川庆钻探工程公司精细控压钻井系统研发及应用

控压钻井技术是近年来发展起来的一项新技术,主要应用于窄安全密度窗口、不确定性压力系统地层的安全钻进。在国内外控压钻井技术发展基础上,基于智能化、信息化、集成化的钻井技术发展方向,采用分散集中控制思路,研发出一套自主知识产权的精细控压钻井系统,实现井筒压力闭环精细控制。该系统通过随钻实时监测井底及地面工程及设备参数,并进行分析及决策,实现井底压力的自动精确控制。该系统在南堡油田进行工业应用,开创了国内控压钻井技术工业应用的先河,解决了该区块奥陶潜山窄安全密度窗口地层恶性漏失、漏喷共存、难以钻达设计地质目标的难题,取得了显著效果。

基于川庆钻探一体化平台的数据质量控制技术研究

工程技术数据质量的好坏直接关系到数据的可用性和可靠程度,对钻井工程、油气田开发工程和生产运行管理都有至关重要的影响。川庆钻探一体化平台是工程技术数据采集的源头,因此,如何从源头提高数据质量是数据应用的关键。本文基于川庆钻探一体化平台开展数据质量控制技术研究,应用信息技术从整体上提高数据质量,以确保数据的一致性、完整性、准确性和及时性,为后期开展数据挖掘应用奠定基础。

川庆精细控压钻井技术在NP23-P2009井的应用研究

南堡油田深层潜山蕴含丰富的油气资源,但由于目的层奥陶系裂缝发育、安全密度窗口窄,已钻井因大量漏失而常难以钻达设计地质目标、且井控安全问题突出,严重制约了勘探开发进程。为此,引入了川庆钻探工程公司自主研发的控压钻井技术,并在NP23-P2009井进行了应用,也是国内控压钻井技术商业应用的第一口井,用6.85d顺利钻完268m水平段达到地质目标,实现了钻井零漏失、零溢流和有效延伸水平段长度的目的,为南堡油田潜山构造开辟了一种钻井新模式。

自动化技术在川渝地区试油工程中应用初探

随着近年来大数据和人工智能技术取得突飞猛进的发展,各个领域陆续进入智能时代。自动化技术是建设人工智能技术的基础,也是建设数字化油田的关键。对于石油工程而言,虽然在自动化钻井、自动化勘探等领域取得长足进展,然而在完井试油(气)领域工程自动化的相关探索还相对较少。试油完井工程工艺复杂,井完整性要求高,施工设备多,控制管理工作量大,现场作业人员安全风险高,关键工程数据获取主要依靠人工,工作量大,时效性较差,现场实时决策仍然主要依靠经验。面对复杂的工程对象以及试油完井提质提效的要求,亟需形成可靠全面的自动化系统,建立从地面到井下,从作业现场到后方专家的远程实时决策的信息高速公路,推进石油工程加快进入智能时代。文章结合川渝地区试油工程实际,分析了当前实现全面自动化所面临的技术难题,并提出了智能化试油技术发展方向及展望。

国土资源部北京探矿工程研究所

北京探矿工程研究所成立于1957年,为国土资源部直属的科研单位,主要研究、生产、代理销售钻井液、完井液、压裂液和固井水泥测试仪器,大口径钻具,金刚石钻头及各种钻井液材料等产品。Fann iX77全自动高温高压流变仪用于测量钻井液等样品在高温高压条件下的流变性,温度、压力、粘度、转速和数据采集、处理自动完成,自动化程度高,最高工作温316℃,最高工作压力210MPa,最低工作温度-20℃。

长庆油管故障致密气水平井带压修井技术研究

为了采用无伤害环保的带压修井方式解决长庆致密气水平井因生产管柱故障导致的气井关停难题,通过对节流器失效及可能存在的油管穿孔造成的生产管柱故障进行分析,在不放套压的要求下,充分评估了(20±4)MPa致密气水平井带压修井存在的油管柱内封堵失效、油管穿孔、多根油管带压倒扣、带压对扣的技术难点。结合对多根油管带压倒扣、带压对扣的工艺技术解析,对带压作业装置进行了工艺配套优化,并分别研究了节流器失效和存在油管穿孔的带压修井关键工艺,同时分析和推荐了适用于(20±4)MPa气井的高可靠性可捞式油管内封堵桥塞和破裂盘工具,形成了油管堵塞+穿孔致密气水平井带压修井工艺技术。现场试验及应用10余口(20±4)MPa致密气水平井,均通过带压修井成功排除了生产管柱故障,其中存在油管穿孔的3口井,作业成功率100%,作业周期7~13 d,比试验初期有效缩短近20 d,大幅提高了(20±4)MPa致密气水平井的带压作业效率。研究结果表明,油管故障致密气水平井带压修井技术安全高效、成功率高,具有较好的现场推广应用价值。

长庆油田侧钻井∅95.25 mm套管固井完井技术应用

长庆油田油井侧钻井完井方式采用悬挂∅88.9 mm尾管固井完井,固井后油管内径仅76 mm,限制了后期修井作业及压裂增产作业的能力和规模,且现有完井管柱无法进行全通径压裂施工,不能满足致密油气储层压裂技术需求。通过应用∅95.25 mm套管扩大管柱内径(∅82.25 mm)以及分段压裂用尾管悬挂器与回接装置,尾管固井后利用水力泵送桥塞+分段压裂施工工艺,改造效果和施工效率得到了极大提升。侧钻井∅95.25 mm套管固井完井技术在长庆油田完成了5口井现场应用,固井质量合格率100%,较∅88.9 mm油管固井完井平均初期日产油量提高了46.5%,施工时间缩短了80%,对区域内侧钻井钻完井具有较好的借鉴作用。

基于电磁式声波发射的环空液面连续监测技术研究与应用

钻遇井漏失返后,井筒内液柱压力长时间低于地层压力后易引发漏转喷,而当前钻井现场主要采用气枪式测距仪对环空钻井液液面高度进行监测,受该测距仪氮气瓶储量的限制,无法连续监测井筒环空液面高度,不便于现场作者人员及时发现漏转喷的井控风险。针对该测距仪的缺陷,文章将电磁式声波发射器引入到井漏后环空液面高度的监测技术中,从环空声波衰减特性研究入手,优化发声器结构设计,提升其低频响应特性,研发了一套基于电磁式声波发射器的环空液面高度自动识别监测系统,该系统具有自动连续监测、测量误差小(测量误差小于2%)、体积小、易操作等优点,便于现场作业人员及时掌握环空液面高度,分析漏层的漏失情况,预判是否存在漏转喷的井控风险,为快速处理井漏复杂、降低井控风险提供技术支撑。

基于充气钻井的川东地区防漏治漏技术研究与应用

总结了川东地区早期充气钻井试验存在的问题,结合充气钻井技术的特点,将充气钻井防漏治漏技术分为地层水压力系数小于漏层压力系数、地层水压力系数大于漏层压力系数两种情况,并根据每种情况提出了适合于川东地区的充气钻井防漏治漏技术方案,改进了充气钻井工艺。通过宝001-1、罐005-H2、温泉002-H2等井现场试验表明,该技术解决了川东地区地层出水与恶性井漏同时存在情况下的防漏治漏问题,减少了因井漏造成的处理复杂时间,提高了机械钻速,缩短了钻井周期,节约了钻井成本,经济效益明显。基于充气钻井的防漏治漏技术已在川东地区现场试验多口井,效果良好,建议大面积推广使用。

川渝地区深层超深层试油完井技术现状及展望

近年来随着勘探开发持续向深部地层进军,川渝地区8 000 m级深井试油完井需求逐渐增加,万米深井试油也进入作业倒计时。川渝地区深部产层具有高压、超高温、高含硫化氢的特点,试油完井技术面临极大挑战。文章围绕深井安全快速试油完井和提升井下资料录取质量及效率的两大核心目标,分析了在深层超深层试油完井工程基础研究、试油完井技术、高温高压地面装备和试油完井工具等方面取得的进展,总结了在长期工程实践中形成的试油完井一体化、高压气井地面装备自动化测试、生产井动态监测、试油完井管柱安全评价等川渝地区深井超深井试油完井特色技术,为国内其他类似区块试油完井工程作业提供参考。面对超深、特深井愈加复严苛的地质条件和工程挑战,探讨了试油完井技术的发展和展望,在安全、快速试油作业方面,重点攻关研发更高温度、压力等级的试油完井工具,从而简化管柱结构,提升可靠性;在资料录取方面,发展基于传感器和无线传输的实时测量技术,打造井筒“信息高速公路”,提升数据时效性和准确性,为大数据分析和智能决策奠定基础。

全过程精细控压钻完井技术研究进展及展望

为解决深部复杂地层常规钻井钻、测、固、完井各阶段漏喷复杂多、固井质量差、井控风险高等难题,在精细控压钻井技术基础上,发展形成了“钻—测—固—完井”全过程精细控压钻完井技术。本文详细介绍了国内外精细控压钻完井技术的研发、应用历程及发展现状,并剖析了该技术领域的发展趋势,即向个性化/系列化、集成化/融合化与数智化/智能化发展,逐步替代传统井控设备、走向智能井控技术;并给出了智能化发展的必经技术途径,为行业井筒压力控制技术发展提供参考。

石油钻采全球招投标智能分析系统设计研究

石油市场竞争激烈,市场需求瞬息万变,对招投标信息的及时获取和准确分析成为迫切需求。研究设计了一款石油钻采全球招投标智能分析系统,通过数据采集、知识图谱构建和信息管理等模块的融合,可提供全面、实时的市场情报,从而支持其决策制定和战略规划。该系统涵盖数据采集、知识图谱构建、信息管理和数据可视化等关键模块,使用效果在数据准确性、关键信息提取、数据可视化和系统稳定性等方面显著,为研发和服务业务提供有力支持,为石油钻采领域的决策者和研究人员提供一种先进的市场情报分析工具。

川庆钻采院在整合中的文化融合途径

一、钻采院两院整合背景川庆钻探工程公司钻采工程技术研究院(以下简称钻采院)于2010年5月,由川庆钻探工程公司原钻采工艺技术研究院和工程技术研究院组建而成。组建前的这两家单位分别起步于四川油气田和陕甘宁盆地,各自拥有四五十余年发展历史,前者在“三高”钻井完井技术上具备雄厚实力,后者在“三低”钻井完井技术上享誉业界。

改变低渗透油藏润湿性提高采收率技术研究进展

油藏岩石润湿性是储层物性的一个基本特征参数,是影响油田特别是混合润湿或油湿性低渗透油田开发的重要因素。文中针对目前通过改变油藏岩石润湿性以提高原油采收率方面的相关技术及研究进行了详细调研,系统总结了改变油湿性油藏岩石润湿性以提高原油采收率的方法。经过归纳总结,认为目前这些方法主要分为物理法、化学法和微生物法3大类。润湿性转变的机理是通过剥离岩石表面吸附的极性组分,还原岩石表面的亲水性;或在岩石表面形成双层吸附,使岩石表面润湿性反转为水湿,增加毛细管力的渗吸驱油作用。在充分认识岩石润湿性反转机理的基础上,有针对性地调节油藏岩石的润湿性,从而可以达到提高采收率的目的。

致密砂岩油藏水驱油效率及微观影响因素研究——以鄂尔多斯盆地华庆地区三叠系长6储层为例

以鄂尔多斯盆地华庆地区延长组长6段致密砂岩油藏为例,在岩石学特征、物性和孔隙结构等方面表征研究区致密砂岩储层非均质性的基础上,开展真实砂岩微观驱替实验及非稳态恒压法水驱油实验,分析了不同类型储层油水分布规律及渗流特征,系统评价了致密砂岩储层驱油效率及微观影响因素.结果表明:长6段致密砂岩不同类型储层驱油效率具有显著差异.孔隙度和渗透率越大驱油效率越高,孔隙度<10%,渗透率<0.2×10-3μm2的储层驱油效率受物性控制明显;喉道半径、孔隙半径的增大及孔喉连通性变好导致相对较高的驱油效率,平均喉道半径>0.7μm,主流喉道半径>1.0μm,孔隙喉道比>400时驱油效率变化趋势变缓,主流喉道半径是影响无水期驱油效率的主导因素,随着渗流路径增多增宽,孔隙半径对最终期驱油效率的控制作用不容忽视;伊利石、伊/蒙混层、碳酸盐及泥质含量越高,驱油效率越低,颗粒点接触保障了较高的驱油效率;可动流体饱和度与驱油效率呈正相关关系,中性-亲水性储层驱油效率较高.

长庆神木区块天然气井一次上返固井技术

长庆油田神木区块天然气井固井难度大,上部刘家沟组承压能力低,下部含气层跨度大,气层活跃,完井改造过程中井筒内压力高。为提高套管串承压能力及密封性,该区块改分级固井为一次上返固井工艺。为解决该区块一次上返固井难题,研发了以GGQ复合减轻材料为主的低密度水泥浆体系封固上部低压易漏层,泡沫防窜水泥浆体系封固下部气层活跃地层。实验表明低密度水泥浆体系受压后密度变化值小,且具有一定的防漏堵漏功能;泡沫防窜水泥浆体系能够有效防止气窜产生。现场应用结果表明,该套体系能够解决神木区块一次上返固井难题,提高该区块固井质量。

井眼强化随钻防漏技术研究与应用

长段裸眼孔隙—裂缝发育带来的漏失问题,严重影响钻井提速,并造成相当大的经济损失。在孔隙—微裂缝地层或诱导性裂缝地层中作业,钻井液密度较低时会出现井壁不稳定现象,而钻井液密度较高时又出现井漏、安全密度窗口较窄等问题,文章研究了解决这一问题的井眼强化随钻防漏体系。体系中的微米级和纳米级高强度刚性颗粒随钻头破岩时迅速嵌入到井周孔隙和微裂缝中,产生沿井眼切线方向的挤压,微米级纤维材料快速充填,形成致密的网络封堵结构,在井壁形成“桶箍效应”,大大提高了井眼承压能力和井壁稳定性。室内评价实验表明,清水封堵体系承压5 MPa以上,井浆封堵体系承压7 MPa以上。在实际现场应用中,井眼强化随钻防漏体系在解决安全密度窗口较窄问题方面取得了满意的效果。

长庆致密油3000 m长水平段三维水平井钻井技术

长水平段水平井可增加压裂改造段数、提高开发效率,是致密油高效开发的重要手段.长庆致密油3 000 m长水平段水平井存在裸眼段变长、摩阻扭矩增高、水平段延伸及长水平段固井难度增加等问题,文章通过优化井身结构与轨迹控制,改进钻井液润滑减阻性能、优选延长水平段钻井工具、引入固井辅助工具等手段,降低三维消除偏移距后轨迹拐点对钻井的影响,有效延长了水平段,确保固井质量,实现了3 000 m水平段水平井安全快速钻井,效果显著.2018年现场试验完成NHx-x井,水平段长3 035 m,位垂比为2.03,钻井周期32 d,机械钻速16.96 m/h,砂岩钻遇率86.5%,创长庆油田油井水平井水平段最长记录.

苏里格气田水平井段内精细分簇压裂技术研究与应用

暂堵压裂作为一项实现封堵老缝、造新缝、增大泄流面积的关键技术,已成为长庆油田老井稳产、新井提产的主体技术,具有效率高、成本低、见效快等技术优势。借鉴油井直井、定向井暂堵转向压裂的技术优势,结合长庆苏里格气田水平井固井完井桥塞分段压裂工艺技术特点,开发一种满足长庆苏里格气田储层特点及工艺需求的自降解暂堵剂,形成水平井段内无工具精细分簇改造技术。通过对段内已改造簇的人工裂缝及缝口进行封堵,使井筒升压,开启新簇裂缝,且在新簇的改造过程中,暂堵材料必须保证足够的强度对已改造簇持续封堵,待单段改造结束后暂堵材料开始自降解,提高了簇的开启和改造程度,实现簇间暂堵无工具精细化改造的目的。该技术现场试验效果显著,测试无阻流量是常规直井、定向井的9倍左右,是水平井平均无阻流量的2倍以上,单井产量明显提高。

CO2干法加砂压裂技术研究与实践

CO2干法加砂压裂是以CO2代替常规水力压裂液的一种无水压裂技术，国外（美国和加拿大）的实践成果表明：该方法对低压、低渗透、强水锁／水敏储层的压裂改造效果十分明显。为此，就其增产机理、压裂液体系、密封混砂装置及压裂工艺开展了一系列的试验研究，获得了一系列成果：①CO2提黏技术使超临界CO2黏度提高了240～490倍，改善了CO2压裂液的携砂性和造缝性，是实现CO2干法加砂压裂的一项关键技术；②CO2密闭混砂装置的研制实现了对CO2干法加砂压裂关键装置的配套，能够满足CO2干法加砂压裂作业的施工需要；③CO2干法加砂压裂实现了完全自主返排；④CO2干法加砂压裂利用CO2代替水基压裂液，能够大量节约压裂作业的耗水量，实现循环经济；⑤CO2干法加砂压裂工艺是可行的，对低压、低渗透、强水锁伤害储层具有较好针对性，表现出了良好的增产效果。