气体钻井技术提高普光气田钻井速度研究

普光气田前期钻井实践表明,常规钻井液钻井技术不能满足普光气田快速开发的需要。引进空气钻井、氮气钻井、空气锤冲击钻井在普光气田上部陆相地层试验和应用,并成功拓展到须家河组地层。对气体钻井提速效果进行了对比分析,较之常规钻井液钻井机械钻速提高3-8倍,单井钻井周期缩短60-90d以上,严重漏失、井斜等复杂问题得到了较好控制,提速效果十分显著。文章分析了气体钻井在应用中存在的问题。目前气体钻井技术已经成为提速普光气田开发的核心技术,值得在普光气田及周边区块推广应用。     

雾化空气钻井技术在普光气田的应用

随着普光气田大规模成功应用空气钻井技术,其在机械钻速的提高、井斜控制等方面都取得了较大成效,但由于上部陆相地层存在水层,如果继续使用空气钻井会导致井下复杂及事故的发生,从而制约空气钻井技术的应用。如若过早转为钻井液钻井,由于地层具有倾角高和裂缝发育的特点,将导致机械钻速低、井斜不易控制、井斜过大、地层漏失严重等问题的出现。近两年在空气钻井的基础上通过使用雾化空气钻井技术解决了这些难题,并在应用中结合普光地区的地质构造特点采取了一些新的技术措施,取得了一些经验。     

空气钻井技术在普光D-1井的应用

为提高钻井速度，缩短钻井周期，加快普光气田开发进程。在普光D-1井的上部陆相地层的564．0～3002.0m井段进行了空气钻井试验。分析了普光气田进行空气钻井的可行性，详细介绍了普光D-1井空气钻井的施工情况，并对空气钻井的效果进行了评价。普光D-1井空气钻井试验结果表明，普光气田在上部陆相地层采用空气钻井可以提高钻井速度，缩短钻井周期，达到加快开发进程的预期目的。     

空气钻井技术在普光气田的应用

普光气田是四川盆地已发现的最大天然气田。普光气田已钻井实践表明,常规钻井液钻井技术机械钻速低,钻井周期长,钻井复杂及事故多,无法满足普光气田开发要求。为了提高钻井速度,缩短钻井周期,加快普光气田的开发进程,在PD-1井、P2-2井、PA-2井、P4-2井、P6-3井等5口井进行了空气钻井试验。文中分析了普光气田进行空气钻井的可行性,介绍了空气钻井技术在普光气田的实践情况,并对空气钻井的效果进行了评价,分析了空气钻井技术在普光气田进一步应用需要重视和解决的问题,并提出了今后的研究方向。     

空气钻井技术在元坝地区的应用

元坝地区应用空气钻井技术钻进时,大尺寸井眼携岩差,上部地层易出水,钻进中频频出现断钻具故障。针对大尺寸井眼段的携岩问题,提出采用空气钻井最小气体流量计算方法确定空气、泡沫钻井时携岩所需要的最小气体流量;优选出了适合该地区空气钻井的牙轮钻头和塔式钻具组合;针对元坝地区空气钻井过程易出现地层出水、断钻具、井斜和井壁垮塌等复杂情况,也提出了相应的处理方法和技术措施,并针对元坝地区推广应用空气钻井技术,提出研制性能可靠、使用寿命长的空气锤,防止空气钻井转换为常规钻井液钻井时出现井下复杂情况的建议。      

空气、氮气钻井技术在普光气田的应用

由于上三叠统须家河组地层岩石坚硬,钻井速度低,钻井周期长,制约了普光气田开发的步伐。在对普光气田前期空气钻井技术进行总结和经济效益评价的基础上,系统地分析了空气、氮气钻井穿越须家河组地层的安全钻井技术。在普光气田3口开发井中进行了空气、氮气钻井穿越须家河组地层试验,机械钻速提高4～5倍,钻井周期缩短30 d以上。实践表明,空气钻井技术在普光气田须家河组以上地层得到成功应用,取得了良好的效果,成为加快普光气田开发的重要技术。     

空气钻井条件下的综合录井技术

作为一种钻井新工艺,空气钻井由于其大幅度提高钻井时效的优势,在钻井施工中广泛应用.为了使综合录井技术适应空气钻井提出的新要求,综合录井应从工艺、手段及方法上进行改进和调整,为此在介绍空气钻井原理的基础上,结合空气钻井在川东北普光气田的应用情况,提出了空气钻井条件下综合录井气体和岩屑采集、岩屑描述、异常预报监测等提高地质录井质量的有效方法,并在工程异常监测方面,系统分析了地层出水、钻具断落和井下燃爆的识别方法,对空气钻井条件下的综合录井作业具有一定的指导意义.     

川东地区气体钻井的应用

川东地区砂、泥岩互层频繁,地层致密,可钻性差,气层繁密,常规钻井效率低,采用气体钻井可以显著提高钻井效率,但还存在井壁失稳、地层出水和出气、断钻具等问题.通过分析川东地区空气钻井的各种复杂情况,研究应对措施,提出了采用充气泡沫、氮气钻井及换钻井液技术解决地层出水、出气等复杂问题,同时配置空气锤、减震器工具以提高川东地区空气钻井的质量和安全性.     

塔里木盆地山前巨厚砾石层快速钻井技术

塔里木盆地山前某构造沉积巨厚砾石层,钻井液钻井存在着钻速低、钻头消耗多等问题,而采用空气钻井来提速又面临井斜控制和井眼失稳两大技术难题。为此,在大量试验研究基础上提出了空气钻井的实施技术方案。根据最小动能法判断准则,落实不同条件下的合理注气量;应用连续循环空气钻井技术避免沉砂卡钻,延长钻井进尺,提高钻井时效;基于钻具动力学特性分析,提出空气钻井动力学防斜技术,优选出"弯短节+双扶正器"防斜钻具组合;优配"二强二高一低"(强抑制、强封堵、高防塌性、高润滑性、低滤失)的聚磺-KCl转换用钻井液体系,给出钻井液转换工艺措施。通过在A井现场试验,空气钻井井段最大井斜角仅2.19°,仅用2d时间就顺利完成钻井液转换作业,同比钻井液钻井机械钻速提高3~5倍,节省钻井时间119d,取得良好应用效果,该配套技术的形成可对该区深部天然气勘探钻井提速发挥积极的推动作用。     

气体钻井技术在川东北地区的应用

川东北海相勘探取得重大突破,普光气田是目前四川盆地已发现的最大天然气田,其开发已经纳入国家"十一五"重大工程--川气东送工程,但是常规的钻井液钻井技术不能满足普光气田及川东北工区快速勘探开发的需要,为此,试验、推广应用了气体钻井技术,大幅度提高了普光气田及川东北工区上部陆相地层的钻井速度.气体钻井较常规的钻井液钻井提速效果明显,平均机械钻速提高了3～8倍,单井钻井周期缩短了60～90 d,严重漏失、井斜等复杂问题得到了较好控制,技术经济效益显著,已经成为加快昔光气田及川东北工区开发的核心钻井技术.分析了气体钻井施工中应重点考虑的"十大"问题,详细介绍了川东北地区气体钻井技术的应用情况,并对其与常规钻井液钻井的经济效益进行了对比,指出了气体钻井目前存在的主要问题和攻关方向.     

空气钻井过程中井下复杂问题处理方法

空气钻井作为既能提高钻速又能有效保护储层的欠平衡钻井技术越来越受到广泛的青睐。近年来国内空气钻井数量逐年递增,通过实施空气钻井发现了很多非常规的油气资源。在油气资源勘探开发过程中,实施空气钻井作业虽然有利,但是空气钻井的制约因素也不容忽视。随着石油行业对空气钻井的不断重视,同时使得空气钻井技术也有了迅速提高,但是空气钻井作业过程中地层出水、井壁稳定、含硫地层、井下燃爆等问题仍然是制约空气钻井能否顺利施工的重要因素。文章通过长庆苏里格地区非储层段空气、泡沫钻井实践,分析了空气钻井过程中的复杂情况,同时对井下复杂问题处理过程进行了分析、总结,形成了一套适合长庆苏里格地区空气钻井复杂问题的处理方法。     

空气泡沫钻井流体井壁稳定性研究

针对空气钻井中遇到地层大量出水时无法钻进、需转化为空气泡沫钻井的情况,优选出了有利于空气泡沫流体钻井时井壁稳定的处理剂GXG、AP-1和WJ-3,形成了一套具有良好井壁稳定性能的空气泡沫钻井流体配方,对该泡沫流体的抑制性、井壁稳定性等性能进行了评价。结果表明,所研究的空气泡沫钻井流体具有强抑制性,页岩回收率达97.4%,页岩膨胀量较清水降低67.1%。该空气泡沫钻井流体能使泡沫在井壁上形成保护膜,阻止水进入地层,有效防止井壁坍塌,井壁稳定效果良好。     

超临界二氧化碳钻井流体关键技术研究

超临界二氧化碳钻井技术是利用超临界二氧化碳作为钻井流体的一种新型钻井方法,具有能有效驱动深井井下马达,控制井底压力容易,破岩门限压力低、破岩速度快,能防止储层损害等优点,但成功利用超临界二氧化碳钻井技术的关键是充分了解超临界二氧化碳钻井过程中井筒中二氧化碳流体的温度和压力分布。为此,建立了考虑井筒流体与地层换热对井筒流体温度影响的井筒传热模型,根据能量守恒原理,推导出了井筒流体温度计算模型,并考虑到钻井过程中可能钻遇水层的情况,对该计算模型进行了修正;利用有限元方法,推导出了井筒内二氧化碳钻井流体的压力计算公式。实例计算表明:钻杆内二氧化碳流体的温度和压力随井深增深而增大,但与井深的关系是非线性关系;钻杆内二氧化碳流体的密度随井深的增加而减小,但到近钻头处开始增大。环空中的压力随井深的增加而增大,但两者的关系也是非线性关系;环空中的温度随井深增加先升高后降低;环空中的二氧化碳密度随井深增加而增大,但两者为非线性关系。      

非渗透钻井完井液体系的研究与应用

针对准噶尔西缘重点探区钻井过程中存在的油气层严重伤害及井下复杂情况较多等问题,通过室内试验,优选出了适用于该地区的非渗透钻井液体系。在排208井三开井段的现场试验结果表明,该钻井液体系有效解决了渗漏造成的储层伤害、井眼严重失稳、起下钻频繁遇阻等问题,从而提高了机械钻速,缩短了钻井周期,为该区实现高效勘探开发奠定了基础。     

空气钻井携岩及防燃爆最小注气量计算方法

空气钻井是一种特殊的欠平衡钻井方式,当钻遇气层时,天然气就会侵入井内与空气混合,在井下高温高压的环境下极易发生燃爆。注入的空气量既要能有效地携带岩屑,又要能防止井下燃爆。针对空气钻井中确定最小注气量的难题,根据修正的Angel模型,应用最小动能法和最小速度法,建立了携带岩屑的最小注气量方程;根据气侵速度和甲烷在井下的燃爆极限,通过控制甲烷的体积浓度,得出了防止燃爆最小注气量的计算方法;通过计算机编程,对川中某气田空气钻井的最小注气量进行了计算,其结果与实际作业中的最小注气量数据非常吻合。     

提高川东北及普光气田钻井速度配套技术

川东北及普光气田面临喷、漏、塌、卡、斜、硬、毒等七种“世界级”钻井难题。如何实现安全、优质、高效、快速钻井从而加快川东北及普光气田勘探开发进程是钻井工程面临的一个难题。试验、推广应用了气体钻井、垂直钻井、复合钻井等新技术新工艺，并不断在实践中完善总结，形成了一套适合普光气田及川东北地质特点的钻井综合配套技术，大幅度的加快了川东北勘探及普光气田开发步伐，实现了预期的目标。普光气田开发井钻井周期由探井阶段的约10个月降到约7个月，缩短了31．82％，机械钻速由探井阶段的1．70m／h提高到3．26m／h，提高了91．76％。气体钻井、复合钻井已经成为提速川东北及普光气田勘探开发的核心技术，值得进一步推广应用。     

空气钻井技术在老君1井的应用

为提高川东北地区的钻井速度．加快川东北地区的勘探进程．在该地区老君山构造的老君1井的钻井过程中．选择上部陆相地层进行了空气钻井技术试验并取得了成功，用时21d安全钻进2491，70m，机械钻速达到11．27m/h．较常规钻井提高了10倍．为以后该地区钻井提供了新的技术选择。从井壁稳定性、地层压力和地层产出物三个方面分析了老君1井在上部地层进行空气钻井的可行性，介绍了该井空气钻井的流程、设备和详细的实施过程．分析了空气钻井过程中存在的问题及该地区今后空气钻井急需解决的问题。     

鄂西渝东地区气体钻井气液快速转换技术

气体钻井与常规钻井液钻井相比具有速度快、周期短、综合成本低等优点,但气体钻井结束后井眼在由气体介质转换成液体介质过程中,由于转换的钻井液性能不适应干燥的井下条件、转换工艺技术不合理,易出现复杂情况或事故,使得转换时间长,气体钻井优势没有充分体现出来。为解决鄂西渝东地区气体钻井结束后转换成钻井液钻井的井壁稳定、井眼畅通和防塌等问题,在总结多年气体钻井现场实践经验的基础上,提出了气体钻井后转换为钻井液体系和气液转换工艺及井眼清洁的工艺技术措施。目前在该区块已经完井40多口,避免了井喷失控,保障了钻井工程的安全、质量和速度,保护了资源和环境,为同类气井的钻井施工提供了可借鉴的经验。