松辽盆地基岩水平风险探井钻井优化设计与应用

为了保证松辽盆地首口基岩水平风险探井安全钻进、缩短施工周期,开展了井眼轨道、井身结构、钻井提速、复杂事故预防等优化设计,建立了不同开次套管抗内压强度计算方法,确定了有针对性的技术措施。通过地震剖面连线,确定了地质靶点,根据邻井实钻统计,121/2 in井眼设计采用1.5°螺杆,造斜率控制在(5°～7°)/30 m,设计了井眼轨道。基于气体与流体压缩系数的不同,研究了不同开次套管抗内压强度,发现生产套管井底是抗内压薄弱点,而其它开次套管抗内压薄弱点则是井口处。在井震结合的地质预测基础上,采用复合钻头、强化钻井参数等措施,比邻井钻速提高13.38%,采用复合堵漏技术,配套施工工艺,累计减少钻井液漏失247 m3。通过上述技术的研究与应用,隆平1井钻井周期同比隆探2井缩短21.16 d,从而为松辽盆地基岩风化壳勘探开发提供了技术支撑,为以后同类井的实施提供了依据。     

麦盖提区块钻井关键技术研究及应用

塔里木盆地麦盖提地区异常地应力发育、古近系盐膏层易蠕变挤毁套管、二叠系火山岩钻井速度慢、古生界地层岩性复杂钻头选型难、三开井眼井壁稳定性差、奥陶系裂缝性地层涌漏风险高,为此开展了断裂带异常地应力分布规律、井身结构优化、高效破岩工具研制、刀翼式孕镶钻头研发、井壁稳定高效钻井液、欠平衡钻井等关键技术研究,提出了非常规井身结构优化设计系列,研制了高效破岩工具和刀翼式孕镶金刚石钻头,研发了高效抑制性防塌钻井液体系。在此基础上形成了钻井提速配套技术系列,完钻井平均机械钻速提高17.89%,钻井周期缩短34.55%。     

东海西湖井身结构深度优化技术及其应用

东海西湖地区深部地层具有研磨性强,可钻性差,机械钻速低,且存在异常高温高压等特点。通过不断探索、实践井身结构优化技术,形成了东海近几年较为固定的探井井身结构。但表层?444.5 mm井眼再加速遭遇“瓶颈”,常压深井井身结构仍有优化空间。随着东海钻井技术的不断进步及油气资源勘探开发的需求,水平井及大斜度井的数量在不断增多,而开发井?215.9 mm井眼水平段?177.8 mm尾管下入困难。因此,需要进一步对东海西湖凹陷区域井身结构进行深度优化。针对以上难点,研究形成了表层井眼尺寸优化技术、深井井身结构简化技术及开发井尾管尺寸优化技术。现场试验应用表明,钻井提速效果明显,为后续井的井身结构继续优化奠定了基础。同时也降低了深部井段复杂情况出现的概率,增大了探井套管和井眼环空间隙,为后续作业提供了便利,也为复杂地质条件下深井和超深井的井身结构的设计提供了新的思路。     

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912HF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。     

城探1井工程设计优化与钻井实践

城探1井是大庆塔东区块的首口超7000 m超深井;通过邻井资料分析,优化井身结构、钻具组合、钻井液体系,优选建立了适合古城区块的钻头序列;使用国产液动旋冲工具攻克了塔东φ241.3 mm井眼的“黑被子”地层提速难题;大幅提高了机械钻速,缩短了钻井周期,为塔东古城区块树立了新标杆。     

泸州深层页岩气水平段钻井提速关键技术

四川盆地泸州区块深层页岩气储层具有地层温度和压力高的特点,致使旋转导向仪器故障率高,四开平均钻井周期长;同时受井眼轨道“低造斜点+高造斜率”设计和长水平段轨迹频繁调整的影响,起下钻和下套管摩阻大。针对上述难题,通过现场试验,形成了降钻井液密度控压钻井、地面降温系统、旋转下套管等关键技术。现场应用表明：钻井液密度从2.20 g/cm³降至1.82 g/cm³,旋转导向仪器故障率从50%下降至30%;四开井段平均机械钻速从8 m/h提高到11.44 m/h,提高了43%;平均钻井周期从55.2 d降低到27.1 d,降幅51%;钻井提速提效显著。本文试验形成的关键技术对泸州深层页岩气水平井钻井工程提速提效具有良好的推广和借鉴意义。     

热德拜油田水平井优快钻井配套技术

为加快热德拜油田水平井钻井开发步伐,通过对岩石力学特性、岩石理化特性、井眼轨道、钻具组合、钻头选型等方面的研究,形成了以PDC钻头复合钻井技术、井眼轨迹控制技术、防漏堵漏钻井液技术、筛管顶部双级注水泥固井技术等为主的科学、合理的配套工艺技术,并应用于现场施工,加快了热德拜水平井开发步伐,节约了开发成本。2012年水平井平均钻井周期为42.96天,完井周期53.38天;2013年水平井平均钻井缩短至19.58天;完井周期37天,同比钻井周期缩短54.4％,完井周期缩短41.1％。     

低固相高润滑双聚钻井液体系在地热井施工中的应用

在河南省兰考地区地热井施工中,二开井段深度超过1500 m,采用普通膨润土钻井液体系无法满足地热井施工及对含水层保护的要求,且容易造成卡钻事故。为了解决生产实际问题,研究设计了一种地热井施工用低固相高润滑双聚钻井液体系,通过现场4口井中的应用,钻井过程顺利,有效解决了井眼携砂能力不强、泥岩地层井壁不稳定、砂岩地层失水量大、泥皮厚等问题,4口井均未发生任何井下复杂情况和事故,说明该钻井液体系对兰考地区地层的适应性较好,能够满足该地区钻井工程的需要,对兰考地区地热井施工具有很好的指导意义。     

鲁迈拉定向井钻井设计优化与应用

为了降低定向井摩阻扭矩,提高钻井速度,针对地质特点和钻井难点,建立了井眼轨道和岩石可钻性回归计算模型。通过五段制轨道剖面的优化,最优井眼曲率为（2.85°～3°）/30 m、最大井斜角为30°;技术套管下至Sadi层8～15 m,确保了S型定向井安全钻进,裸眼内摩阻系数由0.52降至0.35,套管内摩阻系数由0.35降至0.28;Rus软硬夹层优选试验KM533复合钻头,解决了常规PDC钻头磨损快、牙轮钻头机械钻速低的问题。通过上述3项技术的研究与应用,鲁迈拉S型定向井实际顶驱扭矩降低30%以上,钻头使用数量降低2.7只,钻井周期缩短18.58 d。     

海上油田开发井钻井优化设计和应用实践

LF7-2油田位于我国南海珠江口盆地LF区块,是一个小规模油田,根据前期探井揭示,上部地层以厚层泥岩为主,极易水化、分散,使钻井液性能变差;起下钻过程中钻具遇卡、遇阻等复杂情况频繁发生;钻头选型不尽合理,易泥包;下部地层以砂泥岩互层为主,岩石致密、可钻性变差,钻具扭矩、摩阻增加,定向钻进时滑动困难,井眼轨迹控制难度大,给钻井提速增效带来诸多困难。根据探井地质情况和岩石力学剖面,利用钻井软件优选平台位置,对开发井井身结构、井眼轨迹、钻柱力学、钻井液、固井等方面进行钻井仿真模拟,制定出科学的钻井设计方案,在直井段采用“牙轮钻头+直螺杆+MWD”钻具开展防斜打直,造斜段使用“PDC钻头+弯螺杆+MWD/LWD”开展复合钻井,水平段采用“PDC钻头+PowerDriver+MWD/LWD”开展旋转导向钻井,实现精准化钻井,顺利完成6口开发井施工。现场应用单井平均机械钻速29.43 m/h,钻井工期191.59 d,工期比设计提前28.41 d,钻井提速增效显著,降低开发成本。通过PowerDriver的近钻头井斜、自然伽马实时测量和传输,减少地质误判,实现对储层顶界面的实时探测,使储层钻遇率达100%,收到较好的经济效益和投资回报,实现小油田的效益开发。     

东海深部致密储层主要钻井技术及其应用

随着东海对深部致密储层油气资源的勘探开发,深井、超深井钻井面临的地层埋藏深、压力体系复杂、地层可钻性差、裸眼段长、井斜大等难题,需要研究可行的技术方案加以解决。为此,2012年以来,在东海实施的深井、超深井中,通过应用深井井身结构优化、高效抗摩减阻剂、动力导向和复合冲击提速技术、井口回注固井技术和随钻声波固井质量评价技术,实现了安全、快速的钻井效果。上述技术的应用对致密地层钻进、提高钻井速度、缩短钻井周期、降低作业成本、获得更好的经济效益,具有重要的保障作用。     

渤海油田油气井侧钻设计方法优化分析

渤海油田低效井侧钻是稳产增产的重要手段之一。优化侧钻方案实现降本增效是精细化侧钻的研究重点。本文系统介绍了侧钻井设计方法,基于对低效井与侧钻井位进行合理匹配,优选侧钻井段,确定深部侧钻和浅部侧钻方案,针对浅部侧钻方案提出了隔水导管重入方案、隔水导管鞋下裸眼侧钻方案、表层套管段开窗侧钻方案、表层套管鞋下裸眼侧钻方案的适用条件与难点,针对深部侧钻方案提出了生产套管开窗侧钻方案、生产套管鞋下裸眼侧钻方案的优选流程。并以渤海某油田2口低效井A井与B井为例,进行了槽口优选、侧钻井段优选、侧钻点优选,最终通过互换2口井的侧钻井位,节约进尺1428 m。现场实施结果表明本次2口低效井侧钻方案合理,能够实现降本增效的目的。本文提出的低效井侧钻优选方法对渤海油田低效井侧钻设计具有一定的指导意义。     

岩气参数井小井眼钻井技术——以常页1井为例

在页岩气勘探初期布署实施的参数井,可采用小井眼钻井技术降低钻井成本。论文以湘西北常德地区太阳山背斜页岩气参数井常页1井施工为例,介绍了页岩气小井眼钻井技术的关键组成部分,包括：钻井设备的选型与配置、钻具结构组合、钻井工艺参数的选择和优化、泥浆体系的选择和性能维护、绳索取心技术、含气量现场解吸测试、常见事故的预防和处理、完井工艺等。小井眼钻井技术的成功应用表明,小井眼钻井技术不仅能较好满足页岩气勘探初期的钻井目的,而且能缩短钻井周期,降低钻井成本,取得较大的经济效益。     

伊朗Y油田水平井钻井技术

伊朗Y油田水平井面临着地质岩性多变、地质靶区不确定、裸眼井段长、井眼摩阻大、长水平段井眼轨迹控制困难等一系列钻井技术难点。结合Y油田一期水平井钻井实践,详细总结、形成了包括井身结构优化、螺杆钻具类型及其稳定器外径优选、钻头选型、侧钻钻具组合优选、水平井段优快钻井、KCl聚磺钻井液在内的6项水平井钻井技术。该技术在YS9井得到成功应用,定向段和水平段施工比设计提前12.4 d。Y油田水平井优快钻井技术的应用,能够提高钻井成功率,缩短水平井的建井周期,降低钻井成本,对Y油田后续的水平井施工起到一定的指导和借鉴作用。     

基于膨胀管技术的小井眼水平井钻井技术应用

塔河油田地质情况复杂,岩性差异大,地层压力变化大,局部区域有高压盐水层和膏盐层,开孔尺寸受限,给钻井工程带来诸多技术难题。针对这些难题,提出了坐封斜向器开窗侧钻、定向随钻扩眼、膨胀管和小井眼水平井钻井技术。 TK7-640CH井的钻井实践表明,以上技术在塔河油田奥陶系饱177.8 mm套管开窗侧钻水平井的应用具有可行性,能够封隔复杂地层和异常压力系统。就侧钻井技术难点和技术方案的可行性进行了探讨和分析,总结该井实钻所取得的成功经验,为塔河油田老井的恢复及再生提供了技术支撑。     

宁东3-侧1井套管开窗侧钻定向工艺技术

随着油田勘探开发的进一步深入,报废井、停产井越来越多,套管开窗侧钻技术是挖掘老区潜力,实现油田二、三次采油的有效方法。使用该技术对有价值的报废井、停产井进行开窗侧钻,不仅能充分利用老井简,降低钻井成本、提高经济效益,而且能有效完善歼发井网,提高增产效果。介绍了宁东油田第一口Ф139．7mm套管开窗侧钻水平井的开窗、定向施工情况,为今后在宁东油田实施此类定向井、水平井打下了一定的基础。     

矿山救援地面生命保障孔高效成孔关键技术

地面生命保障孔作为井下被困人员的保障通道,是矿山事故造成人员被困井下时重要的地面应急救援方案之一,面对救援区易坍塌、易漏失、涌水大、易斜地层等复杂条件,单一成孔工艺存在地层适应性匹配差、综合钻进效率低、透巷难度大等问题,无法满足救援要求。为形成生命保障孔高效成孔工艺技术体系,提高应急救援响应速度,从解决钻效低、透巷难等科学问题和关键技术入手,快速安全钻进和精准透巷是高效成孔的两个核心任务:围绕快速安全钻进,针对深厚覆盖层、复杂基岩层,开展高压射流、空气潜孔锤跟管、复合钻进、空气潜孔锤、双钻头自平衡等钻进工艺研究,形成了深厚覆盖层安全高效钻进、基岩层复合“一趟钻”提速增效、基岩层空气潜孔锤“一趟钻”提速增效等安全快速钻进技术组合;围绕精准透巷,依据不同钻进工艺孔身轨迹控制机理,阐述了复合钻进轨迹监测控制与空气钻进轨迹监测关键技术方法,针对应急救援现场大偏移井无法透巷难题,提出了超短距离螺旋纠偏技术。成果应用于宁夏梅花井矿生命保障孔工程试验,钻孔深度670.50 m,成孔孔径215.9 mm,用时46.83 h,平均钻速14.32 m/h,孔底水平偏移0.27 m,从开钻至下套管高效成孔总用时55 h,证明该工艺技术体系能确保生命保障孔在72 h黄金救援时间内高效成孔,为地面应急救援钻孔的施工提供技术支持。      

琼东南盆地深水钻井关键技术及其实践效果

针对琼东南盆地深水钻井过程中存在的地层孔隙压力预测精度低、井身结构设计要求高、低温异常压力和较窄的钻井液密度安全窗口等难题,通过对区域地层压力预测方法、井身结构优化设计、钻井液技术优化、表层套管固井技术优化、环空圈闭压力控制技术等关键技术的研究和实践,形成了一套适用于该地区的深水钻井关键技术体系,已在该盆地近几年深水井的钻井作业中成功应用,实现了钻井作业时效高、事故率低、费用控制合理的目标。对该盆地后续的深水井钻井作业及类似地区深水井的钻井作业具有借鉴意义。     

井下碎软煤层双管双动空气定向钻进工艺研究

碎软煤层钻进过程中易发生喷孔、塌孔,造成钻孔深度浅、成孔率低,严重制约碎软煤层瓦斯高效治理。随着“以孔代巷”、递进式抽采等瓦斯治理模式的兴起,煤矿对碎软煤层瓦斯抽采钻孔成孔提出了更高的要求,为了进一步提高碎软煤层钻孔深度、钻孔精度和成孔率,以满足煤矿安全、高效、精准瓦斯治理的需要,提出煤矿井下碎软煤层双管双动空气定向钻进工艺方法。针对该钻进方法涉及的关键钻具和钻进工艺,根据煤矿井下空气螺杆钻具规格和通过性试验,分析确定外管套管、内管螺杆钻具、领眼钻头以及扩眼器等钻具级配;通过理论分析螺旋钻进煤粉颗粒运动速度,优化套管螺旋叶片螺距、头数等参数;根据钻进排粉需求、空气螺杆钻具用风要求,计算双管钻进用风量、风压;采用数值模拟方法,研究排粉规律和最佳钻进工艺参数,最后通过现场钻进试验,验证双管双动钻具级配和钻进工艺的合理性。结果表明:增加风量比增加转速提高排粉效果更明显;钻进时套管转速40 r/min时,对应风量应最小达到500 m3/h,内管钻具滑动定向造斜完成后,应尽快复合钻进排粉,当风量低于400 m3/h时,应当充分回转扫孔排渣;采用?90 mm领眼钻头+?120 mm扩眼器+?73 mm空气螺杆钻具+?73/35 mm宽叶片螺旋钻杆的内管钻具+?140 mm套管钻头+?120/96 mm反螺旋套管的外管钻具组合,采用风量1 000 m3/h、风压1.25 MPa以上的风源、转速40~120 r/min的工艺参数,钻孔深度达到350 m以上、套管护孔深度168 m以上,钻孔轨迹可控制在煤层内,有效提高了钻孔深度和精度,为碎软煤层随钻护孔精确钻进提供新工艺方法。