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6胜利油田钻井技术现状及发展方向

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了目前胜利油田内部最深的一口深探井——郝科l井,完钻井深5807.81m。

90年代,胜利钻井参加了新疆塔里木会战,在轮南地区钻深5000m左右的开发井,实现队年五开四完,进尺22670m,创国内深井最高纪录并达到国际先进水平。1993年在塔里木地区完成井深为6200m的超深预探井DH5井,钻井周期130d,2004年完成了6750m的超深井——哈得17井,钻井周期156d。

7、钻井液技术

钻井液技术的进步,为钻井技术发展起到了推动和保障作用,经过几十年的发展,形成了具有特色的技术。

(1)形成的成熟配套技术

聚合物防塌钻井液体系,适应于油田各地区3200m以内的井;

钾基聚合物钻井液体系,适应于含蒙脱石较高的地层和易坍塌的地层;

80A—51、PAC系列聚合物钻井液体系,配合喷射钻井能大幅度地提高钻井速度,适用于井深3200m以内、矿化度小于30000ppm;

聚合物、氯化钾盐钻井液,适用于水敏性较强易坍塌的泥页岩井段、含盐膏层井段、裸眼井段较长的深井;

聚合物乳化钻井液,采用混油、加入表面活性剂及减阻,具有润滑、防卡兼有防塌特点的水基钻井液适用于定向井、大位移延伸井、水平井;

正电胶(MMH)钻井完井液体系,防止井壁坍塌、提高机械钻速、携屑能力强、保护油气层的效果好;

树脂钾盐钻井液,适用于容易发生坍塌的地区、深井长裸眼井;

聚磺高温钻井液,适用于深井、超深井、盐水及饱和盐水、盐膏层井段; 低固相完井液,适用于储层不易坍塌且容易受到固相污染的油层钻井液。 (2)需要进一步推广完善的钻井液完井液新技术

可循环泡沫钻井液完井液技术及欠平衡钻井液完井液技术; 强抑制性水基钻井液完井液技术;

黑色正电胶(BPS)钻井液完井液技术;

深井钻井液完井液技术。聚磺钻井液体系、MMH聚磺钻井液体系、MMH聚合物饱和盐水钻井液体系、硅酸盐聚合物钻井液体系;

油基钻井液完井液技术; 可酸化凝固型堵漏技术;

特殊地层的钻井液完井液技术。 8、固井完井技术

随着胜利油田钻井技术的不断发展,随着钻井南渡不断增加和施工区域的扩大,在满足钻井生产需要的同时,重点发展了以下几方面的固井技术。

(1)深井、超深井固井技术

深井、超深井的特点是高温、高压、小间隙、长封固段、含有盐膏层等复杂地层等。针对这些特点,掌握了耐高温水泥及其外加剂、分级注水泥、尾管固井(包括套管回接技术)等工艺技术,并研制生产了多种新型水泥添加剂产品。

油田内部部分地区深井地温梯度大,含有盐膏层,井底温度偏高。渤602井完钻井深4945m,井底静止温度180℃;渤古4井,完钻井深4375m,井底静止温度175℃,是近年来固井施工井底静止温度最高的井。对于深井盐膏层固井,通过采用盐水体系及处理剂,满足了固井技术要求。

新疆地区库1井,是近年来固井最深的井,Φ149.2mm钻头钻至6941.15m完钻,钻井液密度2.05g/cm3,井底温度168℃,下入Φ127mm无接箍套管,采用防气窜铁矿粉加重水

泥浆体系,固井质量优良。对于长段盐膏层固井,也已达到了设计要求。

(2)高压油气井固井技术

近年来加强了对气窜失重机理的研究,摸清了失重与气窜的机理,提出了综合防窜的技术措施,掌握了分级注水泥、双凝及多凝注水泥、管外封隔器分层封隔固井、加重水泥浆等一整套成系列的固井技术。

南方海相地区河坝1井,完钻井深6130m,下入Φ127mm尾管,水泥浆密度设计2.35~2.40g/cm3,施工中水泥浆密度平均为2.36~2.37g/cm3,最高2.40g/cm3,为胜利油田固井施工水泥浆密度最高的一口井。

(3)低压井固井技术

这类井的特点是地层压力系数低、易漏失,既有沙泥岩地层,也有灰岩裂缝地层。针对这些特点重点开展了低密度水泥浆、微珠水泥、超低密度充气水泥浆及泡沫水泥浆、管外封隔器固井完井技术等,达到了勘探开发要求。在油田内部完井施工中基本配套成熟。

T737井,完钻井深6077m,Φ127mm尾管下深5407.32~6059.14m,为防止井底漏失,水泥浆设计密度仅为1.20g/cm3,采用多种国外水泥外加剂进行配伍试验,固井现场施工一次完成,在国内同类型固井施工中创出低密度水泥固井井深最深、水泥浆密度最低的新记录。

(6)水平井、大位移井固井技术 随着定向井、水平井钻井水平位移的不断增加,近年来在重点研究应用了套管扶正器和漂浮接箍、水泥浆体系、紊流与塞流复合顶替等一系列工艺技术措施,使该类井固井技术水平不等提高。

近年来170余口水平位移超过1000m井和埕北21—平1、垦东405—平1井两口大位移井的固井成功,标志着胜利油田在该类井固井技术上已经走向成熟。

(7)提高第二界面固井质量的研究及现场应用

为满足油气勘探开发的需要,各固井公司把第二界面的固井质量问题作为专题进行研究,通过改善水泥浆体系、管串结构和固井工艺措施等一系列手段,提高第二界面的固井质量。如广泛推广使用套管旋流发生器、管外封隔器、氮气膨胀剂、高效驱油前置液等,二界面的固井质量有了一定程度的提高。

同时,针对岩盐层易岩盐层溶解以及塑性流动的特点,在掌握了按岩盐层特点设计高强度的套管、采用饱和盐水泥浆固井(包括高密度盐水水泥)等技术。

(8)稠油热采井固井技术 据对国内固井技术调研情况,胜利油田固井技术总体水平处于领先水平。通过采用添加石英砂、粉煤灰以及与之配伍的处理剂,形成了热采井投产后的高温、固井中的防漏要求。同时,预应力固井工具及套管附件都已形成配套系列。

9、膨胀管技术

膨胀管技术是国外近年来发展起来的一项新技术。按结构和膨胀工艺不同,膨胀管技术主要包括三种,即实体膨胀管技术(美国ENVENTURE公司)、膨胀割缝管技术(美国ABL)、液压膨胀实体管技术(俄罗斯)。根据各种膨胀管技术的特点,在井身结构优化设计、处理深井钻井复杂问题、提高效益方面都具有很好的发展前景。

胜利油田进行了两口井实体管、一口膨胀割缝管试验应用。

通61—侧162井膨胀管底部深度2221.73m,顶部深度1838.48m(实探深度为1833.75m),膨胀管总长度383.25m。膨胀前内径95.25mm,膨胀后内径108.97mm。起始增斜段接近40o/100m,最大井斜46.80°。膨胀管水泥返高1880m,固井质量优质;

王14—侧20井膨胀管底部深度1890.26m,顶部深度1498.56(实探深度为1833.75m),膨胀管总长度391.70m。膨胀前内径95.25mm,膨胀后内径108.97mm。最大井斜26.40o。膨胀管水泥返高1496.40m,固井质量合格。

通过两口井的试验应用,证明实体膨胀管能够用于完井管柱,满足开发要求。

在河坝1井应用了膨胀割缝管。该井扩眼井段4460~4534m,扩眼井径由Φ215.9mm至Φ311mm,膨胀管封隔井段4462.69~4533.22m。采用该技术加固不稳定的井壁或用于封固低压层代替一层技术套管,是可以考虑的方案。

10、套管钻井技术

套管钻井技术是一项发展中的新技术,日益受到石油工程界的重视。胜利油田在该项技术方面起步较晚。

2004年,胜利海上进行了两口井套管钻井试验应用,取得了一定效果。胜利五号钻井平台在垦东341井,利用Φ410mm钻鞋+Φ339.7mm套管进行钻进,用13.20h纯钻时间成功钻进至井深459.62m,进尺375.45m,机械钻速28.44m/h,井底最大井斜0.2°,较常规一开作业时间缩短45%。

在冀东油田海上老堡1井,采用套管钻井方式成功地完成了Φ339.7mm表层套管的钻进施工作业,施工井段81.46~500m。套管配合接头直接与钻杆连接,扣型为339.7mm×410。每钻进2柱钻杆下5根套管,打完一个立柱划眼一遍。比同类型井时效节约约10h。

两口井的试验应用,达到了预期目的及效果。 三、胜利油田钻井技术发展方向及目标

随着石油天然气行业的改革开放和石油石化系统的改革重组,钻井行业管理方式、技术发展方向也发生了相应的变化。更重要的是,由于勘探开发区域的不断扩大和施工难度的不断增加,对钻井技术的要求越来越高,传统钻井管理模式和技术已经不适应新的发展要求,必须不断攻关研究新技术并赶超国内外先进水平,才是根本的出路。“十一五”期间,胜利钻井技术应实现以下几方面的目标。

1、推广应用深井钻井技术,攻关研究超深井钻井技术 经过长期的深井技术攻关与现场应用,胜利深井钻井技术水平有了很大提高,钻井速度加快、钻井周期缩短,钻井深度有了大的增加,“十五”期间将通过鉴定验收并形成配套技术。超深井钻井将是“十一五”期间重点攻关研究内容,通过研究与应用,实现东营油区6000m超深井一年钻井一口、7000m超深井一年半一口的目标。

在新疆地区、南方海相地区,应攻关防斜打快技术、井壁稳定技术、高压井及含H2S井控技术等,解决保证安全和质量前提下加快速度的问题,使超深井钻井速度明显加快。

2、研究和试验大位移井钻井技术,形成大位移井配套技术

在胜利油田,应用大位移井钻井技术进行“海油陆采”将有明显的技术优势和投资效益。由于我们在前期钻井中地质条件的限制,没有取得应有的开发效果。但通过多年大位移定向井的施工和大位移井技术攻关研究,已经积累了较为成功的经验,已经具备了水平位移达到5000m、位移垂深比大于2的技术水平,“十一五”期间应通过研究应用,实现大位移井新的技术突破并形成配套技术。

3、攻关研究分支井技术,形成TAML四级完井配套技术 经过前期油田内部三口分支井的攻关研究与应用,在分支井设计、分支井钻井施工和轨迹控制等方面积累了一些经验,同时也吸取了一些失败的教训。通过分析研究与对外技术合作,制定了下一步分支井钻井、完井的可行性方案。“十一五”期间,针对油田勘探开发实际、通过与勘探开发方面积极结合,在分支井完井技术方面力争实现新突破,形成配套技术,保持胜利油田钻井技术国内先进水平。

4、开展空气钻井研究试验,形成配套技术

空气钻井在国内四川、吐哈等油田已经进行了现场成功应用,取得了良好效果。针对中石化鄂尔多斯低渗油藏、南方海相地区和西部地区钻井对保护油气层、稳定井壁、加快钻速等方面的要求,通过引进、配套空气钻井设备,进行工艺技术研究,使空气钻井技术实现胜利油田零的突破,力争“十一五”末形成配套技术。

5、扩大膨胀管技术研究应用范围,形成实体管配套技术

膨胀管技术已经进行了三口井的现场应用,包括两口实体管和一口膨胀割缝管,取得了技术突破和现场应用的成功。下一步应重点在膨胀管管材的国产化研究、膨胀工具的研究、钻井扩眼工艺技术研究、水泥浆体系研究等方面开展工作,在完井管柱、套管补贴、井眼复杂情况处理等方面取得进展,“十一五”期间形成配套技术。

6、进行套管钻井深入研究与应用,实现新的技术突破 套管钻井技术在国外已经形成了成熟工艺技术,但受成本费用限制难以引进应用。应用简易方法,我们已经进行了两口井表层套管的施工并取得了成功。下一步,应首先在表层套管钻井中形成配套成熟技术,重点在驱动方式、可钻式钻头、套管螺纹等方面进行研究与应用。同时进行可更换下部钻具与钻头方式的进一步研究,争取早日实现技术突破。

7、开展旋转导向钻井技术攻关,实现技术突破

“旋转导向钻井关键技术研究”已经列入国家“863”高技术研究发展计划项目,目前已经完成了“井下调制式旋转导向工具系统”整体设计方案,进入了工具的地面测试阶段。井下测量及上行通讯系统、地面信号采集系统已进行了几十口井的试验。“十一五”期间,应重点在测试、改进和试验方面做工作,尽快取得技术突破,保持国内领先水平。

8、进一步扩大成熟技术应用范围,促进钻井技术水平不断提高 胜利油田有很多在国内处于领先和先进水平的钻井技术,这些技术的进一步应用是今后技术工作的重要内容。应重点突出以下几个方面的技术:

一是水平井钻井技术。应重点在短半径水平井、三维轨迹水平井、地质导向水平井等方面不断取得新进展;

二是欠平衡压力钻井技术。应不断完善技术方案,重点在全过程欠平衡、气体钻井等方面取得突破,进一步扩大应用范围;

三是优快钻井技术。应在中深井、深井推广应用优快钻井技术,在钻头选型、钻井液体系性能、防斜打快、井控技术等方面不断完善,保持钻井技术优势不断得到新的发挥。

9、进行超深井固井技术研究,取得技术突破并形成配套技术

随着深井、超深井的增多,对固井技术提出了更高的要求。应在长封固段、小间隙、分级固井、尾管固井、超高温水泥浆体系、盐膏层和腐蚀性流体地层的固井方面进行研究,同时进行固井工具研究,形成超深井固井技术优势和配套技术。应结合胜科1井固井要求进行研究,力争通过该井超高温(240~260℃)固井取得技术上大的突破,保持国内技术领先水平。

10、进行超深井钻井液技术研究,形成超深井配套技术

在钻井液技术研究方面,应重点突出盐膏层体系、超高温体系、坍塌类复杂地层、高密度体系、低密度体系的研究应用工作,在无渗透钻井液技术、抗温240~260℃钻井液技术、纳米处理剂钻井液技术、气体类钻井液技术等方面不断得到完善与提高,形成具有胜利特色的、国内技术领先的钻井液、完井液技术优势。

参考文献: 1、《胜利油田大事记》编篡委员会. 胜利油田大事记.2003,12 2、都振川,秦利民,周跃云.埕北21—平1大位移水平井的设计与施工. 石油钻探技术,2000,28(5):9~11

3、李娟,何金南,刘建立等.国内外深井钻井技术进步与经济评价初探. 石油钻探技术,2002,30(6):21~23

4、高德利,张武辇,李文勇.南海西江大位移井钻完井工艺分析研究.石油钻采工艺,2004,26(3):1~6

5、张桂林.胜利油田水平井钻井技术现状与发展趋势.石油钻探技术,2005,33(2):66~70

6胜利油田钻井技术现状及发展方向

了目前胜利油田内部最深的一口深探井——郝科l井,完钻井深5807.81m。90年代,胜利钻井参加了新疆塔里木会战,在轮南地区钻深5000m左右的开发井,实现队年五开四完,进尺22670m,创国内深井最高纪录并达到国际先进水平。1993年在塔里木地区完成井深为6200m的超深预探井DH5井,钻井周期130d,2004年完成了6750m的超深井——哈得17井,钻井周期156d。
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