北美移动钻机技术现状

丛式水平井在大幅提高非常规油气开发中单井产量的同时又降低土地占用面积和建井成本,是未来非常规油气资源开发的重要手段。利用快速移动钻机进行丛式水平井开发,可在短时间内高效钻出一组丛式井,利用钻机的免拆卸高移动性,降低钻机搬安时间,从而提高整体钻井效率,降低钻完井成本,并可实现工厂化作业。 文章主要调研介绍了北美地区陆上移动钻机技术现状。     

打造“利刃”破难关——中国石化胜利油田钻井工艺研究院非常规油气技术攻关纪实

非常规油气发展势头强劲,勘探开发工艺技术的创新和突破是关键。中国石化胜利油田钻井工艺研究院致力于页岩油气勘探开发的工艺技术攻关,取得了多项可喜可贺的成果,为我国非常规油气开发做出了重要贡献。为中国石化胜利油田首口页岩油探井——渤页平1井提供设计和钻井液技术支撑;为川西第一口非常规致密砂岩小井眼水平井新8-1H井提供水     

樊家地区致密砂岩油气藏钻井关键技术

樊家地区致密砂岩油气藏开发是胜利油田的开发重点。针对该地区井身结构复杂、致密砂岩特点和施工技术难点,在总结前期樊154-平1井等6口井从一开、定向段、稳斜段到完井的施工经验的基础上,优化了井身结构、钻头选型、钻具组合、钻井液技术,配套形成了樊家地区致密砂岩非常规井优快钻井技术和安全钻井液技术,并在樊家地区樊154-6HF井等4口非常规井中进行了应用,机械钻速较前期施工的井提高10%以上,钻井周期缩短了10%以上,为后续非常规井的开发提供了经验。     

美国页岩油气开发技术及对我国的启示

全球能源消费持续增长、国际油价保持高位振荡以及水平井钻完井技术取得突破性进步,极大地推动了全球页岩油气、致密砂岩油气等非常规资源的蓬勃发展。美国和加拿大已率先将非常规油气资源带入商业开发阶段,中国作为页岩油气等非常规资源最为富集的国家之一,应借鉴美国页岩油气的成功开发经验,加快我国页岩油气资源的开发进程。     

与时俱进创新发展——记宝鸡嘉诚石油化工机械有限公司

需求增长,国内钻井市场面临新挑战进入2l世纪以来,全球各大石油公司不断增加油气勘探开发(E&P)投资,扩大E&P市场规模,这使得占E&P投资60%左右的钻井市场规模随之加大,全球在用钻机数量、钻井数量等指标上涨.     

美国致密砂岩气藏开发与启示

美国是目前致密砂岩天然气产量最多的国家,历经40年逐步形成了气藏描述、井网加密、增产改造及钻井完井等系列配套技术,其成功的开发实践将为我国致密砂岩气藏开发提供宝贵的经验。在系统调研并分析美国致密砂岩气藏储层特征、开发特征与关键技术的基础上,借鉴美国致密砂岩气田的开发经验,得到以下几点启示:①三维地震技术可以有效地提高开发井成功率;②井网加密可以有效提高多层、透镜状气藏的采收率;③直井分层压裂是致密气藏开发的主体增产工艺技术;④综合应用小井眼、快速钻井、地面优化简化等技术来降低成本。上述分析研究结论将对我国低渗透砂岩气藏合理开发起到积极的推动作用。     

大庆油田M2区块致密油藏缝网压裂直井初期产能预测

致密油作为重要的非常规油气资源,其开发潜力巨大,是我国新的油气增长点。然而,储层致密、渗透率低、连通性差等极大地制约了致密油的有效开发。以大庆油田M2区块为例,针对储层物性差、产能差异大等问题,首先采用灰色关联方法对影响缝网压裂直井初期产能的主控因素进行了筛选和评价;在此基础上,综合考虑地质因素和工程因素,提出了一个新的产能综合系数,用以表征直井产能大小。通过多元回归方法,建立了适合于该区块缝网压裂直井初期产能的经验模型,单井平均预测精度在85%以上,区块整体预测精度在90%以上。研究发现,射开含油砂岩厚度、含油饱和度、砂液比和加砂量等是影响该区块缝网压裂直井初期产能的主控因素。考虑到该区块储层较薄,砂体发育连续性差,建议可射开有效厚度在15 m以上的储层,采用成本控制更优的直井缝网压裂方式进行致密油的前期开发。     

江苏油田拉开非常规油气勘探开发大幕

11月29日,江苏油田桥7平1长水平段钻井暨分段压裂项目启动仪式,在位于金湖县的桥7平1井井场举行。江苏油田首口低渗致密砂岩长水平段水平井正式实施,标志着油田向低渗致密油气藏进军迈出了实质性的步伐,拉开了非常规油气勘探开发的大幕。     

论发展我国陆上定向井丛式井钻机的必要性

我国陆上定向井丛式井钻机大多用直井钻机改造,不能满足要求,有必要发展我国陆上定向井丛式井钻机。建议制订陆上定向井丛式井钻机的统一规划及系列标准;钻机部件采用块装化,配备先进的钻井工具、固控设备和仪表。     

钻井优化系统在国内非常规油气资源开发中的实践

相对于北美,国内非常规油气资源勘探开发起步较晚。页岩气勘探开发始于"十二五"初,致密油、致密气、页岩油勘探开发则始于"十三五"初,但在"十三五"期间得到了快速发展,特别是川渝页岩气藏、准噶尔盆地玛湖砾岩油藏、吉木萨尔页岩油藏已进入规模开发阶段,成为中国石油"十三五"末及"十四五"期间天然气和原油上产的最重要领域。与常规油气资源相比,非常规油气资源储层条件差,需要大规模"水平井+体积压裂"才能实现有效开发。然而,由于受钻机装备条件和水平井钻井工具性能,特别是理念和方法的限制,国内非常规水平井普遍存在钻井效率低、建井周期长的问题:一般垂深为2000~3000m、水平段长1500~2000m的水平井钻井周期为60~90天。而北美钻一口水平井基本都能控制在15~25天:一般垂深为2000~3000m、水平段长2000~3000m。国内一部钻机一年只能钻2~3口水平井,而在北美一部钻机一年能完成15~20口水平井。随着国内非常规油气资源的规模开发,钻机紧缺的矛盾日益突出,钻井效率已经成为严重制约国内非常规油气资源快速规模上产的瓶颈问题。北美大幅度提高水平井钻井效率的原因有管理和技术两大因素,其中技术主要表现在以下5个方面:一是钻机配套能力的不断升级;二是井下工具可靠性和稳定性的提升;三是大平台工厂化作业;四是远程实时支持与决策系统;五是系统优化钻井理念和方法的应用。2018年海峡能源股份有限公司与美国K&M钻井工程咨询公司合作,引进国际先进的系统优化钻井理念和方法,率先在川渝地区长宁页岩气藏和新疆玛湖砾岩油田开展了水平井钻井提速先导性试验,大幅缩短了建井周期,验证了系统优化钻井方法在国内非常规油气资源开发中的可行性。为了达到进一步推广的目的,2019年在玛湖砾岩油田开展区块提速试验,同样取得了显著的提速效果,进一步证明了系统优化提速理念和方法具有科学性、广普性和可复制性,是经验钻井向科学钻井迈进的重要实践,展示出了非常广阔的推广应用前景。     

“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。     

美国PR盆地浅部Parkman储层致密砂岩水平井钻井关键技术措施及其实施效果

美国PR盆地Niobrara页岩和其上部的致密砂岩油气项目是中国海油在美国投资的主要非常规油气项目之一。针对该项目区块PR盆地浅部Parkman储层埋藏浅、地层压力下降大、井眼轨迹控制难度大等钻井作业难题,提出了优选钻头及钻井参数、精确控制水平井井眼轨迹、优化水平井钻具组合、优化钻井液性能及应用Pad钻井模式等水平井钻井关键技术措施,成功在PR盆地浅部Parkman储层完成了10口水平井钻井作业,综合钻井成本较低,为类似致密砂岩油气钻井作业提供了良好借鉴。     

美国PR盆地浅部Parkman储层致密砂岩水平井钻井关键技术措施及其实施效果北大核心CSCD

美国PR盆地Niobrara页岩和其上部的致密砂岩油气项目是中国海油在美国投资的主要非常规油气项目之一。针对该项目区块PR盆地浅部Parkman储层埋藏浅、地层压力下降大、井眼轨迹控制难度大等钻井作业难题,提出了优选钻头及钻井参数、精确控制水平井井眼轨迹、优化水平井钻具组合、优化钻井液性能及应用Pad钻井模式等水平井钻井关键技术措施,成功在PR盆地浅部Parkman储层完成了10口水平井钻井作业,综合钻井成本较低,为类似致密砂岩油气钻井作业提供了良好借鉴。     

致密砂岩气井修正扩展指数递减模型及其应用

致密砂岩气是我国重要非常规天然气,一般需要增产措施才能获得工业气流,因此多以压裂直井或多段压裂水平井开发为主。由于致密砂岩储层具有应力敏感和较强的非均质性等特征,考虑这些因素的渗流模型复杂,难以求解,而常规递减模型往往预设了较为理想条件,难以应用到实际致密砂岩气井的预测,或者难以真实描述其渗流动态。鉴于这种情况,许多学者提出了经验递减模型,其中扩展指数递减模型广泛应用于非常规天然气井,在致密砂岩气井和页岩气井取得很好的应用效果,尤其在美国页岩气井取得了较好的效果。将本模型引入国内致密气井时,发现产量由于季节性调峰或者人为关井等因素,使得模型精度有限。以扩展指数递减方法(SEPD)为基础,引入了累计产气量和套压,降低数据噪点,并以鄂尔多斯盆地苏里格气田实际生产数据为例进行拟合分析和生产预测,发现修正指数递减模型(Modified SEPD)既可以用于压裂直井,也可用于多段压裂水平井,计算简便实用,可以预测气井采出量和采出程度。     

页岩气平台复杂山地工厂化作业技术

国内页岩气储量丰富,页岩气藏具有非均质性强、孔隙度低、渗透率低、岩石致密、储量丰度低等地质特点,主要采用水平井体积压裂形成缝网实现高效开发。工厂化作业模式已在国外非常规油气资源开发中得到应用推广。工厂化作业模式是一种批量化、流程化、标准化、自动化的作业模式,在同一平台尽量完成多口井的钻完井作业,实现效益的最大化。页岩气水平井复杂山地工厂化作业技术涵盖工厂化钻井技术、工厂化压裂技术、工厂化试油测试技术等方面,能够达到组织结构合理优化、施工人员精简、井场占地减少、设备共享利用、工作液循环利用、建井周期缩短等目的,适用于页岩油气资源的开发作业。通过完善钻机平移作业流程及装备,平均平移周期较钻机改造前缩短5.4 d;平均钻井复工时间35 h;拉链压裂作业模式可以取得较好的时效性与经济性,优化后作业时效最高达2.98段/d;模块化地面测试流程,安装效率提高了47.6%,管线减少了22.9%,能够实现压裂返排测试、试采一体化。     

国外海洋油气修井作业技术

一、海上修井作业技术发展历程海洋油气的勘探开发是陆地石油开发的延续．经历了一个由浅水到深海、由简易到复杂的发展过程。1887年．在美国加利福尼亚海岸数米深的海域钻探了世界上第一口海上探井,拉开了海洋石油工业序幕。海洋油气勘探开发维护性作业也相继开展,早期海上石油的勘探开发多使用陆上钻井设备和修井设备．有的直接在采油平台上安装钻井井架．钻完井后不拆除,以备日后修井使用。     

气体钻井高效开发致密砂岩气藏

致密砂岩气是一类非常重要的非常规油气资源，但该类气藏岩石致密、孔喉细小、孔渗低、黏土矿物改造作用强、强亲水并且原始水饱和度低。钻井完井过程中该类气藏易受损害并难以解除，主要的储层损害类型包括固相堵塞、与液相侵入相关的敏感性损害和水锁损害、应力敏感性损害，其中液相损害的影响要大于固相侵入堵塞。采用常规的过平衡和欠平衡钻井技术由于严重的储层损害而普遍效率低，难以形成对该类气藏的有效勘探开发。理论和现场试验均表明，气体钻井技术是一种高效开发致密砂岩气藏的钻井技术，它不仅从根本上避免了钻井液钻井中由固、液相侵入引起的储层损害，有效保护了储层；还极大地提高了钻速，减少了钻井事故，缩短了建井周期。     

胜利油田致密砂岩长水平井钻井实践及认识

胜利油田致密油资源量丰富,直井开发具有产能低、初期产量递减快、效益差的特征,为了实现胜利油田致密砂岩的有效动用,长水平井钻井是其高效开发关键技术之一。文章系统的分析了胜利油藏长水平段井钻井地质难点,阐述了长水平段水平井设计理念、钻井液技术、提高钻井时效、轨迹测控和水平井固井等方面的室内、矿场实践做法,分析了存在的问题和下步攻关方向,为胜利油田致密砂岩油藏的有效动用提供了借鉴。     

关于致密油气和页岩油气的讨论

在全球范围内,非常规油气勘探开发都正在从幕后步入前台,为了厘清有关概念、明确勘探思路、指导勘探决策,对致密油气和页岩油气等的勘探开发历程和发展前景进行了讨论。结果认为：①目前工业开采中广义的致密储层油气主要包括致密砂岩油气、页岩油气、煤层气,其有效开采依赖于共同的主体技术--水平井和压裂;②美国的非常规油气开发从致密砂岩油气起步向煤层气、页岩气延伸,因气价下跌而促进了页岩油的开采;③近年来页岩气、页岩油成为美国油气产量增速最快的类型,从而使其成为天然气、石油产量增速最快的国家;④据最新资源评价结果测算,页岩油、页岩气分别占世界油、气资源总量的10％、32％;⑤近年世界流行的致密油（ tight liquids）概念,其主体是页岩油,包括天然气液（NGLs,Natural Gas Liquids）和轻质黑油（Light Oil）,生产实践表明,目前仅能开发致密储层油中的相对轻质者,因而可称其为轻质致密油（LTO,Light Tight Oil）。     

丛式井低成本批量钻井技术

在油气资源日益紧张,移动式钻机作业费用不断上涨的今天,丛式井批量钻井技术的合理运用对于降低钻井成本,开发页岩气、致密气、致密油等低效油气田具有重要意义。批量钻井通过充分利用离线设备,大大降低了钻机非进尺占用时间。使用可纵横两向自由移动覆盖全井场的移动模块钻机,以方便快速搬安,实现高效钻加密丛式井网。同时,批量钻井由于井眼间距较小,在钻井及固井工艺都有一系列特殊工艺技术。