海上欠平衡钻井系统使油田开发复苏

1前言欠平衡钻井技术（UBD）对海上枯竭油藏和带有特殊钻井问题或低油藏压力的新油田有广泛的应用。该项技术在陆上不同地区具可靠的商业价值，使用该技术已对一些并和油田带来活力。海上欠平衡钻井系统的开发还在早期阶段。迄今，海上已用连续油管取代常规修井。根据工业标准，海上作业需要，实际大平衡钻井从现有的钻井设备中需不同方法和系统设计，该技术基于现有钻机或修井机的连续油管作业，但也包括连续油管和强行下入装置。在常规的海上平台这是一项可靠的钻井／完井技术，该技术在成熟的或复杂的边际油田有优势。欠平衡钻井在海上…     

欠平衡钻井工艺及装备在漏失井钻井中的应用

地层中有孔隙，裂缝或溶洞，地层压力小于钻井液的液柱压力，是钻井过程中引起井漏的主要原因。使井底压力降至地层孔隙压力以下。是防止井漏的根本途径。欠平衡压力钻井是在井口的有效控制下，通过降低钻井液密度。使井底压力低于地层压力。可以从根本上解决钻井液向地层的侵入或漏失问题，达到防止工程复杂情况出现和保护油气层的目的。在分析漏失性地层钻井中井漏原因的基础上。详细介绍了漏失井欠平衡压力钻井技术的相关内容。并以3口井为例，介绍了欠平衡压力钻井技术在国内的应用情况与效果。     

我国海上油田欠平衡钻井可行性研究

欠平衡钻井在国内外陆地油田已得到了广泛的推广和应用,可有效提高油气田开发效益。由于作业环境特殊,欠平衡钻井技术在海上油田的应用受到限制,但国外已有上百口井成功的先例。我国虽有利用旋转控制头等欠平衡钻井关键设备解决浅海钻井井漏问题的探索实践,但还没有实现真正意义上的“欠平衡钻井”。文中分析了在我国海上油田实施欠平衡钻井的可行性。针对渤海某油田具体实例,尝试进行了海上欠平衡钻井工艺设计。     

板深8井欠平衡钻井实践

板深８井是大港油田１９９９年重点探井，钻探目的为预测千米桥潜山南侧奥陶系含油气情况。该井采用了欠平衡钻井技术，钻探过程中采用无固相淡水钻井液，选择合适的欠压值进行平衡钻进，有效地解决了灰岩地层漏失问题，及时发现和保护了油气层，提高了深井的钻井速度。文中主要介绍该井的设备选择和欠平衡钻井工艺，即流钻欠平衡钻井工艺。     

欠平衡钻井井底压力预测与控制技术

在欠平衡钻井过程中,为避免井底压力波动过大,引起过平衡状态,对产层造成伤害,保持全过程欠平衡钻井十分必要。分析了影响井底压力波动的因素,介绍了国内外在井底压力控制技术方面的最新研究成果,总结了欠平衡钻井井底压力预测技术研究现状。通过分析该研究领域内存在的不足及应用上的局限性,提出了解决井底压力波动的最新压力预测及控制技术的研究方向,即建立井筒和地层耦合的动态欠平衡钻井模型,实时监测和控制井底压力,在起下钻及接单根过程中,用地层流体的适当流入来代替中断的地面注入过程,避免井底压力波动过大而引起过平衡的钻井状态,保持全过程欠平衡钻井,最大限度地保护产层。另外,为了保证欠平衡钻井井底压力预测的有效性,提出了井底压力预测应采用稳态模型和动态模型结合的新方法。     

江汉油田拖市地区欠平衡钻井技术

根据江汉油田的地质特点,指出采用欠平衡钻井所面临的技术难点。针对这些技术难点给出了解决的办法：①确定地层压力,②确定高压低渗油藏钻井液体系,③确定高压低渗地层的欠压值;给出了欠压值的控制工艺。在拖市地区采用高压型旋转控制头进行了液相欠平衡钻井技术应用,解决了高压、低渗油藏欠平衡钻井存在的一系列技术难题,大幅度提高了该地区钻井速度,并形成了一套适合江汉油田地质特点的欠平衡钻井技术。     

国外欠平衡连续油管钻井技术

９０年代以来,欠平衡钻井受到人们高度重视,欠平衡钻井技术迅速发展,钻井数逐年地加,从而也促进了连续油管在欠平衡钻井中的应用。欠平衡连续油管钻井,可减少钻井过程中对地层和产层的损害,可提高机械钻速,安全介绍了国外欠平衡连续油管钻井概况,着重介绍了欠２压力条件下采用连续油管钻井的特点,钻井所需的地面设备及底部钻具组合,并介绍欠平衡连续油管钻井成功的实例。     

华北油田深潜山欠平衡钻井技术

综合欠平衡钻井技术自身特点和华北油田的地层特性,通过对欠平衡地层优选、井身结构优化、钻头对比优选、钻井液体系优选、钻井液密度及井口控制压力准确计算等手段,在冀中探区10余口井的钻探过程中成功应用了欠平衡钻井技术,取得了明显的效果:潜山欠平衡段机械钻速较邻井同井段提高2～2.5倍,欠平衡井段均未发生漏失,钻井过程中油气显示活跃,长6井中途测试日产油108 m3,日产气2376 m3,文古3井日产油302.6 m3,日产气9.8×104m3.深井欠平衡钻井的成功实施为华北油田提高油气藏综合开发效益提供了一条新的技术路线,也为今后该技术的推广应用积累了经验.     

欠平衡钻井参数实时数据分析处理系统的开发与应用

用常规钻井方法打开储层，容易造成储层伤害，影响勘探效率和降低勘探成功率，欠平衡钻井技术是一种很好的解决办法。虽然探井欠平衡钻井效果明显，但是应该看到欠平衡钻井是一项复杂的技术。在低压低孔渗火山岩气层上实施探井欠平衡钻井仍存在诸多困难，如欠平衡井段钻遇地层压力变化较大，岩性成份交互变化，地层坚硬，中途需多次起钻换钻头压井，压力难以预测准确，岩性不稳定，低压欠压值难以控制等。欠平衡钻井参数实时数据分析处理系统的开发与应用有效地解决了这一难题。文章系统地介绍了欠平衡钻井参数实时数据分析处理系统实现的功能、创新点及关键技术、存在问题，以及系统在生产中应用产生的效益。     

可循环泡沫钻井完井液在罗151-11井欠平衡压力钻井中的应用

介绍了可循环泡沫钻井完井液配方、性能及在罗１５１－１１井欠平衡压力钻井中的应用情况。在罗１５１－１１井中的成功应用表明,该体系密度低、悬浮和携带岩屑能力强,抗污染效果好,能够满足欠平衡压力钻井的需要,且能减少低压油气层的损害,对胜利油田低压地层欠平衡压力钻井具有重要意义。     

海上密集丛式井组再加密调整井网钻井技术探索与实践

总结了中国海洋石油总公司承担的国家科技重大专项示范工程中有关海上油气田整体调整加密技术研究进展和应用成效。该成果获得了以下3个方面的重大突破性进展：①首次在海上油气田实施整体调整和加密井网的开发技术方案和实践,为海上油气田今后有效提高采收率和开发效果提供了成功的借鉴;②首次在海上密集的丛式井网中,再钻调整加密的第二套加密井网,在钻井技术上取得成功和突破,特别是在定向井井眼轨迹和防碰绕障等方面技术水平大大提高;③首次在高孔高渗低压的疏松砂岩油气藏中成功采用了一整套储层保护技术,并取得良好的生产效果。同时将该成果应用于海上油气田开采中后期提高采收率领域,大大提升了定向井技术的管理水平和钻井能力,在生产过程中全部达到和超过了原单井的产量。上述技术的成功应用,将极大推动我国海上油气田开发生产能力建设,提升了我国海上丛式井、定向井钻井技术水平,是为今后海上油气田提高开发速度和钻完井技术水平进行的一次成功尝试和探索。     

我国海洋深水油气田开发工程技术研究进展

分析了中国海洋深水油气田开发工程技术与国外的差距,详细论述了“十一五”至“十三五”期间国家科技重大专项“海洋深水油气田开发工程技术”项目所取得的重大研究进展。具体体现在:构建了1500 m深水油气田开发工程设计技术体系,基本具备了1500 m深水油气田开发工程设计能力,相关研究成果已在荔湾3-1气田群、流花16-2油田群和陵水17-2深水气田等工程项目中得到成功应用;构建了4大类共16项深水工程实验系统,形成了国内深水工程实验技术及实验体系,为相关深水工程技术研究、设备研发等提供了实验手段;自主研制了一批1500 m水深的水下关键设备和产品,其中深水保温输送软管、深水水下管汇、水下多相流量计等高端产品和设备已初步实现了国产化应用;自主研制的4类深水工程设施监测系统已部分应用于现场监测。相关研究成果带动了我国海洋石油设备制造能力由陆地向海洋、由浅水向深水的跨越式发展。最后结合我国南海及海外深水油气田开发的实际需求,对我国海洋深水油气田开发工程技术的未来研究及发展方向提出了具体建议。     

钻井优化系统在国内非常规油气资源开发中的实践

相对于北美,国内非常规油气资源勘探开发起步较晚。页岩气勘探开发始于"十二五"初,致密油、致密气、页岩油勘探开发则始于"十三五"初,但在"十三五"期间得到了快速发展,特别是川渝页岩气藏、准噶尔盆地玛湖砾岩油藏、吉木萨尔页岩油藏已进入规模开发阶段,成为中国石油"十三五"末及"十四五"期间天然气和原油上产的最重要领域。与常规油气资源相比,非常规油气资源储层条件差,需要大规模"水平井+体积压裂"才能实现有效开发。然而,由于受钻机装备条件和水平井钻井工具性能,特别是理念和方法的限制,国内非常规水平井普遍存在钻井效率低、建井周期长的问题:一般垂深为2000~3000m、水平段长1500~2000m的水平井钻井周期为60~90天。而北美钻一口水平井基本都能控制在15~25天:一般垂深为2000~3000m、水平段长2000~3000m。国内一部钻机一年只能钻2~3口水平井,而在北美一部钻机一年能完成15~20口水平井。随着国内非常规油气资源的规模开发,钻机紧缺的矛盾日益突出,钻井效率已经成为严重制约国内非常规油气资源快速规模上产的瓶颈问题。北美大幅度提高水平井钻井效率的原因有管理和技术两大因素,其中技术主要表现在以下5个方面:一是钻机配套能力的不断升级;二是井下工具可靠性和稳定性的提升;三是大平台工厂化作业;四是远程实时支持与决策系统;五是系统优化钻井理念和方法的应用。2018年海峡能源股份有限公司与美国K&M钻井工程咨询公司合作,引进国际先进的系统优化钻井理念和方法,率先在川渝地区长宁页岩气藏和新疆玛湖砾岩油田开展了水平井钻井提速先导性试验,大幅缩短了建井周期,验证了系统优化钻井方法在国内非常规油气资源开发中的可行性。为了达到进一步推广的目的,2019年在玛湖砾岩油田开展区块提速试验,同样取得了显著的提速效果,进一步证明了系统优化提速理念和方法具有科学性、广普性和可复制性,是经验钻井向科学钻井迈进的重要实践,展示出了非常广阔的推广应用前景。     

流动式海上水基钻井液EPS处理技术研究及应用

为更好解决海洋油气勘探开发中水基钻井液及钻井岩屑的废弃处置问题,对现有技术和工作模式进行了分析。对流动式EPS处理技术适用性进行了阐述,说明了工艺流程设计和使用的技术,在EPS工作船性能优选的基础上,建立了移动式海上水基钻井液废弃物的回收处理装置。通过在垦利油田群的实际应用,有效地解决相邻多个作业点的钻井液废弃物处理问题。该技术和装置在海上的成功应用,为以后水基钻井液及钻井岩屑的废弃处置问题在设备的选用和技术推广方面提供了借鉴,对更加经济有效地保护海洋环境具有重大意义。     

海上欠平衡钻井最新进展与发展趋势

欠平衡钻井技术已经在陆地油气田开发中得到了广泛的推广和应用,由于作业环境的特殊性,在海上的应用相对较少。目前欠平衡钻井技术在海上推广应用中存在的主要问题涉及平台甲板空间、安全环保、组织管理模式等方面。近年来,随着新型工具的开发和技术的发展,这些问题正在逐步得到解决。海上欠平衡钻井最新进展包括先进的井下工具的开发、设备的模块化与小型化、对油藏分析与研究的高度重视以及工作船与欠平衡钻井设备的一体化。钻井平台与欠平衡钻井设备的一体化是海上欠平衡钻井的发展趋势。     

寒带海域永冻层的力学特性对油气钻井的挑战

全球海洋油气勘探开发活动目前主要集中在热带和温带地区，但随着世界能源发展格局的变化以及油气需求量的不断增长，寒带海域的油气资源越来越受到关注和重视。永冻层所具有的力学性质特殊性，给寒带海域油气开采带来了极大的困难与挑战，目前国内对于寒带海域油气钻井技术鲜见报道。为此，通过调研国内外的文献资料，分析了永冻层在不同状态下的力学特性及其在井筒安全、钻井平台、钻井液体系、固井和天然气水合物等方面所存在的风险，综合阐述了套管隔热、优快钻井、低温钻井液、低温固井及钻井平台设计等永冻层油气钻井关键工艺及配套技术的现状。研究结果表明：①永冻层所在的环境温度对其力学性质较为敏感，温度是稳定永冻层力学性质以及实现安全快速钻井的关键因素；②合理而高效的保温隔热技术、低温流体工艺技术和抗冰钻井平台技术是确保海域永冻层钻井顺利实施的核心技术。结论认为，寒带海域油气资源丰富，在弄清永冻层分布特征和力学特性的基础上，研发并掌握寒带海域相关钻井技术对于提高我国海洋钻井技术的国际竞争力具有重要的意义。     

单通道井钻完井技术在边际油田应用前景分析

作为能有效解决低丰度、小型或者边际油气田经济性开采问题的关键技术,小井眼单通道井钻完井技术采用小的井眼尺寸、简化的井身结构及生产管柱设计,完井作业不占用钻机时间,能够最大限度降低钻完井过程中材料、机时等主要费用。目前该项技术已被国外几大石油公司广泛应用于全球多个地区,取得可观的经济效益,使许多低产断块油气田得以经济开发。同时,国外也有利用该技术成功开发煤层气、页岩气等非常规能源的先例。在我国,该项技术仅在少数几个陆地油田应用过,对于海上,部分油田采用了小井眼侧钻工艺,但单通道完井技术还未有应用的先例。因此开展单通道井钻完井关键技术的研究并推进相关技术的应用,对于降低海上边际油田开发费用、提高开发效益、为开发非常规能源提供技术储备均具有非常重要的意义。文章对单通道井钻完井技术中的原理、现状、钻井、完井及测试等关键技术进行了较详细的概括分析,并根据目前海上油气田取得的一些关键研究成果,提出了相关技术的解决方案,对今后指导该技术的推广应用具有一定的指导意义     

微小井眼钻井技术及应用前景

微小井眼钻井技术是最近几年国外迅速发展起来的一项高效、低成本、安全环保、提高勘探开发效率的钻井前沿技术.微小井眼钻井技术是指井眼直径小于88.9 mm的钻井技术,由于井眼小,使用连续油管钻井,采用新的地震测试技术,易于自动化钻井,因此钻井所需的设备装备减小,停钻时间缩短,生产效率高,能降低勘探钻井成本,降低开发钻井成本1/2,降低海上钻井成本1/2以上.同时产生的少量固体废弃物和处理液也减少了对环境的污染.但微小井眼钻井的配套技术及装备还不是很完善.微小井眼钻井技术的使用范围十分广阔,能够用于定向钻井、欠平衡钻井,地层测试,钻浅层开发井,钻深层勘探孔或其它敏感环境,可在超低水下、海上及陆上边远地区和一些恶劣自然环境条件下进行作业.微小井眼技术独特的应用是在储层或储层附近进行信息检测或通过探测储层如何流动来追踪油气回收作业.低的钻井成本将会使微小井眼钻井技术在今后得到广泛的推广应用.     

我国海洋石油钻井平台现状与技术发展分析

海洋油气开发装备产业是直接关系到海洋油气资源开发、影响国家能源稳定和经济安全的战略产业。海洋石油钻井平台是海洋油气开发的关键装备,我国海洋石油装备产业在海洋油气产业持续快速发展的带动下,正处于高速发展的新时期。对我国海洋石油钻井装备产业发展现状及市场需求进行了深入研究,并对海洋石油钻井平台技术特点做了介绍,重点分析了该项技术的发展状况,从钻井平台类型和技术含量等方面指出我国与世界先进海洋石油钻井平台的主要差距,并提出了若干发展建议。     

连续管在海洋油气作业中的应用

随着海洋油气开发的蓬勃发展,连续管在海洋油气井作业与海洋管道维抢修方面被广泛应用,并具有重要的作用。介绍了连续管在海洋钻井、修井、完井、海管维抢修等方面的应用情况,分析了连续管在海洋应用的特点,综述了国际上连续管的海洋应用案例。对形成适合我国海洋油气开发的连续管作业技术,满足我国海洋油气田开发需要具有一定的指导意义。