裂缝型渗漏地层承压堵漏试验技术探讨

裂缝型渗漏地层指由于地层裂缝导致钻完井过程每小时漏失油基钻井液少于1.6 m3、水基钻井液少于4 m3的地层.在此类地层中进行钻完井作业,当后续钻进下部钻井液密度高于上部裸眼段钻井液密度或进行固井作业前,一般要通过承压堵漏试验来提升地层的承压能力,才能有效地避免地层反复漏失钻井液和固井时漏失固井水泥浆,以提高钻完井时效和保证固井质量.文章通过分析裂缝型渗漏地层承压试验的工艺要点,提出了相应的解决方案,希望对钻井同仁有借鉴作用.     

基于ABAQUS的温度对钻井液漏失影响规律

深层油气储层高温、高压、高应力特点给钻井工程带来极大挑战，其中钻井液漏失是常见的钻井复杂工况之一，严重制约其勘探开发进度。为研究在深层钻井过程中温度对钻井液漏失的影响规律，以ABAQUS软件平台为基础，建立了考虑钻井液动态循环的热-流-固全耦合漏失有限元模型，分析了不同钻井液温度条件下的井周应力分布、地层温度场变化、漏失裂缝延伸规律和钻井液漏失规律。研究结果表明：当钻井液温度低于地层温度时，会产生“冷却”效应，导致地层遇冷收缩，井周应力降低；低温循环会降低漏失排量阈值，且相同排量下，低温循环漏失发生得更早。然而，低温钻井液对于地层温度场的影响仅存在于近井区域。短期内，诱导裂缝宽度和长度依然由钻井液排量主导，仅在近井区域的裂缝宽度上表现出了“冷却”效应的影响。建立的热-流-固全耦合模型可以描述动态钻井过程中温度对钻井液漏失规律的影响，可为高温地层钻井设计和现场施工提供研究方法和参考数据。     

雁翎潜山注气重力驱钻完井难点与对策

雁翎潜山雾迷山地层非均质性强,可钻性差,裂缝孔洞发育,承压能力低,并存在次生气顶,钻井过程中易出现井漏、溢流、卡钻等复杂情况,尾管小间隙固井易导致储层污染、水泥浆低返、环空气窜,给钻完井带来一系列技术难题。针对钻完井过程中的技术难点,提出了相应的技术对策:防漏为主、承压堵漏为辅,优选低密度钻井液配合控压钻井工艺,有效保证裂缝性地层安全钻进;优选个性化高效能钻头,提高机械钻速;优化设计井眼轨道,准确控制水平段位置;优选凝胶堵漏技术、低密度防窜漏水泥浆体系,有效克服固井过程中的水泥浆漏失及预防气窜;优选固井射孔及管外封隔器选择性分段完井方式,满足避水避气开采需求。文中提出的一系列技术对策,为雁翎油田注气驱钻完井提供了技术参考。     

2022 年 4 期目录

顺北油气田油气资源储量丰富,但特深层碳酸盐岩油藏地质条件复杂,钻井完井过程中存在漏失、井壁失稳和高压盐水侵等问题,因此,探索适用于该油气田特深井的钻井完井技术体系,是加快该油气田开发进程的关键。通过技术攻关和实践,形成了适用于顺北油气田的特深井钻井完井技术体系,包括特深井井身结构优化、钻井提速关键技术、防漏堵漏技术、长裸眼防漏及小间隙固井技术、超深小井眼定向钻井技术和超深井缝洞型储层完井技术等技术,指出需持续优化特深井井身结构、急需解决二叠系和志留系漏失问题、深层破碎带安全钻进技术不成熟、急需配套高温高压井下仪器工具和裂缝性储层安全钻井技术,提出了增强工程地质一体化、加强堵漏和防塌技术研究、加强新技术和新工具的应用、加强高端仪器和特殊材料及装备研发等发展建议,以进一步推动顺北油气田特深井钻井完井技术的快速发展,实现该油气田特深层碳酸盐岩油气藏的高效开发。      

“裂缝型”气藏储气库钻井工程方案设计——以铜锣峡储气库为例

四川盆地拟建的铜锣峡储气库的储层为碳酸盐岩,含H2S且储层裂缝发育,为典型的“裂缝型”储气库,在国内尚属首次建设,给钻井和固井质量提出了更高要求,防漏失是储气库建设过程中的重中之重。通过精细描述地层钻井必封点、优化储层专打井身结构、采用可酸溶防漏堵漏技术和抗硫气密封扣套管及韧性水泥浆固井工艺等技术措施,形成了极富特色的铜锣峡储气库钻井工程方案。主要体现在:①二开套管封隔下侏罗统自流井组以避开上部地层漏失,避免喷漏同存,实现下部地层安全钻进,而三开套管封隔高压水层有利于实现下部储层段的储层专打;②碳酸盐岩储层裂缝发育,存在极大的储层污染风险,通过采用可酸溶纤维防漏堵漏技术提高地层承压能力,有效减少钻井过程中的储层漏失;③抗硫气密封扣套管及韧性水泥浆固井工艺,能够增加水泥浆弹性,去除水泥环与套管间的微环隙,使其长期具有防窜能力,提高水泥石韧性,满足储气库注采井长期注采要求。     

隔水管钻井液控压技术及其在深水钻井中的应用前景

隔水管钻井液控压技术是在无隔水管钻井液上返技术基础上发展而来的一种新型控压钻井技术,主要是为了解决深水钻井中遇到的窄密度窗口问题。该项技术主要通过控制隔水管中钻井液液面高度从而达到灵活调控井筒压力,其当量钻井液密度为一条曲线,与安全密度窗口更加匹配。隔水管钻井液控压技术有利于减少窄密度窗口井的套管层次;在检测井涌及漏失所需时间较短,且检测方式不受海洋环境的影响;用于控压固井时可增加固井过程的安全性,提高固井质量;可抵消钻进过程中产生的循环摩阻,增加水平井的水平段长度;也可有效降低钻井液滤失量,提高井眼清洁能力,缩短钻井周期及降低钻井成本。文章详细分析了该技术的优势及在深水钻井中拥有的巨大应用前景,未来必将在深水钻完井作业中发挥更大作用。     

提高煤层气井钻井效率的工艺技术

目前煤层气井钻井,特别是探井、参数井,钻井效率不高已成为影响煤层气勘探开发进程的主要因素之一。在分析影响煤层气钻井效率的原因的基础上,针对不同影响因素,着重从简化井身结构、开发保护储层的钻井液体系、优选钻井工艺、完善钻井设备配套等方面进行了探讨。提出了如下技术思路:①开发适用于152.4mm井眼的煤层气井专用绳索取心工具,从而将井身结构缩小一级;②研制能保护上部井壁、有效保护储层、满足获取煤层参数要求的钻井液体系,从而省去技术套管,将三级井身结构简化为二级井身结构;③推广不同循环介质下旋冲钻井工艺技术;④研究适应煤层气井的钻井液泵和固控设备配套方案。为提高煤层气井钻井效率,建议开展以下研究:①优化井身结构;②保护储层的钻井液体系;③优选钻井工艺;④完善钻井设备。     

中原油田漏失井固井工艺技术及应用

中原油田是一个典型的复杂断块油气田,根据中原油田漏失井的特点,提出了漏失井固井的工艺技术有:坚持做好钻井完井过程中的防漏堵漏工作;前置低密度钻井液固井法与双密度水泥浆固井法;外引内推固井工艺技术解决下完套管漏失井固井问题;紊流+塞流固井工艺技术;局部防窜、全井防漏。2004年完成各类漏失井固井17口井,实现了易漏失井固井施工一次成功率100%,取得了固井质量合格率100%,固井质量优良率94.1%的好成绩。     

东营地区地热回灌井钻井完井技术研究与试验

为了解决砂岩热储地热水回灌难题,确保地热资源的持续开发利用,开展了胜利油田东营地区地热回灌井钻井完井技术研究。在分析热储层地质特点及回灌井钻井完井技术难点的基础上,将油田油气井的钻井和射孔完井工艺应用到地热回灌井中,进行了钻具组合、钻井液和完井技术研究,形成了地热回灌井钻井完井技术,并在探灌1井进行了现场试验。结果表明,探灌1井热储层位于沾化凹陷馆陶组,试水温度68 ℃,试水水量90～105 m3/h,回灌量90～105 m3/h,实现了完全回灌。东营地区地热回灌井钻井完井技术解决了砂岩地热水回灌技术难题,保障了该地区地热能产业的健康发展,具有较好的推广应用价值。      

缅甸PATOLON-2复杂气井固井技术

PATOLON-2井在钻井的过程中多次发生钻井液失返性漏失。在边堵漏边钻进时遇高压气层,发生井涌。当压井液密度高于1.30 g/cm3时中上部井段漏失,而压井液密度低于1.42 g/cm3时井下气侵严重,形成了下吐上漏复杂的井下条件。为完成地质测井和?339.7 mm技术套管的固井作业,电测及固井前上部0~1 345 m井段采用密度1.30 g/cm3钻井液,1 345 m ~井底采用密度2.00 g/cm3的钻井液。采取了非常规的正、反注水泥作业,实现了固井过程中的替净、压稳、防漏和防气窜等要求,结合先导钻井液,加重隔离液,微膨胀、防漏、防气窜水泥浆体系和上下双胶塞等固井工艺措施,完成了复杂地质条件下高压气井的固井作业,固井质量优质。该井固井施工的顺利进行,对类似复杂井固井,有一定的参考意义。     

海相碳酸盐岩超深油气井安全高效钻井关键技术

塔里木盆地及四川盆地海相碳酸盐岩油气资源埋深超过7 000.00 m,地层具有层系多、非均质性强和高温高压等特点,钻井难度大、风险高,存在机械钻速低、井筒完整性易失效等突出工程问题。为此,研制了一批新型钻井提速工具及耐高温测量仪器与固井工具,研发了耐高温的高密度钻井液体系、环保型低摩阻钻井液、高性能堵漏浆和防气窜固井水泥浆,发展了硬地层协同破岩快速钻井技术、缝洞型高压油气井“预–监–控–压”闭环式安全控制钻井配套技术及超深小井眼水平井井眼轨迹测控关键技术,完成了多口井深超8 000.00 m的高难度超深井钻井施工,创造了多项工程纪录,有力支撑了新疆顺北、川西超深海相碳酸盐岩油气的勘探开发。      

苏里格致密气藏超长水平段水平井钻井完井关键技术

针对苏里格气田致密气藏超长水平段水平井钻井完井过程中循环泵压高、摩阻扭矩大、机械钻速低、井眼清洁困难、完井套管柱下入困难等问题,分析了超长水平段水平井钻井完井技术难点,进行了高效钻具和钻井设备优化配置、井眼轨道设计和井眼轨迹控制、水平段钻井提速和清洁,以及旋转导向钻井、强抑制润滑性水基钻井液和"旋转引鞋+套管"漂浮下入...     

玛湖致密砂砾岩2 000 m水平段水平井优快钻完井技术

准噶尔盆地玛湖斜坡百口泉组致密油为新疆油田公司新发现的大油区,在探索长水平段水平井开发过程中,面临砂砾岩地层可钻性差,地层井壁失稳垮塌严重,漏失复杂情况多,平均单井漏失173 m3,水平段机械钻速仅2.06 m/h,固井难度大等问题。针对以上难点,重点开展了井身结构及井眼轨迹优化、EVOLUTION?类油基钻井液、长水平段小间隙固井技术、砂砾岩难钻地层的钻头选型等钻井提速配套技术研究和实践。在玛131区块成功完钻了2口2 000 m长水平段水平井,钻井周期减少27.7%,下套管顺利,固井质量满足大型分段压裂要求,形成了一套适合玛湖地区致密油经济有效开发的钻完井技术。     

泸州区块深层页岩气水平井优快钻井技术

泸州区块深层页岩气储层龙马溪组页岩埋藏深、温度高,钻井过程中面临井漏频发、难钻地层机械钻速低、旋转导向仪器高温下的故障率高和钻井周期长等技术难点。为此,在分析钻遇地层特征和钻井技术难点的基础上,进行了井身结构和井眼轨道优化、高效钻头优选、堵漏技术措施优化、油基钻井液地面降温技术和欠平衡钻井技术研究,形成了泸州区块深层页岩气水平井优快钻井技术。该技术在泸州区块34口页岩气水平井进行了应用,应用井平均完钻井深5 760 m,平均水平段长1 890 m,平均机械钻速由5.61 m/h提高至7.03 m/h,创造了造斜段+水平段一趟钻完钻、单趟钻进尺2 330 m等纪录。泸州区块深层页岩气水平井优快钻井技术支撑了该区块深层页岩气安全钻井和钻井提速提效,对其他地区深层页岩气水平井钻井提速具有一定的借鉴价值。      

南川页岩气田超长水平段水平井钻井关键技术

南川常压页岩气田采用超长水平段水平井开发可提高其开发效益,但存在水平段极限延伸能力预测难、井眼轨迹控制难、井眼清洁效果差、钻柱摩阻扭矩大、套管下入难和固井易漏易气窜等技术挑战。为此,进行了管柱力学和流体力学分析,明确了超长水平段钻进和下套管时钻柱的受力状态,分析了超长水平段的水力延伸能力及关键影响因素。基于分析结果和南川页岩气田钻井实践,形成了井眼轨道优化设计、低成本高效导向钻井、井眼高效清洁、套管安全下入、超长水平段泡沫水泥浆固井等关键技术。上述技术在2口水平段长度超3 500 m的水平井进行了现场应用,全部使用国产的钻头、螺杆钻具及常规LWD,2口井平均钻井完井周期较设计缩短25.4%,实钻整体靶框控制在5 m以内,优质页岩钻遇率平均在90%以上,水平段复合钻进比例平均达90.45%,最大狗腿度0.15°/30m,高效成井的同时,实现了提速降本。南川页岩气田超长水平段水平井钻井关键技术,可为国内水平段长超3 500 m水平井的钻井提速提供借鉴。     

国内低渗透油气田高效开发钻完井关键技术发展现状

在我国剩余石油储量、探明天然气地质储量中,低渗透油气资源已成为主要勘探开发对象,高效钻完井成为最大限度获得经济效益的关键。为此,国内经过技术攻关试验,在钻完井关键技术方面取得了重要进展,形成了以下技术方法：①低渗透油气藏复杂结构井适应性评价方法、复杂结构井优化设计及产能评价技术和井身结构与井眼轨迹优化设计技术;②以五级分支井、径向钻孔、鱼骨状分支井等技术为核心的提高泄流面积钻井技术已进入现场应用阶段;③研制的以新型防水锁无黏土钻井液、防漏堵漏钻井液、新型生物完井液等为核心的钻完井液取得明显储层效果。但以提高完善程度为目的的水平井分段完井技术受制于完井装置、产品、工具缺乏,整体水平与国外相比尚有一定差距,目前仅形成了“免钻塞筛管顶部注水泥技术、水平井酸洗胀封一体化技术”水平井筛管分段完井核心技术。     

四川盆地深层碳酸盐岩钻完井技术实践与展望

四川盆地的油气资源勘探开发正在向着更深的层位进军,深层碳酸盐岩气藏深井超深井的多压力系统、可钻性差、超高压超高温、高含硫等诸多难题给钻完井工程带来了巨大的挑战。为了保障该盆地深层碳酸盐岩油气资源勘探开发的顺利进行,立足现场实践与技术攻关相结合的总体思路,"十三五"期间安全快速地完成了诸如双鱼石构造双鱼X133井等一批井深8 000 m左右的超深井,深井超深井钻完井配套技术试验攻关取得了重要进展。获得的成果包括:①非标准井身结构优化,配合精细控压、承压堵漏等技术的应用,奠定了优快钻进、安全钻达地质目标的基础;②全面优选推广使用高效、个性化PDC钻头,有效地提高了难钻地层平均机械钻速;③研发应用的抗200℃高温、抗复合盐水等钻井液及主动承压堵漏技术,有效地减少了高温、高压盐水、井漏等复杂地层钻进的井下复杂情况;④精细控压钻井及精细控压固井技术应用于窄密度窗口、多压力系统、压力敏感性地层,平均钻完井液漏失量下降90%以上,复杂处理时间缩短85%以上,固井质量合格率提高20%以上;⑤集成应用的气体钻井等提速技术和工具,使得钻井周期和成本均大幅度缩减。结论认为,该试验攻关成果已基本支撑了四川盆地...     

织金煤层气浅层大位移水平井钻完井技术

针对织金区块存在表层漏失、摩阻大、下套管困难等难题,从堵漏方式优选、井眼轨道优化设计、井身结构优化、钻井液体系优选、完井管串优化等方面进行了织金煤层气浅层大位移水平井钻完井技术研究,并在ZP-4井进行了成功应用。采用“导管跟钻”技术成功解决了表层漏失难题;采用优化的双增轨道设计,在满足近钻头地质导向对着陆点垂深精确调整的要求下,避免了单增轨道调整后容易出现“S”型轨迹的现象,降低了摩阻,保证了中靶精度;采用优化的完井管柱设计,成功实现了浅层大位移水平井生产套管的顺利下入。实践表明,织金煤层气浅层大位移水平井钻完井技术解决了该区块钻井存在的表层漏失、摩阻大、下套管困难等难题,为织金区块后续低成本、高效开发提供了技术支持。     

大庆油田钻井完井技术新进展及发展建议

“十二五”期间,大庆油田针对深层火山岩砂砾岩、致密油水平井、特高含水油田调整井和超浅稠油水平井等钻完井技术难题,在复杂地层钻完井技术、随钻测量与控制技术、深井提速提效关键技术与工具、钻井液技术和固井技术等方面开展了技术攻关,钻完井技术能力和水平得到了长足的进步和发展,并形成了具有大庆油田特色的钻完井配套技术,基本满足了大庆油田钻井提速、提效和降本的技术需求。“十三五”期间,为了满足大庆油田深部气藏和“三低”油田经济有效勘探开发的需求,实现年产油气当量4 000×104 t持续稳产的战略目标,需在深部难钻地层、复杂区块调整井和非常规油气资源等3个领域以及前沿高端技术方面开展攻关研究,持续推进大庆油田钻完井技术的进步和发展,为大庆油田健康可持续发展提供钻完井技术保障。