哈拉哈塘超深定向井钻井技术

针对塔里木油田哈拉哈塘地区超深定向井存在的造斜速度慢、井眼轨迹控制难度大等技术问题,开展了超深井井眼轨迹控制与提速技术研究。在分析超深定向井钻井技术难点的基础上,通过在斜井段井眼轨迹控制与钻井提速等方面进行技术攻关并制定技术方案,首次在该地区超深定向井ψ241.3 mm井眼造斜段钻进时试验应用了PowerDrive Archer高造斜率旋转导向系统,并在φ171.5 mm井眼稳斜段优选中低转速大功率螺杆配套抗冲击、抗研磨性强的螺旋6刀翼PDC钻头和抗高温MWD无线随钻测量仪器,以有效控制井眼轨迹并提高钻速,同时选用防漏防涌防硫、抗高温的钻井液体系以保障超深定向井安全施工。哈拉哈塘地区4口超深定向井钻井施工情况表明,定向井斜井段平均机械钻速提高13.53%,平均定向工期缩短38.58%。这种根据造斜段、稳斜段不同需求分别考虑技术可操作性的集成技术,对塔里木油田哈拉哈塘地区超深定向井轨迹控制与提速具有很好的借鉴作用。      

大斜度定向井钻井的优化设计研究

通过对井身结构、井眼轨迹、钻具组合、钻柱力学、钻井液、固井等技术的优化设计,优选出符合高陡构造区页岩气勘探的大斜度定向井钻井工程设计方案,建立工区的地层压力剖面和钻头选型方案,在直井段采用防斜打直、造斜段开展复合钻井、目的层段引用旋转导向钻井、油基钻井液等技术,能够缩短钻井周期,提高钻井效率,实现优快钻井。     

小井眼钻井技术研究及在苏东区块的应用

小井眼钻井在苏东区首次应用,无施工经验可以借鉴,同时由于井眼尺寸较小,常规井钻井施工参数不适合小井眼钻井;本文结合小井眼钻井技术难点和苏东区块地层特点,得出苏东区块小井眼钻井难点,并且针对这些难点,结合苏东区块常规井二开两趟钻技术,提出了优选高效钻头、螺杆、钻具组合,优化井身剖面、钻井液性能、水力参数、井眼轨迹控制等技术措施,形成一套适合苏东区块小井眼钻井技术参数以及配套工艺,实现小井眼钻井快速钻进。     

井眼轨迹连续控制钻井技术研究与应用

为提高井眼轨迹的控制能力,缩短钻井周期,节约钻井成本,从井眼轨迹连续控制钻井技术原理和钻具组合2个方面进行了研究,实现了通过采用高效优质钻头配合单弯螺杆造斜钻具,并根据钻具结构的受力分析情况和施工技术要求,合理优选单弯螺杆的弯曲度数及上下稳定器的尺寸,匹配合适的钻井参数,仅一套钻具结构依次完成直井段、造斜段、稳斜段、降斜段等全井段的井眼轨迹控制过程的钻井技术方法。并通过实例分析,证明应用该技术可大幅度地提高钻井效率,可进一步推广应用。     

缅甸D区块二开井段防斜钻具组合优选

缅甸D区块处于高陡构造,上部地层的地层倾角大,地层软硬交互频繁,在二开钻进过程中井斜角难以控制,随井深增加呈增大趋势。在分析常用防斜钻具组合（塔式钻具组合、钟摆钻具组合、刚性满眼钻具组合)的降斜能力及特点的基础上,结合缅甸D区块二开井段的地层特征,优选出塔式钻具组合做为钻进该区块二开井段的钻具组合。现场应用表明,该区块二开井段采用“PDC钻头+塔式钻具组合”或“PDC钻头+螺杆钻具”钻进,均能实现防斜打快的目的。建议在缅甸D区块二开井段推广应用“PDC钻头+塔式钻具组合”或“PDC钻头+螺杆”的钻具组合,以实现防斜打快、提高勘探开发进度的目的。      

青西油田深井定向钻井技术

针对青西油田深井定向钻井过程中存在的直井段易井斜、定向造斜段钻速低、井眼轨迹控制难度大等问题,开展了复杂深井井眼轨迹控制与提速技术研究。通过分析区域地质特征、钻井难点等,主要从斜井段井眼轨迹控制与钻井提速等方面进行技术研究并制订了技术方案:在定向稳斜段采用扭力冲击器进行了提速试验,优选中低转速大功率螺杆配合抗冲击、抗研磨性强的螺旋5刀翼PDC钻头和高精度MWD无线随钻测量仪器进行井眼轨迹控制与提速。该技术在现场应用4口井,在满足井眼轨迹控制要求的情况下,斜井段平均机械钻速比采用常规技术提高了74.65%;斜井段最短定向工期达到59.00 d,平均定向工期89.79 d,比采用常规技术缩短了45.88%。研究表明,高效PDC钻头、中低速大扭矩螺杆钻具、MWD测量系统及扭力冲击器的配套技术,在青西油田深井定向钻井井眼轨迹控制与提速方面效果良好,值得在该地区推广应用。      

苏里格气田丛式井钻井技术及应用

丛式井钻井技术是开发建设“科技、和谐、环保”型苏里格大油气田的需要,针对该区丛式定向井施工中地层研磨性强,井眼轨迹控制难,钻井速度慢,钻井成本高的难题,从井身剖面优化、钻头优选改进、井眼轨迹控制、钻井液体系应用等方面开展技术攻关和现场试验。从试验井苏14-20-13井的实施效果来看,钻井速度大幅度提升,取得了显著效果,基本形成了一套成熟钻井技术路线和优快钻井配套技术;也探索了苏里格丛式井提速的新思路、新方法,为下一步持续提速明确了主攻方向。     

苏里格南区块小井眼钻井关键技术

针对苏里格南区块小井眼钻井存在的钻头选型困难、井眼轨迹控制难度大、电测遇阻频繁、井漏严重和钻井速度慢等技术难点,开展了PDC钻头优化、螺杆钻具改进、钻具组合优选、井眼轨迹控制、钻井液体系优选和井下故障防控等关键技术研究,形成了苏里格南区块小井眼钻井关键技术,并在80余口井进行了现场应用.应用结果表明:改进后的PDC钻头...     

岩石力学性质对井眼轨迹走向的影响机理

为了提高在极软、极硬地层中钻井时的井眼轨迹预测与控制能力,研究了岩石力学性质对井眼轨迹的影响机理和相应的控制措施。基于纵横弯曲连续梁理论,分析了地层力学性质对下部钻具组合导向性能的影响,在此基础上,建立了考虑地层力学性质的钻头导向模型,利用钻头导向模型定量描述钻压、造斜力、地层可钻性和钻头各向异性对井眼轨迹的影响。对于Φ215.9 mm井眼,井眼瞬时扩径率小于3%时,宜采用弯壳体螺杆钻具,井眼扩径率大于3%时,弯接头配合直螺杆导向能力更强;地层可钻性级值由1增大为10时,趋势角从6.00°降为1.00°。软地层和侧钻井眼推荐使用弯接头配合直螺杆钻具,硬地层推荐使用侧切能力强的钻头配合单弯螺杆钻具。      

长庆苏里格气田苏25区块丛式井钻井工艺技术应用研究

苏里格气田地处毛乌素沙漠腹地,植被稀少、生态脆弱。随着苏里格气田的勘探开发,使本来就十分脆弱的生态环境变得更加脆弱。为了有效地改变这种现象,钻井由单井变为丛式井。针对苏25区块钻井存在的难点,项目组开展了钻井工程优化设计、根据实钻地层情况及时调整造斜点和井身剖面、丛式井防碰、根据地层造斜能力和方位自然漂移量及时改变钻具组合和调整钻井参数,引入低速螺杆取代普通螺杆,大大缓解钻头快速磨损等技术。在苏里格完成了二个丛式井组,减少了建设用地,保护了环境,钻井施工中首次使用低转速螺杆,填补了国内使用低转速螺杆的空白,解决了在该地区定向钻进钻头因磨损而先期损坏的难题,使复合钻井成为现实,并提高机械钻速20%以上,为该地区今后丛式井钻井积累了经验。     

苏里格南部气田大斜度井钻井技术

苏里格南部区块大斜度井平均完钻井深3 900 m，平均水平位移1 200 m，施工过程中存在井深、位移大、轨迹控制难度大、地层可钻性差等技术难题，严重制约钻井速度。为此，从优化剖面设计、轨迹控制、钻具组合及钻头、螺杆选配等技术出发，形成了一套苏里格南部气田大斜度井高效钻井关键技术:“直-增-稳-微降”剖面、“两趟钻”轨迹、稳斜能力强的“四合一”钻具组合、适合该区块快速钻井的钻头及螺杆。通过关键技术的应用，2017年平均钻井周期缩短至11.95 d，较2016年平均钻进周期缩短2.56 d，提速17.64%，提速效果显著。     

玉北地区深井快速钻井技术

玉北地区是中国石化西部地区的重点勘探开发区域,玉北1井在奥陶系鹰山组地层钻遇良好油气显示,但该地区古近系膏岩层易蠕变缩径、二叠系火成岩地层易垮塌掉块、古生界地层可钻性差,导致钻井过程中复杂情况多、机械钻速低、钻井周期长。为此,通过处理分析测井资料和岩心三轴应力测试数据,建立了玉北地区地层压力剖面和地层可钻性剖面。利用地层压力剖面对井身结构进行了优化,利用地层可钻性剖面优选了钻头,利用优选出的PDC钻头与螺杆钻具配合进行了复合钻井试验。根据不同地层的特性和失稳机理,优选出了强抑制性聚磺钻井液和强抑制非渗透钻井液2种防塌钻井液。钻井实践表明,采用优化后的井身结构,利用优选出的PDC钻头与螺杆钻具配合进行复合钻井,使用优选出的防塌钻井液,钻井过程顺利,没有出现缩径、阻卡和垮塌掉块等复杂情况,平均机械钻速提高了22.6%～28.6%,单井钻井周期缩短了47.00～90.78 d。      

导向钻具组合在江苏油田的应用

导向钻井技术是井眼轨迹控制的一项领先技术。江苏油田在定向井钻进中应用了导向钻井技术,取得了较好的经济效益。文中着重介绍了导向钻具组合的结构,钻头、钻井参数的优选,优化井身剖面设计,井身轨迹控制技术,导向钻具组合应用等,并总结出了适合江苏油田?2 15.9mm井眼的导向钻具组合系列。对其它采用导向钻井技术的井眼轨迹控制技术有着现实的指导意义。     

鄂尔多斯北部地区优质快速钻井技术应用

在分析鄂尔多斯北部地区地层特性和钻井过程中遇到的难点基础上,阐述了解决井斜、跳钻、机械钻速低等问题的井眼轨迹控制技术、钻头优选和钻井参数优化技术、防钻具失效技术等钻井技术。     

复合钻井防斜打快机理探讨

油气井的防斜打快问题是钻井工程中一直未能很好解决的经典性难题之一。分析了钻井参数与钻速的关系，揭示了复合钻井通过提高钻头转速，从而增加钻头破岩能量来提高机械钻速的机理；在分析井斜原因和钟摆钻具防斜打直原理的基础上，分析了直螺杆钻具和弯外壳螺杆钻具组合的防斜机理以及两者的联系与区别，指出在地层倾角较小时采用直螺杆钻具组合，地层倾角较大时采用弯外壳螺杆钻具组合，以达到防斜打快的目的。在LS001井的应用实例表明，复合钻井有较好防斜作用，机械钻速与常规转盘钻井相比有较大幅度的提高。     

川东南泰来区块202井优快钻井技术

川东南泰来区块沙溪庙组和千佛崖组砂泥岩互层发育,井壁易失稳,而下补地层研磨性高,可钻性差;防斜打直,控制井径扩大和井深轨迹困难,给常规钻井过程中的钻头选型、施工参数优化增加了难度。通过空气钻和New–Drill钻井技术,在定向井段采用抗高温螺杆,配合欠尺寸稳定器稳斜钻具组合,提高了复合钻进比例,保证了井眼全角变化率。现场应用结果表明,泰来202井实际完钻斜深为5 240 m,垂深5 050 m,钻井周期181.3 d,完井周期203.9 d,建井周期220.7 d,创川东南泰来区块同类井最快工期记录,为同类井施工提供了借鉴。     

合川地区丛式定向井钻井技术实践

针对合川地区丛式定向井钻井周期长、地层岩性不均、可钻性差、井漏、井塌等钻井技术难点,采取了优化井身结构、井眼轨迹设计及控制、优选钻头类型和钻具组合、优化钻井参数等技术措施,降低了井下复杂事故发生的机率,提高了机械钻速。认为在斜井段施工中针对不同的地层优选PDC钻头,增加单趟钻的钻井进尺,能减少起下钻次数,从而实现安全、快速钻井。     

沙特B区块高效破岩钻井技术

沙特B区块为典型的高温高压低孔低渗砂岩储层,平均机械钻速2.25 m/h,平均钻井周期250 d。为了提高机械钻速,缩短钻井周期,进行了沙特B区块高效破岩技术研究与应用。根据建立的沙特B区块岩石可钻性剖面,以岩石可钻性为基础,不同类型钻头的现场实钻效果为依据,与钻头厂家共同研究优选出了该区块不同地层的钻头推荐方案;参照沙特B区块地层的可钻性,根据螺杆钻具和涡轮钻具工作特征参数,优选出了适用于该区块的螺杆钻具和涡轮钻具。现场应用表明,沙特B区块采用优选出的钻头推荐方案“螺杆钻具+PDC钻头”和“涡轮钻具+孕镶金刚石钻头”复合钻井方式可以实现高效破岩,使该区块平均机械钻速提高46.8%,钻井周期缩短23.3%。      

苏里格南区块小井眼井二开一趟钻钻井技术

为了进一步提高苏里格南区块小井眼井的钻井速度、降低开发成本，开展了二开一趟钻技术攻关研究。进行了钻头改型，通过优化钻头布齿和流线设计，以增强钻头的稳定性及抗研磨性；优化了螺杆设计，以延长螺杆的使用寿命、提高输出功率；优化了钻进参数，实行激进化钻进，以提高钻头的破岩效率；优选了钻具组合，调整了井眼轨迹，以保证一趟钻完成长稳斜段、降斜段钻进。SN00XX平台2口小井眼井开展了二开一趟钻试验，其中SN00XX-02井实现了二开螺杆一趟钻完钻，SN00XX-04井实现了二开螺杆、钻头均一趟钻完钻；另外2口井应用一趟钻钻井技术后钻井周期缩短7.6%。研究结果表明，苏里格南部小井眼井二开一趟钻钻井技术能够顺利实施，且钻井提速效果明显，可为后续苏里格南区块小井眼井钻井提速提效提供技术支持。      

大牛地气田长水平段井眼轨迹控制方法

准确掌握钻具组合与地层相互作用表现出来的造斜率是控制水平井井眼轨迹的关键。为了实现对鄂尔多斯盆地大牛地气田长水平段水平井井眼轨迹的高效控制,利用大牛地气田长水平段实钻资料进行了统计分析,获得了使用特定钻具组合在复合钻进条件下地层可钻性级值与井眼全角变化率的对应关系。以此为基础,结合螺杆钻具的实际造斜能力,提出了以地层可钻性级值作为设计依据,构建适应地层可钻性的底部钻具组合设计指导原则,并结合现场应用情况形成了考虑岩石性能变化的井眼轨迹控制方法。该方法提高了底部钻具组合及钻进参数优选的针对性和可操作性,进而可达到提高复合钻进进尺比例和长水平段井眼轨迹控制效率的目的。还从井眼轨迹控制技术的角度出发,提出了一种用于钻具组合及钻进参数优选的地层分级方法,并在实际钻井过程中得到了应用和验证。