四川盆地陆相天然气以煤型气为主,同时存在一定的油型气,不同地区油型气的含量、分布、成因与来源均存在较大的差异：川西地区仅须二段存在少量油型气,来自马鞍塘组—小塘子组生成的石油裂解;川中地区侏罗系以油型气为主,来自侏罗系干酪根裂解;川南地区须家河组有一定的石油裂解成因油型气,主要来自下伏气藏。四川盆地上三叠统天然气以水溶相与游离相运移,而侏罗系天然气则主要以游离相运移。[JP]     

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...     

元坝气田低渗透致密砂岩气藏压裂优化技术

四川盆地元坝气田上三叠统须家河组、下侏罗统自流井组砂岩气藏具有埋藏深、低孔低渗、温度高、异常高压、岩性致密、非均质强、破裂压力及延伸压力高等特点,为了解决该类储层水力压裂破裂压力高、施工难度大的难题,对现有的气藏压裂技术进行了以下优化：①研制新的低伤害压裂液体系,其降阻率为72%~79%,对岩心基质伤害率小于17%;②采用集成创新技术,如低应力小相位集中射孔技术、最优前置液多级粒径降低压裂液滤失技术、低砂比造长缝技术、超高压压裂技术、高效返排技术等;③配套140 MPa采气井口,140 MPa超高压设备和地面管汇、高压压裂管串、高压井下工具,将施工限压提高至120 MPa,确保成功压开致密储层。该优化技术在元坝气田现场试验4口井5层次,取得了良好的应用效果：施工最高压力达到118.5 MPa,最大排量5.5 m³/min,平均砂比15%~20%,最大加砂量40 m³,施工成功率达100%;降低了延伸破裂压力,增大了施工排量,增加了人工裂缝长度和宽度,易于加砂,提高了储层渗透率。     

四川盆地威远区块典型平台页岩气水平井动态特征及开发建议

位于四川盆地长宁—威远国家级页岩气示范区范围内的威远页岩气田(以下简称威远区块),同一平台上气井的生产动态特征存在着较大的差异,目前对于其页岩气井产气量的主控因素和开发工艺措施的有效性认识尚不明确。为此,以威远区块PT2平台的6口水平井为例,针对气井生产动态存在的差异,从钻遇优质页岩段的长度、水平段轨迹倾向、压裂段长度、改造段数、加砂量及井底积液等方面进行分析,明确了影响威远区块页岩气水平井产气量的主要因素,进而提出了有针对性的开发措施建议。研究结果表明:(1)优质页岩段钻遇长度是气井高产的物质地质保障,水平压裂段长度、改造段数/簇数和加砂量是主要的工程因素;(2)页岩气井生产早期均为带液生产且水气比较大,当产气量低于临界携液流量时,井底积液对产气量和井口压力的影响不容忽视;(3)建议低产井应采用小油管生产(油管内径小于等于62 mm),对于上半支低产井,应及早采取橇装式排水采气工具和措施以释放气井产能,而对于下半支低产井,则应放压生产,防止井底过早积液。     

普光气田高含硫气井带压更换采气树工艺技术

采气树在使用过程中如出现腐蚀、泄露、机械故障等而又无法在线修复的情况,则需要进行整体更换。但像四川盆地普光气田这样孔、洞、缝较发育的酸性碳酸盐岩气藏,若采用先压井再整体换装采气树的方法会造成储层的二次污染,很难再恢复到修井前的气井产能。为此,考虑作业安全和生产实际,研究形成了"两封堵一隔离"带压更换采气树工艺:①安装地面泄压放喷流程,进行整体更换采气树演练,准确测算所需的时间;②关闭井下安全阀,通过泄压放喷管线排放井下安全阀以上通道内气体,进入放喷池点火燃烧,将井口油管压力泄至0;③连接液氮泵车按照测算量向井筒顶替液氮;④安装双向背压阀,利用送取工具,将背压阀安装在油管悬挂器内的背压阀座面,封堵油管;⑤整体更换采气树,试压合格后按照操作规程取出双向背压阀。现场成功应用2口井,很好地解决了高含硫气井不压井更换采气树的技术和安全控制难题。     

法国拉克、麦隆气田对安岳气田龙王庙组气藏开发的启示

四川盆地安岳气田磨溪区块下寒武统龙王庙组气藏是我国近年发现的一个特大型整装复杂碳酸盐岩气藏,该气藏具有储层孔隙度低、裂缝孔洞发育、气水关系复杂、中含硫化氢、气井单井产量高和储量规模大等特点,国内尚无类似气藏开发先例可资借鉴。为此,基于CC和IHS数据库,通过多指标的对比分析,筛选出法国的拉克和麦隆两个相似气田并进行了开发规律剖析,同时结合大量相关数据统计分析,形成了该类气藏在战略定位、前期评价、开发技术政策制定、动态分析和风险管理策略方面的6点经验启示:①大型主力气藏保护性开发,适当降低采气速度可以确保长期安全稳定生产;②试采周期越长,对气藏特征的认识越清楚,可为高效开发打下坚实的基础;③多种方法量化描述裂缝,综合评价裂缝对气田开发的影响;④依据气藏特点,确定合理的单井配产;⑤生产井集中部署在构造高部位,射孔层位尽量远离气水界面,部署观察井监测水体动态;⑥高度重视储量风险评估,采取滚动勘探开发和弹性指标策略降低开发风险。上述经验启示对于龙王庙组及类似气藏的高效开发具有指导作用。