大位移井钻井液关键技术问题

目前大位移井已成为开发边际油田的最有效手段之一,其中的钻井液技术关系到大位移井的成败.从降低摩阻和扭矩、保持井眼清洁、维持井壁稳定3个方面总结分析了大位移井钻井液的关键技术问题,并提出了相应的解决措施,同时综述了近年来国内外在大位移井钻井液关键技术方面取得的研究进展,最后预测了大位移井钻井液技术在未来一段时期的发展趋势.     

大位移井钻井液技术综述

大位移井技术是一项实施难度极高的钻井技术,其技术难点涉及到井眼净化、井壁稳定、润滑与减摩等几方面的问题,其中每一个问题都与钻井液技术密切相关,但仅仅依靠提高钻井液技术又无法解决相关问题。通过收集和分析国内外大量水平井和部分典型大位移井的施工资料,介绍了大位移井的施工技术现状,指出了国内外相关领域的技术差别,并就常见问题的解决对策及其实用性进行了归纳总结,并提出大位移井钻井所遇到的绝大部分技术问题实际上都可以归结到摩擦领域,对中国发展真正意义上的大位移井技术具有一定的借鉴意义。     

胜利油田大位移井钻井液技术研究与应用

介绍了胜利油田大位移井钻井液技术发展、技术关键及施工工艺，对研究应用的几种钻井液体系配方、性能和应用情况进行了说明。通过对水基钻井液性能的调节，并引入了黑色正电胶BPS、纳米乳液等钻井液处理剂，满足了大位移井施工对摩阻扭矩、井眼稳定、携岩、抑制等技术的要求，保证了钻井完井作业的顺利进行。认为研究应用的水基钻井液在现有钻井设备的基础上，能够用于水平位移从4000～5000m井的施工，用低毒性油基钻井液可进行更大位移井的施工。     

大位移井钻井延伸极限研究与工程设计方法

大位移井在海洋、滩海、湖泊及山地等复杂地区油气资源的高效开发中应用广泛,大位移井钻井技术具有约束因素多、作业难度大、作业风险高等基本特点,其井眼延伸极限的预测和控制对于安全钻进意义重大。在概述国内外大位移井钻井延伸极限研究进展的基础上,重点介绍了大位移井钻井延伸极限的预测模型和分布规律,提出了基于延伸极限的大位移井钻井优化设计方法,并应用大位移井钻井延伸极限理论分析了萨哈林地区Z–42大位移井的水平段旋转钻进极限及完井管柱下入极限,认为提升钻机性能可大幅度提高井眼延伸极限,旋转接头和减阻接头可提高完井管柱的下入极限。研究结果表明,开展大位移井钻井延伸极限预测理论和控制方法研究,可为大位移井的风险预测、优化设计及安全控制提供科学依据。      

垦利16-1油田浅层大位移井钻井关键技术

垦利16-1油田位于渤海南部海域,是典型边际油田,该油田油藏埋深浅且存在大段疏松砂岩地层,为大位移井钻井带来轨迹控制困难、井眼延伸难度大等难题。笔者从地质背景出发,分析了研究区域大位移井钻井的技术难点,以KL16-1-A25井为例,分析了浅层大位移井关键钻井技术。研究表明,井眼轨迹控制技术、井下工况监测与控制技术的应用对于精确控制浅层大位移井的轨迹具有良好的应用效果,尤其是TruLink工具的应用实现了动态连续测斜、Optidrill系统的应用动态实时反映井下状况等,有效保障了大位移井眼的持续延伸;钻井液优化技术能够显著提高浅层大位移井钻井液的携岩性、润滑性和封堵性;PC-LET YK水泥浆体系和加长胶塞的应用有效保障了浅层大位移井的固井质量。本文研究成果对渤海油田浅层大位移井的钻井作业具有良好的借鉴作用,可为渤海油田增储上产提供有力的技术支持。     

大港油田大位移井钻井实践和技术最新进展

介绍了大港油田大位移井钻井技术的发展背景和概况。以北堡西3×1井为例,从井眼轨道优化设计、钻具组合优化设计、井身结构优化设计以及钻井液技术等方面分析了大港油田大位移井钻井技术措施,并从摩阻/扭矩分析、轨道设计方法、井眼清洁厦参数优选、钻井液体系研究、井下工具研制和计算软件开发等方面介绍了大港油田大位移井钻井技术的最新进展情况,对大港油田及环渤海地区的大位移井钻井施工具有一定的借鉴意义。     

中国海洋石油大位移井钻井技术现状及展望

大位移井是海洋油气资源开发的重要方式，可以减少生产平台的建造以及实施油气滚动勘探开发，近年来中国海洋石油大位移井钻井技术有了新发展。阐述了大位移井井眼轨道优化设计与定量评价、钻井液与含油岩屑处理、井眼高效净化与监测方法、降摩减扭安全钻井、套管高效下入等技术研究现状，总结了拟悬链线轨道设计、海上岩屑深度固控处理、井眼清洁监测方法、降摩减扭工具、管柱下入辅助工具等技术进展。在此基础上，对未来大位移井面临的需求和挑战进行了展望，指出应持续加大大位移井裸眼延伸能力、水力延伸能力、机械延伸能力的科技创新研究，进一步满足各海域边际油气田开发、老油田二次调整对大位移井技术的更高需求。     

分支井和大位移井钻井技术

分支井和大位移井都有是新概念。早在５０年代，前苏联就已开始钻分支井；而大位移井则更早，始于２０年代。不过，这两项技术的迅速发展以及应用的不断增加却是９０年代的事。本文将介绍近年来国外在分支井和大位移井钻井技术方面的新进展。     

大位移井技术的发展现状及启示

大位移钻井代表了当今世界的最高钻井技术,它已成为开发边际油田的最有效手段之一。在英国的WF油田,最近已钻成了水平位移10000m的大位移井,位移与垂深的比值达6.14。严格说,我国还没有独立完成过大位移井(最高指标是水平位移2600m,位移与垂深的比值不到1.5)。中国海洋石油总公司已获油气储量中近一半是边际油田的,它们无法用常规技术开发。用大位移钻井技术开发这些边际油田,是我国海洋石油工业的重要课题。文中介绍了国内外大位移钻井技术的现状,深入分析了其中的关键技术问题及存在的差距,以期促进我国海上大位移钻井技术的发展。     

D2-19大斜度井钻井技术

D2- 19井是江苏油田为开发湖底油田,采用常规ZJ45钻机装备施工的1口位移与垂深比约为1的定向大斜度井。最大井斜角65°,完钻井深3046m,垂深2185.49m,井底位移1795m。介绍了该井在井身剖面设计、井壁稳定控制、井身轨迹控制、钻井液性能的维护处理、安全钻井技术等方面所采取的技术措施。实践证明,所采取的工艺措施是行之有效的,其复杂时效仅为1.8%,事故时效为0。该井的钻探成功,为利用常规装备和工艺技术施工位移垂深比约为1、井底位移在2500m以内的定向大斜度井提供了一定的经验。     

川东复杂地层防塌技术初探

分析了川东地区复杂地质条件下钻井作业中发生井塌的主要原因及几种常见井塌类型,即高角度地层井壁垮塌、易永化地层井壁垮塌、地应力引起的井壁垮塌以及工程因素引起的井壁垮塌等。介绍了川东地区防止井塌的方法:使用防塌钻井液,确定合理的钻井液密度,在地应力强烈的区域钻井应寻找应力差较小的区块钻井或改变井眼轨迹以及利用工程技术处理井塌等。提出了该地区预防和处理井塌中存在的问题知今后的研究方向。     

赵东F-1大位移定向井钻井技术

赵东F-1井是大港油田第一口对外反承包的四段制定向探井,是我国陆上迄今为止水平位移最大的定向井,共有4个靶点。完钻井深4420m,垂深3329.02m,水平位移2624.70m,最大井斜52.48°;中靶精度高,靶区偏差最大17.94m,井眼轨迹与设计线最大偏差仅2.3°。应用电动钻机和顶部驱动钻井设备,优化钻具组合,完善钻井液性能,仅用79d就安全优质地钻成了这口大斜度高难度定向井。详细介绍了施工过程及技术措施。     

国内外小井眼钻井设备的发展

由于小井眼钻井成本低、排出岩屑体积小，对环境污染小，近几年来在世界范围内得到了大力发展，因此，各种小井眼钻井设备应运而生。介绍了目前国外小井眼钻井设备的发展状况及特点，提出了我国发展小井眼钻井设备的建议，并给出了一种小井眼钻机的初步方案。     

QK17-2大位移井的井眼净化研究

井眼净化是大位移井中的一项关键技术,井眼净化不好易导致黏附卡钻等多种问题的发生。在考虑钻井液性能、钻具旋转、机械钻速等因素的基础上,设计了QK17-2-P33大位移井中岩屑滚动运移和悬浮运移的最小环空返速及临界排量,分析了实钻过程中QK17-2-P30大位移井的基本情况及QK17-2-P31井钻井过程中由于井眼净化不好而导致卡钻的原因,为今后大位移井的井眼净化提供了借鉴。     

小井眼丛式井井眼轨迹控制技术

吉林油田为开发低产低渗透油田,在1个平台上钻了4口φ152.4mm的小井眼丛式升,井深1729.47~1855.53m,最大井斜角42°,最大水平位移514m,比常规井眼降低成本19.1%。井眼轨迹控制是小井眼丛式钻井技术的重点和难点,文中探讨了钻具组合、上部井眼曲率、钻井参数以及钻头选型对小井眼轨迹控制的影响,并建立了相应的井眼轨迹控制模式。     

TK108H中曲率水平井钻井技术

针对塔河1号油田复杂的地质特点,优化井身结构设计,优选钻井液体系,利用SST有线和MWD无线随钻监测井眼轨迹,合理利用配套的水平井钻井技术,安全快速成功地施工了当量井深达6023m的TK108H中曲率水平井。在本次钻井中,首次在塔北地区选用F320-3DH型钻机,开创了国内F320-3DH型(6000m)钻机施工深井水平井的先例。     

浅层定向井连续控制钻井技术

介绍了浅层定向井的技术特点、连续控制钻井技术的原理、方法以及在辽河油田的应用情况,并对经济效益进行了分析.现场应用表明,连续控制钻井技术有效地提高了井眼轨迹的控制能力和控制精度,简化了钻具组合,减少了起下钻次数,从而可以提高钻井速度和井身质量、缩短钻井周期,具有显著的经济效益.     

多靶点、大斜度张28井钻井液技术

张28井是大斜度多靶点的定向探井,目的是为探明张店油田南38断块宽缓鼻状构造油气情况。该井斜深为3034.00 m、造斜点为1950.50 m、A靶点为2247.71 m、B靶点为2491.92 m、C靶点为2824.97 m、最大井斜为75°、井底位移为926.31 m。针对不同井段、井斜、地层及诸多工程不利因素影响情况,采取了不同的钻井液技术措施。井深1900-2122 m填井前的造斜井段到增斜井段,用聚合物润滑钻井液;井深1950-2175 m填井后重新定向,用正电胶聚合物钻井液;井深2175-2480 m增斜井段,用正电胶聚合物润滑钻井液;井深2480-3034 m稳斜井段,用正电胶聚合物润滑防塌钻井液。现场应用结果表明,正电肢聚合物润滑防塌钻井液与其它处理剂配伍性好,具有较强的抑制性、防塌性,携岩能力强、润滑性好,并能较好地保护油气层,满足了南阳油田张店地区复杂地层特殊井的施工要求。     

PRT钻井液在墨西哥REYNOSA油田的试验

墨西哥REYNOSA油田目的层主要为第三系泥页岩地层.泥页岩具有极强的水化分散能力,层理、裂缝发育,中下部地层中含大量的CO2气体.钻进过程中使用水基钻井液难以控制缩径、垮塌和卡钻等井下复杂情况.中油钻井液公司使用抑制性、封堵性及抗污染能力强的PRT钻井液在该油田enavides105井进行试验,以机械钻速、井下复杂情况、井径曲线和钻井液性能作为指标,评价其在该油田的应用效果.试验结果表明,PRT钻井液抗岩屑和CO2气体污染能力强.流变性能稳定,井径扩大率仅为0.5%,钻井液性能稳定,井下安全,电测和下套管顺利,保证了顺利施工.     

长裸眼定向井的钻井液工艺技术

介绍了长裸眼中斜度定向井的钻井液体系及处理方案,以及润滑防卡、井眼净化和井壁稳定等3个关键技术问题的解决方法。列举了4口井的应用情况及钻井液性能。实践证明,所选择的钻井液工艺技术较好地满足了钻深3623m、井斜49°、井底水平位移1229m、裸眼井段长达3224.5 m、裸眼斜井段长达2292 m的定向井对钻井液的要求。