四川页岩气旋转导向钻井技术应用

四川长宁-威远区块页岩气资源储量丰富,开发利用价值大,但是水平井钻井过程中存在滑动钻进托压、钻井速度慢、效率低、水平段长度不满足地质需求等问题,影响了四川页岩气的勘探开发进程和经济效益。为此,基于四川长宁-威远页岩气示范区地质、工程特点,分析了四川页岩气地质特征和水平井斜井段主要钻井技术难题,优选了旋转导向工具,优化了井身结构和井眼轨迹,完善了配套工艺,研究形成了适合四川页岩气旋转导向钻井技术,现场应用28口井,机械钻速大幅提高,水平段长度增加500 m,钻井周期缩短50%,取得了较好的提速提效效果,为页岩气资源高效开发和长宁-威远国家级页岩气示范区建设提供了良好的技术支持。

川渝地区超深井钻完井技术新进展

中国石油川渝地区勘探开发已由上二叠统—三叠系向更深的下二叠统—震旦系转移,区域向川中古隆起外围、川西下二叠统、川东寒武系进行战略拓展,地质条件愈加复杂,超深井的多压力系统、可钻性差、超高压超高温、高含硫等难题给钻完井工程带来巨大挑战。通过技术攻关,形成了集井身结构优化、个性化钻头、优质钻完井液、深井水平井钻井、精细控压钻井、特殊取心等技术为一体的超深井钻完井技术,为安岳气田龙王庙组资源快速转化、二叠系和泥盆系资源重大发现提供了强有力的技术支持,加速了川渝地区深层油气藏勘探开发进程。

充气钻井技术在川东高陡构造的应用

充气钻井技术在川东高陡构造获得成功应用,有效解决了恶性井漏等钻井复杂。文章依据现场实践分析了充气钻井技术原理、优势及存在的问题;对比了连续循环充气钻井技术和常规充气钻井技术的差别和优势。连续循环充气钻井技术能有效提高接单根时效和安全性,是提高充气钻井效率的有力武器,建议进一步推广应用。

超深井修井作业减载技术研究

超深井修井作业中,面临常规修井机载荷不足、钻具安全系数低、钻机修井作业费用高等难题,急需提出或采取一系列减载措施,以解决常规修井机负荷大等问题。首先开展国内外超深井修井现状的调研,分析和总结超深井修井作业的难点,提出“两减一增”的修井作业减载技术,对比钢钻具、钛合金钻具的极限下深,建立满足修井机修井作业的钛合金钻杆和铝合金钻杆钻具组合,并在此基础上,对井下液压增力器、钛合金钻杆和铝合金钻杆在超深井修井作业中优缺点进行归纳总结,最后开展钢钻具、钛合金、铝合金钻具在修井过程中的经济性评估。研究结果为超深井修井作业轻量化技术提供了理论依据。

哈萨克斯坦阿克纠宾地区全井筒钻井提速综合技术

哈萨克斯坦阿克纠宾项目位于滨里海盆地东缘,其复杂碳酸盐油气藏普遍存在上部地层蹩跳钻严重、井斜控制难和下部高研磨性灰泥岩,机械钻速低等问题突出,通过开展钻井提速工具的集成与应用,形成了该地区以垂直钻井、个性化钻头、复合钻进、旋冲钻井为主的提速综合技术。在阿克纠宾项目各油田进行了推广应用,取得了较好的提速效果,与常规钻进方式钻进对比,垂直钻井技术提速1.6倍,个性化锥形齿PDC钻头配合高速螺杆技术在直井与水平井均提速1倍以上,旋冲钻井配合个性化PDC钻头技术提速2~3倍,孕镶金刚石钻头配合涡轮钻井技术提速2倍以上。鉴于滨里海盆地具有很强的地层规律性,所形成的钻井提速技术和方法在全盆地其他油田具有较强的指导和借鉴意义。

长北气田山西组2段储层保护钻井液技术

长北气田采用裸眼完井方式,水平段钻进过程中钻井液跟储层的接触时间长,液相和固相侵入对储层的伤害严重。介绍了长北气田储层特征,模拟长北气田地层条件进行了钻井液储层伤害实验,分析其储层伤害因素,研究出一套适合长北气田水平段山2气层的保护储层钻井液,现场5口井的应用结果表明钻进过程中钻井液对储层的伤害很小,CB8-3井完井投产后获得超过230×104m3/d的工业气流,创造单井产量最高记录。所研究的储层保护钻井液能很好地解决储层伤害问题。

碳纳米点材料的分散行为与机理研究

在钻井过程中,页岩具有极低的渗透率和极小的孔喉尺寸,容易导致地层漏失和井壁不稳定等问题。近年来,纳米材料被广泛应用于制备钻井液纳米封堵剂以封堵页岩孔喉,阻止液相侵入地层,维持井壁稳定。以柠檬酸固体粉末、乙二胺为单体,采用水热合成法制备了一种新型的碳纳米点材料。利用多种分散手段对碳纳米点材料在水中的分散性进行优化,并深入研究其分散机理。实验结果表明,碳纳米点材料在碱性水介质中具有优良的分散性,采用简单的机械搅拌和超声就能使其在水介质中完全分散。同时,碳纳米点材料在基浆中仍具有良好的分散性。该研究为碳纳米点作为页岩气水基钻井液用纳米封堵剂提供了理论基础与实验依据。

遇水快速膨胀胶凝堵漏技术在长宁页岩气区块的应用

长宁页岩气区块地表为喀斯特地貌,地下溶洞暗河发育,在表层钻进过程中地层出水严重且常发生失返性漏失。针对表层出水漏失难题,先后采用桥浆、高失水堵漏材料、水泥浆、智能凝胶等系列堵漏材料,但堵漏效果差且容易出现复漏。为此室内研发出一种遇水快速膨胀胶凝的堵漏材料,堵漏机理为"膨胀+交联+充填",堵漏材料遇到地层水后可以与其混合发生交联反应,同时发生膨胀反应,释放CO-_2气体促使堵漏材料快速膨胀数倍体积,形成不透水的无毒弹性胶状体;借助CO_2气体压力可将未固化的弹性胶状体进一步压入并充填漏层的孔隙,起到膨胀与弹性堵水的效果。通过配方优化形成遇水快速膨胀胶凝堵漏浆,性能评价表明,堵漏浆胶凝时间在15～70 min范围内可控,膨胀率为250%～350%,可以锁住3倍体积的蒸馏水和5倍体积水基钻井液;在CDL-Ⅱ型高温高压堵漏试验仪中对4～3 mm、5～4 mm模拟漏失通道承压分别达到3.8、1.7 MPa,复合桥浆堵漏后承压能力提高至6.25、5.2 MPa。现场应用一次性封堵出水漏层,提高承压能力5.8 MPa,解决表层出水漏失难题并保障了安全钻进。

页岩气水平井地质导向钻井技术及其应用

随着油气资源的日趋紧缺和对于能源安全的考虑,页岩气这一新兴非常规天然气能源已成为世界能源研究的热点之一。由于页岩气储层呈渗透率极低的物性特征,结合美国页岩气开发成功经验,可知提高页岩气产量的关键之一是采用水平井技术。但是由于页岩储层多变存在不确定性,因此采用地质导向钻井技术可有效地识别储层实时优化钻井轨迹,指导水平井井眼轨迹在优质储层中穿行,提高钻井效率,实现增产目标。页岩气水平井地质导向钻井技术在四川长宁-威远地区的应用中取得了良好的应用效果,实现了95%以上的储层钻遇率,能较好地满足页岩气低成本开发需求。

水平井恒压力梯度控压钻井新技术

长水平段水平井钻井面临井眼清洁困难,经常遇到摩擦扭矩、起下钻摩阻大甚至卡钻等问题,在安全密度窗口窄的地层钻进时由于井眼小、水平段长,当量循环密度还会引起裸眼延伸长度受到限制,所以,钻井中要被迫下多层套管。Reelwell公司的一种全新的反循环钻井技术,可以从根本上解决这些矛盾,通过介绍和分析RDM技术原理、相关的钻井工具与钻井液、现场试验情况证实,可以在井筒保持静液柱压力而实现压力管理钻井;钻柱浮力效应改善了水平段钻柱摩阻;管状上返液通道采用小排量就可以获得极佳的井眼清洁效果。

方位伽马及成像技术在Sacha-373H的应用

Sacha-373H是川庆钻探厄瓜多尔分公司在厄瓜多尔Sacha区块项目管理服务的第一口采用威德福方位伽马及成像技术(HAGR)的水平井,该井通过采用HAGR技术,结合综合录井和气测录井技术对着陆和水平段进行了地质导向施工,并成功完成了该井薄油层水平段的钻井施工,因此,总结该井在着陆和水平段地质导向成功实施的经验,改进施工过程中的不足之处,对于今后更优质地在Sacha区块实施水平井钻井项目管理服务,最大限度地穿越储集层,提高油层钻遇率具有重要意义。

计算机视觉技术在管道巡检中的应用

为推动工业无人机成为石油行业基础工具,实现无人机对管道全天候、全覆盖监控,弥补人工巡线造成的数据缺失,利用计算机视觉技术开发巡检视频智能识别模块,代替人工对潜在的风险及已确认过的风险进行隐患识别排查,实现计算机对无人机巡检视频“看得懂”的目标,通过对无人机巡检视频的检查,可以从高空视野发现风险隐患并及时预警,是一项持久且意义重大的创新,也将是数字化、智能化时代的发展趋势。

流体封存箱与天然气成藏——以鄂尔多斯盆地苏里格气田为例

引入流体封存箱理论,探讨了异常压力与流体封存箱形成的关系,并建立了流体封存箱模型。通过气源岩埋藏史、构造热演化史、次生孔隙发育史、成岩圈闭孕育史及天然气运聚史等五史分析研究,并结合气液包裹体均一温度及自生伊利石K—Ar同位素测年资料,将鄂尔多斯盆地苏里格气田盒8、山1气藏的形成时间确定为晚侏罗世—早白垩世。并在此基础上,总结了研究区天然气成藏演化模式。通过对研究区生、储、盖、圈、运、保等天然气成藏要素的综合研究,总结了天然气富集规律:生烃强度控制了天然气的富集程度;优势运移通道是天然气运聚的基本途径;储层物性优劣是影响天然气富集的关键因素。

柔性短节对推靠式旋转导向底部钻具组合造斜能力的影响分析

推靠式旋转导向底部钻具组合(RSBHA)中普遍带有柔性短节结构。为准确认识柔性短节对推靠式RSBHA造斜特性的影响,进而优化柔性短节以提高推靠式RSBHA造斜能力,文章通过建立推靠式RSBHA纵横弯曲梁力学分析模型,考虑钻头的切削各项异性,给出了RSBHA造斜率预测方法,分析了柔性短节位置及长度对于推靠式旋转导向双稳定器BHA造斜能力的影响规律。结果表明,相较于无柔性短节的RSBHA,柔性短节置于下稳定器之后可以提高RSBHA的造斜能力,距下稳定器位置越近,RSBHA造斜能力越强;稳定器间距不变时,随柔性短节长度增加,RSBHA造斜能力先增加后有所降低,存在一个最优柔性短节长度使造斜能力达到最大;随着两稳定器间距的扩大,最优柔性短节长度随之增加,并与两稳定器间距呈线性变化关系;而最优柔性短节长度在不同钻压、翼肋导向力条件下保持不变。

随钻地层压力测试中的增压效应分析

当钻开地层后,钻井液渗入地层,使得近井壁的地层压力升高(即增压效应),这时随钻测试获得的地层压力偏离真实值,严重影响钻井优化决策和后期储层评价。基于径向渗流理论和非线性泥饼增长理论,建立井壁增压模型,分析增压效应与井筒环境及地层特征的关系,并开展了随钻地层压力测试地面模拟实验和井下实验。研究表明,地层渗透率、泥饼渗透率、泥饼压实系数对增压效应的影响较大,而泥饼厚度、地层孔隙度对增压效应的影响较小。建立的增压模型可以有效预测地层钻开后短期内近井壁压力分布的增压特征,为开展随钻地层压力测试获得高精度的地层压力值提供技术支持。

基于支持向量回归的井漏预测

钻井过程中的许多参数都会对井漏产生影响,比如钻井液类型、流变参数和密度等。但是,更重要的影响因素与地层特性相关,包括原地应力、孔隙压力、岩石强度以及原生裂缝。因此,针对井漏的特点及其影响因素进行分析,总结出引起井漏的主要原因,就能够在其发生早期对异常状况进行预警,以便及早采取措施,避免或控制井漏的进一步发展。支持向量回归作为一种机器学习模式,其基于统计学习理论和结构风险最小原理,能够在有限信息的基础上,对发展趋势和最优解进行推广。即在钻井过程中能够利用支持向量归回对导致井漏的大量有效数据进行整合,从而构建针对井漏的有效预警系统。这对防范钻井过程中出现的井漏风险,确保钻井安全,降低钻井成本以及提高钻井效率具有重要意义。

巴基斯坦北部区块抗高温高密度柴油基钻井液体系

巴基斯坦北部区块地质条件复杂,地层重复反转,油气埋藏深,井底高温高压,二开井段存在长段页岩层,易吸水膨胀、垮塌,三开井段存在盐膏层易缩径、卡钻,同时盐水侵入污染高钻井液密度易造成钻井液流变性恶化,难以控制,导致该区域钻井作业异常艰难,使其成为巴基斯坦乃至世界上钻井最复杂的地区之一。针对上述难题,同时满足当地油公司的技术要求,以0#柴油为连续相,氯化钙水溶液为分散相,通过处理剂和加量优选形成了一套柴油基钻井液体系。室内评价结果表明,该钻井液抗温达180℃,最高密度达2.20 g/cm3,老化前后破乳电压大于1200 V;有良好的沉降稳定性;在高温高压下仍能保持较好的流变性,对重晶石的悬浮稳定性好,具有良好的携带岩屑能力;且具有抗15%盐水、10%页岩和石膏污染的能力,满足巴基斯坦北部区块钻井作业的应用需求。

水力振荡器在长宁威远区块页岩气水平井中的应用

长宁威远页岩气三维水平井钻井过程中摩阻扭矩大、托压严重,严重影响了页岩气勘探开发速度.水力振荡器能够使钻柱周期性振动,将钻柱静摩擦变为动摩擦,降低钻井过程中摩阻扭矩,保证钻头钻压的有效施加,提高机械钻速.为此,介绍了水力振荡器的工作原理和安装位置方法,并在现场推广应用,应用效果表明,水力振荡器加螺杆方式提速效果明显,可以部分替代水平段旋转导向,降低作业成本,提高页岩气勘探开发效益.

控压钻井用凝胶隔段工作液性能评价及机理分析

精细控压钻井技术在四川磨溪高石梯和下川东等地区应用,解决了因窄安全密度窗口引起的严重井漏、喷漏同存、难以钻进的工程难题,但在起下钻及完井过程中缺乏有效且安全的过程控制工艺,导致钻井液漏失严重,且井控风险极高。为此,笔者基于无机水硬性胶凝理论、密实充填理论、固化增强理论,提出了一种脆性可钻凝胶隔段封隔技术,并通过处理剂优选、配方优化形成凝胶隔段工作液。性能评价结果表明:该凝胶工作液初始流动性能和稳定性好、40 Bc稠化时间0.5～4 h可控,满足温度80～150℃要求、抗钻井液污染能力强;固化后段塞抗压强度高,达到8.02 MPa,与套管壁面胶结强度高,达到1.45 MPa/m^2;同时固化段塞自身胶结性能好,承压封气能力不小于2.69 MPa/m;固化后段塞可钻性级值为1级,采用钻头钻除即可快速恢复钻进。

SEC准则下应用产量递减曲线法进行上市储量自评估

产量递减曲线法是常用的上市储量自评估方法。由于递减趋势阶段性变化特征以及递减类型选取的灵活性,使得递减曲线法的应用较为复杂。根据多年上市储量评估经验,总结了如何在SEC(美国证券交易委员会)准则下合理运用产量递减曲线法进行储量评估,并对最小储量评估单元为单井、区块或全油气藏、常规油气藏及特殊油气藏等不同情况下的递减曲线法应用进行了描述。通过大量的实例分析,论述了应用产量递减曲线法进行储量评估时如何预判未来生产变化趋势,以及如何采用最可靠的评估,最终实现在确保储量"正增长"的同时获取最大合理评估储量,以满足"合理确定性"的要求。