城2井基岩推覆体山前构造钻井技术探讨

属典型山前构造的城2井，在井深180．00～2219．40m钻遇基岩，基岩厚度迭2039．40m，全井共断、刺钻具40次，钻穿基岩的厚度和刺、断钻具的次数和频率属国内油田罕见。该井施工难度大，主要表现在机械钻速缓慢、易出现钻铤粘扣、断钻具，地层倾角大井斜上升问题突出，井身轨迹控制困难。面对上述困难，通过优选钻头和钻具组合，同时强化操作，极大地遏止了断钻具事故发生率，为山前构造推覆体的钻井技术积累了一定的经验。     

城2井基岩推覆体山前构造钻井技术探讨

属典型山前构造的城2井,在井深180.00~2219.40m钻遇基岩,基岩厚度达2039.40m,全井共断、刺钻具40次,钻穿基岩的厚度和刺、断钻具的次数和频率属国内油田罕见。该井施工难度大,主要表现在机械钻速缓慢、易出现钻铤粘扣、断钻具,地层倾角大井斜上升问题突出,井身轨迹控制困难。面对上述困难,通过优选钻头和钻具组合,同时强化操作,极大地遏止了断钻具事故发生率,为山前构造推覆体的钻井技术积累了一定的经验。     

中国西部推覆前锋带构造样式与断块油气田

通过勘探地震信息可以看出：中国西部推覆前锋带的拆离型、褶皱型、前冲型、反冲型等前锋构造。总体上看这些构造样式都经历了以断裂为主的地质史，其共同的特点是构造、地层都被断层切割，对油气分隔起都起到控制作用，并为钻井所证实。     

从地震信息看中国推覆与滑覆构造

推覆与滑覆构造的基本要素是清脱层,都是沿软弱面发生的。前者是受构造力作用形成的,后者是受重力作用形成的。推覆构造又可分为褶驶推覆和道冲推覆。褶皱推覆一般多发生在塑性地层一,其道冲断面与语皱构造一起发生;逆冲推覆一般多发生在脆性、半脆性为主的岩层中,其岩体逆冲未经过事先褶皱作用的逆冲断裂运动。滑覆构造是由于盆地沉降、斜坡的翘起,使沉积体沿斜坡滑脱面滑移而形成的逆冲构造样式。     

台63井推覆体钻井技术

台63井属准噶尔盆地南缘冲断带阜康断裂带台11井南段北斜,该井上盘推覆体厚达3155m,地层倾角大、各向异性突出、可钻性差,极易发生井斜,破碎带易垮塌。为此,在钻进过程中应用塔式钟摆、偏轴接头、Power—V旋转早向系统进行防斜;根据地层特征优选牙轮钻头和PDC钻头;制定详细的事故复杂预防措施。使该井井斜得到有效控制,机械钻速大幅提高,为后续钻进作业奠定定了良好的基础。对北三台地区山前构造高陡地层安全高速钻进具有较强的指导意义。     

从逆冲推覆构造特征讨论鄂尔多斯西缘的油气前景

鄂尔多斯地块西缘构造带的主要形式是逆冲推覆构造.逆冲推覆构造由推覆体系、前缘带、前缘外带和原地岩体四部分组成的.构造带主要成份是数条近南北延伸的逆冲断层,断面西倾向东逆冲,推覆距离20～40千米.断面上陡下缓,深部近于水平,并沿石炭系和二叠系煤系地层滑脱.地面见多处飞来峰.由于主要断裂走向的变化,构造带从北而南分为四段.各段有其各自的特征.该区是鄂尔多斯地块最有利的勘探地区之一,其沉积岩厚,生储油岩好,圈闭类型多.油气勘探的关键问题是生油岩的成熟度和油气的保存条件.作者认为,原地岩体和前缘外带保存条件好,演化程度高.罗山-马家滩段的原地岩体和构造带北段的前缘外带是石油勘探的最有利地区.     

缅甸M区块推覆构造复杂地层钻井工程实践

缅甸M区块属于三次推覆体构造,在钻井过程中存在着井壁坍塌严重、地层孔隙压力高达2.38 g/cm3、软泥岩缩径严重等技术难题。以RM19-3-1井为实例,从地层孔隙压力预测,井身结构优化设计,新型钻井工具、配套钻井设备研制等方面入手,开展了提高推覆构造地层机械钻速机理研究,通过采取浅部油气层井控技术措施、推覆体地层防塌技术措施、软泥岩钻井工艺、高密度钻井液工艺、高密度水泥浆固井工艺、井斜控制技术措施、加重剂回收工艺等措施,使RM19-3-1井的机械钻速比同类井提高了20个百分点。推覆体构造钻井工程实践表明,地层压力预测、井身结构、钻井工具和钻井液等是制约钻井速度的主要因素,该研究为以后在这种多次推覆构造复杂地层进行钻井施工提供了较好的借鉴。     

焉耆盆地霍拉山逆冲推覆体及其演化

焉耆盆地霍拉山推覆体是根据与推覆体有直接成生关系的地质现象如野外露头、邻区构造特征、非地震物化探和地震剖面解释等迹象推测发现的，经钻探得到了验证。它是典型的逆冲断裂带，断面上陡下缓，向下顺盆地基底与沉积盖层间的不整合面滑脱。其逆冲和推覆是从西向东、由南向北逐渐扩展的，该断裂带的演化过程主要分为四个阶段，即断陷期、萌芽期、发展期和定型期。     

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。     

气体钻井钻具失效预防技术研究与应用

气体钻井中钻具失效频率明显高于钻井液钻井。失效钻具检验与分析表明,钻具失效类型为疲劳或腐蚀疲劳,钻具腐蚀类型为氧腐蚀。钻具失效的主要原因是：氧腐蚀与冲蚀、钻具疲劳（由钻柱反转、钻柱纵向振动、井眼弯曲引起）、钻具带伤工作、钻铤螺纹连接弯曲强度比不足等。空气锤冲旋钻井技术、钻柱防共振技术、加强钻具探伤及使用新钻具等能够有效预防和减少钻具失效。特别是牙轮气体钻井中,利用钻柱振动分析软件优选钻具组合和转速来避免钻柱共振以及及时对钻具进行探伤非常重要。这些措施已经成功应用于普光及周边区块,与2006年相比,2007年度、2008年度钻具失效频率分别降低37．7％和57．5％。此外,建议加强钻杆管体探伤、空气螺杆复合钻井技术、防涡动稳定器、选用API螺纹钻铤、钻柱振动监测与钻井参数优选相结合等方面进行综合研究和实施来全面预防钻具失效。     

旋冲钻井技术在逆掩推覆体地层的应用

在玉门青西油田窟窿山背斜构造南翼和金海子构造,由逆掩推覆带推覆上来的志留系及石炭-二叠系等老地层具有地层高陡、岩石可钻性差等特点,致使钻井过程中钻进效率低、井斜控制难.旋冲钻井技术是钻进硬岩的有效方法,为解决逆掩推覆体地层钻进难题,在玉门油田窿¨4和金海1两口井应用了DGSC型液动冲击器及配套技术,取得了较好的效果,机械钻速提高30%以上.介绍了逆掩推覆体地层特点和钻进难点,液动冲击器的特点、破岩机理及现场应用情况.应用结果表明,该技术可有效地提高硬岩钻井速度、防止井斜、减缓钻头磨损、降低钻井成本,是一种在硬岩难钻地层有发展前景的钻井技术.     

空气钻井在窿9井的试验与效果

针对窿9井逆掩推覆体存在的钻井技术难点，结合地层地质特点，在充分论证与室内实验研究的基础上，通过在该井试验应用空气、泡沫和雾化钻井方式，使推覆体地层的钻井速度比钻井液钻井提高4．5倍以上；同时还摸索出了注入泡沫液，解决空气钻井扭矩大、携岩困难的办法，实现了泡沫液的循环利用。为青西地区今后大幅度提高推覆体钻井速度、降低钻井成本提供了新的思路。     

闽西南地区推覆构造特征

闽西南地区推覆(滑脱)构造广泛发育,可划分为5种类型:发育于上古生界—中生界下三叠统溪口组中的拆离(滑脱)构造;形成于印支期的拆离(滑脱)构造,后受燕山早期及后期的褶皱作用形成褶皱拆离构造;印支期及燕山早期的中深层次逆冲推覆构造;燕山早期和晚期的浅层次逆冲推覆构造;分布于燕山早期浅层次逆冲推覆构造原地岩系之中的浅层次褶皱逆冲推覆构造,其中燕山早期中深层次逆冲推覆构造规模最大。     

酸性气田钻具失效研究

近年来, 在酸性气田勘探开发中的钻具失效事故时有发生, 严重影响了钻井安全。为了分析酸性气田钻具失效的原因, 结合具体钻具失效案例, 对钻具在氧气、 二氧化碳和硫化氢３种不同的酸性腐蚀环境下的失效进行了分析, 得到了氧腐蚀、 二氧化碳腐蚀和硫化氢应力腐蚀环境下的钻具失效特点和失效形式, 并提出了预防钻具腐蚀失效的措施和方法, 对指导酸性气田钻具失效原因分析, 预防和减少钻具失效事故提供了技术支持。     

水平分支井钻井及完井技术

QHD32-6油田于2001年10月投入生产,该油田属河流相沉积,储层分布非常复杂。为了最大程度地动用油田石油地质储量,提高经济效益,在油田现有开发井的基础上,结合油田生产现状,决定在原有的丛式井平台上补钻水平分支井QHD32-6-D27ma井。文中介绍了QHD32-6-D27ma井的钻井及完井技术难点及应对措施,包括井眼防碰技术、领眼钻井技术、地质导向钻井技术、分支井眼侧钻技术、大斜度井段固井质量检测技术、克服摩阻技术、油层保护技术和裸眼内下入筛管的完井技术。另外,还对所用的Schlumberger公司的PowerDrive旋转导向工具做了介绍。     

广安002-Z2鱼刺状多级分支水平井钻井技术

广安002-Z2是一口4井眼、2分支鱼刺井,在主井眼采用斜向器侧钻第1分支井,在第1分支井中采用悬空裸眼侧钻第2分支井,主导眼采用筛管完井,分支井采用裸眼完井。在斜向器回收未成功的情况下,采用绕障钻通主导眼实现压力连通。该井成功采用多种侧钻技术顺利完钻,累计水平段长达2031.71m,钻遇3个储层,大大地增加了天然气产量。该技术具有广阔的推广应用价值。     

随钻地质导向系统在广安构造的应用评价

广安构造须家河储层具有低孔、低渗、低压特征,储层单位面积上储量丰度低,单井产量低、采收率低.地质导向技术是一项提高油气田开发效益先进的钻井技术,通过在广安002-H1井、广安002-H8井和广安002-Z2井水平井段钻井过程中,利用地质导向技术提高储层钻遇率,取得了良好的经济和社会效益;同时创全国和川渝地区记录多项.通过对几种不同的地质导向技术进行综合评价,得出了更适合广安构造的地质导向技术.     

旋转导向钻井工具稳定平台单元机械系统的设计

稳定平台单元机械系统的设计是旋转导向钻井工具的关键和难点之一。其作用是保证在钻井时不受钻柱旋转的影响，配合旋转导向钻井系统的指令系统对导向工具的工具面角随钻实时调控，实现导向功能，并承担与MWD之间的测控信息无线传输。介绍了旋转导向钻井工具稳定平台的基本原理，展示了所设计的稳定平台单元机械结构图。指出了稳定平台单元机械系统设计的几个特点：进行了稳定平台整体支承方案选择分析，确定了稳定平台整体重量上挂在稳定平台上主支撑座的上挂式方案；进行了轴承选型的对比分析，确定了滚动轴承结构的设计方案，为了提高其使用寿命特设计了轴承保护器；进行了稳定平台主轴控制转动时驱动力矩与阻力矩的分析，给出了所需扭矩的供需平衡的解决办法；进行了影响稳定平台主轴整体刚度的因素分析，提出了提高稳定平台整体刚度的办法；进行了稳定平台旋转主轴的静平衡和动平衡分析；说明了选择防磁材料的原因和轴向累计加工、安装误差的调整方法等。这些措施的实施从机械设计方面保证了整个稳定平台功能的实现。     

小井眼钻柱瞬态动力学研究及应用

考虑小井眼细长钻柱沿井深和井眼圆周方向的随机接触碰撞,建立了钻柱瞬态动力学模型。运用动力间隙元不仅能合理描述钻柱与井壁的接触碰撞过程,还能考虑井壁变形和泥饼的能量吸收,并用Newmark法求解钻柱动力学平衡方程。通过钻井全尺寸模型装置上的钻柱动力学试验,对理论计算结果进行了验证,也为钻头干扰力确定提供了依据。经大庆油田14口小井眼井应用表明,由钻柱动力学分析所设计的钻柱结构没有发生井下断钻具事故,防斜性能也比较好,机械钻速得到明显提高。