多维冲击钻井提速技术在新疆油田的应用

为克服新疆油田重点探井二叠系地层岩石可钻性差、含砾地层严重粘滑振动,石炭系地层岩性致密、硬度高、研磨性强等难点,利用多维冲击振动结构实现大体积破岩、有效控制扭矩波动、抑制钻头粘滑振动,缩短钻井周期、降低钻井事故发生率。现场应用表明,多维冲击钻井技术能在可钻性差、深部硬岩地层实现高效破岩、钻井提速,有效地控制了钻井成本,值得在适宜地层进一步推广应用。     

旋转冲击钻井工具在塔河油田12区块应用效果分析

简述了旋转冲击钻井工具的特点以及使用原理,其较以往其它提速工具不同之处是结合了机械冲击和水力脉冲破岩两方面的破岩能力。重点分析了该工具在塔河油田12区块使用后的提速提效对比情况以及不同地层的提速情况。目前该工具已经在塔河油田12区块多口井进行了使用,都取得了明显的效果,最低提速为25%,最高提速近45%。分析认为,该工具对于12区块哈拉哈塘组地层而言,提速效果不很理想;对于使用常规“PDC+螺杆”钻具组合可钻性较差,机械钻速不高的井段和地层钻速提高明显,原来钻速较低的井段,钻速提高越快,比如卡拉沙依组和东河塘组地层钻速提高明显很多,最高达到60%以上,一般也在30%以上;同时使用该提速工具后,钻时变得逐步均匀,每米钻时驱于平均,钻头的破岩能力均向化。     

液力冲击提速工具在东海油气田的应用

东海油气田是我国海上当前勘探开发的主要区域之一,该油田主要储层埋藏较深,钻井过程揭开多套地层,深部地层岩石抗压强度达到了100 MPa以上,可钻性差、地层温度较高。钻井过程中面临井壁失稳、机械钻速低、轨迹难以控制等诸多问题。针对上述问题,通过对国内外相关提速技术的调研,优选液力冲击工具开展东海深部地层的钻井提速研究与实践。该工具结构简单、可靠性较高,通过加放位置分析、操作参数优选,使现有钻井设备与工艺参数基本不改变,而创新性地提出了旋转导向与液力冲击工具配合,最终在X4H井的应用中机械钻速提高30%～200%,效果显著。     

长南工区钻井提速难点认识与实践

长南工区属于鄂尔多斯盆地中部、南部,主要分布在安塞、延安、志丹、高家沟等地区,地质构造属于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡构造。该区地表开始为新生界第四系黄土层,黄土高原丘陵沟壑区,表层具有节理发育、结构松散、渗透性强等特点,有垂直方向的空洞,漏失不易控制且破坏地层的胶结强度,促进漏失加剧。以下地层从中生界到古生界,地层古老,富含砂砾岩和石英砂岩,研磨性强,可钻性差,区域差异较大。针对该工区钻井技术难点,制定了详细对策,表层抑制井漏和堵漏、优选钻井液体系提高机械钻速,优选钻头系列,预防减少钻具失效等。通过应用实施,取得了明显效果,区块钻井速度大幅提高,初步形成了一套适合该区的钻井综合提速技术。     

涪陵页岩气田钻井提速方案及实施效果分析

在深入分析涪陵页岩气田制约钻井速度的因素的基础上,针对性地提出了钻井提速的方案,并进行了大量的现场应用。本文详细介绍了国民油井旋冲工具、水力振荡器、POB抗油基泥浆螺杆钻具的组成和技术原理。阐述了以上3种工具在涪陵区块的应用效果和优势,并提出了使用中存在的不足和应改进的技术问题。这些工具的实施效果表明,国民油井提出的钻井提速方案是切实可行的,对该区域后期优快水平井钻井工艺的选择具有指导意义。     

液动冲击回转钻井机械钻速的仿真

结合三牙轮钻头有关的理论 ,建立了液动冲击回转钻井钎头的真实的数学模型、井底模型和钎头牙齿与井底岩石的互作用模型 ,用计算机仿真方法预测出了液动冲击回转钻井的机械钻速。使用表明 ,该模型可靠 ,计算结果与实际机械钻速基本一致。     

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。     

大庆油田齐家区块致密油水平井钻井提速技术

水平井技术是实现致密油开发的重要途径。自2013年开始,大庆油田在齐家、长垣等3个致密油区块开展了水平井井组开发先导性试验,其中齐家区块施工难度最大,针对该区块水平井水平段长、位移大的特点,及钻遇地层岩石可钻性差、三维扭方位难度大、机械钻速低、钻井周期长等主要技术难点,在分析地层特征的基础上,通过优化井身结构,井眼轨迹控制,优化三维井眼轨迹,开展个性化钻头、降摩减扭措施和配套工具的技术攻关及现场应用,初步形成了一套大庆油田齐家区块致密油水平井钻井提速技术,并取得了较好的应用效果,为大庆油田致密油长水平段水平井进一步提速及规模应用奠定了基础。     

液力衡扭旋冲提速工具及其在达深16井的应用

大庆油田深部地层岩石坚硬、研磨性强,运用常规手段钻进,单只钻头进尺少、寿命短且机械钻速较低。应用液力衡扭矩提速工具,有效解决了这些问题,显著提高了机械钻速和单只钻头的进尺。通过达深16井的现场试验证明,该工具能够使钻头的破岩方式在剪切的基础上附加机械冲击和高压水力脉冲,有效提高PDC钻头剪切岩层的效率,为深井提速提供了一种有效的手段。     

机械式自动垂钻工具粘滑振动抑制方法研究

机械式自动垂钻工具具有耐温性高、成本低、适用范围广等优点,是一种适用于深井和超深井控制井斜、提高垂直精度的重要技术手段。但由于其纠斜、防斜是靠重力及机械结构来实现的,在粘滑振动的工况下工作精度会受到巨大的影响。因此,本文从粘滑振动的产生机理出发,总结出其具体影响因素,并对现有国内外抑制粘滑振动的手段进行对比分析,寻求适用于机械式自动垂直钻具的可行粘滑振动抑制方法,为工具防斜纠斜能力的进一步提升提供可靠的技术保障。     

哈萨克斯坦KKM油田钻具强稳降振提速技术研究

KKM油田下部砂泥岩互层非均质性强导致井下钻具振动剧烈、PDC切削齿寿命低,且井眼易偏斜。目前在用PDC钻头多采用5刀翼或6刀翼16 mm切削齿以降低井下振动保证PDC钻头寿命,但降低了钻头攻击性导致机械钻速较低。针对KKM油田下部地层特点,优选了4刀翼19 mm复合片PDC钻头。该钻头具有较高的破岩效率和攻击性,可大幅度提高机械钻速;同时通过底部钻具组合动力学分析,优化形成了双稳定器+单稳单弯（0.5°）钻具组合,3个稳定器串联具有较强的稳定降振作用,配合小弯角螺杆钻进可有效提高防斜能力,降低了井下振动,配合大尺寸聚晶金刚石复合片PDC钻头实现了三开井段一趟钻完成的目标,机械钻速提高115.35%。     

跟管钻进在大口径页岩气井浅部复杂地层中的应用 ——以黔水地1井导管段为例

桂中-南盘江地区的浅部地层裂隙、溶洞发育,破碎带多,井漏、井垮严重,泥浆护壁钻进成孔难度较大。针对该类地层,首次将跟管钻进技术引入大口径页岩气井钻探——黔水地1井导管段钻探,有效地解决了该井导管段的成孔难等问题。并通过系统总结该技术在黔水地1井工程施工中的实际应用情况,为今后类似工程提供了宝贵经验和建议。     

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。     

公益性陆域油气地质调查钻探工程技术进展与攻关建议

公益性陆域油气地质调查主要针对“新区、新层系、新类型、新领域”开展基础性、公益性、战略性工作。近年来,通过部署多项油气地质调查科技攻坚战,取得了一批重要地质发现及页岩油气突破,为国家能源安全保障做出了应有贡献。但“新区、新层系、新类型、新领域”的陆域油气地质调查工作区具有复杂构造区多、工作程度低、工程实践少、资料相对缺乏的特点,导致钻探工程面临复杂故障预见性差、安全风险高、地质目的实现难度大等挑战。结合近年来油气地质调查钻探工程实践,对公益性陆域油气地质调查钻探工程总体现状、难点挑战、技术进展进行了阐述,从安全环保、取全取准各项地质资料、提速降本等角度,提出了技术攻关建议,以期对公益性陆域油气地质调查钻探工程的发展和进步起到一定推动作用。     

底板梳状钻孔在碎软煤层瓦斯治理中的应用

针对碎软煤层顺层钻孔成孔深度浅、成孔率低、存在抽采盲区等突出问题,基于贵州省青龙煤矿煤层及顶底板岩层赋存特征,提出利用底板梳状钻孔进行碎软煤层长距离、区域瓦斯抽采与治理。首先分析了底板梳状钻孔的施工工艺原理及技术优势所在,从布孔层位、分支点位和钻孔间距的选择等方面总结了底板梳状钻孔的设计原则。通过钻进装备的优选、钻进工艺参数和钻具组合的优化,成功穿越破碎煤岩层孔段,并实现了127 mm套管全程护孔下放,在21605底抽巷施工完成了多组底板梳状定向钻孔。瓦斯抽采效果表明：底板梳状定向钻孔瓦斯抽采流量大、浓度高、衰减速度慢,单孔瓦斯抽采浓度60%～85%、抽采纯量08～25 m3/min,实现了碎软煤层瓦斯高效抽采。为碎软煤层矿井区域瓦斯抽采与治理提供了重要的借鉴。     

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。     

复合动力钻进工艺在干热岩钻井中的应用研究

2011年山东省地矿局在山东省利津县实施了国内第一个干热岩调查评价项目,采用转盘回转钻进,但钻效低、能耗高。为提高在高温硬岩条件下的钻进效率、缩短钻井周期、降低生产成本,2015年在福建省漳州市实施的中国地质调查局东南沿海深部地热HDR-1干热岩科学钻探工程井（井深4000.86 m,孔底温度109 ℃）和2017年在青海省共和县完成的GR1干热岩科学勘探井（井深3705 m,孔底温度236 ℃）,在施工中均探索使用了“转盘+螺杆钻具”复合钻进工艺,并在高温取心段首次测试应用了“转盘+涡轮钻具”复合取心钻进工艺,取得了良好的效果并就下一步研究方向提出了意见和建议,为螺杆钻具和涡轮钻具的深入研究提供了宝贵的高温施工经验,也将为我国干热岩科学钻探与深部地热资源勘探提供新的技术支撑。     

关于聚合物铠装连续油管和钻进水平井用液动加载装置的试验研究

世界上钻井技术和方法很多,其中连续油管钻井是一项重要的油气井钻井技术,美国、加拿大使用较多,俄罗斯也在使用,取得了很好的社会经济效果。我国有这方面的设备也在使用。俄罗斯研发出来了聚合物钢丝铠装连续油管,其技术指标不亚于碳钢油管;设计出的液动加载装置,解决了水平井钻进摩擦阻力大、机械钻速低的难题。聚合物铠装油管和水平井钻进加载装置的研发成功,为连续油管钻井技术的扩大使用创造了有利条件。可以期望,或许可为我国未来煤层气和页岩气钻井的发展做出贡献,具有一定的实际意义,值得我们注意。     

淮南丁集矿瓦斯排放井施工技术

丁集煤矿瓦斯排放井设计井深85lm，净直径630mm，其中表层土厚度约53lm。根据施工技术要求，钻孔结构设计为上段井径Ф1080mm，下qb830护壁管；下段井径780mm，下Ф630mm工作管。依据地层情况和设备技术性能确定钻井工艺方法、设备机具配套、钻井技术参数、泥浆工艺、下管方法及固井工艺。经验证，从开孔到固井，整个工序的各项指标均符合技术规范。