控压钻井技术在莺歌海盆地高温高压井中的应用

中国南海莺歌海盆地中深层高温高压区域受他源、自源以及地质构造运动影响,温度高、压力大,安全密度窗口窄,钻井过程中极易出现喷、漏等复杂局面。面对突如其来的高压及井喷,常规井控技术安全性凸显不足;窄窗口井眼复杂情况处理中,常规钻井技术能实施的处理手段有限,并且易诱发次生的粘卡等井下事故。为解决难题,规避常规钻井作业中存在的不足,引进恒定井底压力控制钻井技术(下述简称:控压钻井技术)并进行应用评价。实践证明,控压钻井技术能有效应对突发的高压,并弥补常规钻井技术在窄窗口井眼中易井下复杂化的难题,为后续海上高温高压井安全高效钻进提供指导参考。     

北部湾盆地海上勘探井钻井提效关键技术

南海西部北部湾盆地海上古近系地层具有构造运动强烈、地层倾角大、夹层频繁和水敏性强等特点,钻进过程中存在井壁易失稳、井眼轨迹控制困难、导向钻进效率低和机械钻速低等问题。为解决这些问题,在区域勘探井传统钻井作业采用四开井身结构及常规钻井技术的基础上,结合区域工程地质特征,对制约钻井提效的关键因素进行了系统分析,简化了井身结构,构建了适用于南海西部北部湾盆地古近系地层的高性能强封堵钻井液,并进行了高效PDC钻头优选和钻具组合优化设计,形成了北部湾盆地海上勘探井钻井提效关键技术。该技术在北部湾盆地多口勘探井进行了应用,在井深及钻井难度相似的情况下,钻井周期与传统钻井方式相比缩短了36.1%。研究认为,北部湾盆地海上勘探井钻井提效关键技术可为北部湾盆地油气资源的高效勘探开发提供技术支持。      

琼东南盆地高温高压井强承压堵漏技术

XX23-1-1井是位于琼东南盆地的一口重点预探井,该井在钻进至井深4186.22 m时发生井漏。根据XX23-1-1井地层井漏情况及漏层高温高压工况特点,提出了一种新型高温高压强承压堵漏技术。该高温高压堵漏配方由颗粒、片状和纤维材料复合而成,基于“颗粒架桥+楔入承压+井壁泥饼加固”堵漏机理,在挤注压差下形成结构稳定、密实的封堵层,封堵漏失通道,提高堵漏层的强度和堵漏成功率。对高温高压堵漏材料粒径分布特点、抗高温老化能力、堵漏承压效果进行了评价。实验结果表明：该堵漏剂粒径分布范围广,可解决诱导性裂缝漏失问题;高温高压堵漏剂在180℃老化16h后,材料质量损失率低,具有优异的高温耐久性;对5～3 mm缝板进行封堵,承压能力达到20 MPa以上。高温高压强承压堵漏技术在XX23-1-1井进行了现场应用,最终承压至3 MPa,稳压30 min,压降为0,井底承压当量密度为1.90g/cm³,达到了预期效果。     

南海西部油田常规探井钻井提速配套技术

南海西部油田地层砂泥岩交替频繁、地层倾角大、泥质含量高、断层多、易垮塌、砾石含量高、地层研磨性强,钻井复杂情况多,极大限制了常规探井钻井时效。针对这些难题,经过多年的实践与探索,逐步形成了根据地层特性匹配的个性化钻头提速、在难钻地层使用扭冲工具提速、灵活应用非常规井身结构提速、高陡地层使用垂直导向系统防斜打直、使用强封堵型钻井液体系防塌防漏等一系列钻井提效技术及配套工艺。同时也详细探讨了各项技术原理、配套工艺措施及现场应用效果。近年来南海西部油田应用结果表明,百余口常规探井平均机械钻速由24 m/h提高到40 m/h,建井生产时效由88 %提高到98 %,钻井复杂情况率得到显著降低,为类似探井钻井提效提供参考与借鉴。     

东方气田浅部储层大位移水平井钻井关键技术

南海西部东方气田浅部储层大位移水平井钻进过程中存在浅层泥岩段易出泥球、目的层疏松易发生井漏导致储层伤害、技术套管下入摩阻大和固井压力安全窗口窄导致漏失与气窜双重风险等难题。结合前期区域钻井作业经验,通过优化钻井液技术方案并复配具有针对性的处理剂,解决了浅层泥岩段岩屑成球的难题,提高了储层保护效果;使用漂浮接箍技术,确保技术套管顺利下入;通过优化浆柱结构及水泥浆配方,并采取提高套管居中度等技术措施,提高了固井质量,最终形成了东方气田浅部储层大位移水平井钻井关键技术。该技术在东方气田浅部储层大位移水平井钻井施工过程中应用效果较好,DF-AH井钻井过程中浅层泥岩段无泥球生成,目的层无井漏发生,技术套管下入顺利,完井清喷产能较设计提高约50%。东方气田浅部储层大位移水平井钻井关键技术为该气田的高效开发提供了技术支持。      

南海文昌区块深部地层旋转切削齿PDC钻头提速技术

针对南海西部海域文昌区块深部地层常规固定齿PDC钻头磨损严重、机械钻速较低的问题,研究了旋转切削齿PDC钻头提速技术。分析了文昌区块深部地层的钻井难点,基于地层和钻头磨损特征分析结果,用旋转切削齿代替常规PDC钻头肩部高磨蚀区的固定切削齿,并优化布齿,形成了适用于文昌区块深部地层的旋转切削齿PDC钻头,并在文昌区块3口探井进行了应用,结果表明,该钻头提速效果明显、单只钻头进尺长且出井钻头磨损评价良好。研究认为,旋转切削齿PDC钻头兼具攻击性和耐磨性,可有效提高南海西部海域文昌区块深部地层的机械钻速,建议在该区块和类似强研磨性地层推广应用。      

北部湾盆地勘探井小尺寸隔水导管技术

海上隔水导管设计直接影响到作业安全、工期及费用,在满足作业安全的前提下,如何设计合适的隔水导管来提高钻井速度、降低钻井成本是区域勘探井钻井的关键问题之一。基于边界约束条件,考虑作业海域水文气象季节性影响,建立了小尺寸隔水导管强度设计方法及稳定性分析,并进行了实际应用。结果证实,在北部湾海域非台风季节下作业,小尺寸隔水导管技术可以弥补常规?508 mm隔水导管设计工期长、费用高的问题,同时也能解决?508 mm×?339.73 mm变径组合隔水导管“盲替”固井方式的缺陷。该技术的成功应用,突破了传统常用的?508 mm隔水导管井口稳定需求的限制,为今后北部湾勘探井隔水导管设计提供了新的参考方向,也为后续勘探井可持续发展的安全高效作业奠定基础。     

南海西部高温高压井堵漏技术

南海西部莺歌海盆地高温高压井储层段黄流组温度达到200 ℃,地层压力系数达到2.27,钻井过程中频繁出现井漏,其中高温高压井堵漏作业还存在着抗高温堵漏材料少、高温高压井控风险高、高密度堵漏浆流变性难以调控、堵漏作业经验少等诸多问题。在分析高温高压井前期堵漏经验及漏失原因的基础上,利用高温高压动态堵漏仪优选抗高温高压堵漏材料及堵漏配方,承压能力达到20 MPa。现场结合随钻堵漏以及承压堵漏,并使用抗高温弹性堵漏剂FLEX 配合刚性堵漏剂BLN 及承压堵漏剂STRH,成功实施高温高压井堵漏作业。     

北部湾盆地脊形PDC切削齿钻头提速技术

北部湾盆地古近系涠洲组、流沙港地层岩性差异大,常规PDC钻头难以适应,导致整体机械钻速偏低。针对上述问题,用脊形PDC切削齿替换常规PDC切削齿,并对脊形PDC切削齿进行了物理性能分析,证明脊形PDC切削齿钻头攻击性良好、切削效率高;用钻头软件模拟评价钻头载荷和功率、机械钻速及扭矩。模拟评价及现场应用结果表明:脊形PDC切削齿钻头结合了尖圆齿应力集中的特性,破岩过程中切削齿和岩石的受力均发生变化,切削时接触面积小,更容易吃入地层,切削能耗低;脊形PDC切削齿钻头比相同设计的常规PDC钻头提速24. 8%～52. 0%,且出井钻头磨损少。研究结果可为北部湾盆差异性地层钻头优选及设计提供借鉴。