低渗透油气藏高效开发钻完井技术研究主要进展

低渗透油气藏是当前国内外油气勘探开发的重点领域,以钻完井为核心的工程技术是实现低渗透油气藏高效开发的关键。“十三五”期间,针对川西、济阳坳陷等低渗透油气藏勘探开发中的技术难题,围绕钻井提速、增效和降低工程成本,开展了低渗透油气藏高效开发钻完井技术攻关研究,在175 ℃高温随钻测量系统、近钻头伽马成像技术、新型钻井提速工具、全过程储层保护技术、长效密封固井技术、精细分段完井技术等方面取得重大进展,初步形成了低渗透油气藏高效开发钻完井关键技术,并在济阳坳陷盐222区块、川西中江低渗透气田进行了现场应用,降本增效效果显著,为形成低渗透油气藏高效开发钻完井配套技术,实现不同类型低渗透油气藏高效开发奠定了坚实基础。      

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。     

中国石化石油工程技术现状及发展建议

石油工程技术是实现油气勘探开发的手段,是推进油气发展的重要动力。为了实现复杂油气藏的高效勘探开发和剩余油气的挖潜增效,满足勘探开发日益迫切的石油工程技术需求,中国石化近几年重点开展了优快钻井完井技术、复杂地层测井录井技术、特殊储层改造技术等技术攻关和相关装备的研制工作,有力支撑了中国石化70多个盆地、500多个区块的油气勘探开发和海外5大区域近40个国家油田技术服务市场的开拓。综述了中国石化石油工程技术的发展现状,着重介绍了钻井完井、测井录井和储层改造方面取得的技术突破;结合中国石化石油工程技术的发展目标和新的技术需求提出了发展建议,即加快发展关键核心技术,进一步完善适用于超深油气藏、页岩油气藏、致密油气藏、东部老油田等的集成配套技术,并重视非常规能源、深水油气开发技术的研究,全力打造一体化服务能力。      

低渗油气田高效开发钻井技术研究与实践

为了高效开发我国低渗油气田,获得更高的经济效益,进行了低渗油气田高效开发钻井技术研究。采取机理分析、室内试验、现场试验等方法,对提高泄流面积钻井技术、提高储层钻遇率技术、提高钻井效率技术、低渗油气田储层保护技术、低渗油气田完井关键技术进行了系统研究,形成了以五级分支井、径向钻孔、鱼骨状水平井、旋转导向钻井等技术为核心的提高泄流面积钻井技术,以气体钻井、全过程欠平衡钻井和钻头优化设计为主的提高钻井效率技术,以新型防水锁无黏土钻井液、新型生物酶完井液、有机盐可降解钻井完井液等为核心的低渗砂岩储层保护技术,以低渗油气藏水平井分段完井技术和低渗油气藏水平井提高固井质量关键技术为核心的低渗油气田完井关键技术;研制出了抗高温高压无线随钻测量仪、适用于泡沫空气钻井的电磁波随钻测量系统和适用于薄互层低渗油气藏的近钻头井斜角和方位角伽马测量仪及井下微流量测量装置。应用结果表明,低渗油气田高效开发钻井技术对高效开发我国低渗油气资源、实现能源储备战略具有重要的意义。      

胜利滩浅海复杂地层钻井关键技术研究与应用

胜利滩浅海地区油气资源储量丰富,老区产量递减快,勘探开发逐渐转向边际和深层,钻井过程中面临密集井网防碰难度大,深部坚硬地层钻速慢、复杂情况多发,油泥岩地层易坍塌,裂缝储层保护及固井质量要求高等难题。为有效解决上述钻井难题,通过理论研究、专项攻关和集成应用相结合的方法,形成了包括密集井组磁测距主动防碰技术、潜山复杂地层快速穿越技术、油泥岩多元封堵钻井液技术、高强恒定低密度水泥浆技术等关键技术。这些技术累计推广应用于200余口井,形成了重点区域标准优快钻完井施工模式,有效保障了密集井组的施工安全,提高了潜山地层的钻井机械钻速,降低了复杂时效。所得结论可为滩浅海油气资源的高效勘探开发提供技术保障。     

侧钻水平井应成为老区油气低产井改造增产的重要技术政策

世界每年新增可采储量的3/4来自老油气区。低油价时期,在大量低产老井不断产生的情况下,老油气区挖潜增产十分关键。老井侧钻水平井具有吨油成本较低、提高单井产量较大的技术优势,应成为老区低产井改造增产的重要技术措施,引起油气田管理者和钻井工作者的高度关注,尽早投入规模应用。介绍了侧钻水平井的理念、技术发展现状及国内外应用效果,指出下一步应加大径向侧钻水平井、气体侧钻、侧钻井无水压裂完井、连续管侧钻等方向的攻关力度,在深入研究油气藏工程的基础上,不断明确剩余油气分布,利用老井侧钻水平井把相对集中的剩余油气开采出来,以提高区域油气采收率,大幅度提高开发经济效益。     

胜利油田保护储层的水平井钻、完井液技术

胜利油田的水平井钻、完井液开发应用已经有20余年历史,形成多项具有胜利特色的保护油气层的钻、完井液技术.从低密度钻井液、全油基钻井液完井液、保护低渗储层钻井液完井液、非渗透钻井液完井液和特殊的分支井钻井液完井液技术等5个方面进行了阐述.研究发现,在水平井钻、完井液技术中,最重要的是要保持钻井液具有强润滑性能、携岩性和储层保护性.在特强水敏性地层,需要采用全油基钻、完井液体系;在将来的水平井钻、完井液技术中,要特别注意采用全过程欠平衡钻井结合使用低(无)伤害体系;在储层钻进中建议使用专门的储层钻开液,以最大程度保护储层;钻完井后,需要实施高效解堵技术,特别是无伤害解堵技术(免酸洗和自解堵技术).实施以上技术可以建立有效的储层-油气井通道,实现油气产量最大化.     

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。      

保护低压油气藏的钻井液技术研究

分析了花土沟油田油藏地质特征、岩性及储层物性,依据储层敏感性评价结果,确定了保护低压油气藏的钻井完井液技术对策及配方,即无固相甲酸盐钻井完井液、无(微)粘土相强抑制性聚合物钻井完井液和微泡沫钻井完井液.现场应用表明,3种钻井液性能稳定,对地层泥页岩水化分散和吸水膨胀的抑制能力强,提高了钻井速度,保护油气层效果好,满足了钻井施工要求,减少了井眼缩径卡钻等复杂情况.用这3种钻井液钻井与在同等条件下用两性离子聚合物钻井液钻井的产油量(3.83 t/d)相比,其产油量平均增加了0.26～1.74 t/d,经济效益明显.     

钻井录井信息与随钻测量信息的集成和发展

钻完井工程是一项复杂且高风险、高投资的系统工程，钻完井工程可产出大量信息，实现录井信息化、网络化和集成是保障安全、优质、低成本钻完井的重要前提。在系统介绍录井信息主要类别的基础上，综述了随钻测量技术现状，归纳了钻井液脉冲随钻测量、传输技术（mud-MWD）的优缺点，分别就随钻测斜、随钻测井、随钻测压、随钻核磁共振成像测井、随钻地震与随钻垂直地震测井和随钻声波测井、随钻旋转导向和随钻地质导向等几种随钻信息采集、处理、控制和应用技术予以阐述，分析了mud—MWD既是在用的主要服务技术又是制约钻井随钻闭环测控技术发展的瓶颈。并为推荐基于电子钻柱的智能随钻集成技术与智能钻井，介绍了智能钻井的基本理论、基本技术、作用与技术关键及难点。     

胜利油田特殊结构井开发技术新进展

通过技术探索、研究试验、推广应用和新技术攻关,胜利油田发展形成了底水油藏、屋脊断块油藏、稠油油藏、地层不整合油藏及整装油藏特殊结构井地质油藏工程设计技术、钻井完井采油配套技术,形成了水平井、大位移水平井、分支水平井、鱼骨状分支水平井、老井侧钻水平井、老井侧钻定向井等井型.已在各类油藏181个开发单元完钻各类水平井586口,284个开发单元完钻老井侧钻定向井742口,年产油量分别达到119×104t和79×104t,累计产油已分别达到825×104t和409×104t.特殊结构井开发技术已成为胜利油田新、老区增产稳产的主导技术之一,近年来在薄层油藏、特高含水期厚层正韵律油藏、潜山特稠油油藏、特超稠油油藏、复杂断块油藏特殊结构井油藏描述、油藏工程优化设计、钻井工艺、完井工艺、采油工艺等方面取得了新进展,现场应用取得良好效果.图10参35     

侧钻井大通径尾管完井技术研究及应用

胜利油田侧钻井普遍为?177.8 mm和?139.7 mm套管侧钻井,存在环空间隙小、完井内径有限等问题,特别是潜山油藏二开次侧钻困难、稠油油藏侧钻井注汽工艺不配套、砂岩油藏侧钻后难以机械防砂等难题突出。为了解决上述难题,优选侧钻井扩眼工艺,优化大通径尾管完井方案设计,研发了大通径膨胀悬挂器、预应力地锚和胶塞测试接头等配套工具,并从完井尾管优选、水泥浆体系优化和提高套管居中度等方面完善配套工艺,形成了侧钻井大通径尾管完井技术。现场应用表明,该技术有效地解决了潜山、稠油和砂岩等特殊油藏侧钻井完井难题,具备进一步推广前景。     

国内第一口分支水平井钻井技术

胜利油田为适应提高勘探开发总体效益和开发老油田剩余油资源及特殊油藏的需要,试验完成了国内首口分支水平井－桩1－支平1井,探索了适合胜利油田钻井工艺技术特点和装备水平的分支水平井钻井完井技术。重点讨论了分支水平井工程设计、钻井工艺、定向回接、钻井液及塑性水泥固井等技术。     

南堡潜山油气藏小井眼开窗侧钻技术

南堡潜山油气藏因埋藏深,导致井身结构复杂、钻井周期长、成本高,为进一步提高勘探开发效益,开展了老井?177.8 mm 套管开窗侧钻二开次完井试验工作。NP280C 井是南堡油田第一口?177.8 mm 套管开窗侧钻潜山井,该井开窗侧钻点深、二开次完井井眼尺寸小,给开窗侧钻作业带来诸多难题。通过优选深层套管开窗侧钻工艺、小井眼扩眼技术、膨胀尾管悬挂器+ 直连套管完井方案,探索出一系列钻完井技术对策,保证了NP280C 井套管开窗侧钻作业的成功实施。为南堡油田深层潜山老井重复利用提供了技术支持,也为同类油气藏老井侧钻施工提供了技术借鉴。     

深井超深井钻完井技术现状、挑战和“十三五”发展方向

"十二五"期间,为解决塔里木、四川等盆地超深油气藏勘探开发所遇到的深井超深井钻完井难题,中石油研制了一批具有自主知识产权的重大装备、工具、仪器、工作液等,包括:①8 000 m钻机、四单根立柱超深井钻机、5 000/7 000 m钻机管柱自动化处理装置、精细控压钻井技术与装备、双燃料/高可靠性钻机动力机组、气体/欠平衡钻井装备等6项深井超深井核心装备;②自动垂直钻井工具、涡轮钻具、高效PDC钻头、系列复合钻头、水力脉冲提速工具、钻井井下安全监控系统、顶驱下套管装置等7项核心工具;③高温高密度水基钻井液、油基钻井液、高温大温差固井水泥浆、韧性水泥浆体系等4项钻井液和水泥浆体系。研究认为,"十三五"期间深井超深井钻完井所面临的挑战包括:深井超深井高温、高压、窄密度窗口、井筒完整性等,以及降本增效的巨大压力,亟待在深井超深井高效运移钻机、高效破岩钻头和辅助工具、井筒完整性、井下宽带信息传输技术等方面开展攻关并力争取得技术突破。结论认为:上述研究和试验成果有力地提升了中石油超深井钻完井的能力和水平,将对中石油油气勘探开发业务起到重要的支撑作用。     

火成岩油藏钻井完井技术探讨

介绍了胜利油田罗１５１区火成岩油藏的开发情况，并对该区钻井工程设计及完井方式进行了优化。三口井钻井完井试验表明，优化钻井完井技术措施能提高机械钻速、缩短完井周期、提高油井产量、降低钻井完井成本，经济效益非常显著。     

有机盐强抑制可降解钻(完)井液在胜利油田的应用

胜利油田低渗油藏储量丰富,目前多采用水平井开发方式,但常规钻井液往往会对储集层造成伤害,降低油气井产量。因此,有必要选择一种适合的钻井液体系。对有机盐强抑制可降解钻、完井液技术进行了筛选,并在胜利油田多个区块进行了现场应用,取得了较为理想的效果,有机盐强抑制可降解钻、完井液体系对胜利油田低渗储集层有较好的保护作用,能显著提高油气产量,提高勘探开发效益。     

胜利油田水平井完井及采油配套技术

经过"八五"以来的科技攻关和技术配套,胜利油田水平井完井技术取得了长足的进步,由单一的固井射孔完井发展为适应不同油藏类型的多种完井方式,形成了疏松砂岩油藏水平井裸眼防砂完井一体化技术、水平井砾石充填防砂完井技术、鱼骨状分支水平井完井技术、低渗透油藏水平井分段压裂技术等.同时,水平井开采技术发展迅速,可实现水平井分段优化射孔、任意层段卡堵水和选择性采油技术,特别是针对采用裸眼防砂完井技术的水平井,开发了高效注蒸汽热采技术,满足了胜利油田选择性开采的需要.另外,还研究形成了水平井井下管柱打捞技术,以解水平井修井工作的燃眉之急.水平井完井及采油配套技术系列,在稠油、断块和整装等不同类型油藏规模化应用中获得了较好的经济效益.分析了目前胜利油田水平井开发过程中存在的主要问题,阐述了今后技术发展的方向和攻关目标.     

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...