涪陵江东区块三维水平井优快钻井技术——以焦页91平台为例

涪陵二期建产区地质构造比一期更加复杂,目的层埋深更深,水平段倾角变化较大,这些客观因素造成钻井施工困难,钻井周期普遍延长。焦页91平台是部署在二期江东区块西南部的边缘井,地质条件复杂,钻井工程施工难度大。本文深入分析了该平台的第1口井焦页91-2HF井施工过程中遇到的复杂情况以及造成钻井周期长的主要原因,在后续2口井的施工过程中,针对第1口井出现的问题,采取改进堵漏措施,钻头、螺杆优选,优化井眼轨道,配套提速工具,提高钻井液性能,使用旋转导向工具等技术措施,精细施工,取得了良好的效果,钻头行程和机械钻速大幅提升,钻井周期大大缩短,为涪陵二期江东区块钻井施工提供了经验。     

涪陵页岩气田水平井组优快钻井技术

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,与北美相比,涪陵地区地表条件、地质条件和页岩气储层特征更加复杂、储层埋藏更深,开发初期钻井机械钻速低、钻井周期长、成本高。为此开展了涪陵页岩气田水平井组优快钻井技术研究,形成了集水平井组钻井工程优化设计、水平井优快钻井技术、国产低成本油基钻井液、满足大型压裂要求的长水平段水平井固井技术、山地特点"井工厂"钻井技术以及绿色环保钻井技术为核心的页岩气水平井组优快钻井技术体系。在涪陵页岩气田推广应用了290口井,完井256口,平均单井机械钻速提高了182%,平均单井钻井周期缩短了55%,平均单井钻井成本降低了34%。为涪陵页岩气田年50亿m~3一期产能建设的顺利完成提供了强有力的技术支撑,对我国页岩气规模开发提供了重要的借鉴和引领作用。     

控压钻井技术在涪陵页岩气田的实践与认识

随着涪陵页岩气田勘探开发进程的不断深入,长水平段页岩气井在钻井过程中遇到的复杂事故愈发凸显。目的层龙马溪组,裂缝发育、岩性构成复杂且破碎严重,钻井中钻井液密度窗口窄,易发生垮塌、溢漏同存、水平井段漏失大量油基泥浆等问题。为了快速、安全有效地钻穿复杂页岩层段,采用控压钻井技术破解长水平段页岩气井井漏的钻井难题,在焦页33-4HF井应用控压钻井技术,在长水平段钻遇多个不同压力系数的漏失显示层,安全钻达完钻井深,大大减少了油基泥浆的漏失及其不良影响,减小了经济损失,取得了显著应用效果。     

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。     

焦石坝地区海相页岩气水平井优快钻井技术

川东南焦石坝地区海相页岩气井具有地表和地下地质条件复杂、井壁稳定困难、井眼轨迹要求高、造斜段及水平段钻进困难、长水平段固井难度大等特点及难点,经过攻关研究,配套形成了三开井身结构、浅层气安全钻井、气体钻井、复合钻井、水平井钻井、油基钻井液、弹塑性水泥浆体系、钻头选型及参数优化以及地质跟踪导向等钻井技术,实现了该地区勘探井的优快钻井,有效支撑了勘探工作。     

青西地区优快钻井技术研究与应用

针对青西地区存在的地层岩性不均、可钻性差、井漏、井塌、井斜难以控制等钻井技术难点，在大量的室内实验分析与研究的基础上，通过井身结构优化设计技术、地层岩石可钻性剖面的建立与钻头优化选型技术、PDC钻头个性化设计与使用技术、钻井液类型优选及其井壁稳定性技术的成功试验应用，钻井速度大幅度提高，钻井周期明显缩短，实现了青西地区优快钻井的目标。     

玉东优快钻井技术配套与应用

由于吐哈油田玉东地区机速低、周期长、井身质量难以控制,严重影响了油田勘探速度,2011年3月至2011年底,研究推广应用了玉东优快钻井技术,从排量、PDC钻头选型、复合钻井、井眼轨迹控制、事故与复杂预防等几方面着手,有效地提高了玉东地区的钻井速度。     

塔里木果勒西区块火成岩优快钻井技术

近年来，塔里木在富满油田集中勘探、精细勘探和高效评价，大力开展复杂超深层工程技术攻关。果勒区块广泛存在火成岩地层可钻性差、机械钻速低、二叠系压力系数低、无密度窗口、应力集中垮塌、二叠系井漏卡钻等施工难点。为有效解决这一系列难题，从优化钻井参数、优选提速提效工具、优化钻井液性能着手，开展了果勒西区块火成岩优快钻井技术研究，结果表明：GL3-H1、GL3-H3、GL3-H6三口井二开固井结束平均节约周期92.71d，整体提速60.78%，有效降低了钻井事故复杂，钻井提速效果显著。     

江苏油田G6区块定向井优快钻井技术

江苏油田G6区块定向井地层复杂，轨迹控制难度大，防碰绕障井多，而且所布井位在泄洪道内，环保要求高且要求在汛期前必须完成钻井任务，施工任务重、难度大。从选用PDC钻头、使用连续导向钻井技术、优选转盘钻井钻具组合、做好防碰绕障工作、优选钻井液体系等方面提出了提高G6区块定向井施工速度，缩短钻井周期的途径。     

优快钻井技术初探

在山前高陡构造带打成的英科1井、和参1井、大北1井、秋参1井、依西1井、克拉205井、胜和1井，井深都在5，000m以下，平均钻井周期在1.5年以上，平均机械钻速0．5～0．8m／h。介绍了以上各井的防斜如直施工情况，指出了目前优快钻井技术的的主要方式及工具情况。     

水平井优快钻井技术研究与认识

水平井一直是勘探油气资源的重要技术手段之一。随着国内对油气资源需求的逐步增多,水平井钻井施工面临更加复杂多变的地质情况。在一些复杂地层施工时,钻井液漏失、井壁塌陷、气侵和井涌等成为钻井过程中不得不面对的问题。复杂的地质情况导致机械钻速大幅下降、钻井作业成本迅速增加,高效率低成本的水平井钻井技术是应对上述难题最有效的方案之一。从钻井设计优化、工程技术措施配套和钻井液体系优化三个方面进行研究,以期为提高机械钻速和钻井技术水平提供技术支持。     

玉门鸭K区块优快钻井技术实践与认识

鸭儿峡区块作为未来3年玉门油田增储上产的主战场,钻井以提速和降低事故复杂为重点,针对鸭儿峡区块的易斜、可钻性差、夹层多,定向方位与自然方位差异大,定向托压粘附严重、机速低;白垩系井眼不规则,井下复杂较多;固井封固段长,固井难度大等难点,围绕防斜打快、定向造斜、白垩系优选个性化PDC钻头、优化钻井液配方等技术进行重点攻关,安全高效地完成了鸭K区块的多口井的钻探任务,也为鸭K区块的提速工作积累成功经验。     

混合钻头在涪陵页岩气田的应用

涪陵页岩气田是中国第一个正式投入商业开采的海相页岩气田,历经2013年的开发评价试验阶段及2014-2015年的一期产能建设阶段,通过攻关研究与现场试验应用,创新形成了适合涪陵页岩气田勘探开发的钻完井技术系列,二期产建推进以来,由于埋深的增加、地层的不确定性,对钻井提速提效造成了巨大的阻碍,其中部分复杂层系的钻头选型显得尤为困难,主要体现在常规钻头行程钻速低、起下钻趟次多、定向困难等几个方面。通过对岩石可钻性及定向难点分析,针对平桥区块小河坝组地层研磨性强、砂泥岩交错的特点,优选了in■高研磨性混合钻头;针对二开深层大三维井定向托压严重的问题,优选了■in高效定向混合钻头;针对三开龙马溪组(含浊积砂岩)定向段高造斜率及研磨性强的特点,优选了■in硬地层定向混合钻头。截止2019年2月,3种型号混合钻头在涪陵工区累计使用200余井次,平均减少起下钻4～5趟次,缩短钻井周期6～7d。混合钻头的优选应用,为二期产建的钻井提速提效提供了技术保障,为下步页岩气田的高效开发提供了钻头选型方案。     

工厂化水平井优快钻井技术研究

东部油田外围区块非常规油气资源(致密油),采用水平井钻井方式进行开发,但此类资源储层具有地层压力低、渗透率低、产能低等特点,采用常规水平井钻井方式无法实现该类储层的安全、高效、规模、效益开发,为了有效开发此类储层,主要应用工厂化水平井钻井模式,通过对井眼轨迹优化、工具及参数的优选、提速技术与事故复杂预防以及批量钻井的研究,来保证工厂化水平井得以优快施工。     

GY区块施工难点及优快钻井技术对策

为了提高GY区块钻井施工效率,进行了GY区块施工难点分析,并从井身结构优化、钻头选型、施工参数优选、井眼轨迹精确控制等几个方面对提高GY区块钻井施工速度和效率进行了探讨,对该区块的高效施工具有积极作用。     

大尺寸井眼优快钻井技术的研究与应用

塔里木油田东河塘地区的开发井大多数属于长裸眼超深水平井,施工后期普遍存在钻机负荷重,井壁稳定性差,井身质量难保证,斜井段易粘卡,钻井液难题多等难点,为了降低斜井段难度,常用井身结构中便凸现了二开大尺寸井眼裸眼长、井壁稳定性差、机械钻速低等难题,施工难度很大.塔里木胜利钻井公司70799队近两年相继安全顺利完成DH1-H6等三口井,平均井深6330m,平均钻井周期121.31d,分别比设计钻井周期节约44～71d,创该地区多项指标.目前该井队正在施工的DH1-H9井也已顺利完成大尺寸井段施工任务,区域优快钻井技术优势明显.对东河塘地区二开井眼钻井施工中的主要难点进行分析和研究,总结提出"三位一体"优快实用技术,使大尺寸井眼达到了普通井眼类似的速度,取得巨大成功,值得在其它区域和油田推广.     

大排量超高压喷射优快钻井技术研究

为了进一步提高塔里木盆地中上部地层钻速,依据塔里木盆地的钻井地质特点,本文开展了大排量超高压喷射优快钻井技术研究。依据该地区钻井地质环境,提出来大排量适当钻头压降的超高压喷射优快钻井技术方案,并据此优化升级钻井装备,以满足大排量超高压喷射钻井技术的需求。依据试验方案,对排量和钻头压降两个核心参数进行了优化设计,并开发了水力学计算软件,在此基础上优化了钻进参数和钻井液性能参数。现场应用5口井,与常规技术相比,35MPa高压喷射钻井钻速可提高50%~260%,钻井周期可下降38~58%,同时该技术还具有明显的防阻卡效果,井身质量较好,提速提效显著。     

复杂断块油气藏优快钻井技术研究

Y3复杂断块油藏具有构造系统复杂、断块多、断层多、断块小、含油层位多、油藏类型多等特点,利用常规钻井技术开发难以有效提高经济效益。通过Y3区块已钻井实际资料的统计分析,针对井身结构、井眼轨道、钻头类型提出了适用于本区块钻井的钻井优化方案。现场应用结果表明,实钻轨迹与设计方案符合率达到90%,且无井下复杂情况发生,进一步说明了设计的钻井优化方案的技术可行性,也为后续井的跨断块开发及优快钻井施工提供了重要技术支撑。     

定测录导一体化技术在涪陵页岩气田的应用

为满足涪陵二期复杂构造条件下钻井的提速增效,引入了旋转导向工具,应用定测录导一体化工作模式,通过旋转导向工具选型、地层特性与钻头匹配性、优化轨迹控制方法、完善现有信息平台和导向软件,形成了定测录导一体化技术。经过涪陵页岩气田8口井的现场应用试验,储层钻遇率明显提高,轨迹控制圆滑,钻井提速明显,达到了"跨界组合、创新发展"的目的,具有较强的推广性和适用性。     

优快钻井技术在克拉玛依油田七区的应用

七区位于克拉玛依市以东约30km处,开发构造位置处于准噶尔盆地西部隆起—乌逆掩断裂带白碱滩段下盘。七区的井全井易斜、地层倾角大、断层多(2~6)、地层分布复杂,单一岩性地层厚度薄,上部450m左右就开始进入石炭系地层,可钻性差,机械钻速低,石炭系厚度达45~500m,且石炭系地层倾角大(5°~50°),井斜控制难度大,全井段地层压力系统紊乱,目的层易漏、易喷,钻井周期长是克拉玛依油田七区普遍存在的问题。针对这些特点,通过优化钻井参数、钻头类型PDC,使用MWD加微弯螺杆复合导向钻井技术,以及防喷、防漏技术措施的研究和应用,形成了一套适合克拉玛依油田七区的优快钻井技术。这些技术的使用大幅度地提高了钻井速度,有效预防了复杂事故的发生,提速效果显著,井身质量也达到了设计要求。