“十三五”中国海油固井技术研究进展与发展建议北大核心CSCD

"十三五"期间,针对中国海油固井技术从高温高压探井到高温高压气田开发井,从深水到超深水,从油气井水泥环短期防窜到全生命周期完整性等跨越面临的技术挑战,经过系统研究攻关,形成了高温高压井固井技术、深水井固井技术、非常规井固井技术、复杂盐膏层固井技术等具中国海油特色的固井技术体系。未来,为了适应中国海油持续增加的勘探开发力度,固井技术面临超高温高压、复合酸性气体腐蚀和超窄压力窗口挑战,超深水复杂浅层地质灾害、深水复杂开发井井筒完整性挑战,超低成本、超高时效挑战。建议中国海油固井技术发展需加强海上超高温高压复杂地层安全固井技术、超深水复杂地层安全固井技术、正常温压井降本增效的固井技术等方面研究,为中国海油油气勘探开发提供强有力的技术支撑。     

中国海油固井技术发展现状与展望

"十二五"以来,中国海洋油气勘探开发步入了高速发展的新时代,海上固井在超深水、高温高压、浅层气等复杂井况下也面临着更加严峻的技术挑战。经过"十二五"固井技术的科研攻关,中国海油开发出一系列高性能的固井添加剂、完善的固井工艺技术、精密的水泥浆评价仪器以及稳定可靠的固井装备,并在高温高压水泥环完整性、深水、浅层气和高压盐膏层等固井领域取得长足进步。针对低油价、勘探新领域、老油田生产、安全环保等形势,展望未来海上固井技术发展方向,指出固井产品需系列化和规范化,要创新研发针对性水泥浆体系、固井技术及固井工具等。     

南海西部窄安全密度窗口超高温高压钻井技术

为解决南海西部窄安全密度窗口地层钻井中易发生井漏、井涌甚至井喷等井下故障的问题,通过研究超高温高压复杂地层压力预测监测技术、钻井液随钻堵漏技术、井下当量循环密度预测与监测技术、抗高温钻井液、超高温高压固井技术,形成了适用于南海西部的窄安全密度窗口超高温高压钻井技术。该技术在乐东区域的7口超高温高压探井进行了应用,钻井成功率达到100%,井下故障率显著降低,与应用前的同类型井相比,钻井生产时效平均提高了21%。这表明,窄安全密度窗口超高温高压钻井技术可以解决南海西部安全密度窗口窄导致的问题,可为深水高温高压领域的勘探开发提供技术支持。      

中国海油深水钻井技术进展及发展展望北大核心CSCD

中国海油深水钻井技术面临高温高压、深层、盐层等一系列难题和挑战。在经历了跟踪学习、合作引进、自主创新等3个阶段,中国海油实现了从深水到超深水、从深水勘探到开发的重大跨越。为进一步推动深水钻井技术的发展和突破,本文总结回顾了中国海油深水钻井技术的发展,综述了深水钻井设计技术体系构建、环境风险与地质灾害评估及控制技术、深水表层高效钻井技术、深水极窄压力窗口安全钻进技术、深水井控及应急救援关键技术、深水关键技术及装备国产化等技术的现状,从深水精细控压钻井技术、深水轻型修井、深水高温高压开发钻井技术、智能化深水钻井技术等方面对中国海油深水钻井技术的未来进行了展望。中国海油将通过不断的深入探索和自主创新,完善突破深水钻井技术,进而保障中国深海油气的高效可持续开发。     

南海高温高压气田开发钻完井关键技术现状及展望

海上高温高压气田开发是一项高投入、高风险、高难度的大型海上系统工程活动。针对南海西部高温高压气田的基本特征,分析了南海西部高温高压气田开发在井筒安全、钻完井液、固井、定向井和水平井钻井、钻井综合提速、完井等方面面临的技术难点,并系统总结了目前已形成的油套管综合防腐、“五防”固井水泥浆和自修复水泥浆、超压盖层提速、储层精细保护、定向井轨迹控制以及安全完井等高温高压钻完井关键技术。随着南海高温高压勘探领域进一步拓展,当前正面临超高温高压、深水高温高压环境的巨大挑战,提出未来海上高温高压天然气开发钻完井技术应加强能适应更高温压等级的设备、材料、新工艺技术的研发以及完善海上应急救援体系,保障海上高温高压钻井的安全和高效。     

超深特深油气井固井关键技术进展

深层超深层是油气增储上产重要接替领域,正向9 000 m及以上特深层迈进。针对超深特深井上部大尺寸井眼固井面临的大尺寸套管安全下入及大排量施工等技术难题,下部深层井段固井面临的高温、高压、窄安全密度窗口、窄环空间隙等技术难题,经过持续技术攻关与实践,超深特深井固井技术取得显著进步,尤其在大尺寸大吨位套管安全下入技术、大排量固井施工技术、窄安全密度窗口精细控压固井工艺技术、抗高温固井水泥浆与前置液技术、高温高压固井配套工具、提高固井密封质量配套技术等方面均取得重要进展。该套固井技术在四川、塔里木、准噶尔、渤海湾、柴达木等盆地的超深、特深井固井中进行了应用,在亚洲最深直井PS6井、亚洲最深水平井GL3C井、国内首口“八开八完”HX1井、中国石油近年最高温度井JT1井等应用效果显著。随着油气勘探开发目标日趋复杂,超深特深井固井仍面临诸多新的挑战,需持续加强超深特深井固井基础理论、超高温固井关键材料及工作液体系、高温高压固井工具及配套固井工艺等研究,为超深特深层油气勘探开发提供更强有力的技术支撑。     

塔里木油田超深层钻井技术进展及难题探讨

当前,塔里木油田以超深特深层为代表的深地油气资源开发对满足我国经济发展需求和保障能源安全至关重要。经过数十年的探索和实践,塔里木油田创新形成了超深复杂井井身结构设计、超深难钻地层钻井提速、超深大斜度井水平井钻井、超深复杂地层钻完井液、超深复杂地层固井、高温高压井完整性、超深复杂井井控等一系列超深层钻井技术,保障深地油气勘探获得重大突破并创造多项纪录。伴随超深井数量持续增加,工程地质条件更加复杂,井下环境更加苛刻,超深层钻井过程势必面临新的工程难题和挑战,严重制约深地油气资源安全高效开发。为此,通过概括塔里木油田钻井工程技术发展历程,系统梳理了深地钻井工程技术取得的主要技术进展,并结合新的勘探开发形势与油气开发要求,指出了塔里木油田钻井工程技术从超深层迈入特深层新时期的焦点问题及攻关发展方向,为国内外深地复杂油气井安全高效钻进提供借鉴和参考。     

中国石油固井面临的挑战及攻关方向

随着中国石油（CNPC）油气勘探开发工作的不断深入,油气勘探开发的对象日益复杂,固井质量要求越来越高,固井面临更加严峻的挑战。在分析中国石油固井面临形势的基础上,总结了近年来中国石油在固井工艺、外加剂及水泥浆体系、固井工具及附件、固井装备和基础理论研究等方面的主要进展,分析了深井超深井及复杂地层固井、复杂天然气井及酸性气藏固井、致密油气及页岩气固井、枯竭气藏储气库固井、海外复杂区块固井、海洋低温深水固井等6个方面面临的挑战,提出了要保证油气井长期有效封隔的关键技术,建议今后在基础研究、功能性水泥浆体系开发、配套工艺技术、功能性固井工具及装备研制等方面开展研究工作,对固井技术攻关具有一定的指导作用。      

南海超高温高压气田开发钻完井技术可行性评估与关键技术研究

南海莺琼盆地超高温高压区域存在"三超高、一极窄"的苛刻地质环境,气田开发钻完井技术面临巨大挑战。以L气田为例,依次从钻井极限、井身结构、控压钻井、完井工具等方面建立了超高温高压开发钻完井技术可行性评估思路,提出了开发井安全压力窗口预测、薄弱层预判与随钻前视、关键套管下深及井身结构优化、控压钻井技术适用性改造、主动提高地层承压能力、管材防腐与高密度无固相完井液协同、超高温高压完井工具分析等7项关键技术,并在L气田钻完井方案设计中取得良好应用成效。展望了超高温高压开发钻完井技术未来发展与研究趋势,以期为深海、深地及超高温高压油气勘探开发提供参考。     

中国海油深水钻井技术进展及发展展望

中国海油深水钻井技术面临高温高压、深层、盐层等一系列难题和挑战.在经历了跟踪学习、合作引进、自主创新等3个阶段,中国海油实现了从深水到超深水、从深水勘探到开发的重大跨越.为进一步推动深水钻井技术的发展和突破,本文总结回顾了中国海油深水钻井技术的发展,综述了深水钻井设计技术体系构建、环境风险与地质灾害评估及控制技术、深水...     

中国石油固井技术进展及发展建议

经过"十二五"的技术攻关,中国石油固井技术取得很大进步,在大温差长封固段油气井、深层复杂天然气井、页岩气及储气库井等类井的固井技术以及提高顶替效率等方面均取得重要进展;抗高温水泥浆、大温差水泥浆、韧性水泥、磷酸盐水泥、自愈合水泥等固井材料的现场应用获得良好效果;常规固井工具日益成熟,特殊固井工具取得突破;固井装备实现更新换代;固井质量智能化控制技术取得初步进展;水泥环密封完整性、水泥增韧改造机理等固井基础理论研究日益深化。由于油气勘探开发对象日益复杂,以及受低油价、工作量缩减、技术竞争加剧等因素影响,"十三五"期间固井行业将面临一系列新的挑战,需进一步提升技术创新力及核心竞争力,在复杂深井超深井、复杂天然气井、复杂调整井、非常规油气井及井筒密封完整性等方面开展深入持续的研究工作,为油气勘探开发提供更为强有力的技术支撑。     

超深井复杂地层固井技术研究与应用

石油资源属于不可再生资源,随着我国对其开采的力度不断增大,石油可以开采的储量以及容易进行开采的储量正在日趋减少,并且油田勘探开发的方向也发生了转移,海洋勘探、复杂地层勘探、深井勘探以及超深井勘探有了新的突破。并且不同的油藏分布的具体情况也存在差异,而由于目标地层的地质条件非常复杂,使得固井工程面临新的挑战。本文主要对超深井复杂地层固井技术进行研究和应用。     

中国海洋石油集团有限公司深水钻完井技术进展及展望

近年来，深水区域成为油气资源重要的潜力区与增长极。中国海洋石油集团有限公司（中国海油）在深水领域从跟踪学习、对外合作到自主创新，目前在西非、巴西、墨西哥湾均拥有深水权益区块，已安全高效完成40余口深水井钻完井作业，正在稳步推进中国首个自营深水气田的开发作业。中国海油已经掌握了深水钻完井系列技术，在深水隔水管、深水浅层安全高效钻井、深水测试和完井、深水井控及应急救援等方面形成了技术体系。面向未来，中国海油将聚焦深水高温高压、超深水、深水深井、深海天然气水合物等领域，进一步发展作业风险控制及安全应急技术，着力实现信息化、智能化、国产化，助推中国海洋石油工业走向更深、更远。     

功能性固井工作液研究进展

随着油气勘探开发工作的逐步深入以及向深层、复杂地层、非常规储层、海洋等领域的拓展,油气井固井难度显著增加,对固井后水泥环长期密封性能要求越来越高,固井工作液体系的研发及应用面临新的挑战。从长封固段大温差水泥浆体系、韧性水泥浆体系、防腐蚀水泥浆体系、稠油热采井固井水泥浆体系、自修复（自愈合）水泥浆体系、深水固井水泥浆体系及功能性前置液体系,总结了近年来固井工作液体系的技术进展。根据复杂井固井作业面临的挑战,从固井新材料及功能性水泥浆体系两方面提出了今后的攻关方向。      

川西地区超深井钻井完井技术现状及攻关方向

川西地区油气资源丰富,但超深层海相碳酸盐岩地质条件复杂,钻井过程中面临纵向上压力系统多、井漏频发、井壁失稳垮塌、部分地层可钻性差、钻井风险高及钻井周期长等技术难点。通过近几年的技术攻关,研究形成了适用于川西地区的超深井钻井完井技术,主要包括超深井井身结构优化技术、钻井提速关键技术、防漏堵漏技术、高压低渗气层控压钻井技术、抗高温强封堵油基钻井液技术、超深高钢级套管开窗技术、控压平衡法固井技术和超深短尾管固井技术等,创造了多项钻井工程纪录,支撑了川西地区超深层油气资源的勘探开发。但目前仍然面临风险区域地质认识不足,恶性井漏治理难度大、部分难钻地层提速不理想和漏垮同存地层安全钻井配套技术不完善等技术难点,因此,提出下一步需在井身结构对策研究、钻井提速新技术新工艺试验、高效堵漏技术研究和地质工程一体化等方向进行技术攻关,以推动川西地区超深井钻井完井技术快速发展,实现川西地区深层油气资源的经济有效勘探开发。     

超高温高压井测试工具研制与应用

随着国内市场高温高压井的逐年增加,对此类井的测试工具和工艺提出了新的要求,在攻关研究测试工具的关键零部件抗高温、高压性能的基础上,研制了超高温高压封隔器、电子压力计和测试阀,初步形成了一套适合于高温高压井的测试工具及工艺,成功为高温高压井勘探开发提供了技术支撑。     

一种抗240℃超高温固井缓凝剂的研发与评价

随着我国油气资源勘探开发不断向深层挺进，深井、超深井面临着越来越高的温度、压力挑战。为了满足深层、超深层油气开发的需要，针对现有固井缓凝剂抗高温能力差（低于220℃）无法满足大于240℃超高温固井需求的技术难题，根据油井水泥水化产物吸附特点，通过优化分子结构设计，引入强吸附阳离子单体（CP-22）、不饱和羧酸等耐高温单体，制备出了一种新型四元超高温两性离子缓凝剂（HTRP），并通过红外光谱、高温高压稠化等方法对缓凝剂HTRP的分子结构和耐超高温性能进行了研究。研究结果表明：(1) HTRP耐超高温性能优异，在240℃超高温循环温度下水泥浆稠化时间达401 min，可有效延长油井水泥在超高温下的稠化时间；(2)在150～240℃对油井水泥浆调凝性能优异，对温度、加量不敏感，稠化时间线性可调，有利于深井、超深井水泥浆的安全泵送；(3)与其他固井水泥外加剂、不同地区产油井G级水泥配伍性好，对水泥石力学性能影响小，顶部强度发展迅速，可满足超高温井固井施工需求。结论认为，该缓凝剂有效地解决了超深井超高温缓凝剂的高温失效难题，为超高温聚合物类缓凝剂的分子结构设计及耐超高温性能提升提供了新思路，可为...     

华北油田油气井永久性封井挑战及对策

华北油田勘探历史久远且开发历程复杂,包含直井、定向井、大斜度井等多种井型,井筒完整性问题复杂,永久性封井难度大。为从封井设计源头保证废弃井永久性封井的安全,减少环保风险,以Y油田为例,对华北油田面临的永久性封井难点进行了分析。影响废弃井井筒完整性的关键因素是井屏障,结合Y油田实际情况,详细分析了其永久性封井面临的挑战,包括井筒完整性数据不全、固井质量不合格、已封井井屏障设置不合理、地下淡水层保护问题、地层完整性潜在风险、标准规范合理性问题及封井成本控制等。同时,结合国内外永久性封井经验给出相应技术对策和建议。分析结果为华北油田Y油田及类似油田的永久性封井设计、作业等提供参考。     

中国石化深层超深层油气井固井技术新进展与发展建议

我国深层超深层油气井固井面临高温、高压、复杂介质和复杂工况等的挑战，水泥环长效密封完整性难以保证，常规固井技术与装置不能满足需求，亟需理论创新和研究井筒完整性固井新技术。近年来，中国石化通过科研攻关，完善了固井水泥环密封完整性理论体系，建立了复杂工况条件下的水泥环密封失效控制方法，研发了“防窜、防腐、防漏、防损伤”高性能水泥浆，研制了适用于深层复杂工况环境的固井尾管悬挂器、分级注水泥器及配套附件，提出了固井优化设计新方法，形成了深层复杂油气藏固井新技术。建议今后进一步完善特色水泥浆技术体系，研发绿色、智能环保材料，攻关固井技术信息化与智能化，持续推进基础理论研究，提高深层超深层复杂油气井固井质量。     

提高复杂油气井固井质量技术研究——保证水泥环长期密封性的技术措施

随着勘探开发的持续深入发展,面临的井下地质条件越来越恶化,井身结构变得十分复杂,固井后水泥环密封失效问题越来越突出。从水泥环自身特性及外界条件导致水泥环密封失效的原因等方面,对复杂深井超深井固井、复杂天然气井固井、酸性气藏固井、页岩气及致密油气固井、储气库固井、海外复杂区块固井、海洋低温深水固井水泥环密封性面临的挑战进行了分析,提出了目前保证水泥环长期密封性的技术措施：提高顶替效率;切实做到“三压稳”,采用平衡压力固井;设计满足封固要求的水泥浆体系;水泥石力学性能应能承受井下温度、压力、应力的变化。在此基础之上,提出了下一步需要开展的研究工作。