“孕镶金刚石钻头+高速螺杆”技术在川东北致密地层应用及效果分析

川东北地区自流井珍珠冲段及须家河组地层可钻性差,研磨性强。为提高破岩效率,降低钻井成本,前期进行了多井次的孕镶金刚石钻头+螺杆的应用研究,取得一定的提速破岩效果。YB12-1H井在总结前期使用经验的基础上,选用DIG259S和NR826M两种国产孕镶金刚石钻头以及5LZ216和CLZ216两种型号国产高速螺杆,分别搭配使用进行钻头和螺杆的选型研究。应用结果表明,NR826M钻头搭配CLZ216螺杆具有较高的机械钻速和纯钻时间。该钻具组合在珍珠冲段地层,单趟进尺191.32m,纯钻时间208.75h,平均机械钻速0.92m/h,在须家河组平均机械钻速达到1.01m/h,有效地提高了该区块的纯钻时效,为元坝地区同类地层孕镶金刚石钻头和高速螺杆的选型提供了良好的借鉴经验。     

克拉玛依油田一区石炭系火成岩钻井技术研究

随着克拉玛依油田一区勘探开发逐渐向深部地层挺进,该区深部石炭系火成岩油层逐渐被开发。该地层可钻性差,压力紊乱,成为制约该地区钻井提速进而增储上产的瓶颈。分析了该地区地层特征和钻井难点,开展了PDC钻头+万吉助力型动力钻具、孕镶金刚石钻头+低速涡轮钻具、孕镶金刚石钻头+高速螺杆、狮虎兽混合型钻头和扭力冲击器等多项提速工具适应性分析。结合该地区多口井的钻探实践,得出结论:该系列井下工具和钻头钻井有一定的钻井提速效果,但仍然无法从根本上解决该地区石炭系钻速低的现状,需要进一步探索取得技术突破。     

高研磨性地层复合式钻头的研制与应用

金山气田、龙凤山构造、长岭断陷等登娄库组以下深部地层可钻性差,研磨性强,导致钻头磨损严重,使用效率低。在对牙轮钻头、PDC钻头及孕镶金刚石钻头在高研磨性地层中的适应性进行细致和全面分析的基础上,提出了把PDC钻头机械钻速高和孕镶金刚石钻头进尺多的技术优势相结合的研制思路,开展PDC+孕镶复合式钻头设计。现场应用取得了良好的试验效果。提出了合理化的建议。     

南缘地区深层孕镶钻头配合螺杆的提速技术

准噶尔盆地南缘地区油气勘探前景广阔,但地层埋深深、压实程度高,整体钻探难度大、施工周期长。针对深层喀拉扎组砂砾岩地层抗压强度高、研磨性强、单只钻头进尺低、机速低、成本高等难题,在南缘地区LT1井试验孕镶+螺杆提速技术,通过优选高温耐油螺杆、耐研磨孕镶钻头,实现了进尺和机械钻速的有效提高,为该地区深部难钻地层的钻井提速提供了积极借鉴作用。     

孕镶金刚石钻头+高速螺杆在LZ2井小塘子组的应用

阆中—南部地区三叠系上统小塘子组主要岩性为灰色石英粉砂岩、细砂岩,石英含量高,胶结致密,研磨性极强。牙轮钻头在该地层使用时间短,进尺少,磨损严重,风险高。LZ2井选用国产孕镶金刚石钻头+高速螺杆钻井技术进行探索,取得了良好的提速提效指标,为该区块小塘子组地层钻井开辟了一条有效途径,积累了宝贵经验。     

涡轮钻井技术在梨树断陷区块的应用

梨树断陷区块登娄库组、营城组、沙河子组、火石岭组地层可钻性差、岩性较致密、局部含砾严重,并且沙河子组局部层位岩石硬度达到7级,采用常规钻井技术,存在牙轮钻头效率低、寿命短等问题;各种型号PDC钻头试用后效果不理想。通过采用涡轮钻井技术,平均机械钻速提高了4倍,钻井周期缩短,钻井综合成本大大降低。实践证明,高速涡轮钻具+孕镶金刚石钻井技术是高研磨性、高抗挤强度、高温地层深井钻进提速的有效技术。     

提速配套技术深层钻井中的应用

徐家围子区块深层存在地层岩性硬度高,韧性大,研磨性强,PDC和牙轮钻头可钻性差,机械钻速低,寿命短。通过优选复合钻头和液动旋冲工具配合PDC钻头等提速技术的综合应用,能够大幅度提高机械钻速,缩短钻进周期。提速技术直井、斜井和水平井中累计应用12口井,相比试验井段平均机械钻速分别提高了110.70%、108.94%和89.95%;按照不同井型分别提高了10.03%、9.04%和4.40%,提速效果明显。钻井提速技术的综合应用为徐家围子区块深层钻井提速提供了技术保障。     

川东北分水岭构造须家河组钻井提速技术研究与应用

针对川东北分水岭构造须家河组地层段机械钻速慢的钻井难题,开展了提速技术研究。首先通过工程地质特征分析,获取了须家河组地层矿物组分含量和岩石力学参数,并有针对性地提出提速技术思路和提速手段。从分3井现场应用效果看,气体钻井技术、螺杆钻具+混合钻头以及扭冲工具+混合钻头钻井技术均取得不同程度的提速效果,其中气体钻井技术平均机械钻速最高,达到4.78m/h,与同井采用常规泥浆钻井相比提高4.49倍。     

麦盖提区块钻井关键技术研究及应用

塔里木盆地麦盖提地区异常地应力发育、古近系盐膏层易蠕变挤毁套管、二叠系火山岩钻井速度慢、古生界地层岩性复杂钻头选型难、三开井眼井壁稳定性差、奥陶系裂缝性地层涌漏风险高,为此开展了断裂带异常地应力分布规律、井身结构优化、高效破岩工具研制、刀翼式孕镶钻头研发、井壁稳定高效钻井液、欠平衡钻井等关键技术研究,提出了非常规井身结构优化设计系列,研制了高效破岩工具和刀翼式孕镶金刚石钻头,研发了高效抑制性防塌钻井液体系。在此基础上形成了钻井提速配套技术系列,完钻井平均机械钻速提高17.89%,钻井周期缩短34.55%。     

塔里木山前地区超深井钻井提速技术研究

塔里木山前地区地质条件复杂,钻井速度慢。通过优化井身结构,优选钻头,应用扭力冲击器+PDC钻头提速技术、涡轮+孕镶金刚石钻头复合钻井技术、防斜打快技术、BH-WEI钻井液体系,形成一套钻井提速配套技术。提速技术应用的9口井中,井身质量合格率100%,井斜小于0.5°,平均机械钻速1.5 m/h,较之前提高46%,平均单只进尺提高4.54倍,平均钻井周期206 d,较之前缩短27.8%,复杂时率为1.7%,较之前降低57.5%。结果表明,钻井提速配套技术能够大幅度提高机械钻速,可缩短钻井周期。     

塔东古城区块钻井提速配套技术及应用

塔东古城区块目的层埋藏深,岩性致密、可塑性强、韧性大,PDC和牙轮钻头可钻性差,机械钻速低,寿命短。通过钻头优选形成的钻头序列、直螺杆与PDC复合钻井提速技术与新型井下工具(扭力冲击器或液动旋冲工具)配合专用PDC钻头提速钻井技术的综合应用,能够大幅度提高机械钻速,缩短钻进周期。提速技术在古城7井、城探1井和东探1井等3口的综合应用,提速效果非常明显,3口井平均机械钻速3.71m/h,平均钻进周期184.8d,同比邻井古城4井和古城6井平均机械钻速提高95.26%,平均钻进周期缩短133.5d。钻井提速技术的综合应用为塔东古城区块深井钻井提速提供了技术保障。     

大庆深层钻井提速实践与认识

为了提高大庆深层钻井速度,分析影响钻井提速的地质因素,统计近年来复合钻井、涡轮钻井、气体钻井、扭力冲击器等钻井提速新技术在大庆深层的实践与应用情况,总结这些新技术的优缺点。得到以下认识:个性化PDC钻头配合抗高温螺杆复合钻进,是大庆深层钻井提速的有效手段;涡轮钻具提速还有待探索,关键是要优选涡轮钻具和与之匹配并适用于大庆深层钻进的高效孕镶金刚石钻头;气体钻井提速明显,但要充分考虑综合效益。实施气体钻井关键是地质预告要准确,施工技术措施要细化,遇到复杂问题时决策要果断,避免气体钻井带来不必要的损失;扭力冲击器配合个性化PDC钻头能大幅度提高机械钻速,缩短钻进周期,扭力冲击器在大庆深层有广阔的应用前景。     

高陡含砾地层大扭矩螺杆+高效PDC钻头钻井提速分析

随着国内油气勘探开发增储上产力度的加大,钻井提速难题异常凸显,已成为油田降本增效的关键屏障。针对库车山前中深部盐上高陡含砾地层,压实程度高、灰质胶结、可钻性差等地质特点,使用常规PDC钻头+垂直钻井系统,不能够应对砾石层横向非均质性强,导致钻头抗冲击性不足产生低幅高频冲击疲劳损伤,钻头切削齿吃入不均造成钻头涡动加剧钻头冲击破坏等提速难题,从而大大缩短钻头寿命。引入大扭矩螺杆+高效PDC钻头提速工具配合垂直钻井系统,可有效发挥高效钻头耐磨性、抗冲击等特点,大扭矩螺杆的转速进一步提高了钻头的切削效率,在复合钻进过程中,不仅可防斜,而且可大大地提高机械钻速、缩短作业周期。     

川东北元坝地区陆相深井钻井技术

元坝气田陆相地层埋深,井内存在高温、高压的特点,地层可钻性差,钻井施工易发生井漏,喷漏同层,卡钻和复杂井控等;通过总结该地区钻井施工经验,提出了一套以气体钻井,干法固井,扭力冲击器配合PDC钻头技术,涡轮钻具配合孕镶金刚石钻头技术为主的钻井提速方案,对井漏和井控的处理进行了分析总结,对元坝陆相地层施工具有一定的参考作用。     

彭州气田PZ115井钻井提速配套技术

为解决龙门山前彭州气田钻井中上部地层气体钻井提速技术受限、易井斜,中部须家河组与小塘子组地层研磨性强、可钻性差,下部雷口坡组地层较破碎、易阻卡、易漏,以及机械钻速低、钻井周期长等难题,通过分析龙门山前彭州气田地质资料和地层特点,在PZ115井中开展了优化井身结构、水力加压器、垂直钻井技术、PDC钻头优选技术、高效钻井液技术、扭力冲击器等钻井提速配套技术的研究与运用,实现了安全快速钻井,平均机械钻速2.62 m/h,钻井周期265.75 d,与区块前期钻井周期最短井YS1井相比,钻井深度增加454 m,平均机械钻速提高24.17%,钻井周期减少了17.42 d,创川西地区雷四段气藏为目的井中钻深最深和钻井周期最短纪录。研究结果表明,PZ115井钻井提速配套技术可为彭州气田后续钻井提速增效提供借鉴。     

焦页非常规页岩气井优快钻井技术

重庆涪陵焦石坝地区上部地层岩性致密、研磨性强、可钻性差,长兴组浅层气活跃且含硫,三开水平段长、摩阻大、泥质页岩层易垮塌。钻井面临的突出问题是机械钻速低、井控难度大、钻井周期长。针对上述气藏钻井难点,重点从钻井工艺、维持井壁稳定以及钻井液方面进行分析,优化钻具结构、优选钻头选型、抑制井壁失稳以加快焦石坝区块钻井速度。"油基螺杆+高效PDC钻头"配合优质钻井液,经过焦页12平台4口井的实践应用,大大缩短了钻井周期,焦页12-4HF井创下了中石化集团公司非常规页岩气水平井最长水平段记录,提速效果显著。     

元坝地区新型金刚石钻头的研究与应用

川东北元坝地区是我国天然气勘探开发重点区域,但该地区地质构造复杂,机械钻速低,施工周期长,特别是自流井组底部和须家河组一直是制约该地区钻探提速的“瓶颈”。针对该地层的特点研制了不同结构和性能的金刚石全面钻进钻头,试验证明刀翼式和二次镶嵌式金刚石全面钻头配套国产螺杆钻进工艺是非常有效的,既降低了成本又缩短了钻进时间,达到了钻探提速的目的。     

强胶结砂砾岩地层钻井提速关键技术研究及应用

针对强胶结砂砾岩地层钻井过程中面临的岩石可钻性差、研磨性强、单只钻头进尺少,五段制轨道降斜段施工摩阻扭矩大、时效低等诸多技术难题,从高效PDC钻头研制、五段制轨迹高效控制及配套提速工具应用等方面着手,研究形成了适合强胶结砂砾岩地层钻井提速的关键技术,并在胜利油田盐222区块成功应用,大幅度提高了钻井机械钻速,钻井周期由初期的60d缩短至30d左右,取得了良好的现场应用效果,为强胶结砂砾岩油藏的高效开发提供了有效技术保障。     

元坝地区陆相井钻井提速探索与实践

元坝地区陆相储层是中国石化天然气勘探开发又一重点层位,但陆相地层钻井存在一些技术难点,导致钻井施工风险大:地层研磨性强,可钻性差;地下断层、裂缝发育,井漏频繁;存在多套压力体系,安全窗口窄。这些因素一直制约着陆相井钻井速度的提高。西南石油工程有限公司施工的元陆702井在施工中开展了钻井提速提效技术攻关与实践,采取了泡沫钻井、气体钻井等技术,并应用了扭力冲击器、孕镶金刚石钻头、高速涡轮、PBL多次循环阀、干法固井等新工具和新工艺,钻井周期比设计缩短28.69%,创新了区域钻井工期新指标,为元坝陆相井寻找到了一条提高钻井速度的有效方法。     

哈萨克斯坦科扎萨伊油田优快钻井技术

哈萨克斯坦科扎萨伊油田钻井地质环境复杂,储层位于盐下,钻遇的地层层系多,地层性质差异大,具多套压力系统。钻井过程中发生地层漏失、坍塌、掉块及盐膏层蠕变等复杂情况,严重影响了钻井时效和钻井安全。针对这些技术难题,开展了油田井身结构、井身质量、提速潜力、高效钻头等分析与优化,提出了预弯曲钻具高倾角地层井斜控制技术、混合钻头减震提速技术,以及PDC-孕镶块复合钻头高研磨性地层提速技术。现场应用取得了较好的效果,平均机械钻速提高50%以上,钻井周期缩短28%。