南方海相地区深井钻井技术的实践与认识

南方海相地区是中国石化资源战略接替探区，已完成了15口井，目前正钻井9口。该地区深井钻井中存在机械钻速慢、高陡构造带防斜打直困难、高温高压含硫气井固井质量差、井控难度大、钻井完井作业易污染油气层等难题，为此，南方公司开展技术攻关，对井身结构进行优化、制定完善有效的井控技术措施、优选钻头、应用复合驱动钻井技术、试验应用垂直钻井系统、采取一系列油气层保护技术等，使钻井速度、固井质量、井身质量不断提高，并获得了油气发现的重大突破。提出了南方海相地区井身结构设计、高陡构造防斜打直、提高固井质量、小井眼钻井技术、油气层的发现与保护等关键技术的研究攻关方向。     

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。     

库车坳陷X井致密砂岩储层氮气钻井实践与认识

通过欠平衡钻井技术的理论研究和室内试验,形成了一套较完善的适用于高压高产致密砂岩储层的氮气钻井方案,具有合理的注气设备配套方案、钻具组合、井身结构设计以及整套工艺流程。以库车坳陷东部的X井为例,通过与多口邻近致密砂岩储层的常规钻井液钻井技术相比,X井的机械转速最大提高了24.3倍,钻井周期最多缩短了62 d,单井产量是邻井的4.2倍。致密砂岩储层氮气钻井在X井的成功应用,再次证明了在致密砂岩储层使用氮气钻井技术可以提高机械钻速、缩短钻井周期、提高单井产量的目的。同时验证了氮气钻井技术和装备的安全可行性,为库车地区乃至全国推广高压高产致密砂岩储层氮气钻井技术奠定了基础。     

满东2井氮气钻井实践与认识

为了探明塔里木油田满东 3 号构造志留系的含油气情况，结合满东 2 井的储层特征，在 5818.50 ～ 6200.00 m 井段实施了氮气钻井。氮气钻井前对满东 2 井氮气钻井存在的问题与采取的对策做了研究，在此基础上对井身结构、钻具组合、随钻监测等做了设计，阐述了满东 2 井的钻进情况及应用效果。满东 2 井作为国内沙漠腹地第 1 口气体钻井的井，创造了目前国内气体钻井井深最深记录；该井氮气钻进井段进尺 381.5 m ，机械钻速 5.44 m/h ，是同构造同层位邻井满东 1 井钻井液钻井机械钻速的 5.4 倍，创造了塔里木油田深层 149.2 mm 井眼的机械钻速最高记录；氮气钻井井段使用 2 只钻头，单只钻头纯钻时间 45 h 5 min ，进尺 230.4 m ，刷新了塔里木油田深层 149.2 mm 井眼最大单只钻头进尺记录。满东 2 井氮气钻井的成功实施，促进了满东 3 号构造的勘探进程，为国内深层小井眼氮气钻井积累了经验，为类似井实施氮气钻井提供了借鉴。     

川西北地区超深井钻井的实践和认识

针对川西北矿区已完成的１３口５０００ｍ以上的深探井钻井工艺，分析了超深井钻井面临的地质问题，井深结构，套管程序，钻井液使用和固井设计与施工等情况，提出了提高超深井钻井技术水平的途径和对策。     

氮气钻井技术在吐哈获重大突破

到7月3日，国内首次采用“氮气钻穿储层，实现全过程欠平衡钻井”技术完钻的吐哈油田红台2—15井，用6mm油嘴求产，日产原油已连续10天稳定在25m^3左右。     

氮气欠平衡钻井技术的研究与应用

氮气欠平衡钻井(UBD)技术适应于低压低渗透、裂缝油气藏、衰竭、边际油气藏或是曾经发生钻井液漏失和压差卡钻等需要钻穿复杂层的地区。它具有保护油气层、提高单井产量、提高钻井速度、减少钻井事故及井下复杂情况等优点。介绍了氮气欠平衡钻井的关键设备与主要工艺流程,以玉门油田鸭940井为例,介绍了其实钻井身结构、氮气欠平衡钻井的施工过程及所用的井口装置、钻具组合。给出了氮气欠平衡钻井注入参数的设计。最后介绍了氮气欠平衡钻井技术所采用的新工艺,包括混油气举降解携砂钻进技术、裂缝油藏负压悬挂贯眼完井技术和全过程油层保护技术。     

氮气欠平衡钻井技术在定向深探井中的应用

川西3000 m以深井段普遍存在机械钻速慢、储层保护技术单一等问题,常规欠平衡钻井均不能很好地解决以上问题。为了更好地保护和发现油气藏,提高深井勘探成功率,西南分公司引进了氮气钻井技术,通过大量地质工程论证,在DY1井四开4652.26~4775.56 m产层段进行了氮气欠平衡钻井技术应用试验。试验表明,在深井段采用氮气钻井技术可大幅度提高钻井速度,该层段平均机械钻速达8.36 m/h,与邻井相比提高8~9倍,在提高钻速的同时还直观有效地发现了一个裂缝性气层。该技术在深探井中的成功应用加快了气体钻井技术向深层推广的步伐,对同类地区的钻井具有较高借鉴意义。     

四川石油管理局氮气钻井创广安区块钻井速度新纪录

2005年11月中旬，四川石油管理局钻采院空气钻井公司、欠平衡钻井公司在广安4井、广安9井利用氮气钻井快速穿越须家河设计层位，创造该区块钻井速度新纪录。其中，广安4井从1902．5m钻至2368m，平均机械钻速7．07m／h；广安9井从2079m钻至2565m，平均机械钻速11．51m／h。与广安区块101、102井同层位平均机械钻速相比，广安4井提高机械钻速3．5倍，广安9井提高机械钻速5倍。     

中石油深井钻井技术现状与面临的挑战

深井、超深井钻井技术是一个国家钻井技术发展水平的标志。美国和欧洲的深井钻井技术水平一直处于世界领先水平。中石油近年来在深井机械钻速、钻井周期、单井钻头用量等方面都取得了很大进步,同时在深井钻井装备上也有了很大发展。但是同世界先进水平相比,中石油在复杂深井钻井水平方面还有很大差距。近年来中石油在塔里木却勒和迪那、玉门窟窿山、四川川东、新疆霍尔果斯等复杂深井钻井过程中遭遇了世界性的难题。突出表现在山前高陡构造和逆掩推覆体防斜打快问题、塔里木却勒地层卡层不准引起的缩径卡钻和迪那窄密度窗口压差卡钻问题、四川恶性井漏的防治问题、新疆南缘地区的地应力复杂、地层破碎、异常高压等。针对这些问题提出了相应的解决方法,给同类地层的钻探指明了方向。     

LG地区X井快速钻井配套工艺技术

LG地区X井是中国石油天然气集团公司布置在该构造上的一口风险探井,存在井深、岩石可钻性差,参考资料较少,钻遇异常高压可能性大,井底温度高,纵向上地层压力系统多,硫化氢含量普遍较高等钻井工程风险。针对深井安全钻井的难点,开展了气体钻井、螺杆带PDC钻头、防斜钻井等综合配套技术试验研究,并提出如下建议：①在井下出现油、气、水显示,已危及钻井安全,或供气量不够、井底沉砂超过20 m,接单根困难以及有阻卡现象,应及时转换为钻井液钻井;②采用空气锤不仅能够保证良好的井身质量,而且能保持较高的机械钻速,应继续在311.2 mm井段中推广应用钟摆、满眼钻具防斜技术;③加强总结,不断完善LG构造上的深井、超深井安全快速钻井配套技术。     

LG地区提高超深井钻井速度的技术途径

LG地区侏罗系下部地层油气显示活跃,地层压力与显示强度在横向上差异较大并难以准确预测,岩石固有强度普遍低于气体钻井临界强度,井眼不稳定问题较为突出。为解决以上难题,利用测井手段并结合实钻资料分析了LG地区地层压力剖面特征、侏罗系地层气体钻井的井眼稳定性和主要钻井工程地质问题,提出如下技术措施：①合理控制气体钻井的深度,有效规避气体钻井的作业风险,提高气体钻井效率;②在侏罗系下部地层不适合气体钻井的层段,实施欠平衡钻井和PDC钻头复合钻井,来进一步提高超深井钻井速度。     

新工艺新技术在X超深井钻完井中的应用

位于LG地区的X井,以145 d钻完6 530 m井深的深度在国内钻井界引起了强烈反响,两个储层的试油也仅耗时23 d,创造了超深井钻井试油速度的最新纪录。为此 ,介绍了以气体钻井、氮气加压射孔-酸化-测试联作试油等为代表的在该井钻井、试油中发挥了重要作用的新工艺新技术,并针对应用中存在的空气锤缩径、珍珠冲组地层坍塌和以OMNI阀代替LPR N阀进行测试作业等问题以及需要进一步探索的技术提出了近期的研究目。     

LG地区超深井钻井液技术

通过分析LG地区的地质特点和钻井工程措施要求,针对超深井钻井液所面临的难题和挑战,建立和应用“三强”聚合物钻井液、“三低”防塌钻井液、欠平衡钻井液和抗高温弱凝胶防卡钻井液技术,较好地解决了长井段大尺寸井眼的安全快速钻井、气体钻井后替入钻井液的井壁稳定和井眼通畅、长段红层泥页岩井段防塌、欠平衡钻井和长裸眼小井眼的超深井高温防卡等技术难题。形成了LG地区的特色钻井液技术,有力地保障了该地区的安全快速钻井。     

气体钻井抗油防塌稳定泡沫的研制

针对目前所使用的充气泡沫体系抑制性和抗油性不强等缺点,从泡沫基液出发,开展了气体钻井抗油防塌稳定泡沫的研究。通过对起泡剂、稳定剂、抑制剂的评价和筛选,优选出了抗油性能强、抑制效果好、稳定周期可调范围宽的各种处理剂,并采用正交实验方法完成了配方优化实验,形成了以非离子表面活性剂QP 1为发泡剂、KCl为抑制剂、CMC为稳定剂的抗油防塌泡沫体系。综合性能评价表明：该体系抑制性强,滚动回收率高达97%、抗油能力达到15%、钻屑容量极限为10%以上,并且无毒。该体系的成功研制为进一步拓宽气体钻井应用范围、提高机械钻速创造了条件,同时对环境不会造成污染。     

空气钻井随钻监测技术及其应用

为解决现有录井监测系统不能满足空气钻井现场的需要,容易出现钻具失效、井下燃爆、地层出水及井壁坍塌等复杂钻井问题。基于井下燃爆理论和监测监控系统技术,以井下燃爆监测成果为基础,应用UBD气体监测系统及其配套分析技术;通过多次在空气钻井现场监测服务,验证了该监测系统及分析技术的合理性和实用性,为安全顺利实施空气钻井提供了技术保障。     

国内外油基钻井液研究与应用进展

在分析油基钻井液优、缺点及技术难点的基础上,对国内外油基钻井液处理剂及钻井液体系研究与应用情况进行了介绍,提出了油基钻井液发展方向.油墓钻井液具有抗高温、抗盐、有利于井壁稳定、润滑性好和对油气层损害程度小等优点,在国外已广泛作为钻深井、超深井、大斜度定向井、水平井和水敏性复杂地层的重要手段,并取得了明显的效果.国外油基...     

大牛地气田DP14水平井氮气泡沫钻井实践与认识

为有效开发大牛地气田低孔隙度特低渗透率储层,在下二叠统下石盒子组盒1段储层段试点推行欠平衡钻水平井技术。在DP14井井段（2 865.20~4 147.03 m）实施欠平衡钻水平井,水平段总进尺为1 281.83 m,其中氮气进尺为33.97 m,氮气泡沫进尺为1 247.88 m,创造了目前国内氮气泡沫欠平衡钻水平井水平段进尺最长的纪录。在控速钻进的情况下,水平段平均机械钻速为5.79 m/h,是该地区常规钻水平井平均机械钻速的2倍以上;共使用6只钻头,其中一只钻头纯钻时间为67.5 h,进尺455.36 m,创造了大牛地气田水平井Φ215.9 mm井眼中最大单只钻头进尺的纪录。DP14井裸眼完井后在油压为7.1 MPa时,产气量为1.07×10⁴ m³/d,首次在盒1段储层实现了自然建立产能。DP14井欠平衡钻水平井的成功实施,加快了盒1段储层的开发进程,并为试点工程的后续实施积累了经验。     

新型液动射流冲击器实验

针对天然气深井、超深井钻井中难度大，时效低，钻头寿命短等问题，提出在深井、超深井钻井中采用新型液动冲击回转钻井技术。新型液动射流冲击器包括肺形阀式射流冲击器、盖板流阀式射流冲击器、连体阀式射流冲击器、麻雀型阀式射流冲击器，其工作原理与传统射流冲击器类似。实验包括凹劈、凸劈、尖劈、平劈实验。实验结果表明：通过改变劈形，增加阀等措施，除麻雀型阀式射流冲击器外，均可实现正常冲击。但连体式射流冲击器中的阀及尖劈极易损坏。为了实现深井钻井，建议采用加大喷嘴过流断面面积、改变劈形等措施来解决新型液动阀式射流冲击器易损坏的问题。