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。

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。

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。

四川深层页岩气井钻井技术创新与实践

针对四川盆地页岩气井储层埋藏深,部分地层缝洞发育,井漏层段多,断层及破碎带易卡钻,地层压实程度及温度高,可钻性差、井下工具频繁失效等,近年来通过多途径的攻克,探索出系列特色钻井技术:结合油基钻井液与页岩作用机理,研发了多元多级微纳米封堵剂、乳化剂等,形成了油基钻井液的强封堵技术,以应对钻井过程中的井漏、井壁失稳及卡钻等复杂;围绕地层可钻性、研磨性,设计出个性化钻头,实现难钻地层的高效破岩;引入振荡螺杆、加强型扭力冲击器等配套提速工具,形成井下振动分级控制技术,改善井下工具稳定性;自主研发的降温装置,匹配耐高温旋导工具,降低了井下工具故障率;借鉴“三高”井成熟的控压降密度技术,实行精准控压降密度,释放提速新动力。该系列技术有力地支撑了四川深层页岩气的勘探开发,满足深层页岩气可持续勘探开发的需要。

精细控压钻井技术在鄂尔多斯盆地海相页岩气储层的应用研究

鄂尔多斯盆地奥陶系乌拉力克组海相页岩气是长庆气田增储上产的新领域。在乌拉力克组海相页岩气储层施工中存在漏失、气侵等工程难题。为此,在LX52x井应用精细控压钻井技术,完成了1172 m水平段施工,处理复杂情况的时间缩短了0.59 h/m,机械钻速提高到4.42 m/h,日进尺提高了18.77%,增加了11.76 m/d,解决了乌拉力克组储层井漏、气侵等复杂难题,提高了开发效率,效果显著。

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。

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。

铁山坡高含硫气藏安全快速钻井技术优化与应用

针对铁山坡气藏硫化氢含量高(最高达222.30 g/m^(3))、嘉五以上地层倾角大(最大倾角25°)、须家河组研磨性强、嘉陵江组高压盐水侵、飞仙关组地层压力系数低等难题,开展了套管柱、井口装置、钻具抗硫材质优选,优化了铁山坡区块的井身结构,优选了高陡构造防斜提速工具,形成了铁山坡高含硫气藏安全快速钻井技术。现场应用效果表明,优选的抗硫钻具、套管柱、井口装置满足了高含硫气藏安全高效开发的要求;四开井身结构有效解决了上部地层井漏、垮塌、盐水侵的问题,降低了飞仙关高含硫层段的井控风险;优选了垂钻工具、钻头和旋导工具,铁山坡气田平均机械钻速由1.85 m/h提速到3.61 m/h,铁山坡6口井平均钻井周期缩短了16.11%。该研究成果为后续川东北高含硫气藏的安全快速钻井提供了技术支撑。

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。

连续管穿芯解卡工艺技术研究与应用

针对连续管本体砂卡后上提吨位有限,且无法建立有效循环,贸然上提易造成连续管拉断落井而使复杂进一步扩大,常规解卡工艺处理时间长、处理难度大等问题,创新研究了连续管穿芯解卡工艺。基于穿芯下管和冲砂解卡的作业原理,采用双提升系统的修井机进行作业,悬挂卡钻连续管的同时,在油套环空之间下入穿芯管柱,重新建立循环通道进行冲砂,实现连续管解卡打捞。现场应用结果表明,连续管穿芯解卡工艺技术通过“一趟钻”实现井内沉砂的快速清理,避免井下多次套铣、切割、打捞等作业,可有效提高连续管砂卡事故的处理效率,该工艺安全性高、作业成本低、作业后井筒及连续管完整性等方面有突出优势。在长庆区域累计应用4口井,解卡成功率100%,其成功实施为连续管复杂处理提供了一种新的技术手段。

精细控压排气降密度技术在蓬莱气区的实践

蓬莱气区储层埋藏较深,极易出现“喷漏同存”的复杂情况,常规钻井技术条件下,井筒压力波动较大,处理复杂时间较长且在处理过程中易造成二次复杂,故现在多选用精细控压钻井技术处理同井段存在多压力系统和窄安全密度窗口的问题。针对上述问题,文章介绍了精细控压钻井技术的控压排气降密度方法,通过精细控压钻井技术控制井底压力微小于地层压力,让地层流体有控制地进入井筒并释放,以重建安全密度窗口,并将其在该区块实际应用效果跟常规钻井技术进行了对比,不仅减少了复杂处理时间,提高了钻井作业效率,而且有效降低了复杂处理过程中的井控风险,验证了该技术的可行性,其显著提升了钻井过程中控压排气降密度效率和安全性,建议后续在蓬莱气区进一步推广应用该技术。

多工艺反循环钻井技术发展现状与展望

反循环钻井技术与正循环钻井技术相反,循环介质和地层岩屑从钻具水眼返出井口,其裸眼环空保持相对静止,此种钻井方式有利于实现超大尺寸井眼高效携砂、恶性井漏井段的防漏治漏以及敏感性储层的有效保护,同时也为水平井钻井过程中的窄钻井液密度窗口、井眼净化和水平段长度延伸等需求提供新的技术方案。文章通过梳理开展反循环钻井技术以来各家反循环钻井技术的研究进展与成果,总结了单壁钻杆反循环钻井技术、双壁钻杆反循环钻井技术、单壁钻杆+双壁钻杆反循环钻井技术、多通道钻具反循环钻井技术的工作原理及技术特色、适应的工作环境等,并在此基础上提出了反循环钻井技术在油气钻井领域的发展方向及建议。文章的研究成果可以为反循环研究工作提供信息,助力深井超深井超大尺寸井眼提速钻进、井漏等复杂井眼处理以及非常规油气资源安全效益开发提供技术支撑。

致密气藏防气窜固井技术研究与应用

苏里格致密气藏气层段固井质量差,难以满足新标准要求,2020年因气窜不达标井占比约15%,严重影响固井效率和后期开发。为此开发新型界面增强型隔离前置液和防气窜水泥浆,优化设计防气窜压稳固井工艺以提高防气窜能力。室内研究表明界面增强型隔离前置液可有效提高冲洗效率增强界面胶结强度;新型防气窜水泥浆从性能系数、触变性、静胶凝强度过渡时间、水泥石早期抗压强度、水泥石渗透率、水泥石膨胀率等方面有效提高防气窜能力;从注替、候凝最可能发生气窜的时刻进行精细防气窜压稳设计,确保压稳气层。现场应用于300余口井,固井施工顺利,固井质量达标井占96.5%,有效解决气窜问题。

深层超深层取心技术进展与未来解决方案

发展深层超深层取心技术是积极践行习近平总书记“向地球深部进军”号令的具体行动,是探索深层油气资源的重要手段。取心收获率、密闭率、保压成功率等重要指标是评价取心作业是否成功的关键,上述指标受地层岩性、取心工具材料、结构设计、取心工艺以及现场作业等因素的影响非常大。文章针对深层超深层取心面临的井筒温度高、循环压力大、地层岩性破碎易堵心、岩心定位区分难度大等挑战,总结分析了近年来国内深层超深层取心技术取得的成绩和出现的典型问题,对比国外同类型取心工具的结构及成功应用案例,进而提出未来我国深井超深井取心技术的发展建议,并研究适用于深层超深层的系列取心工具和配套取心工艺技术,为“取全、取准”深层超深层地质资料,推动我国深层超深层油气资源勘探开发提供技术支撑。

超深井溢漏监测装备、压井技术进展及思考

随着勘探开发走向超深层,工程作业面临的井控风险日益突出,钻井过程中溢漏风险、压井难度增大,如何及时发现溢漏和提高压井的成功率是急需解决的现场问题。文章调研了超深井钻井溢漏监测装备、压井技术的研究进展,阐述了大排量出口流量精确监测技术、起下钻自动灌浆及溢漏监测技术、环空液面连续监测技术、循环罐体积数字化监测技术等溢漏监测井控装备的研发现状,以及压井理论、压井工艺技术在超深井的研究进展情况。分析了人工智能钻井溢漏预警系统、井下溢漏早期精确监测技术、自动及智能化压井技术等领域的未来发展趋势。总结了井下—地面的钻井全过程溢漏监测装备、基于多源数据融合的溢漏预警软件和复杂井况压井模拟系统技术发展情况,提升了溢漏监测的及时性和准确性,提高了复杂井况压井成功率,为超深井井控安全提供技术保障。

四川盆地简阳—三台火山岩气藏出砂原因分析及防砂措施探索

四川盆地简阳—三台火山岩气藏排液测试期间地层出砂,导致测试管柱堵塞,需要探索适宜的防砂措施。因此,通过对气藏储层特点和单井出砂情况分析来寻找地层出砂原因;借鉴疏松砂岩的地层出砂预测方法,探讨火山岩气井排液测试期间的出砂可能性;优化排液测试期间油压控制等技术参数并开展现场试验,以评价技术措施的有效性。结果表明:①岩石黏土矿物含量高、胶结较弱、岩石强度不高、裂缝欠发育,排液测试期间井底流动压差过大超过出砂临界生产压差,诱发地层垮塌出砂;②基于测井资料的声波时差法和组合模量法可以定性预测简阳—三台火山岩气藏出砂难易程度,拉伸模型和经验模型公式可以较为方便地计算不同试油井段的临界出砂生产压差;③现场施工表明,阶梯式等压差控压放喷方法在排液测试期间能够有效削减地层出砂风险,是简阳—三台火山岩气藏探井试油的主要防砂手段。

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。