普光气田钻井技术的进展与展望

普光气田经过多年的勘探开发.遇到了一系列的难题,目前部分问题已经得到一定程度的解决,但还有很多难题需要解决.本文首先总结了普光气田钻井技术所遇到的难题:然后对普光气田钻井技术的发展做了分析,分析认为普光钻井技术可分为三个阶段:探索阶段、快速钻井阶段和空气钻井阶段.对每一个阶段取得的成果和所存在的问题进行了详细分析;最后对普光气田钻井技术的应用做了展望.     

大庆油田深层气体钻井可行性分析方法

气体钻井能够大幅度地提高机械钻速,但气体钻井的事故多情况复杂。大庆油田深层广泛地开展气体钻井配套技术研究与现场试验期间,因地层出水和井壁稳定性的影响,致使气体钻井效率低、效益差。在借鉴气体钻井的相关成果和认识的基础上,提出了钻前出水量预测、井壁稳定预测、经济性评估等进行气体钻井可行性分析的方法,能够为决策是否实施气体钻井提供依据。在可实施纯空气钻井的前提下,按照大庆油田的实际情况,经计算,进尺超过395m,采用空气钻井技术即可获得经济效益。     

川东北河坝地区中浅部地层气体钻井出水随钻预测

以川东北河坝地区中浅部砂泥岩地层为研究对象,基于随钻测井技术,分析随钻获取地层参数资料所需工具的结构及技术特点,对地层出水层位的预测方法进行研究,建立气体钻井出水量定量预测模型.结果表明:给出的地层出水层位预测方法能够较好地预测出水层位;气体钻井受地层出水的影响和制约明显,在目前常用井眼及气体装备条件下,气体钻井的最大携水量一般小于3 m3/h,泡沫钻井的最大携水量一般小于10 m3/h;河坝地区1.0 km以内的浅部地层和沙溪庙组地层采用空气钻井,而千佛崖组地层适宜采用雾化钻井或泡沫钻井,自流井组和须家河组地层适宜采用充气钻井液或常规水基钻井液等近平衡钻井.     

无液相携水剂研制及在空气钻井中的应用*

针对空气钻井地层出水难题,开发了一种无液相携水技术。室内实验结果揭示:5秒内携水剂可携带自身重量10倍以上的地层水;温度越高,地层水矿化度越低,携水速度越快;携水剂具有较好的保水能力,携水后不会因压力和离心力增加而失水;携水剂携水后松软,具较好的弹性和润滑性,有利于钻井安全。该技术在中国鄂尔多斯盆地进行了现场试验。试验表明,无液相携水技术可对出水量小于10 m3的地层有效携水;与传统泡沫相比,该技术携水速度快、携水量大、不影响正常钻进,有利于钻井安全并提高机械转速,具有较好的应用前景。     

塔里木盆地塔中地区上部地层优快钻井技术

塔中地区上部地层起下钻阻卡严重,严重阻碍了钻井速度。对塔中71井钻井现场施工技术进行了研究,确定了合理的技术措施,安全、快速、优质、高效地完成了上部地层的施工任务,总结出了一套适合该地区上部地层特点的优快钻井技术措施。     

塔中地区中古8井区钻井提速认识

新疆塔中地区中古8井区中上部地层成岩性差、机械钻速快;但易出现井眼垮塌事故。中下部地层井壁不稳定,易出现周期性垮塌。部分层位抗研磨性强,易造成钻头损坏,而水平段地层会出现井漏严重、压力低、漏喷共存等复杂情况。针对这些提速难点,通过针对不同地层的多种PDC和牙轮钻头优选、votex旋转导向工具、水力振荡器、欠平衡钻井技术等提速技术的应用,形成了一套适合中古8井区的钻井提速技术。经过现场12口井的试验,三开水平段钻井周期平均缩短了24.7%。此套提速技术的应用为整个塔中地区的钻井提速提供了技术保障。     

预弯曲钻具组合在软硬交错地层的应用

油气井的防斜打快问题是石油钻井面临的一大难题。川西地区中浅部地层岩性软硬交错程度显著,导致钻井易井斜的问题,前期主要通过国外垂钻系统解决该问题,钻井成本高。预弯曲钻具组合是一种低成本防斜打直技术,但是在软硬交错地层的应用尚缺乏科学的适用性评价方法。提出了一种考虑地层软硬交错特征及地层倾角影响的易斜地层预弯曲钻具选择方法,实现了软硬交错地层的造斜力计算,进而选择能提供相当防斜力的预弯曲钻具组合进行防斜应用。分析结果表明,在川西地区,地层倾角小于25°、软硬交错指数小于3时,预弯曲钻具组合可以提供足够的防斜力。应用该技术进行了现场应用,预弯曲钻具组合取得了较好的防斜提速效果,证明这种评价方法力学原理明确,模型准确可靠,应用简单,可以为软硬交错易斜地层低成本防斜打快技术提供可靠参考。     

X射线荧光录井技术在冀东油田的应用分析

元素录井是在钻井现场快速分析岩屑(岩心)样品中元素含量,并根据元素含量及其组合关系的变化进行随钻岩性识别和地层评价的录井技术。在冀东油田上古生界沉积特征分析基础上,通过X射线荧光分析试验,选定对岩石分析的元素种类,研究岩石元素组合特征,并利用其成果及时、准确地识别岩性和判断地层,正确指导钻井生产,形成基于X射线荧光分析的随钻地质解释评价技术。X射线荧光录井的开展,为PDC钻头、空气钻井条件下的岩性识别提供了可靠的技术手段,同时定量的元素分析资料,在复杂岩性的识别、储层评价、地层判别及沉积相的研究等方面,均收到了较好的效果。     

空气钻井替换过程中防止地层损害对策

空气钻井采用空气作为循环介质,最适低压和低渗透储层的开采。由于空气钻井方法最大限度地减小了环空液柱压力,所以能获得较高的机械钻速,并且对地层无损害。但限于目前的钻井、测井、固井等一系列油、气井开发工艺技术条件以及地层条件,对采用空气作循环介质所钻的井,往往都必须把工作液(或钻井液)替入井内。在替换过程中,原来没有受到损害的地层,会因工作液中的液相和固相侵入地层,造成地层损害。而且,如果低压、低渗储层一旦被损害,很难使地层恢复原始渗透率。本文在实验的基础上,采用屏蔽暂堵技术思路,提出了空气钻井替换过程中防止地层损害的技术措施。实验表明,暂堵效果与液柱压力,工作液中暂堵剂颗粒的浓度有关。本文提出适用于空气钻井替换施工的环空回压控制技术,能在较短的时间内把地层暂堵上,阻止工作液中的液相和固相颗粒侵入地层。由于暂堵剂颗粒进入地层比较浅,所以十分容易返排,恢复地层原始渗透率。     

粒子冲击钻井技术述评

为了解决提高硬地层钻井速度的钻井难题,以粒子冲击钻井系统的整个工艺流程为依据,论述了粒子冲击钻井技术的优点和缺点,阐述了其破岩机理。该方法改变了传统钻头切削地层的方式,提高了钻越硬地层的速度,但是地面设备和井下钻头还存在一些需要完善的地方。它代表着高效钻越硬地层的一个发展方向。我国东部地区和西部地区存在着广泛的基岩为火成岩的沉积盆地,粒子冲击钻井技术有可能成为一种高效经济的深井硬地层钻井的新方法。该技术经历了室内实验阶段和现场试验阶段,目前正在迈入商业应用阶段。     

复合钻井技术在BY地区的应用

复合钻井技术是转盘和井下动力钻具同时驱动钻头钻进的一种工作方式,是川东北地区海相地层提速的关键技术,现已形成较完善的钻井工艺配套体系。本文针对BY海相地层中复合钻井技术的应用情况进行总结,针对不能实施良好提速手段的井段,根据所钻地层岩石力学特征和可钻性情况,开展复合钻井技术试验和参数优化,现场施工效果表明该技术应用效果明显,能在很大程度上提高钻速。     

四川盆地双鱼石区块深井钻井井斜规律研究

针对双鱼石区块井斜控制问题,考虑钻头与地层互作用、地层倾角、井斜角、地层各向异性指数、地层自然造斜力、钻头侧向力,综合建立了钻头侧向力模型,根据不同影响因素探讨了井斜变化规律,通过实钻资料验证了模型的正确性。结果表明,与常规钻井方式相比,空气钻井条件下地层自然造斜力增加,且增加幅度较大。随着地层倾角增加,地层自然造斜力增加。随着井斜角的增大,钻头综合侧向力减小,在空气钻井中和常规泥浆钻井中,钻头综合侧向力均存在零值平衡点。随着地层各向异性指数的增加,地层自然造斜能力增大导致井斜角增大。结合理论研究,通过钻具组合优化、钻井参数优选提出井斜控制措施,将该区块深层易斜地层井斜角降低至0.50°～1.15°,机械钻速提高了40%～85%。研究结果可为超深层井斜规律的研究和高效控制提供重要的参考和指导。     

川东北优快钻井技术

川东北地区存在陆相地层可钻性差、高陡构造井斜严重,地层岩性变化大、压力系统复杂、易塌、易漏,“高压、高产、高含硫”勘探风险大等世界级钻井技术难题,造成的钻井复杂情况多、机械钻速慢、钻井周期长。围绕“钻井提速”这一主线,以开发与应用新工艺、新工具提高南方复杂深井钻井速度为目的,从气体钻井和垂直钻井设备引进配套和研发入手,结合已有的欠平衡钻井技术、控压降密度钻井与复合钻井技术,综合应用多种钻井技术全面提高川东北复杂深井钻井速度及井身质量,通过室内实验研究、单项技术试验和综合技术集成,形成了适应川东北地区地层特     

普光气田P302-2井焚烧炉试气技术

详细讨论高含硫测试技术及资料解释影响因素的基础上,重点对高含硫气田放喷试气流程、产出气燃烧工艺、测试工艺、试井解释方法进行了深入的研究分析,提出了高含硫气井试气流程采用EE级放喷与HH级测试并联组合流程,焚烧炉燃烧方式以及修正等时测试技术。并在普光气田P302-2井的现场进行了成功应用,获取了可靠的地层测试资料,建立了修正后的产能方程,进一步落实了普光气田的储量基础,对高含硫气田开发具有重要的指导意义。     

地层压力随钻监测和预测技术研究

地层压力随钻监测和预测技术是在钻进过程中利用随钻地层压力监测结果,对本井钻前的地震预测模型和结果进行修正。根据新修正的模型,对钻头下部未钻开地层的孔隙压力进行再预测,以此来提高地层压力的预测精度,为安全优质地完成钻井作业提供技术保证。如果上部井段已有测井数据,还可以用测井资料对地震资料进行校正。将该项技术应用在新疆巴楚地区琼００３井,试验结果表明,该技术能够大大提高地层压力监测和预测的精度,准确预报井下异常高压和复杂事故的发生,为现场钻井施工提供了可靠的技术依据。     

普光气田海相地层低压漏失井固井工艺技术

在普光气田的勘探开发中,面临海相主力产层地层承压能力低、漏失频繁、高温高压,防气窜等世界级固井难题。本文从固井工艺,水泥浆体系等方面入手进行了针对性研究与应用,对问题进行了有效的解决,提高了普光气田海相低压漏失井的固井质量。     

井下可视化自动寻航钻井技术初探

针对地层模型预测不准确、钻头处地层特性分析不到位和地层边界确定不及时等影响优质储层钻遇率问题，开展了可视化寻航钻井探索性研究。该技术包括井周地层预测及三维可视化、导航模型构建、地层边界自动分析、地层特性实时自动分析、优质储层自动识别和轨迹自动优化等几个过程。前3个过程属于可视化导航地层模型构建，用于宏观上预测和指示富集油气目标地层位置、延展性等；地层边界自动分析、地层特性实时自动分析及优质储层自动识别用于精细预测钻头附近地层的边界位置、实时提供地层的岩性、物性和含油性，以便精确确定钻进方向；轨迹自动优化则用于自动规划下一步钻井方案。在多口井现场应用中，该系统预测的地层模型及优化的轨迹提高了优质储层钻遇率。结果表明，井下可视化自动寻航钻井技术能够在一定程度上实现类似于汽车导航式钻井，为提高优质储层钻遇率提供了一种新的技术手段。     

一种硅酸盐钻井液的研究及在靖边气田的应用

针对长庆地区靖边气田水平井钻井中遇到的地层造浆、垮塌、钻头泥包等问题,分析钻井液的技术难点,选用一定模数的硅酸盐与有机抑制剂复配,研制出强抑制无土相防塌硅酸盐钻井液体系.确定了体系基本配方并对体系的性能进行了评价.在靖平33-01井和靖平34-11井等多口井进行了现场应用,取得了良好的效果.室内外实验结果表明,体系抑制性、防塌性、润滑性良好.     

鄂尔多斯气井钻井岩石力学特征描述难点及对策

鄂尔多斯探区的气井钻遇多套复杂地层,利用常规方法计算的地层坍塌压力、漏失压力、可钻性等钻井岩石力学特征参数误差较大,导致前期钻井施工中井壁垮塌与漏失严重、钻头选型效果不佳。针对鄂尔多斯气井钻井岩石力学特征描述的难点,根据工区实际情况完善了水敏性泥页岩地层坍塌压力计算方法、破碎性地层漏失压力求取方法、岩性多变地层可钻性分析方法,利用测井、钻井、地质、测试等资料描述了坍塌压力、漏失压力、可钻性的分布特征;并依据其提出了工程建议。在富县、定北工区的现场应用情况表明该方法具有较好的适用性,为优质快速钻井技术提供了准确全面的基础信息。     

空气钻井斜直井眼中钻柱的动力学特性及失效机理

钻柱涡动是钻柱失效的主要原因之一.应用有限元方法,仿真了空气钻井时斜直井眼中带牙轮钻头钻柱的动力学特性,比较了空气钻井和钻井液钻井条件下钻柱的涡动、变形以及动态应力状况,探讨了空气钻井钻柱失效的动力学机理.结果表明,钻柱在不同时刻的动态应力与静力学条件下计算的结果有宏观上的一致性,空气钻井时钻柱的应力波动较钻井液钻井的要大,钻柱涡动更加频繁.