FT1井非标大井眼超深井钻井液技术优化及应用

四川盆地川东地区高峰场构造已钻井资料表明,钻井过程中钻井液受污染、石膏层蠕变后造成井下复杂、卡钻事故的现象频繁发生,加之该区域志留系小河坝组及以下地层完成井较少,无有效参考资料,地质复杂,可预见性较差,FT1井为该区域的第一口非标大井眼探井,故面临井壁失稳、长井段泥岩造浆及膏盐污染、环空返速低、钻井液量大等特殊情况,造成维护困难,以及石炭系采空区与下伏异常高压地层引起的防漏、防喷、防高压差卡钻等难题更加突出。为满足井下安全快速钻进要求和尽快完成超深层油气藏地质勘探开发,通过室内相关评价实验对钻井液配方和维护工艺进行分析,结合现场维护应用情况,完成了主要非标大井眼段钻井液体系和维护工艺的优化技术。结果表明:维护工艺和体系优化后的钻井液性能在护壁防塌、携砂性、抑制性、抗温、抗污染、封堵、润滑等多项性能方面较传统钻井液体系有更大的优势,有效解决了抗膏盐污染、井壁失稳、防漏、防卡等问题,现场应用效果好,提速显著,杜绝了钻进过程中复杂事故的发生。

榆阳区块Φ311.2 mm及以上大井眼井段钻井提速关键技术

为了解决神木气田榆阳区域实施的深探井、煤岩气井、盐下高含硫井、储气库井等井型Φ311.2 mm及以上大井眼井段钻井过程中因井眼尺寸大导致的机械钻速低、井眼轨迹控制难度大、井壁易失稳垮塌、井眼净化困难、固井质量难以保证等技术难题,在分析制约Φ311.2 mm及以上大井眼井段钻井提速技术难点的基础上,开展高效提速工具优选配套、井眼轨迹控制技术、井眼净化技术及强抑制KCl钻井液体系优化研究,配套形成了Φ311.2 mm及以上大井眼钻井提速关键技术,包括:高效提速工具集成配套、大井眼轨迹控制技术、大井眼净化技术、强抑制盐水聚磺钻井液技术及高效堵漏技术,并在储气库、盐下井开展试验,推广应用完井10口,大井眼井段平均钻井周期21.14 d,平均机械钻速9.95 m/h,分别较应用前的钻井周期缩短了18.27%,机械钻速提高了17.14%,钻井过程无井下复杂、故障,提速效果显著。实践表明,该技术为神木气田榆阳区域Φ311.2 mm及以上大井眼的安全、优质、快速钻井提供了技术支撑。

渤海油田大井眼表层一次预斜技术分析

目前渤海油田已成为我国国内原油第一生产基地,伴随着渤海油田持续增储上产的步伐,渤海油田正在以每年新增400-600开发/调整井的速度践行能源报国使命,实施的开发/调整井均为定向丛式井,近50%的井存在表层井眼碰撞风险,尽管表层预斜技术在渤海应用相对成熟,解决了过去以往常规浅层预斜难题,但随着渤海油田深井和大位移井的日益增多,且成本控制压力大,大井眼表层如何实现一次高效预斜成为解决问题的关键,本文通过采用“决策树”配套优化方案、“量体裁衣”设计非标尺寸工具、“精准制导”优化轨迹设计,以及“精细化”控制作业实施,高效实施了4口大井眼表层一次预斜,取得了较为理想的应用效果。

长庆气田储气库井大井眼钻井液技术

储气库是储备天然气战略资源和天然气生产调配的重要手段,具有良好的社会和经济效益。储气库钻井施工中,由于井眼尺寸大,会出现井眼清洁、井壁失稳、井下漏失等问题。针对上述问题,优化现有钻井液技术,有效减少井下复杂情况发生,形成了一套使储气库井大井眼井眼清洁、井壁稳定的超分子堵漏技术。现场应用表明,使用该技术钻井液动切力≥0.3 Pa,满足井眼清洁需求;完钻密度≤1.20 g/cm3,滤失量≤6 mL,保证了井壁稳定;使用超分子凝胶堵漏剂,地层承压能力可提至1.36 g/cm3以上当量密度;处理复杂情况损失时间占比由原先的10%下降至5.26%,满足储气库建设需求。

适用于大井眼的MWD仪器保障技术

近年来,随着储气库、风险勘探、盐下井等特殊重点井的增多,给钻井技术提出了更高要求,同时由于其井眼尺寸大,MWD仪器的服务保障水平也迎来了更加艰难的挑战。MWD仪器作为钻井生产必不可少的测量工具之一,承担着钻井轨迹控制及地层参数测量的重要任务,在保证井身质量控制、井眼轨迹调整以及储层钻遇率等具体施工中发挥着重要作用。大尺寸井眼排量大、震动剧烈,对MWD仪器冲蚀、震动损坏较大,不仅增加了仪器使用费用,还对钻井生产时效造成巨大的损耗,影响了整体效率。本文针对辖区内Ф241.3 mm及以上井眼MWD仪器使用情况,分析统计故障与失效,剖析原因,制定适用于大尺寸井眼的MWD仪器保障措施,进一步控降MWD仪器故障率、失效率,为大尺寸井眼的特殊井、重点井顺利实施提供测量工具保障。

胜利油田页岩油大井眼高效钻进技术研究与应用

胜利油田济阳页岩油是中石化页岩油开发的重点区块,是我国第三个国家级页岩油开发试验区。该区块地质条件复杂,二开钻井面临着上部砾石层钻头寿命低、行程进尺少,斜井段滑动钻进“托压”严重、钻头攻击性与工具面稳定性矛盾突出等诸多难题。针对以上问题,开展钻井工艺分段优化、井眼轨迹优化、高效钻头及提速工具研制配套等方面的研究,形成了针对胜利油田页岩油Ø311.1 mm大井眼高效钻进工艺技术,该技术在牛庄洼陷应用20口井,提速提效成果显著:与同区块前期相比,机械钻速提高40.8%、平均行程进尺提升46.35%、二开平均钻井周期缩短55.55%,保障了胜利油田国家级页岩油示范区建设的顺利推进。

套管可通过的最大井眼曲率的确定方法

在分析了套管可通过的最大井眼曲率影响因素的基础上，参考了国内φ１３９７ｍｍ套管弯曲试验数据和胜利、大港油田的现场经验，提出了一种套管可通过的最大井眼曲率的确定方法，并给出了计算公式和算例。算例表明，该公式比ＡＰＩ和ＩＡＤＣ推荐的公式更接近实际。

松辽盆地大陆科钻二开段大井眼钻井液技术

CCSD-SK2井是一口钻穿松辽盆地白垩纪陆相沉积地层的中国大陆科学钻探井。二开段先以216mm口径钻至2806.20m,然后进行444.5mm口径扩孔。泥页岩地层大井眼钻进过程中粘土矿物含量高且易造浆,砂砾岩层渗透性强易粘卡,井壁稳定控制与钻屑携带难度大。选用了钾铵聚合物钻井液体系和聚磺钻井液体系,通过正交实验确定了钻井液配方。将钻井液控制在合适的密度、较低的失水量以及较强的封堵性,有效实现了井壁稳定;保持适当的环空返速、较高的动塑比以及定期打稠塞举砂等措施,有效实现了井眼净化。1086.45m^1147.56m与1182.74m^1256.01m井段累计收获岩心130.90m,取心率达到97.41%,平均机械钻速为0.84m/h;最终顺利钻至2806.20m。

泌深1井大井眼钻井液技术

泌深1井是1口重点探井,井深为6 000 m。该井二开(406.4 mm)、三开(311.2 mm)井眼尺寸大,悬浮携带岩屑困难,而且该井段大仓房组、玉皇顶组玉一段地层中大段红色泥岩造浆性极强,井壁易失稳;地温梯度高,钻井液必须具有抗180℃高温的能力。通过室内实验优选出了聚合物和聚磺钻井液配方。优选出的钻井液流变性、润滑性和抗温能力好,抑制性和携带悬浮岩屑能力强,滤失量低。钻井过程中没有发生井下复杂情况,起下钻畅通,电测、下套管顺利,表明该套钻井液满足了该井大井眼段钻井要求。

大井眼卡簧式铅封防砂封隔器的研制

为保证大井眼防砂井正常生产,研制了卡簧式铅封防砂封隔器。该封隔器主要由坐封机构、丢手装置、复合铅封组件及导向系统组成。卡簧式坐封机构的设计增大了坐封锁紧力,同时保证坐封安全可靠;滑块式丢手装置有效避免了刚体伤害;另外复合铅封组件采用内带刚性结构的高密度柔性石墨结构,耐温达350℃,适应稠油热采要求。室内试验和现场应用表明,该工具创新性强,综合性能安全可靠,能很好地满足φ244.5 mm(95/8英寸)套管完井生产的需要。

大井眼快速钻进技术

大井眼 ( 3 11.1mm及以上尺寸 )钻井由于受钻头尺寸大、破碎面积大、钻头类型单一、机械及水力能量不足等因素的影响 ,钻井速度慢 ,成本高。从地层可钻性研究及钻头选型、PDC钻头的使用、强化机械及水力参数、优化钻具组合、采用先进工具及工艺等方面提出了提高大井眼钻井速度的途径 ,在吐哈油田的应用表明 ,能显著提高机械钻速 。

胜利浅海小井距浅表层大井眼定向钻井技术

胜利浅海CDXA双井组型大型丛式井组浅表层大井眼定向钻井面临以下技术难点:①造斜点浅、地层松软、井眼大,造斜困难;②井数多、井间距小、井眼轨迹交叉分布,防碰和绕障问题突出;③造斜点间距小,需要定向一次成功;④井与井之间套管的磁干扰严重,井眼轨迹监测难度大。施工中灵活选用陀螺单点定向测量方法、有线随钻和MWD无线随钻定向技术对井眼轨迹实施了有效监测,采用特殊设计的动力钻具和有效的导向钻井技术确保了浅表层大井眼定向一次成功;充分利用平台丛式井组特点,施行隔水管、表层及油层交叉作业工艺,提高了钻井效率;采用优质聚合物海水钻井液体系,减少了摩阻,稳定了井壁,保证了电测及起下钻的顺利施工,减少了井下事故的发生;从而达到了安全优质快速钻井的目的。

DJ-210型大井眼卡瓦锚定式防砂充填工具的研制

针对目前在疏松砂岩油藏采用三开裸眼充填和244.5mm套管防砂完井工艺受工具的限制,而采用皮碗工具悬挂滤砂管防砂及两步法充填防砂完井,施工周期长,作业成本高,且防砂效果难以保证的状况,研制了DJ-210型大井眼卡瓦锚定式防砂充填工具。该工具配以相应的防砂管柱可实现地层改造,起到既防砂又增油的双重效果。该工具采用组合式胶筒密封及双向卡瓦锚定,使其封隔压力高,悬挂能力强,确保了防砂施工的成功率,实现了地层填砂、环空填充一体化工序,较好地解决了三开裸眼悬挂充填防砂及244.5mm套管射孔出砂井地层改造及环空充填防砂完井的防砂难题。现场8口井的应用表明,使用该工具实现了防砂后不减产甚至增产的良好防砂效果。

浅层高造斜率大井眼定向钻井技术

桩斜146井是胜利油田在滩海地区布置的一口较大位移的定向井,其钻探目的是为了解桩斜146断鼻上第三系含油气情况。该井设计井深2626m,水平位移1833m,垂深1700m,较大的井底位移给钻井工程带来了许多潜在风险。文章在介绍该井软地层、大尺寸井眼、浅造斜点、高造斜率施工技术难点的基础上,详述了在造斜段、稳斜段的施工过程及采取的有效技术措施,浅谈了作者对施工该类井的认识与建议。

盐下水平井YM7-H4大井眼段钻井技术

YM7-H4井是一口盐下水平井,因盐膏层距目的层垂深约25 m,设计用311.1 mm钻头在易垮塌的吉迪克组地层进行定向,在盐膏层内一直增斜达到73.62°,直至钻穿盐膏层至井深4 770 m,然后下入273.1 mm厚壁套管封固盐膏层。该井311.1 mm井眼在钻井与中完施工过程中存在很多难点:一是吉迪克组地层泥岩严重垮塌,定向难度大;二是大井眼轨迹控制困难;三是盐膏层段长、井深、钻井液密度高达1.80 kg/L,易卡钻;四是厚壁套管直径大、刚性强、下入困难等。通过技术攻关,该井应用了大井眼轨迹控制技术、吉迪克组地层泥岩防塌钻井液技术、盐膏层钻井技术和大尺寸套管下入井眼准备技术等,顺利完成了该井大井眼段的钻井施工。

塔里木地区大井眼段阻卡问题探讨

塔里木地区的塔北、塔中两隆起和塔西南、北部坳陷上部地层(主要在φ604 mm和φ311 mm井段)起下钻阻卡严重,阻卡问题是影响该地区安全、快速、高效钻井的难题,由此引起的卡钻、断钻具等井下复杂事故时有发生。特别是近两年来,随着人员的新老交替,起下钻阻卡问题尤为突出,影响了整体钻井时效的提高,因此对该问题进行探讨并谈些认识。

边钻边扩技术提高深井大井眼钻速初探

随着我国石油勘探开发的不断深入,勘探开发重点逐渐向深部和难钻地区转移,深井和超深井钻井数量不断增加。而深井超深井由于地层压力系统的复杂性,井下地质情况的不确定性,往往需要采用复杂的井身结构和套管层次,其中,上部井段井眼尺寸大、井段长、钻速低,成为制约深井钻井速度的关键环节之一。采用固定式同心扩孔器的边钻边扩技术通过改进钻头结构和破岩方式,改变井底岩石的应力状态,同时领眼钻头能获得足够的机械能量和水力能量,可以有效提高破岩效率,并改善井底清洗效果,从而提高大井眼段机械钻速,为解决深井上部大直径井眼机械钻速慢的问题提供了一种全新的思路。

渤海油田大井眼深钻综合钻井液维护技术

大井眼深钻是中深井井身结构设计中必然选项,而大井眼深钻综合钻井液技术是大井眼实施的关键因素。渤中区域浅部地层易水化膨胀,钻屑易粘结成球,大井眼深钻具有携岩困难,井壁易失稳,钻井液维护量大等特点。针对以上难点进行了大井眼深钻综合钻井液技术研究,包括泥球预防控制技术、流变性能控制技术、井壁稳定技术、分段精细维护工艺等,现场应用取得了较好效果,保证了大井眼深钻的顺利实施。