长水平段超深水平井技术在元坝区块272-1H井的应用

272-1H井是元坝区块的一口长水平段超深水平井,垂深超过6 500 m、井底温度高达156℃,存在地质情况复杂、多套压力体系并存等技术难题。施工中通过钻井提速技术、井眼轨迹控制技术、高温定向工具技术、井眼清洁技术、摩阻扭矩监测控制技术、高温钻井液技术等,克服了裸眼段长、摩阻扭矩大、岩屑清洁效率低、井眼轨迹控制困难、工具仪器耐高温高压等问题,创造了元坝区块水平井水平位移最长、水平段长最长、钻遇含气储层最长三项纪录,并为同类超深水平井的施工积累了丰富经验。     

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。     

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.     

顺北5-5H超深?120.65 mm小井眼水平井钻井技术

顺北特深层断溶体油藏以水平井开发为主,顺北5-5H井是该油田一口?120.65 mm的小井眼水平井,钻遇二叠系、志留系井漏复杂,且地层温度高、定向工具缺乏、摩阻扭矩大,导致安全成井、轨迹控制、位移延伸难度大。针对该井地层井漏复杂,优化专封井身结构,配套了防漏技术,保障了安全成井;研究配套了井眼轨道优化技术、抗高温测量工具、降摩减阻技术、位移延伸能力评估和小井眼轨迹控制技术,形成了超深?120.65 mm小井眼定向钻井技术。通过集成应用,顺利完成水平井钻井施工,完钻井深8 520 m,丰富了超深小井眼水平井定向钻井技术,为顺北油气田特深油气藏勘探开发提供了技术支撑。     

元坝103H超深井水平段钻井液技术

元坝103H井是四川盆地川东巴中低缓构造带的一口重点超深水平井。为满足元坝103H井五开水平段施工,室内对护胶剂、降滤失剂和润滑剂进行了评价优选,在此基础上形成了聚合物钻井液体系,并进行了综合性能评价。元坝103H井五开水平段施工过程中,钻井液的密度选择合适,能够降低黏附卡钻的风险,保证井控安全;钻井液的膨润土含量维持在2%~2.5%之间,体系抗温性能稳定;固、液高效润滑剂的协同作用,保证了体系良好的润滑性和钻进过程中的低摩阻;钻井液处于弱紊流的流型,有效解决了低排量下大环空的井眼清洁问题。现场应用结果表明,该聚合物钻井液体系综合性能稳定,抗温、抗污染和润滑效果显著,能够满足四川元坝地区超深井水平段的钻井需要。     

东海油气田超深大位移气井钻井关键技术

为了稳定东海油气田油气产量,在某断块部署了一口超深大位移井。针对大位移井高扭矩大摩阻、油基钻井液漏失、套管下入困难、电测固井质量手段受限等特点,设计阶段应用基于多目标优化的大位移井轨道设计方法优选了修正悬链线轨道类型,优化了井眼轨迹和井身结构设计,施工中采用摩阻扭矩随钻监测技术、ECD控制技术、旋转尾管挂技术等一系列大位移井钻井关键技术,确保了该井的顺利完成,完钻井深6 866 m,水平位移5 350.49 m,水垂比1.7,裸眼井段3 614 m、75°稳斜4 134 m。该井应用的系列钻井关键技术能满足超深大位移井钻井作业要求,具有广阔的推广应用前景。     

东海大位移水平井降摩减阻技术研究与实践

随着东海油气田勘探开发进程的持续推进,新发现的边际油气田储层物性总体表现为低孔低渗,且距已建造的导管架平台较远,亟需采用大位移水平井来实现高效开发。针对大位移水平井钻进摩阻扭矩大的难题,本文通过优化钻井液和钻井参数,提出了一套大位移井降摩减阻新技术,包括研发了超润滑EZFLOW钻井液体系和建立了钻柱力学计算模型并提出了钻井参数优化方案。现场应用结果表明：所提出的大位移井降摩减阻新技术在东海新钻的大位移水平井中取得成功应用,有效降低了钻进摩阻扭矩。本文研究成果对大位移井钻井作业过程中的降摩减阻具有借鉴意义。     

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。     

埕海一区大位移水平井摩阻扭矩研究与应用

大港油田埕海一区庄海8井区按照“海油陆采”模式采用大位移井技术进行开发,针对大位移井钻井难点,开展摩阻扭矩预测技术研究。根据钻成的水垂比为3.92的庄海8Nm-H3大位移水平井实钻摩阻扭矩数据,通过建立大位移井摩阻扭矩预测模型,确定了现有钻井液体系和性能条件下的摩阻系数。分析了减摩工具、钻井液体系、井眼轨迹、钻柱结构及井眼净化等对摩阻扭矩的影响,使用与庄海8Nm-H3井类似的井身结构、钻具组合及钻井液体系及性能,采用相同的管内和裸眼摩阻系数,计算了水垂比为3.1、3.5、4、4.5、5的大位移井摩阻扭矩,结果表明,在大港油田埕海一区能够完成水垂比为5的大位移水平井施工。     

顺北超深水平井环保耐温低摩阻钻井液技术

为解决顺北油气田超深水平井高摩阻难题,缓解环保压力,根据润滑机理,研制了抗高温环保润滑剂(SMLUB-ET),并以SMLUB-ET为核心,形成了适用于顺北油气田超深水平井的环保耐温低摩阻钻井液体系。研究表明:SMLUB-ET抗温达180℃,极压润滑系数降低率为92. 8%,生物毒性、生物降解性、重金属含量等指标均满足环保要求;该环保耐温低摩阻钻井液体系抗温达180℃,高温流变性稳定,极压润滑系数为0. 12。现场试验显示,顺北1-16H井钻进过程中未出现黏卡、托压问题,且摩阻低,机械钻速快,表明该环保低摩阻钻井液体系具有优异的抗温稳定和润滑降摩性能。该项研究为实现顺北深层油气钻井安全、快速、环保开发提供了技术保障。     

古潜山致密砂岩水平井钻完井技术

致密砂岩孔渗性低,可钻性差,长水平段水平井钻井难度大。以任丘古潜山致密砂岩第一口水平预探井任密1H井为例,对长水平段水平井钻完井施工中的难点及相应技术措施进行了论述。任密1H井钻进过程中摩阻扭矩大,井眼轨迹不易控制;岩屑上返路程长,易形成岩屑床;要求全井封固,固井难度大。通过钻具组合和钻头优选,应用"螺杆+MWD"定向控制的井眼轨迹控制钻井技术保证了井身质量。应用钻井液技术控制高温、高压滤失量,降低钻井液摩阻系数,保证岩屑悬浮和携带,确保井眼清洁。应用低失水、低敏感性及稳定性好的大温差双密度水泥浆体系配套固井技术有效保证了固井质量。整套钻完井技术保证该水平井中靶率为100%,全井段封固合格率为100%,实现了该区致密储层油气勘探突破。对国内其他地区古潜山致密砂岩水平井的施工有一定的借鉴意义。     

C2P1水平井钻井液技术难点及对策

C2P1井位于陈2断块南部周9断层高部位,钻探目的层为阜三段,完钻井深为2550 m,水平段长401m.C2P1水平井是"直增-增变-稳平-降变-稳平"的复杂井眼轨迹.该井钻井液存在携砂困难、井壁易失稳、易产生岩屑床、摩阻扭矩控制难度大、储层易受污染等技术难点.在斜井段和水平段采用复合金属离子聚合物正电胶润滑防塌暂堵钻井液钻井.现场应用表明,复合金属离子聚合物正电胶钻井液性能稳定,抑制性强、悬浮携岩能力好,易于维护,水平井段混油12%以上,确保了钻井液具有良好的润滑性能,降低了摩阻和扭矩.该钻井液满足了水平井钻井施工的需要.     

金平1浅层大位移水平井钻井技术

金平1井是胜利油田第一口特浅大位移水平井,创全国陆地油田水平井位垂比最高纪录(住垂比2.803:1).该井为预探井,钻进地层埋深浅,欠压实程度高,地层不稳定,上部地层松软,地层造斜能力差.通过优化井身结构设计、钻具组合与钻井参数,保证了井眼轨迹平滑;利用摩阻扭矩计算软件进行实时摩阻扭矩分析,采用短起下钻、分段循环等手段有效清除了岩屑床,保障了井眼畅通和井下安全;采用乳化润滑防塌钻井液体系,根据地层特点合理调整钻井液性能,满足了全井井壁稳定、携岩和润滑的要求.全井克服了浅地层造斜稳斜控制困难,大井眼、长水平段岩屑携带困难,起下钻摩阻大,旋转钻进扭矩大等一系列技术难题,安全钻至井深2 218 m,水平位移1 636.49 m,垂深592.90 m.详细介绍了金平1井的现场施工情况.     

彭页HF-1页岩气水平井钻井关键技术

水平井是开发页岩气的有效方式,但页岩气水平井施工中存在井眼轨迹难以控制、摩阻扭矩大、机械钻速偏低、井壁稳定性差、固井质量难以保证等难题。在彭页HF-1井施工过程中,综合应用了旋转导向钻井技术、油基钻井液和双凝双密度水泥浆等,并进行了钻具组合和钻头的优选,钻井周期比设计周期缩短13 d。对该井的轨迹控制情况、井身质量、摩阻扭矩、固井质量等进行了分析,全井平均机械钻速达到6.28 m/h,狗腿度保持在6°/30 m以下,摩阻保持在150~250 kN,施工效果良好。该井实钻效果表明,旋转导向钻井技术和油基钻井液是页岩气水平井施工成功的关键,对国内其他页岩气水平井施工具有指导和借鉴作用。      

元坝海相“三高”超深水平井定向关键技术

水平井是元坝海相开发的主要井型,具有井超深、高温、高压和高含硫等特征,施工难度极大。为此,通过理论分析和现场应用对比,对水平井定向关键技术进行了攻关研究,主要包括：经济适用型仪器工具配套方案、一次性成功超深侧钻技术、高效精确轨迹控制技术、套管双效防磨技术和钻井液减摩降阻技术,形成了元坝海相超深水平井高效定向钻井关键技术。现场应用结果表明,采用该技术应用井与前期试采井相比,斜井段平均机械钻速提高了22.4%,平均定向周期缩短了21.2%,节约了钻井成本,为元坝海相气藏高效开发提供了有力技术支撑。     

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。     

塔中862H超深水平井摩阻扭矩分析

钻成1 500 m水平段的超深井,是开发塔中上奥陶统良里塔格组灰岩油气的关键钻井技术,针对斜深超过8 000 m塔中862H井起下钻、旋转钻井中各井段摩阻扭矩变化的特点,在水平井段优化钻具组合使用水力振荡器,使钻柱在复合钻进、滑动钻进作业中大幅降低扭矩与摩阻。通过对此井长直段、增斜段、水平井段的摩阻扭矩进行数据分析研究,找出了此类超深水平井的各井段摩阻扭矩变化规律,并提出产生附加扭矩的钻柱临界钻压的计算方法,该研究成果对国内超深水平井大规模实施具有指导性意义。     

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。     

大牛地气田长水平段水平井优化设计与施工———以ＤＰ３１Ｈ井为例

摩阻和扭矩是制约长水平段水平井施工的主要因素,井眼轨迹优化是设计阶段是减小钻具摩阻和扭矩的有效方法之一。通过对轨迹类型、靶前位移、造斜率等关键参数的优选,完成了ＤＰ３１Ｈ井轨迹设计。通过良好的井眼轨迹控制措施、摩阻扭矩跟踪分析技术、钻头和钻井液体系优选,优质高效完成了ＤＰ３１Ｈ井施工,完钻水平位移２１２２．３０ｍ,水平段长度１６９８．７２ｍ,创大牛地气田长水平段水平井水平位移最大、水平段长度最长纪录,为 大牛地气田长水平段水平井钻井积累了宝贵的经验。     

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。