涪陵页岩气田水平井组优快钻井技术

涪陵页岩气田是我国第一个投入商业化开发的国家级页岩气示范区,与北美相比,涪陵地区地表条件、地质条件和页岩气储层特征更加复杂、储层埋藏更深,开发初期钻井机械钻速低、钻井周期长、成本高。为此开展了涪陵页岩气田水平井组优快钻井技术研究,形成了集水平井组钻井工程优化设计、水平井优快钻井技术、国产低成本油基钻井液、满足大型压裂要求的长水平段水平井固井技术、山地特点"井工厂"钻井技术以及绿色环保钻井技术为核心的页岩气水平井组优快钻井技术体系。在涪陵页岩气田推广应用了290口井,完井256口,平均单井机械钻速提高了182%,平均单井钻井周期缩短了55%,平均单井钻井成本降低了34%。为涪陵页岩气田年50亿m~3一期产能建设的顺利完成提供了强有力的技术支撑,对我国页岩气规模开发提供了重要的借鉴和引领作用。     

涪陵页岩气田江东区块优快钻井技术研究与应用

涪陵页岩气田江东区块地质构造复杂、地层倾角大,存在机械钻速低、定向钻井托压严重、水平井轨迹控制困难等问题,给该地区优快钻井作业带来了挑战。本文通过总结现场施工作业及技术攻关实践,分析总结了江东区块复杂地质条件下相适应的钻井新工艺、新工具,形成了一套适用于涪陵页岩气田江东区块的优快钻井技术。江东区块钻井周期从开发前期的235 d缩短至90.33 d,机械钻速、储层钻遇率不断提高的同时,定向钻井托压、钻头提前失效等工况逐渐减少。通过4年发展,涪陵页岩气田江东区块优快钻井集成技术逐渐成熟,基本满足了深层页岩气的开发需要。     

永页1井区深层页岩气优快钻井关键技术

四川盆地东南部永川页岩气田永页1井区构造整体为NE向长轴向斜,内部断层发育,地质条件和页岩气储层特征更加复杂、储层埋藏更深。开发初期钻井机械钻速低、钻井周期长。为此开展了永页1井区深层页岩气优快钻井关键技术研究,形成了井身结构优化设计、三维水平井轨迹设计与控制、钻头与钻井工艺优选、低密度防塌润滑钻井液技术、页岩气特色固井工艺技术为核心的深层页岩气水平井优快钻井技术体系。在永页1井区推广应用,平均单井机械钻速提高了60%,平均钻井周期缩短16%,工程质量优良。为永页1井区产能建设的顺利完成提供了强有力的技术支撑,对深层页岩气规模开发提供了重要的借鉴作用。     

杭锦旗区块锦58井区二级井身结构水平井优快钻井技术研究与应用

杭锦旗区块锦58井区水平井钻井过程中,钻遇易漏易塌层位多、处理难度大,为实现经济有效开发,满足储层二次改造要求,开展二级井身结构水平井钻井技术试验研究。针对易漏易塌地层的特点,通过室内实验,制定了防漏防塌技术措施;通过采用大斜度导眼和主井眼双增式轨道方法,有效缩短了导眼段回填进尺,大大提高井眼利用率;试验"短弯螺杆+EMWD测量工具+高效PDC钻头"钻井工艺,提高了机械钻速。通过研究和现场试验初步形成了杭锦旗区块锦58井区二级井身结构水平井优快钻井技术,并在3口井进行了现场应用,与三级井身结构水平井相比,机械钻速提高了13.78%,钻井周期缩短了32.56%。研究与应用表明,二级井身结构水平井优快钻井技术能满足锦58井区复杂地层水平井安全高效的钻井需求,为该区块致密砂岩气藏的高效开发提供了工程技术保障。     

优快钻井配套技术在希50-54井应用实践

针对海塔地质特点和钻井难点,开展钻井技术研究和现场试验,制定了切实可行的钻井提速方案,较好地解决了上部地层易塌、中部地层易斜、下部地层硬造成的相关钻井技术难点,实现了优快钻井的目标,为增储上产提供了强有力的保障。以希50-54井为例,从技术应用思路和应用效果两方面出发,深入分析井身结构优化、钻头及参数优选、复合钻井等几大海塔优快钻井配套技术在现场实际中的应用情况,实践表明机械钻速得到大幅度提高,钻井周期明显缩短,效果显著。     

龙凤山凝析气藏钻完井难点分析及技术对策

龙凤山气田上部地层易坍塌,下部地层裂缝发育易漏失,同时砾岩、砂岩、火山岩地层发育,抗压强度高、研磨性强、可钻性差,钻完井过程中主要问题是"上塌下漏"。通过优化井身结构、动态堵漏,解决"上塌下漏"问题,优选高效钻头和破岩工具提高机械钻速,定向井平均机械钻速由4.45m/h提高到9.52m/h,钻井周期由107.17d缩短到38.03d;水平井平均机械钻速由5.48m/h提高到6.58m/h,钻井周期由72.46d缩短到55.21d,整体指标大幅提升。     

华北油田杨税务潜山优快钻井技术研究

杨税务潜山是华北油田近年增储上产油气勘探的重点区域,但其勘探开发过程中钻井效率有待提高。杨税务潜山中深部地层存在机械钻速低、单只钻头进尺少、事故复杂多发等技术难点。在借鉴国内外中深部地层提速技术成果的基础上,分析了杨税务潜山邻井的井身结构、钻头使用、事故复杂情况,开展了杨税务潜山邻井的岩石力学三轴强度试验,进行了井身结构优化、个性化钻头优选、提速工具优选和防漏堵漏方案设计。统计3口试验井的试验效果,三开和四开的机械钻速分别提高83.1%和84.2%、单只钻头平均进尺大幅增加、钻头使用量大幅减少、钻井周期缩短14.8%,全井机械钻速提高52.6%,事故复杂时效降为零。试验结果表明,杨税务潜山优快钻井技术的研究很好地解决了杨税务潜山目前存在的钻井技术难点,能够大幅度提高机械钻速、减少事故复杂,具有在该地区推广应用价值。     

大牛地气田水平井优快钻井技术探索

大牛地属于低压、低渗、低丰度的三低油气藏,能否实行优快钻井成为制约水平井发展的主要因素,通过对井身结构、钻具组合、钻头选型及泥浆体系结构等统计分析,总结出适合大牛地气田水平井优快钻井技术,形成了一套大幅度提高机械效率、缩短钻井周期,适合大牛地工区的优快钻井技术。     

红河油田地层可钻性研究与钻头优选

红河油田水平井钻头适应性差、起下钻频繁,导致机械钻速低和钻井周期长,严重制约了钻井提速提效。通过对红河油田地层岩心进行室内可钻性实验,建立了该地区岩石可钻性与声波测井相关性数学模型,从而确定了岩石可钻性级值剖面。实验及计算结果表明,红河油田地层可钻性级别为3~6级,上部属于软地层,下部属于中硬地层。基于地层可钻性优选了PDC钻头,经现场试验与应用,平均单只钻头进尺、机械钻速大幅提高,大大缩短了钻井周期,达到了水平井钻井提速提效的目的。     

大庆深层水平井钻井提速技术

针对大庆深层水平井施工过程中存在钻头效率低、提速工具未形成系统化应用等情况,从深层地层地质情况及深层水平井施工难点出发,明确了钻井提速技术的研究方向,通过开展优化设计、可钻性预测、钻头优选评价、参数优化、研发提速工具等多种技术手段,针对单井实际情况优选组合提速技术,形成大庆深层水平井高效钻井技术,该技术适用于深层水平井施工。室内研究、现场应用过程中表明,二开钻进周期平均节省4.09d,平均机械钻速提高85.53%,三开按施工1600m井段计算,钻进周期平均节省16.6d,平均机械钻速提高44.89%。     

提速配套技术深层钻井中的应用

徐家围子区块深层存在地层岩性硬度高,韧性大,研磨性强,PDC和牙轮钻头可钻性差,机械钻速低,寿命短。通过优选复合钻头和液动旋冲工具配合PDC钻头等提速技术的综合应用,能够大幅度提高机械钻速,缩短钻进周期。提速技术直井、斜井和水平井中累计应用12口井,相比试验井段平均机械钻速分别提高了110.70%、108.94%和89.95%;按照不同井型分别提高了10.03%、9.04%和4.40%,提速效果明显。钻井提速技术的综合应用为徐家围子区块深层钻井提速提供了技术保障。     

玉门青西油田钻头的优选及应用

针对玉门青西油田地层复杂性，分析了青西地区地层可钻性和已钻井的钻头使用情况，并提出与地层相适应的钻头类型，设计并试验个性化的PDC钻头和进口牙轮钻头，在两口试验井中取得了明显效果，提高了机械钻速，缩短了钻井周期。     

富县天然气井直井优快钻井技术优化与应用

为解决富县区块天然气井钻井机械钻速低、钻井周期长、井下复杂情况多等问题,开展了优快钻井技术研究。总结分析了富县气井钻井施工难点,通过岩石可钻性研究、岩屑滚动回收实验和处理剂筛选实验,同时结合现场应用,优选出各钻井参数。优选出一批能适应该区地层特征,耐磨性强,进尺效率高的钻头;优选钻具组合,采用转盘+螺杆的复合钻进方式;为保障井下安全,优选了钾铵基聚磺钻井液体系。现场应用表明,平均钻井周期由优化前80.96 d缩短至41.02 d,平均缩短39.94 d,缩短49.35%,井下事故复杂情况大大减少,为富县区块天然气井优快钻井提供了有力的技术支持。     

深井优快钻井技术在车西地区的推广应用

分析了车西地区地层特点及钻井难点，从井身结构、钻头及钻井参数选择、防斜打直、钻井液、油气层保护、事故预防、欠平衡等方面提出了深井优快钻井技术方案，在该地区推广应用后见到了明显的成效，对提高深井钻井速度、缩短钻井周期及早日实现油气资源的战略接替具有重要意义。     

元坝高研磨性地层提速提效集成钻井技术

四川元坝地区陆相下沙溪庙组—须家河组地层岩性复杂、可钻性差、研磨性强、地层压力高,使用牙轮钻头、PDC钻头等常规钻井技术钻速慢、周期长、效率低,引进扭力冲击器+PDC钻头、孕镶金刚石钻头+涡轮等进口提速工具费用昂贵,提速效果明显,但经济效益差。为降低钻井成本,结合地层地质特性,开展了个性化钻头及配套提速工具的研制及优选,形成了元坝高研磨性地层提速提效集成钻井技术,即自流井组珍珠冲段以上地层采用研制的KS1362ADGR型PDC钻头+国产大扭矩螺杆马达;珍珠冲及须家河组地层优选国产NR826M型孕镶金刚石钻头+高转速螺杆马达。通过3口井现场试验表明:同比2012—2013年完钻井指标,平均机械钻速提高64.7%;在井段长度增加8.7%的情况下,平均钻井周期缩短36.3%。该技术将对川东北、川西须家河组等高研磨性地层钻井具有指导作用。     

大港油田优快钻井配套技术研究

大港油田深井、超深井提速困难主要是由于馆陶组厚层底砾岩和沙河街组致密泥岩的岩石可钻性差、深部油气藏存在异常高温、高压现象,且钻井液具有高密度和高粘度的特点。为探索适合大港油田的深井、超深井优快钻井配套技术,结合滨深24-5-27井的钻井实例展开了研究。通过优选钻井液体系、应用精细控压钻井技术,以及高效PDC钻头+螺杆马达复合钻井技术,实现该井完钻井深4510 m,钻井周期36天,全井平均机械钻速为11.56m/h的快速钻井效果。研究结果表明,该井钻井周期的缩短主要得益于全井机械钻速的提高,以及生产组织的有序衔接和保证。相对所在区块的历史指标井,该井机械钻速提高15.27%,二开和三开的生产组织时间缩短31.68%,钻井周期缩短18.78%。该优快配套钻井技术可为大港油田高效开发深部油气藏提供工程技术保障。     

大牛地气田水平井优快钻完井技术

大牛地气田属于低孔、低渗、低-常压致密砂岩气藏,水平井开发存在井壁易失稳、钻井周期长、储层保护难度大、完井方式不配套等问题,水平井钻井难度大,施工风险高,无法实现经济有效建产。通过集成应用6″小井眼钻井技术、稳定井壁技术、低成本储层保护技术、完井方式优化等技术,逐步形成了大牛地气田水平井优快钻完井技术,有效地提高了机械钻速,缩短钻井周期,降本增效效果显著,该技术值得进一步在大牛地气田推广应用。     

伊朗Y油田水平井钻井技术

伊朗Y油田水平井面临着地质岩性多变、地质靶区不确定、裸眼井段长、井眼摩阻大、长水平段井眼轨迹控制困难等一系列钻井技术难点。结合Y油田一期水平井钻井实践,详细总结、形成了包括井身结构优化、螺杆钻具类型及其稳定器外径优选、钻头选型、侧钻钻具组合优选、水平井段优快钻井、KCl聚磺钻井液在内的6项水平井钻井技术。该技术在YS9井得到成功应用,定向段和水平段施工比设计提前12.4 d。Y油田水平井优快钻井技术的应用,能够提高钻井成功率,缩短水平井的建井周期,降低钻井成本,对Y油田后续的水平井施工起到一定的指导和借鉴作用。     

焦页非常规页岩气井优快钻井技术

重庆涪陵焦石坝地区上部地层岩性致密、研磨性强、可钻性差,长兴组浅层气活跃且含硫,三开水平段长、摩阻大、泥质页岩层易垮塌。钻井面临的突出问题是机械钻速低、井控难度大、钻井周期长。针对上述气藏钻井难点,重点从钻井工艺、维持井壁稳定以及钻井液方面进行分析,优化钻具结构、优选钻头选型、抑制井壁失稳以加快焦石坝区块钻井速度。"油基螺杆+高效PDC钻头"配合优质钻井液,经过焦页12平台4口井的实践应用,大大缩短了钻井周期,焦页12-4HF井创下了中石化集团公司非常规页岩气水平井最长水平段记录,提速效果显著。     

塔东古城区块钻井提速配套技术及应用

塔东古城区块目的层埋藏深,岩性致密、可塑性强、韧性大,PDC和牙轮钻头可钻性差,机械钻速低,寿命短。通过钻头优选形成的钻头序列、直螺杆与PDC复合钻井提速技术与新型井下工具(扭力冲击器或液动旋冲工具)配合专用PDC钻头提速钻井技术的综合应用,能够大幅度提高机械钻速,缩短钻进周期。提速技术在古城7井、城探1井和东探1井等3口的综合应用,提速效果非常明显,3口井平均机械钻速3.71m/h,平均钻进周期184.8d,同比邻井古城4井和古城6井平均机械钻速提高95.26%,平均钻进周期缩短133.5d。钻井提速技术的综合应用为塔东古城区块深井钻井提速提供了技术保障。