大庆油田火山岩砾岩水平井钻井技术

随着大庆油田深层火山岩砾岩气藏的持续开发,利用水平井技术勘探开发深层气藏成为迫切要求。对大庆深层火山岩砾岩的地质特性、火山岩砾岩水平井特点及难点进行了描述。开展了钻头优选、井眼轨道优化、井身结构优化、井下动力钻具选型、欠平衡负压值控制等技术研究,并完成多口现场试验井,其中徐深平34井全井平均机械钻速2.79 m/h,取得了较好的应用效果。形成了一套适合于大庆油田火山岩砾岩气藏勘探与开发的水平井钻井技术。     

庆深气田深层钻完井配套技术

自庆深气田徐深1井取得深层天然气勘探重大突破以来,大庆油田步入了油气勘探开发并举阶段。2004—2010年完成123口井,平均井深4118 m、钻井周期141 d,钻井技术水平较低。虽然开展提速技术攻关取得一定效果,但仍然不能满足天然气快速增储上产的需求,还存在着固井后井口带压问题,急需深入开展钻完井技术攻关。自2011年起,借鉴国内外深层提速技术成果,分开次、分层段针对岩性特点制定提速对策,通过优化井身结构、优选高效PDC钻头、实验并自研液动旋冲和涡轮等新型提速工具,大幅度提高了深井钻井技术水平,2011—2013年完成19口井,平均井深4075 m、同比缩短钻井周期48.6 d;针对井口带压问题,综合分析其产生因素,开展系列技术研究,形成了防气窜固井配套技术,为深层天然气快速增储上产提供了支持和保障。     

庆深气田深层勘探钻井配套技术研究与应用

针对庆深气田深部地层的地质特点,开展深层天然气勘探钻井配套技术研究。在非储层试验深层提速配套钻井技术、空气钻井工艺技术;在储层采用欠平衡钻井、充气钻井工艺和储层保护技术。通过近2年来在庆深气田深探井试验了23口井深层提速钻井配套技术,13口井欠平衡钻井技术,1口充氮气钻井技术,1口空气和充空气钻井技术,大幅度提高了钻井速度,及时发现和有效保护了气层,取得了重大的技术突破,为松北深层徐家围子地区天然气勘探展现1000亿m3储量规模起到了关键技术作用。     

彭州气田PZ115井钻井提速配套技术

为解决龙门山前彭州气田钻井中上部地层气体钻井提速技术受限、易井斜,中部须家河组与小塘子组地层研磨性强、可钻性差,下部雷口坡组地层较破碎、易阻卡、易漏,以及机械钻速低、钻井周期长等难题,通过分析龙门山前彭州气田地质资料和地层特点,在PZ115井中开展了优化井身结构、水力加压器、垂直钻井技术、PDC钻头优选技术、高效钻井液技术、扭力冲击器等钻井提速配套技术的研究与运用,实现了安全快速钻井,平均机械钻速2.62 m/h,钻井周期265.75 d,与区块前期钻井周期最短井YS1井相比,钻井深度增加454 m,平均机械钻速提高24.17%,钻井周期减少了17.42 d,创川西地区雷四段气藏为目的井中钻深最深和钻井周期最短纪录。研究结果表明,PZ115井钻井提速配套技术可为彭州气田后续钻井提速增效提供借鉴。     

图深1井涡轮钻井技术应用分析

长岭断陷泉头组以下深层地层岩石可钻性级值不断增高,机械钻速低,钻井周期长,提高深层钻井速度成为该地区钻井关键的问题。涡轮钻井由于具有高转速、高扭矩特点,能够提高破岩效率,但其特点又决定了其应用具有一定局限性,通过对图深1井涡轮钻井提速分析表明,涡轮钻井在长岭断陷登娄库组地层具有良好的提速效果,在营城组凝灰岩地层达不到提速的目的。     

元坝高研磨性地层提速提效集成钻井技术

四川元坝地区陆相下沙溪庙组—须家河组地层岩性复杂、可钻性差、研磨性强、地层压力高,使用牙轮钻头、PDC钻头等常规钻井技术钻速慢、周期长、效率低,引进扭力冲击器+PDC钻头、孕镶金刚石钻头+涡轮等进口提速工具费用昂贵,提速效果明显,但经济效益差。为降低钻井成本,结合地层地质特性,开展了个性化钻头及配套提速工具的研制及优选,形成了元坝高研磨性地层提速提效集成钻井技术,即自流井组珍珠冲段以上地层采用研制的KS1362ADGR型PDC钻头+国产大扭矩螺杆马达;珍珠冲及须家河组地层优选国产NR826M型孕镶金刚石钻头+高转速螺杆马达。通过3口井现场试验表明：同比2012—2013年完钻井指标,平均机械钻速提高64.7%;在井段长度增加8.7%的情况下,平均钻井周期缩短36.3%。该技术将对川东北、川西须家河组等高研磨性地层钻井具有指导作用。     

大庆油田莺深2井钻井设计与实践

莺深2井是大庆油田2008年完钻最深的一口天然气探井。根据松辽地区的特点,在深入分析影响该地区钻井速度和安全钻进的主要因素的基础上,针对不同的影响因素,进行了优化钻井设计研究,主要从优化井身结构、优选钻头和优选钻井工艺方式几个方面对莺深2井进行了设计优化。实钻结果表明,该井创造了大庆油田超过5500 m深层天然气探井钻井记录,并且采用氮气及水包油欠平衡钻井技术取得了勘探突破,中途测试获得低产气流,完钻测试获得工业气流,取得了较好的勘探效果。     

旋冲钻井技术在十屋30井的应用

长岭断陷深层地层岩石可钻性级值高,机械钻速低,钻井周期长,严重影响油气勘探速度,提高深部地层钻井速度已成为该地区亟待解决的问题。分析了旋冲钻井高效破岩原理,介绍了十屋30井开展旋冲钻井提速情况,为今后开展相关的研究及提速实验提供了借鉴。     

松辽地区油气勘探优快钻井技术思路

吉林松辽地区的腰英台、秦家屯十屋、八屋区块以及梨树断陷、长岭断陷的外围中深探井和伏龙泉浅层气井是中石化东北地区的重点区块。自勘探开发以来钻井提速面临重重困难,2010年是中原油田钻井队伍进入该市场以来的提速年,以提速为目标,大胆创新,通过大量的邻井调研分析,针对不同井的特点分别制定了不同的钻井提速措施。在成熟的钻井模式下通过不断地、连续地优化钻头选型,强化钻井参数,推广大功率高温螺杆复合钻进技术,细致的单井钻井方案优选,挖掘提速潜力,创出了有史以来最好的钻探成绩。详细介绍了松辽地区油气勘探优快钻井技术方案及具体措施。     

后五家户复杂深井钻井提速难点及技术探索

梨树断陷后五家户气田处于勘探开发初期,目的层埋藏深,后续生产井设计井深有加深趋势。通过分析该区域地质情况,从地层压力系统复杂、可钻性差等钻井技术难点出发,对井身结构的设计、钻头、动力钻具的使用等方面进行提速效果的应用分析与评价,提出适合该地区钻井提速的措施及建议。     

氮气钻井与筛管完井在中浅油层开采中的利用

氮气钻井是使用氮气作为循环介质来冷却钻头并带出井筒内岩屑的钻井工艺技术,一般在深井提速或储层钻进中使用。大庆中浅油层具有低孔渗、低丰度、低产量等特点,采用常规钻井工艺开采会导致储层伤害,大幅降低原油产量。介绍了氮气钻井技术、柴油助返技术以及筛管完井技术在大庆中浅油层中的应用。通过4口井的现场试验和摸索,已经在大庆中浅油层的钻完井中形成了配套技术。还通过现场应用效果分析,说明了氮气钻完井技术在大庆中浅油层开采中的可行性和重要性。     

大港油田优快钻井配套技术研究

大港油田深井、超深井提速困难主要是由于馆陶组厚层底砾岩和沙河街组致密泥岩的岩石可钻性差、深部油气藏存在异常高温、高压现象,且钻井液具有高密度和高粘度的特点。为探索适合大港油田的深井、超深井优快钻井配套技术,结合滨深24-5-27井的钻井实例展开了研究。通过优选钻井液体系、应用精细控压钻井技术,以及高效PDC钻头+螺杆马达复合钻井技术,实现该井完钻井深4510 m,钻井周期36天,全井平均机械钻速为11.56 m/h的快速钻井效果。研究结果表明,该井钻井周期的缩短主要得益于全井机械钻速的提高,以及生产组织的有序衔接和保证。相对所在区块的历史指标井,该井机械钻速提高15.27%,二开和三开的生产组织时间缩短31.68%,钻井周期缩短18.78%。该优快配套钻井技术可为大港油田高效开发深部油气藏提供工程技术保障。     

大庆油田中浅层探井环保钻井技术

为了减少钻井对环境的污染等问题,大庆油田在中浅层探井钻井设计过程中有针对性的进行了优化设计,主要从井身结构设计入手,同时对钻井液设计、钻具组合设计、固井设计一系列的设计方案制定了相应的预防措施和改进。改进后的井身结构设计不仅提高了钻井施工过程中的井控安全性,而且较好地保护了环境,特别是对深层地表水起到一定的保护作用。研究了储层潜在损害方式,分析了钻井保护技术的作用原理、应用情况与取得的效果,经过2010年已钻的15口中浅层油气深下表层探井的后效跟踪,包括整个钻井过程和后续的采油过程,均未发现出现污染地表水和周围环境的现象,较之以前石油钻井更加环保,更加符合日益发展的社会对环境保护的要求,这对保护人类赖以生存的自然环境具有重要意义。     

深层水平井双聚胺基钻井液技术研究与应用

针对大庆油田深层致密气埋藏深,储层砾岩、火山岩裂缝发育,水敏性强,钻井过程中易发生漏失、垮塌、缩径及高温钻井液性能变差等复杂,且深层水平井钻进会带来摩阻、携岩和储层污染及使用油基钻井液存在成本高、后期环保压力大等难题,在分析总结前人研究成果及经验基础上,从致密气藏地质特征及深层水平井钻井难点出发,明确了钻井液技术对策,通过开展聚胺和聚醚多元醇“双聚”抑制、封堵防塌剂的研究,配合自主研制的新型高效随钻封堵材料,研发出一套适合于深层致密气藏水平井施工的双聚胺基钻井液技术。室内研究及现场应用表明,该钻井液具有较强的封堵防塌、井眼清洁和润滑防卡能力,抗温达180 ℃以上,有效地解决了深层水平井漏失、垮塌、携屑、润滑问题和储层保护问题,保证了深层水平井的顺利施工,创造了大庆油田深层水平井钻井周期最短（109 d）,井深最深（5048 m）,水平段最长（969.22 m）,井底温度最高(180 ℃)等几项新纪录,完全满足了徐家围子地区深层致密气藏的钻探需求,为深层水平井安全、快速、高效钻井提供了技术保障。     

湖南保靖区块海相页岩气快速钻探技术

湖南保靖页岩气勘查区块黑色页岩沉积发育,是页岩气勘探开发的有利区带。由于储层埋藏深、地层高陡、地层倾角变化大、岩石可钻性差,导致钻井周期长、成本高等问题。钻前对已有的地震、测井、岩心实验等资料的处理和分析,通过优化井身结构、钻头选型、钻具组合优选和中长筒取心等,实现了保靖区块海相页岩气快速钻探。     

大庆葡萄花油层氮气专打技术实践

大庆油田外围葡萄花油层作为中浅层探评井开发的主要目的层,属于“三低”油藏,常规钻井方式开发成本高,经济效益差。由于受“三低”油藏地质特点的影响,常规钻进时钻井液在压差作用下产生滤液从而对储层造成一定程度的损害,受地层本身特性以及过平衡钻井2个因素共同作用,造成单井产量低。氮气作为一种循环介质在储层进行气体钻井,在储层发现和保护上具有明显优势。2011年在外围中浅层进行了葡萄花油层氮气专打钻井技术实践,从井身结构、钻井方式和完井方式3方面进行技术创新,现场试验4口井,平均钻速达24．43m／h,为邻井常规钻井相应井段机械钻速的2倍以上,钻进过程中排砂口处即发现油流,储层保护效果好,预计增产效果显著。     

涡轮钻井技术在梨树断陷区块的应用

梨树断陷区块登娄库组、营城组、沙河子组、火石岭组地层可钻性差、岩性较致密、局部含砾严重,并且沙河子组局部层位岩石硬度达到7级,采用常规钻井技术,存在牙轮钻头效率低、寿命短等问题;各种型号PDC钻头试用后效果不理想。通过采用涡轮钻井技术,平均机械钻速提高了4倍,钻井周期缩短,钻井综合成本大大降低。实践证明,高速涡轮钻具＋孕镶金刚石钻井技术是高研磨性、高抗挤强度、高温地层深井钻进提速的有效技术。     

“十三五”期间我国煤层气勘探开发进展及下一步勘探方向

基于我国煤层气勘探开发项目、煤层气田生产现状以及科研技术成果的调研资料,分析了煤层气田稳产、提产综合治理技术措施,深层煤层气取得勘探突破的地质条件和潜力,支撑上述两方面进展的煤层气水平井技术以及相配套的井网优化、排采技术。结果认为,我国煤层气田稳产、低产井提产综合治理最有效的技术措施有四类,包括增加新层、调整开发方案扩大产量规模、水平井嵌入加密井网、老井增产改造技术。提出了“煤层气水平井+技术体系”概念,即水平井钻完井+套管分段压裂+无杆泵排采技术组合体系,强调在井网优化部署、钻完井、压裂工艺和排采技术设备等各个环节的相互匹配。界定了深层煤层气涵义,深层煤储层一般存在游离气,临界深度受地层温度梯度和压力影响。指出深层煤层气、低阶煤煤层气是下一步煤层气勘探重点领域和方向。