元坝气田超深水平井随钻测量与控制技术

元坝地区海相气藏埋藏较深,主力储层垂深超过6 500 m。该地区超深水平井钻井过程中存在着高温高压、地层岩性复杂、测量仪器稳定性差以及井眼轨迹控制难度大等难题,对水平井钻井技术提出了更高要求。首先分析了元坝气田的钻井施工技术难点,通过开展直井段防斜打快技术、超深硬地层侧钻施工技术、增斜段和水平段井眼轨迹高效控制技术研究,以及耐高温高压SLBF HT175型随钻测量MWD仪器的研制,形成了元坝气田超深水平井随钻测量与控制技术,大幅提高了元坝气田超深水平井施工能力。SLBF HT175型随钻MWD仪器经在元坝4口超深水平井中应用,MWD耐温性能、抗压性能、测量精度和整体可靠性等经过现场验证,能够满足国内油气田超深水平井的随钻测量需要。     

元坝超深水平井钻井技术

元坝地区海相储层资源丰富,目的层垂深超深,具有高温、高压和含H2S等特点。应用水平井技术能高效地开发其产能,但存在测量仪器和定向工具选择难、轨迹控制难度大和钻井液性能调控难度大等技术难点。通过跟踪分析元坝地区首次施工的两口超深水平井元坝103H井和元坝121H井,优选了适应元坝超深水平井工况的定向仪器和工具,形成了系统可行的超深水平井轨迹控制技术和超深水平井钻井液技术,为元坝地区海相储层的高效开发奠定了基础。     

元坝超深水平井轨迹控制技术

川东北元坝区块是中国石化南方海相重点勘探开发区域,元坝地区海相储层埋深超深,具有高温、高压和高含H2S等特点,水平井钻井存在测量仪器和定向工具选择难、轨迹控制难度大等技术难点。通过应用高温高压旋转导向和高温螺杆+MWD对比,优选了定向钻井的工具组合;结合理论和实钻经验,形成了适合元坝地区的超深水平井轨迹控制技术,为元坝地区海相储层的高效开发提供了技术支撑。     

元坝气田超深酸性气藏石油工程技术实践与展望

位于四川盆地的元坝气田是我国目前已开发的埋藏最深的大型海相碳酸盐岩酸性气田,其上二叠统长兴组生物礁气藏具有超深、高含硫化氢、中低孔渗、储层厚度较薄等特征,气藏经济评价结果认为只有水平井才能降低总体开发投资进而有效开发该气藏。目前,全球开发该类超深高酸性气藏的石油工程技术实践较少,面临着超深水平井安全优快钻完井、测录井、井下作业、安全环保等一系列石油工程技术难题。为此,中石化西南石油工程有限公司以工程地质一体化为手段,基于成功开发普光气田的经验,通过针对性技术攻关和7年潜心实践,形成了超深高酸性气藏水平井钻井提速提效关键技术、超深水平井测录井关键技术、超深高酸性气藏井下作业核心技术和超深高酸性气藏安全环保技术等18项核心技术成果,在元坝气田一、二期产能建设中应用近40口井,全部建成商业气井,实现了34×108 m3净化气产能建设目标。所形成的超深酸性气藏石油工程系列技术对于国内外类似气藏的勘探开发具有借鉴作用。     

元坝气田成藏条件及勘探开发关键技术

梳理元坝超深层生物礁大气田的勘探开发历程可以发现，"开江-梁平陆棚"的厘定奠定了元坝台地边缘生物礁滩发现的基础。通过对油气成藏关键地质条件进行系统解剖，元坝地区礁滩发育具有沿"开江-梁平陆棚"成排成带分布、早滩晚礁、前礁后滩的特点，以侧积、前积迁移生长为主，飞仙关组不发育滩相优质储层，长兴组是主要勘探目的层；三期破裂、三期溶蚀作用和白云石化作用控制了优质储集层的发育；二叠系大隆组与吴家坪组两套烃源岩的有效叠加为大气田的形成提供了充足的气源；微小断层、微裂缝及层间缝共同构成的"三微"立体输导体系能够满足油气运聚的需要；元坝气田的成藏模式为：近凹富集、"三微"输导、岩性控藏、构造控富。针对元坝气田超深层、多压力系统等复杂地质条件，在勘探开发过程中形成了超深层生物礁滩储层精细预测与气水识别、复杂小礁体气藏精细描述和薄储层精细刻画、超深水平井优快钻井技术、复杂礁滩体超深水平井地质导向等关键技术，实现了元坝气田的高效勘探开发，推动了超深层油气勘探领域理论技术与方法的创新。     

元坝超深水平井提高随钻测量传输信号信噪比技术分析

介绍了以往元坝地区深井随钻测量的工作情况, 对随钻测量的测量原理也进行简单的回顾, 针对元坝地区超深水平井详细分析了影响增大随钻测量脉冲信号强度的因素, 提出了现场施工技术措施; 分析了随钻测量传输过程各种噪声的频率特点, 提出了排除噪声干扰的措施, 从而达到提高随钻测量传输信号信噪比和可靠性,对于元坝地区超深水平井无线随钻顺利施工具有重要意义。     

元坝超深水平井井眼轨迹控制技术

元坝地区水平井钻井施工难度大、风险大,安全开发级别要求高。井眼轨迹控制技术是水平井钻井整套技术的关键环节,在分析元坝区块水平井施工难点的基础上,首先对入井工具、仪器、钻具组合及钻井参数进行了优选及优化分析,然后根据施工要求有针对性的提出了元坝超深水平井轨迹控制技术方案,包括超深水平井侧钻技术、造斜段井眼轨迹控制技术、超深水平井着陆控制技术、水平段轨迹控制技术等。在此基础上,优选出了适合元坝超深水平井的高温高压测量仪器,形成了超深井井眼轨迹控制技术及操作规程,提高了钻井效率。     

元坝272H井超深水平井钻井技术

元坝地区海相气藏埋藏深,垂深超过6 500 m.该地区水平井摩阻扭矩大、温度高,对水平井钻井技术提出了更高要求.元坝272H井是元坝Ⅱ区施工的第一口超深水平井,施工难度大.通过优化设计、基于滑动方式的井眼轨迹控制技术优化、摩阻扭矩精确预测分析、先进高温高压MWD仪器应用,解决了高温环境下井眼轨迹的测量及控制问题.采用抗高温润滑钻井液,根据地层特点合理调整钻井液性能,满足了超深水平井高温稳定、携岩和润滑的要求.通过元坝272H井定向钻井施工,总结了一套适合元坝地区超深水平井钻井技术.     

湿接头测井难点分析及“十步法”工艺

随着石油勘探开发水平的提高，水平井、大斜度井、大位移井在油田开发中已相当普遍，与之相配套的测井技术也得到了很大发展。我国于90年代初就研制成功了电缆湿接头钻杆推进测井技术、但该技术施工难度大、成本高，而且测井成功率较低。为了科学地运用湿接头测井技术，降低测井风险，提高测井成功率，本文根据以往水平井施工经验，对湿接头测井工艺过程中遇到的难点进行分析，并提出“十步法”湿接头测井工艺，在周32平1等井的现场运用中取得良好的效果。     

元坝超深含硫水平井衬管完井投产技术及应用

元坝气藏埋藏深在7 000 m左右，高含H₂S，中含CO₂，储层物性礁相优于滩相，气藏开发以大斜度井、水平井衬管完井为主，完井投产面临工艺经济性和安全性设计要求高、作业时间长成本高、井筒复杂情况多等难题。为此，通过大量室内试验和现场实践，元坝礁相储层采用衬管完井并实施多级暂堵交替注入酸化测试投产一体化技术，有效释放储层产能；完井工具国产化规模应用有效降低完井投产成本；投产工序标准化和井控观察方式优化，在保障安全投产的同时缩短了作业周期；井筒预处理技术、水合物和环空起压防治措施，满足了超深衬管水平井投产作业需要。目前已实施19口井，现场施工成功率100%，酸化后单井获平均绝对无阻流量291×104 m³/d，元坝两期完井投产总体成本降低4.97亿元，突破了元坝超深含硫衬管水平井经济性和安全性的技术瓶颈。     

元坝海相超深井特色修井工艺技术

元坝海相气田的勘探开发是世界级难题,主力气藏具有超深、高温、高产、高含硫等特征。在勘探开发中易出现管柱卡埋、脱落、炸枪、套管磨损等复杂情况,严重制约着元坝气田勘探投产开发进程。针对超深含硫气井作业管柱选择受限,井下情况诊断困难,结合元坝海相气田投产开发的实际需求,提出了针对RTTS封隔器卡埋、射孔枪断脱、长段水泥塞钻扫的3大修井特色工艺技术,为RTTS封隔器打捞、射孔枪处理,无损钻塞作业提供了强有力的技术支持。在元坝气田22井次作业中,修井成功率达到100%,修井效率得到了明显提升,应用效果显著。     

普光气田高含硫超深水平井投产配套技术

普光气田是我国已发现的丰度最高、储量规模最大的高含硫大型海相整装气田,H2S含量12%～20%,CO2含量10%～12%。国内外开发实践表明,高含硫气田开发 面临着安全环保风险大、设备材料H2S腐蚀、开发成本高等技术难题。普光气田开发方案设计水平井6口,通过技术攻关,针对高含硫普光气田超深水平井投产作业技术难点,配套形成了酸压投产一体化管柱、长井段射孔、长井段酸压投产、作业施工及井控技术,满足了超深水平井投产作业需要,为国内同类气田开发提供了技术借鉴。     

超深侧钻水平井测井工艺在塔河油田的应用

系统分析塔河油田超深侧钻水平井测井作业过程的施工难点,主要包括湿接头对接成功率低、仪器温度性能难以得到有效保证、仪器组合方式受到限制、施工过程中会存在一些井下风险等因素。从井筒准备、仪器串性能检测与组合、施工过程控制、井口电缆防护等4个方面入手,形成较完善的超深侧钻水平井测井工艺和配套施工方案。超深侧钻水平井测井如果井底温度超出了常规仪器175℃/140MPa的工作范围,应使用高温仪器进行施工;施工前应认真检测仪器的温度性能;采取高温烘箱检测法时其加温温度应提高至175℃;井口电缆防碰装置对钻具输送时测井电缆在井口的安全起到了非常有效的保护;现场多个施工单位之间的紧密配合也是安全顺利取全取准测井资料的关键因素之一。该工艺能够应用到水平井和复杂深井直井施工中。超深侧钻水平井测井工艺在塔河油田先后完成近40井次的施工任务,一次施工成功率达到90%。     

神经网络钻头优选方法及其在元坝水平井的应用

元坝地区是中国石化天然气增储上产的重点探区,该区超深水平井的施工难度很大,斜井段与水平段的钻头优选是实现提速提效的关键技术之一。在分析传统钻头选型方法的基础上,以元坝地区的超深水平井为例,提出一种针对水平井斜井段与水平段的钻头优选方法。首先基于岩石力学实验成果和测井资料得到可钻性及其各向异性区域分布特征,然后利用神经网络算法建立完钻井适用钻头类型与对应地层抗钻特性之间的映射关系,在此基础上结合待钻水平井的工程和地质条件,计算得到斜井段与水平段的适用钻头类型。该方法在元坝272H井进行了运用,技术指标令人满意,极大降低了钻井成本。     

普光气田水平井钻杆传输测井技术的改进及应用

水平井钻杆输送测井技术是目前用于各种大斜度定向井、水平井测井的强有力手段。研究讨论了该技术在普光气田应用时存在的主要问题,如湿接头对接难、易堵塞、易松脱以及电缆易损伤等,并提l出了相应的改进方案。该技术在普光气田5口水平井中应用效果良好。     

四川盆地元坝气田钻井液转化为完井液的工艺技术

四川盆地元坝气田超深、高温、高压、高含硫化氢等特殊复杂地质条件,导致试气测试工作一直存在着诸多技术难题,特别是测试工作液长期高温静置后易出现降解或固化现象,引起测试管柱、安全阀等工具失效,既造成非生产时效增加,又伤害储层,甚至导致井下事故频发。为此,通过大量室内模拟实验,以降本增效为原则,对现有钻井液进行调整,进而转换为试气测试用完井液,后者具有配伍性好、抗高温稳定性强、储层保护性好、成本低等优点;配套形成的钻井液转换为完井液工艺技术,具有工艺简便、操作性强、易推广的特点;在此基础上,提出了一套适合元坝气田的完井液技术评价方法及技术性能指标。通过元坝气田超深水平井的现场应用,在160℃条件下静置250 d后性能保持稳定,完井液上、下层密度差小于0.03 g/cm~3,满足了该气田超深水平井衬管完井的工艺要求。     

米桑油田大斜度井钻杆传输测井技术

米桑油田井斜大于60度的大斜度井及水平井测井电缆无法下放、随钻测井（LWD）成本高昂且测井数据处理后解释可靠度低的问题。针对上述测井作业难点，为提升测井作业时效降低测井成本，米桑油田应用了钻杆输测井技术（PCL,Pipe Conveyed Logging）。相比于电缆测井和随钻测井，PCL在提高作业时效、强化井控能力和降低作业成本方面具有明显优势。PCL技术目前已成功应用于米桑油田大斜度井及水平井测井，并形成了一套PCL现场作业关键技术，实现了降本增效，为米桑油田大斜度井测井作业提供了有力的技术支持。     

站在普光的肩膀上开发元坝

<正>尽管地质环境极复杂,天然气工程项目管理部仍实现元坝气田安全高效、增大投资效益的开采模式。对比我国第一个超深高酸性气田——普光气田,元坝气田具有超深、高温、高压、多压力系统、高产、高含硫、气水关系复杂等特点。气藏埋藏比普光气田深1500米左右,平均井深7500米,最深的一口达7899米,以现在家庭住宅层高约3米来比照,相当于2600层高楼,给钻井施工、投产作业带来一系列世界级挑战。元坝气田的地下情况更为复杂。最     

湿接头水平井测井中的技术难点

钻杆输送湿接头水平井测井技术是目前在各类大斜度井、水平井测井中运用最成熟的测井技术.介绍了湿接头水平测井工艺,以及现场运用中存在的主要问题并提出了解决措施.如井下仪器串上传的张力信号;带推靠器仪器的井眼姿态控制,使用爬行器短节保持方向稳态,井下仪器组合调整短节,保持方向固定;合理设计刚性段长度,设置适应井眼的柔性短节以保证仪器顺利通过井眼.实践证明运用该湿接头水平井测井工艺取得了较好效果,但还需进一步改进其工艺缺陷.     

水平井测井中的技术难题

钻杆输送水平井测井技术是目前在各类大斜度井、水平井测井中得到广泛应用的测井技术。其中以湿接头钻杆输送水平井测井技术为代表。本文介绍了湿接头水平测井现场运用中存在的主要问题并提出了解决措施。