威远区块页岩气“井工厂”钻井技术

威远区块地表为低山丘陵地貌,交通运输不便,增加了钻井成本,且钻井平台周围有居民散居,导致井场建设和钻井过程中在健康、安全和环保方面面临巨大挑战。为此,针对威远区块的地貌特征及该区块的页岩气开发特点,开展了山地"井工厂"井网部署和井眼轨道设计、井眼轨迹控制、丛式井组防碰设计、TI-350T全液压深井智能钻机应用和"井工厂"钻井作业流程设计等方面的研究,形成了高效的页岩气"井工厂"钻井技术。该钻井技术在威204H11平台进行了应用,平均机械钻速达到7.13 m/h,钻机井间运移仅需2.0 h,钻井液利用率达到80%以上,大大减少了非钻井作业时间、降低了钻井成本。应用表明,该"井工厂"钻井技术可为国内其他类似页岩气区块的高效开发提供借鉴。      

涪陵地区页岩气山地“井工厂”钻井技术

涪陵页岩气田地处山地,环境复杂,井场面积受限,钻前与钻井施工组织难度大、成本高.为此,借鉴国外页岩气工厂化流水作业理念,针对涪陵山地特点及页岩气地质与开发特征,开展了涪陵山地"井工厂"井网部署和井眼轨道设计、井间快速移动钻机改造、工厂化钻井作业流程设计、批量化作业方案设计等方面的研究,形成了适应涪陵山地特点的页岩气"井工厂"钻井技术.在JY30和JY28平台的应用表明,涪陵地区页岩山地"井工厂"钻井技术具有提高钻机作业效率、缩短建井周期、提高资源综合利用率和降低废液排放量等技术优势,并保障了涪陵页岩气井4井式平台当年完成建平台、开钻、完钻、压裂试气和投产目标的实现,对国内类似页岩气区块的开发具有借鉴意义.      

涪陵页岩气田“井工厂”技术

涪陵页岩气田是我国第一个投入商业化开发的国家级页岩气示范区,经过3年的技术攻关和现场试验及应用,形成了一套适合复杂山地页岩气特点的"井工厂"技术,极大地缩短了开发周期,降低了工程成本。涪陵页岩气田"井工厂"关键技术主要包括山地"井工厂"布局优化设计、页岩气"井工厂"钻井作业模式、"井工厂"压裂作业模式以及撬装化建站等4个方面。现场试验与推广应用情况表明,采用单钻机2~4井和双钻机5~8井"井工厂"钻井模式,单机组拉链式"井工厂"压裂与双机组同步"井工厂"压裂模式,可以达到当年完成建平台、钻井、压裂、试气、投产的开发要求。"井工厂"技术为涪陵页岩气田50×108 m3/a一期产能建设的顺利完成提供了强有力的技术支撑,并成为页岩气田经济开发的核心技术,对我国页岩气规模化开发具有重要的借鉴和引领作用。      

延川南煤层气低成本高效钻井技术探索与实践

储层丰度低、单井产量低是制约煤层气开发的瓶颈,因此如何提高钻井效率、控制成本是实现煤层气有效开发的关键。在总结延川南煤层气区块前期钻井经验的基础上,引入"井工厂"钻井模式,重点开展了井组及施工工序优化、预偏离防碰、导向钻具、个性化钻头和高效堵漏等降本增效技术的研究和实践,并利用学习曲线法对关键技术进行了持续优化,形成了煤层气低成本高效钻井技术。延川南煤层气区块808口井采用了煤层气低成本高效钻井技术,优质高效地完成了产能建设任务,其中平均单井钻井周期较产能建设前缩短30.3%以上,机械钻速提高了51.6%以上。研究与实践表明,煤层气开发时应用"井工厂"钻井模式能够显著控制钻井成本,提高开发效率,实现煤层气有效开发。      

苏53区块“井工厂”技术

苏里格气田是典型的低压、低渗透、低丰度致密砂岩气藏,储层物性差,单井产量低,经济效益差。为提高该气田的开发效果和经济效益,通过不断探索和实践,结合储层特点和钻井作业条件,建立了一套适合该气田的以"方案设计最优化、工程技术模板化、施工作业流程化、作业规程标准化、资源利用综合化和队伍管理一体化"为核心的"井工厂"作业模式。方案设计最优化包括地质方案、钻井方案和压裂方案的优化;工程技术模板化包含"1+2+2"钻头选型及与之相配套的技术模板;施工作业流程化就是按照流程批量钻不同井段和分批次进行连续压裂作业;作业规程标准化是为工厂化钻完井与压裂制订标准化的作业规程。"井工厂"作业提高了苏53区块的作业效率,缩短了钻井周期,节约了生产成本,仅用210 d就完成了一个平台13口井（10口水平井、2口定向井和1口直井）的征地建井场、钻井、完井、压裂、试气和投产等工作,而且13口井经过大规模同步体积压裂改造,有效地提高了单井产量。      

页岩气“井工厂”钻井技术现状及展望

"井工厂"技术可以缩短建井周期,降低钻井成本,大幅度提高资源及设备利用率,在页岩气等低渗透、低品位非常规油气资源开发中具有显著的技术优势,并在北美页岩气开发中获得成功应用。在国外文献调研的基础上,介绍了国内外"井工厂"钻井技术现状,详细分析了页岩气"井工厂"关键技术,总结了"井工厂"钻井技术的特点,并指出国内现有的技术储备、配套设备及工具等还不能完全满足"井工厂"作业的需求,还没有形成一套完整的"井工厂"施工及评价标准。因此,建议树立全过程成本控制理念,吸收我国海洋平台钻井技术和致密气藏"井工厂"开发模式的成功经验,针对性地开展个性化工具及配套技术的研发,尽快形成我国页岩气"井工厂"钻井技术的行业标准和钻后评价体系。     

学习曲线在煤层气井工厂钻井模式中的应用

学习曲线理论从产生到现在一直受到广泛的关注,并取得了很好的应用效果,但在非常规油气开发中应用较少。延川南煤层气田目前正处于产建阶段,采用了"井工厂"钻井模式进行开发。首先对学习曲线进行了简要的介绍,然后针对延川南煤层气"井工厂"钻井模式建立了相应的学习曲线模型。在对气田整体钻井数据进行分析的基础上,明确了适用条件和适用范围,拟合求解出区块钻井学习曲线的相关系数。并利用实钻数据进行计算验证,平均误差仅为8%,效果良好。为预测区块钻井周期提供了一种新的手段,也为区块规模开发奠定了技术基础。     

玛湖油田集中钻井作业模式认识及实践

玛湖油田玛18井区位于准噶尔盆地中央坳陷玛湖凹陷西斜坡区,目的层三叠系百口泉组,平均井深3 950m,是2015年新疆油田增储上产的主力区块。为加快钻井速度、降低作业成本,实现规模效益开发,采用四井式平台钻井和工厂化钻井相结合的集中钻井模式作业。重点介绍了玛18井区平台集中钻井实施情况,根据生产实践总结了集中钻井模式下平台生产、管理、保障、提速等施工经验,对其它区块集中钻井、工厂化钻井作业具有一定借鉴价值。     

考虑“井工厂”学习效应的平台位置优化方法

随着"井工厂"技术的不断应用,"井工厂"模式所产生的学习效应对钻井费用及平台位置的选择具有重要的影响,研究该模式下的平台位置优化问题就变得很有必要。为此,结合"井工厂"钻井学习曲线,提出了"钻井学习指数"的概念,以量化"井工厂"模式下单井平均节约费用与平台布井数量之间的关系;进而考虑"钻井学习指数"、平台最大容量及轨道复杂度对平台位置选择的影响,建立了"井工厂"模式下丛式水平井平台位置优化模型;根据遗传算法原理,并结合每口井只能对应一个平台以及每个平台所允许的最大井数等特点,对遗传算子进行了改进,给出了所建立模型的解算步骤。算例分析结果表明,所提出的优化模型能够在满足所给定约束条件的前提下,减少平台数量,增加每个平台的井数。结论认为,考虑"井工厂"学习效应的平台位置优化模型能够充分发挥"井工厂"的技术优势,是一种降低丛式水平井建井费用的有效方法。     

煤层气“井工厂”钻井完井技术探讨

煤层气井单井产量普遍较低,开发过程中只有实施低成本战略才能取得较好的经济效益。随着延川南煤层气区块产能建设的启动,对钻井周期及钻井成本提出了更高的要求。煤层气"井工厂"钻井开发模式的提出,对于达到低成本高效开发煤层气的要求具有重要的意义。结合延川南煤层气区块的特点,在现有丛式井钻井技术的基础上,从钻井设备、钻井顺序、关键工艺技术等几方面进行探讨和研究,提出了一套适合于延川南煤层气开发的"井工厂"钻井完井工艺技术,为区块大规模开发奠定良好的技术基础。     

日光油田“井工厂”关键技术应用研究

非常规油气开发需要大规模高效低成本的水平井和压裂技术,为此,日光油田使用"井工厂"关键技术达到节约成本和提高效益目的。介绍了日光油田"井工厂"开发现状,阐述了油气资源数据库的特点,分析了特殊钻机与双燃料系统经济性。对井场部署与钻井顺序进行深入研究,提出了"井工厂"开发的空间和时间优化的影响因素。为了降低与邻井相碰风险和提高钻井效率,优化了井眼轨迹设计。研究了2口井同步压裂的施工方案,对作业效率和产量进行评价,结果显示节约了50%压裂周期和30%作业成本,初始日产量和稳产2年后日产量分别提高了3.2倍和1.6倍。     

钻机步进式移运装置的研制与应用

根据页岩气"井工厂"的开发模式要求,结合页岩气地理环境和钻井特点,研制了钻机步进式移运装置。该装置采用电液同步控制技术,利用顶升油缸和平移小车等部件实现模块钻机在带满立根状态下的纵向、横向及斜向的覆盖井场全方位移动。现场应用结果表明,钻机应用步进式移运装置在28#平台累计进行井间移运14次,平均单次移运时间为65 min,最大移运质量达到680 t,装置的各项性能满足设计要求,实现了预期的全方位移运,移运准确性及同步性均满足用户要求,有效缩短了钻井作业周期。该装置的成功研制对于实施井工厂钻井和加快页岩气示范区建设具有重大推动作用。     

涪陵页岩气田“井工厂”压裂工艺实践及认识

加快涪陵页岩气田焦石坝区块页岩气井大规模开发建设进程,完成一期产建目标,对于缓解我国能源资源短缺的现状具有重大的意义。通过借鉴国外已有的"井工厂"压裂模式理论,总结焦石坝一期试验井组单一机组加砂压裂施工过程中的经验和教训,初步形成了适合焦石坝地区的水平井组"井工厂"压裂模式分段压裂工艺。先后在焦页9#≠平台和焦页42#平台针对性开展了"井工厂"交叉压裂和同步压裂现场试验,均取得了较好的效果,极大的缩短了施工周期,为页岩气井进入快速投产创造了良好的先决条件。随着涪陵页岩气田一期产建的进行,逐步推广应用"井工厂"压裂模式,并根据现场实际情况,进行针对性的改进与优化,探索一整套适合于页岩气水平井高效试气压裂施工模式的技术和方法。     

页岩气“井工厂”开发关键技术

为了提高页岩气的开发效率,降低开发成本,减少对环境的影响,一个井场钻多口井进行批量化作业的"井工厂"开发模式在北美应用越来越广泛。为此,在国内外文献调研的基础上,分析了"井工厂"开发的特点及现状;介绍了主要的关键技术,包括井场部署、井组优化设计、可移动钻机、批量化作业、井眼轨迹控制、同步压裂、微地震监测、钻井液循环利用和压裂液回收利用。这些关键技术的应用对我国页岩气高效开发具有一定的借鉴意义。     

“井工厂”钻井成本模型构建与平台部署方案优化

“井工厂”作业模式使非常规油气实现了效益开发。通过分析非常规油气井工厂钻井的特点,明确了井工厂钻井成本构成要素,并对各要素进行了量化研究;根据井工厂钻井流程整合,构建了井工厂钻井成本分析模型;明确了井工厂钻井成本的影响因素,并对其进行了优化研究,构建了井工厂钻井成本优化算法,着重考虑了平台位置和平台数、钻井顺序、钻井学习效率、井型、井眼轨迹、批量化钻井工序、钻井液重复利用率等因素,结合渤海湾盆地济阳坳陷致密油藏钻井工程实践优化了模型参数,以成本最小为目标函数,得到了最优方案,并给出了最优方案中钻井成本各要素项的占比,其中钻机费用(40.55%)、套管费用(15.11%)、钻井液费用(14.80%)和固井费用(9.89%)为排序前4的成本要素项,4项费用之和占井工厂钻井总费用的80%以上。利用“余弦相似度”算法评估了成本计算模型的可信性,误差小于2%。该研究为非常规油气井工厂钻井方案优化设计和成本概算提供了理论依据。     

“井工厂”技术在我国非常规油气开发中的应用

"井工厂"技术能大幅度提高作业效率、降低工程成本,在致密油气、页岩油气等低渗透、低品位的非常规油气开发中具有显著的技术优势,因此该技术在北美地区进行了大规模应用,取得了巨大的经济效益。为了使该技术更好地应用于我国非常规油气开发中,在详细阐述"井工厂"技术的概念和特点的基础上,介绍了国外该技术的发展和应用现状,梳理了国内中国石油、中国石化对该技术的探索应用情况,并分析指出,国内配套的装备仪器还不能完全适应"井工厂"作业的需求,还没有实现真正意义上的流水线式施工,还没有形成一套成熟的"井工厂"作业模式。因此,建议树立"全过程低成本"的基本理念,总结我国致密气藏开发的成功经验,有针对性地集成和发展相配套的工程技术,设立"井工厂"技术项目部,规范管理,以形成真正符合我国非常规油气资源类型和开发规律的"井工厂"技术。     

苏53区块工厂化钻井完井关键技术

苏里格气田是国内最大的致密砂岩气田,苏53区块是该气田目前实施水平井整体开发的唯一区块。为提高该区块的开发效率,实现低成本开发,以前期实践和国内外工厂化作业先进经验为基础,通过强化区域地质研究,优化方案设计,加强施工管理,形成了适合苏里格气田工厂化作业的钻井完井技术。该技术主要包括水平井地质导向技术、钻井技术、储层改造技术等。地质导向技术主要通过完善地质模型和调整井眼轨迹,实现水平井准确入靶和高效钻进;钻井技术主要为优化井身结构及井眼轨道,优选PDC钻头和钻井液体系及设计钻机平移系统等;储层改造技术是根据区域地质特征及完钻参数,将体积压裂融入同步压裂,以提高储量动用。苏53区块通过实施工厂化钻井完井技术,水平井平均单井钻井周期比该区块常规水平井缩短15.98 d,平均单井储层钻遇率比该区块常规水平井提高4.9百分点,水平井平均单井产气量比该区块常规水平井高0.49×104 m3/d,其工厂化钻井完井技术可为国内非常规气藏水平井工厂化作业提供借鉴。      

页岩气水平井JY10HF井钻井关键技术及认识

JY10HF井是南川金佛山断坡第一口页岩气预探水平井,钻遇地层具有缝洞发育、倾角大和可钻性差等特点,钻井过程中面临易漏失、易坍塌、易井斜和机械钻速低等难题。鉴于此,采取"导管+四开制"井身结构、旋转导向控制井身轨迹、优选钻头及工具、优化堵漏措施等技术,完成了该井的施工任务。为进一步实现该区块页岩气水平井提速提效,分别从井身结构、井眼轨道设计和防斜打快等方面进行了探讨和优化,提出了优化技术套管下深、采用双二维轨道设计、应用欠平衡钻井技术和优选旋转导向工具等提速方案。研究内容可为类似页岩气区块开发提供技术支撑和方法指导。     

新型“井工厂”技术开发页岩气优势探讨

页岩气是资源量巨大的非常规资源,但其储层孔隙度与渗透率较低,导致气井单井产能低、开发难度高、生产投入大、投资风险高、经济效益差、对环境冲击大等负面影响。因而传统的钻井施工流程已不能满足其开发要求。为此,"井工厂"技术应运而生,介绍"井工厂"技术和特点,通过总结国内的实践探索对该技术的优势进行探讨,得出"井工厂"技术不仅能减少非作业及作业时间,且具有能显著降低勘探开发成本和环境压力等优点,对我国目前页岩气的开发探索至关重要。     

临兴区块致密砂岩气3D井设计与施工

临兴区块位于鄂尔多斯盆地东北部伊陕斜坡东段、晋西挠褶带西缘,致密砂岩气埋藏较深,地层岩性复杂是制约该区块开发的主要因素。为此,在分析该区块作业难点的基础上,以一口开双靶点定向井(3D井)为例,对井眼轨迹、井身结构和固井方法进行了设计,同时依据一开和二开所钻遇的地层特性对钻井液体系进行了优选。现场施工结果表明,3D井全井钻井周期21.07 d,作业时效96%,最大井斜角、裸眼段长度、井底水平位移及完钻井深均为临兴光导试验区记录,二开井段平均机械钻速相比邻井提高31%。所得结果可为区块的后续钻井作业提供参考。