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。     

元坝气田海相超深水平井钻井技术

元坝气田长兴组气藏储量巨大,但由于气藏埋深接近7000m,面临地层压力系统复杂、井底温度高、陆相下部地层常规钻井机械钻速低、超深小井眼钻井提速难度大、深部井段钻井液维护困难等诸多技术难题。针对超深、地层压力系统复杂、岩性及流体分布情况复杂等钻完井工程难题,明确了不同井区必封点深度,优化了套管设计方案,形成海相超深井五开制井身结构方。根据工程地质特征,结合现有钻井技术手段,陆相上部地层应用气体钻井技术,下部地层采用扭力冲击器、复合钻井和涡轮钻井提速,海相地层采用PDC钻头复合钻井技术,斜井段采用螺杆滑动定向和复合钻进,配合使用抗高温低摩阻钻井液,形成了元坝超深水平井全井段钻井技术体系。应用于12口海相开发井,提速效果显著,能够满足元坝气田高效开发的需要。     

元坝101-1H酸性气藏超深水平井优快钻井技术

针对元坝高含硫气藏超深水平井钻井过程中存在的陆相高压层钻速慢、海相产层漏失严重、超深高温高压定向困难等问题,元坝101-1H井通过延伸气体钻井深度、应用扭力冲击器和直螺杆配合PDC钻头复合钻井技术,实现了陆相致密砂岩硬地层的有效提速;采用等壁厚直螺杆配合EM1316 PDC钻头,实现了海相高强度低研磨均质地层直井段有效提速;在水平段采用可调式抗高温螺杆,配合欠尺寸双稳定器稳斜钻具组合,既提高了复合钻进比例又保证了井眼全角变化率,效果相当于旋转导向钻井工具;采用双效防磨技术,减少了套管磨损,保证了管柱密封性能。现场应用结果表明,元坝101-1H井完钻井深7 971 m、垂深6 946.44 m,创元坝工区高含硫超深水平井完钻井深最深记录;钻井周期380 d,较设计周期缩短54 d、较前期开发评价水平井平均周期缩短149.92 d,提速效果显著,为同类井的施工提供了较好的经验。     

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.     

元坝海相储层改造难点及技术对策

元坝海相属于礁滩相控制的复杂生物礁气藏,其资源量丰富,但大部分储层具有埋藏深、地层温度高,储层非均质性强等特征,酸压改造实施难度大。为此,在元坝海相储层特征及酸压改造需求分析的基础上,开展了酸压改造思路与方案分析,并通过酸岩反应等理论研究、酸液体系及暂堵材料优化、酸压改造工艺优化,研究形成了适用于元坝超深礁滩相强非均质储层高效深度酸压技术及长井段超深水平井/大斜度井分流转向酸压技术。该技术成果在元坝长兴组开展了27井次的现场试验及推广应用,施工成功率100%,工业气井率100%,应用效果显著。     

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。     

元坝海相超深含硫气藏酸化压裂工艺优化

元坝海相含硫气藏以Ⅱ、Ⅲ类储层为主(占96．5％),I类储层仅占3．5％ 左右,酸化压裂是获得中、高产气流的必要手段。超深含硫的特征决定了气藏开发具有难度大、工艺技术及配套措施要求高等特点,酸化压裂增产面临诸多技术难题。结合现场应用情况和工艺技术要求,对酸化压裂工作液体系、施工工艺及用酸强度、施工排量、液氮用量进行了适应性分析及优化探讨,形成了元坝海相超深含硫气藏各类储层针对性酸化压裂方案优化思路。现场应用10井次,平均增加天然气无阻流量322.158×10³ m ／d,取得了显著的增产效果,对气藏下一步高效开发具有重要意义。     

元坝含硫超深水平井井身结构优化技术

元坝气田是中石化南方海相重点勘探区域,由于气藏埋藏深,地质条件复杂,其钻井难度与风险极高,气田开发面临诸多世界级难题。为提高井控储量与单井产能,气田开发井井型以水平井与大斜度井为主,井身结构经过了四个过程：研究分析-试验应用-优化完善-推广应用,形成了独具特色的含硫超深水平井井身结构优化技术。目前在15口井的应用效果良好,达到了缩短钻井周期,节约钻井成本,加快钻井速度的目的。     

元坝超深高含硫气田开发关键技术

元坝气田是目前世界上埋藏最深的高含硫生物礁气田,具有埋藏超深、礁体小、储层薄、非均质性强、气水关系复杂等特点,气田开发面临许多技术难题。通过技术引进、集成和创新,形成了以超深复杂生物礁储层精细刻画技术、超深水平井优快钻井技术、超深水平井轨迹实时优化技术、超深长水平段多级暂堵酸化技术等为核心的元坝超深高含硫气田开发关键技术。现场应用表明：储层预测符合率为９５％,开发井成功率为１００％,单井钻井周期同比缩短１００ ｄ以上,有效储层钻遇率提高６７. ５％,酸化增产倍比为２. ２～５.０,取得了良好的效果。为其他超深高含硫气田的有效开发提供了借鉴和参考。     

元坝气田超深水平井测井难点与对策

元坝气田是中石化在四川盆地发现的一个超深大型海相气田，主要采用水平井开发上二叠统长兴组气藏。由于测井环境具有高温、高压、高含硫化氢、超深、长裸眼段等特点,对水平井测井施工带来诸多技术难题。为此，重点分析了该地区水平井测井技术难点，针对难点提出了4点有效措施：①优选施工工艺；②提升现有的测井仪器性能；③改进钻具输送电缆湿接头测井工艺及其配套辅助工具；④研发泵出存储式测井系统。实践证明，通过以上技术措施的改进，极大提高了测井作业的一次成功率，解决了常规测井工艺无法完成的超深水平井测井技术难题。在元坝地区20余口超深水平井测井作业中取得了显著的应用效果，有力支撑了元坝气田的产能建设。     

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。     

元坝气田超深探井小尾管防气窜固井技术

元坝气田是我国最深的生物礁海相大气田,具有超深、高温、高压、高含硫等特点,开发的主要目的层为二叠系长兴组,随着勘探的深入,近年来如川深1井已探至更深的灯影组,井深达到了8 420 m,井身结构复杂、套管层次多。为解决最后一层小尾管固井时所面临的小井眼、窄间隙及“一超、三高”技术难题,开展了元坝气田超深探井小尾管固井技术研究。优选了抗高温胶乳和纳米硅乳液作为防气窜剂,配套防腐蚀剂,基于颗粒级配原理设计了高密度水泥浆,建立了防止水泥石高温下强度衰退技术和防酸性气体腐蚀技术,开发了抗高温增强型防气窜防腐蚀水泥浆体系,适应温度达180 ℃,密度1.88～2.25 g/cm3,SPN值＜1,水泥石180 ℃下48 h抗压强度大于14 MPa,弹性模量小于8 GPa,且长期强度不衰退,耐H₂S、CO₂腐蚀。在元坝7侧1井、川深1井?139.7 mm超深小尾管固井进行了应用,固井质量优良率100%,并应用到元坝204-1H井、河嘉202H井、川深1井等3口井的?193.7 mm生产套(尾)管固井,固井质量综合评定优良率67%。研究与应用结果表明,高温高压防气窜防腐蚀固井技术可以有效解决元坝地区超深探井及类似高酸性气田固井技术难题。     

元坝超深水平井钻井设计的难点及对策

针对元坝地区海相开发水平井在面临超深、位移长、多压力系统并存、硫化氢和二氧化碳含量高的情况下要保障钻井设计科学性和施工安全性的难题,分析了诸如开发井超深且以大斜度井及水平井为主、地质对靶框要求高且水平位移长、井身结构须满足不同完井方式要求、对地质跟踪轨迹控制要求高以及钻井成本高等复杂的工程地质给钻井设计带来的难点,相应地在井身结构设计优化、提高钻具安全性、保障套管质量及顺利下入、提升固井质量等方面提出了针对性的技术对策,并将对策应用于现场二十余口井的设计施工,结果表明无论是钻井周期还是日进尺均优于前期施工井的钻井情况。     

元坝超深水平井酸压工作液体系优化与应用

元坝超深碳酸盐岩水平井具有温度高、水平段长、井眼小及采用衬管完井等特点,如何在元坝海相长水平井段实现针对性改造是酸压过程面临的主要难题。在分析元坝海相水平井分流酸压难点基础上,以满足Ⅱ、Ⅲ类储层深度酸压,各类储层交互长井段水平井分流转向酸压为目的,通过单剂及暂堵转向材料优选、分流转向酸液研发,形成了以耐高温胶凝酸+暂堵分流剂及耐高温清洁分流转向酸为主的元坝水平井酸压工作液体系,现场应用取得了较明显分流转向和增产效果。成果对国内外类似元坝超深海相长井段水平井的有效改造具有重要借鉴意义。     

顺北评2H超深小井眼侧钻水平井技术

顺托果勒北区块是顺北油田重点勘探开发区域,地质构造属于走滑多断裂带类型,目的层为碳酸盐岩海相油气藏。顺北评2H井是该区块的一口直导眼侧钻水平井,评价新断裂带油层发育特征及含油气性。该井具有储层埋藏深、侧钻点超深、井底温度高、轨迹调整空间小及可借鉴经验匮乏等钻井技术难题,现场施工通过优化超深小井眼侧钻水平井轨道设计、采用降摩减阻措施、配套钻井液技术、优选抗温工具及侧钻水平井轨迹控制技术,顺利完成超深井直导眼侧钻,井眼轨迹平滑,增斜段平均全角变化率15.5（°）/30 m。完钻井深8433 m,创最深井和最深水平井2项亚洲纪录,为超深中短半径水平井技术发展及超深油气藏勘探开发奠定了基础。     

旋转导向在元坝超深水平井的应用

元坝长兴组储层资源丰富,是中国石化重点勘探开发区域,具有储层埋藏深、温度高、含硫化氢、多压力系统并存、复杂情况难以准确预测等特性.受地理位置和产能建设制约,布井以大斜度井和水平井为主.针对超深井储层预测精度不高,水平井轨迹难控制,摩阻扭矩大等难题,中国石化西南油气分公司引进和应用了旋转导向钻井技术,在元坝103H井成功应用,整个水平井段井眼轨迹平滑,全角变化率控制在2°/30m之内,平均机械钻速为2.25m/h,比常规钻井提速23％,摩阻低于14t.     

元坝超深水平井井身结构设计与应用

元坝长兴组储层资源丰富,受复杂的地质因素制约,存在储层埋藏深、温度高、含H2S、多压力系统并存、复杂情况难以准确预测等特性,导致钻井周期长、裂缝钻遇率低、钻井成本高。针对超深水平井钻井难点,从已钻井遇到的复杂情况分析入手,综合考虑现有井身结构和钻井工艺,结合完井与储层改造要求,提出了两套满足139.7mm套管射孔完井的元坝超深水平井井身结构优化方案,经现场试验,满足了高效开发的需要,为国内外类似井开发提供了参考和借鉴。     

顺北区块超深小井眼水平井优快钻井技术

顺北区块超深小井眼水平井钻井过程中,钻遇易漏易塌的层位多、摩阻扭矩大、φ120.6 mm井眼轨迹控制困难,导致机械钻速低、钻井周期长,为此进行了优快钻井技术研究。通过分析钻井、测井、测试等资料,建立了地层三压力剖面,并据此确定必封点,将六级井身结构优化为四级井身结构;针对易漏易塌地层的特点,通过室内试验,制定了防漏防塌技术措施;通过分析大角度螺杆的造斜率和采用双增式轨道,降低了小井眼段轨迹控制难度;通过降低定向井段长度、钻具和井壁的接触面积和采用混油钻井液,降低了摩阻扭矩;试验应用“扭力冲击器+PDC钻头”钻井工艺,提高了机械钻速。通过研究和试验形成了顺北区块超深小井眼水平井优快钻井技术,并在5口井进行了现场应用,与采用六级井身结构的X1井相比,机械钻速提高了29.36%,钻井周期缩短了93 d。研究与应用表明,超深小井眼水平井优快钻井技术能满足顺北区块超深小井眼水平井安全高效的钻井需求,为该区块碳酸盐岩海相油气藏的高效开发提供了工程技术保障。