大庆油田齐家区块致密油水平井钻井提速技术
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提高石油钻探速度的工艺技术措施发表时间:2019-07-16T09:37:20.790Z 来源:《工程管理前沿》2019年第08期作者:肖健[导读] 为了提高石油钻探的机械钻速,有必要研究影响钻探速度的因素,采取必要的技术措施,解除影响因素,才能达到预期的钻探效果。
大庆钻探工程公司钻井工程技术研究院黑龙江大庆 163413摘要:随着经济和科技水平的快速发展,石油钻井施工过程中,应用先进的钻井工艺技术措施,优选合适的钻具组合,依据钻井施工设计的目标,完成石油钻探施工任务。
为了提高石油钻探的机械钻速,有必要研究影响钻探速度的因素,采取必要的技术措施,解除影响因素,才能达到预期的钻探效果。
关键词:石油钻探;影响因素;措施引言石油钻井工艺技术措施的优化,解决各种类型井筒的钻探施工的技术问题。
针对油气田勘探开发的后期,水平井钻探数量的增多,应用欠平衡钻井工艺技术等新技术措施,发挥石油钻井技术的优势,达到预期的石油钻探的效率,满足油田开发对石油钻探的技术要求。
1影响石油钻井速度的因素分析影响石油钻井速度的因素是多方面的,人为的因素、设备的因素以及环境因素等。
由于石油钻井是钻穿地层的施工作业。
因此,从地质因素和工程因素两个方面研究影响石油钻探速度的因素,采取必要的技术措施,能够解决不利的影响因素,达到钻井提速的目标。
1.1钻井液对钻井速度的影响钻井液是钻井施工过程中的工作介质,钻井液的密度、钻井液的黏度及固相含量对钻井速度都会产生一定的影响。
钻井液的密度过高,会使钻井液的重度过大起到压井的作用,降低钻井的速度。
如果钻井液的黏度过大,会导致井底压差过大,对机械钻速起到阻碍作用,使钻井速度下降。
而钻井液的粘度过小,钻井液循环效果不好,也会影响到钻井速度,因此,石油钻探施工过程中,合理控制钻井液的黏度,才能提高钻井速度,过高或者过低的黏度都对钻井提速不利。
钻井液中的固相含量的多少,对钻井速度的影响也比较大。
固相含量过高,会加剧钻头的磨损,降低钻头的使用寿命,影响到钻头的正常钻进,导致钻井速度的下降。
大庆油田齐家区块致密油水平井钻井提速技术
宫华
【期刊名称】《探矿工程-岩土钻掘工程》
【年(卷),期】2016(043)009
【摘要】水平井技术是实现致密油开发的重要途径.自2013年开始,大庆油田在齐家、长垣等3个致密油区块开展了水平井井组开发先导性试验,其中齐家区块施工难度最大,针对该区块水平井水平段长、位移大的特点,及钻遇地层岩石可钻性差、三维扭方位难度大、机械钻速低、钻井周期长等主要技术难点,在分析地层特征的基础上,通过优化井身结构,井眼轨迹控制,优化三维井眼轨迹,开展个性化钻头、降摩减扭措施和配套工具的技术攻关及现场应用,初步形成了一套大庆油田齐家区块致密油水平井钻井提速技术,并取得了较好的应用效果,为大庆油田致密油长水平段水平井进一步提速及规模应用奠定了基础.
【总页数】4页(P38-41)
【作者】宫华
【作者单位】大庆钻探工程公司钻井工程技术研究院,黑龙江大庆163413
【正文语种】中文
【中图分类】P634.3;TE243
【相关文献】
1.长垣、齐家地区致密油水平井钻井提速配套技术 [J], 常雷
2.大庆油田齐家区块致密油水平井提速技术研究 [J], 崔树建
3.永乐油田ZP22区块致密油平台长水平段水平井钻井设计优化 [J], 杨丽晶; 常雷; 张仲智; 王洪英; 赵英楠; 邵帅
4.大庆油田Q区块致密油储层参数测井评价 [J], 李鹏飞;王滨涛;郭蓉;汪爱云
5.大庆油田敖南区块扶余油层致密油提高采收率潜力评价 [J], 唐维宇;尚云
志;James J.Sheng;王秀坤;邹枫
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水平井定向井钻井提速技术措施摘要:传统石油钻井施工作业,大多需要通过组织开采要求和确定施工作业方案完成,为避免出现投入高、时效低等缺点,相关单位应基于投入成本,从方案探讨和开发中总结对石油开采的有利条件,这相比传统的石油开采方法而言,基于成本要素以及工艺技术,探讨钻井深度与设备使用效率之间的关系,更能满足各企业单位对高标准作业、安全开采的需求。
按照不同的工艺技术,以及石油开采中所需投入的成本,可将工艺技术的研究主要分为坍塌问题避免、开采效率提升这两段流程。
这就需要以产生的成本投入量为基准,确定钻井开采方案的同时,对钻井设备、工程参数进行优化,以人为控制和方案管理的方式,确保石油开采的过程稳定。
关键词:水平井;定向井;钻井提速技术引言随着老油田油气开发到后期,各钻探公司在施工难度上都在不断创造新的记录,在胜利海上施工中采用的旋转导向工具多为进口工具,且数量有限,市场供不应求,导致旋转导向工具紧缺。
为防止延误生产,采用常规钻井施工。
常规施工井占比相应增加,但常规导向施工钻井周期较长,机械钻速低,常规导向施工如何提高机械钻速、缩短周期是加快油气开发的重要手段之一。
1定向井钻井工艺技术概述与其他钻井工艺技术相比,定向井钻井工艺技术不仅可以提升油气资源开采效率,而且针对结构特殊的地质,定向钻井工艺技术可以有效降低特殊地质结构对开采效率的影响,降低开采成本,提升钻井流程的合理性,并且也可给予钻井工作更有效的安全保障,提升钻井企业开采效率与经济效益。
与此同时,随着我国油气资源开采的不断扩大,当前定向井钻井工艺技术的应用已经十分普遍,并且可在处于开采后期的油田得到有效应用,使剩余油气资源得到有效开采,进一步发挥处于开采后期油田的价值,降低钻井成本,属于一种节能降耗的钻井工艺技术。
2水平井钻井提速技术应用2.1井眼轨道优化设计技术井眼轨道优化设计在水平钻井过程中具有十分重要的作用,首先需要将地质实际情况作为依据,并对钻井投入情况予以考虑,针对靶前距、造斜点、造斜率等参数进行合理设计;其次,需要充分考虑实际情况实施地质设计,确保设计的科学性、合理性,在井眼轨道设计工作中,需要对钻井液体系、摩阻大小、钻具重量等因素进行分析;最后,对相邻井眼情况予以充分考虑,从而进一步优化各项设计参数。
提高水平井钻井提速技术措施作者:苏洁来源:《名城绘》2020年第06期摘要:提高水平井钻井速度可以使钻井任务较快的完成,为油田钻探企业创造更多的经济效益。
结合多年钻井经验总结了水平井钻井速度的影响因素,并提出多项切实有效的提速办法。
关键词:水井平;钻进速度;影响因素;提速措施引言钻井施工作业存在着较大的风险,需要的技术含量较高,并且需要大量的资金作为保障,钻井环节占到整个油气资源勘探开发投资50%左右。
钻井速度决定着钻井企业的经济利润和作业进度,尤其是进行水平井施工过程中,经常会出现很多复杂的问题,对钻井速度和效率产生很大的影响。
随着水平井钻井技术应用增多,对于提高水平井钻井速度、保证企业的经济效益、防止出现安全事故等方面提出了更高的要求。
1 水平井钻井速度影响因素1.1 储层地质情况对钻井速度的影响地下油气储层的压实程度直接影响水平井钻井速度,如果地下储层埋藏的深度较大,相应的压实程度就会提升,地层岩性比较坚硬则会使钻井速度减慢。
地下储层不断抬升以及地质板块构造的不断运行等也会提高压实程度,使地下储层可钻性变弱。
由于所在的环境不同,地下油气储层的可钻性会存在着较大差异,砾岩储层会比砂泥岩油气储层的钻进性能差,因为地层中的砾石不易被破坏掉,岩石的分布也不是十分的均匀,采用牙轮钻头进行钻井施工作业,当进入到该地层区段中,钻井速度会变慢。
如果位于砂岩或泥岩地层当中,同样采用相同的钻头,在同样的地层埋藏深度条件下,钻进速度就会显著的提高。
1.2 钻井液性能对钻井速度的影响钻井液是钻井施工中不可缺少的重要物资,会对钻井速度形成很大的影响。
所以,在进行钻井液性能体系选取时,应该充分考虑到钻井的实际情况,钻井液具备的性能决定着钻井施工作业能否顺利进行,必须要选用地层适应性好的钻井液。
选用的钻井液如果不能满足水平井钻井施工对于携砂能力要求,井眼就无法得到有效的清洗处理,井壁的稳定性就不能得到有效的保证。
1.3 钻井工具对钻井速度的影响正确地选用钻井工具可以提高水平井钻井速度,由于时常会面对较为复杂的地质情况,选用的钻头应该拥用很好的密封性,可以具备较长的使用时间,可以承受地下岩石施工的反冲力,不同规格型号和品牌的钻头对于油气储层的适应性有着很大的不同,钻头的材质和加工制造水平等都会对钻进速度造成影响。
大庆油田提高深井钻井速度的措施及效果
张书瑞;吕长文
【期刊名称】《石油钻探技术》
【年(卷),期】1997(025)004
【摘要】针对松辽盆地北部深井地质特点,结合以往大庆油田深井钻井实验,提出从钻头选型及喷嘴组合,钻具组合设计,钻井参数优选,钻井液体系选择等方面着手提高深井钻井速度。
7口深井钻井实践表明,采取上述四项配套的深井钻井技术措施后,平均钻井速度可提高5.84%-77.90%。
【总页数】3页(P8-10)
【作者】张书瑞;吕长文
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TE245
【相关文献】
1.提高大庆油田水平井钻井速度技术研究 [J], 高来春
2.川西深井提高钻井速度配套技术 [J], 蒋祖军;肖国益;李群生
3.提高四川深井超深井钻井速度的技术途径 [J], 孙海芳;韩烈祥;张治发;钱浩东;张帆
4.提高深井硬地层钻井速度的技术难点及对策 [J], 何阳
5.提高深井钻井速度的有效技术方法 [J], 贾凌;王棚
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大庆油田致密油水平井强抑制防塌水基钻井液技术邹大鹏【摘要】针对大庆油田齐家区块致密油水平井钻井过程中存在的井塌、卡钻等问题,在聚磺水基钻井液体系基础上研制出强抑制防塌水基钻井液。
室内研究表明,聚合醇和有机硅酸脂的协同抑制作用,可有效降低泥岩、泥页岩水敏性,采用铝基聚合物封堵地层微裂缝,可提高井壁稳定能力。
该体系在齐家区块应用5口井,均未出现井壁坍塌和卡钻等事故,平均机械钻速14.5 m/h,平均井径扩大率5%,水平段钻进摩阻30~60 kN,有效解决了大庆油田齐家区块致密油藏长水平段水平井钻井中存在的问题,为致密油储层的高效钻进提供了借鉴。
%In view of the problems like wellbore collapse or sticking. during drilling of horizontal wells in tight oil reservoirs in Qijia Block of Daqing Oilifeld, a high inhibition and anti-sloughing water-based drilling lfuid was developed based on polysulfonate water-based drilling lfuid system. Lab research shows that co-suppression of polyalcohol and organic silicat can effectively reduce the water sensitivity of mudstone and mud shale. Using polyaluminum plugging agent to seal the micro-ifssures in the formation can also improve the wellbore stability capacity. This system was used in ifve wells in Qijia Block, and no accidents like wellbore collapse and lost circulation occurred. The average ROP was 14.5 m/h, the average hole size enlargement was 5%and the friction drag during drilling of horizontal section was 30kN to 60 kN. So this technology effectively addressed the problems in the drilling of horizontal well with long horizontal interval intight oil reservoirs of Qijia Block of Daqing Oilifeld, and provided reference for effective drilling in tight oil reservoirs.【期刊名称】《石油钻采工艺》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】4页(P36-39)【关键词】齐家区块;致密油;长水平段水平井;水基钻井液;聚合醇;有机硅酸脂;聚合铝封堵剂【作者】邹大鹏【作者单位】大庆石油管理局钻井工程技术研究院,黑龙江大庆 163431【正文语种】中文大庆油田致密油水平井工厂化试验区非常规石油资源的成功开采,探索出了大庆外围难采储量有效开发新途径。
探讨油田水平井钻井技术与提高钻速对策[摘要]水平井是现代提高石油采收率的重要技术之一,不同区块的钻井施工,制约提高钻井速度的因素也不尽相同,为了提高钻井速度,我们对原因及对策做了综合分析。
[关键词]油田水平井钻速对策中图分类号:tm74.12 文献标识码:a 文章编号:1009-914x (2013)11-0029-01前言日趋激烈的市场竞争,使钻井行业面临着严峻的挑战与考验,必须紧紧依靠科技,提高钻井速度,降本增效,迎战市场。
不同区块的钻井施工,制约提高钻井速度的因素也不尽相同,必须综合考虑。
为了有效提高采收率,助推难采难动用储量升级,水平井技术已成为各类油气藏转换开发方式的有效手段。
如:大位移井钻井技术、分支井钻井技术、大位移水平井钻井技术等,逐步成为新老油田开发的重要技术手段。
为节约水平井成本,提高施工效率和经济效益,满足不同地区的施工现状,同时提高钻井速度。
水平井钻井技术应不断实现新的发展,为将来的油田开发提供条件。
1 水平井钻井技术应用在胜利油田,近年来水平井和定向井的数量每年总数已经远远超过了直井的数量。
这样不仅不会增加成本,相反会减少成本,因为水平井的产量要远远高于直井的产量,提高单井的产量也就意味着降低了单井的成本。
因此定向井和水平井在胜利油田的应用得到了很快的发展。
同时和其配套的钻井工艺也得到了提高,从开始的单一的随钻测量发展到现今的随钻地质导向仪器,为水平井的施工提供了有力的保障。
石油剩余资源和低渗、超薄、稠油和超稠油等特殊经济边际油藏开发的低本高效,是水平井技术发展的直接动力。
水平井技术已作为常规钻井技术应用于裂缝性碳酸盐岩、页岩、砂岩地层,有效开发枯竭油藏、致密气藏等所有类型的油藏。
水平井技术也出现了一些应用新趋势:水平井作为注入井,提高产量;分支水平井开采多个产层;开采老油田剩余油;多目标开发产层;开采气藏或疏松砂岩油藏;水平井资料用于油藏描述;薄层油藏、注水剖面修正、持续增产。
第43卷第9期2016年9月 探矿工程(岩土钻掘工程)ExplorationEngineering(Rock&SoilDrillingandTunneling)Vol.43No.9Sept.2016:38-41 收稿日期:2015-12-15;修回日期:2016-07-12 基金项目:中国石油天然气股份公司科学研究与技术开发项目“大庆探区非常规油气勘探开发关键技术研究与现场试验”课题七“大庆探区非常规油气钻完井及增产改造技术研究”(编号:2012E-2603-07) 作者简介:宫华,男,汉族,1981年生,副经理,工程师,主要从事水平井钻井工艺技术研究及技术服务工作,黑龙江省大庆市八百垧钻井工程技术研究院定向井分公司,gh_dq@126.com。
大庆油田齐家区块致密油水平井钻井提速技术宫 华(大庆钻探工程公司钻井工程技术研究院,黑龙江大庆163413)摘要:水平井技术是实现致密油开发的重要途径。
自2013年开始,大庆油田在齐家、长垣等3个致密油区块开展了水平井井组开发先导性试验,其中齐家区块施工难度最大,针对该区块水平井水平段长、位移大的特点,及钻遇地层岩石可钻性差、三维扭方位难度大、机械钻速低、钻井周期长等主要技术难点,在分析地层特征的基础上,通过优化井身结构,井眼轨迹控制,优化三维井眼轨迹,开展个性化钻头、降摩减扭措施和配套工具的技术攻关及现场应用,初步形成了一套大庆油田齐家区块致密油水平井钻井提速技术,并取得了较好的应用效果,为大庆油田致密油长水平段水平井进一步提速及规模应用奠定了基础。
关键词:致密油藏;三维;长水平段;水平井;钻井提速;大庆油田中图分类号:P634.3;TE243 文献标识码:A 文章编号:1672-7428(2016)09-0038-04ROPImprovementTechnologyforTightOilHorizontalWellinQijiaBlockofDaqingOilfield/GONGHua(DrillingEngineeringTechnologyResearchInstituteofDaqingDrilling&ExplorationEngineeringCorporation,DaqingHeilongjiang163413,China)Abstract:Horizontaldrillingtechnologyisanimportantwaytorealizethedevelopmentoftightoil.Thepilottestsofhori-zontalwellgroupwerecarriedoutinQijiaandanothertwotightoilblockssince2013.TheconstructioninQijiawasthemostdifficult,wheretherewerecharacteristicsoflonghorizontalsectionandlargehorizontaldisplacementwithtechnicaldifficultiesofpoorformationdrillability,3Dadjustingazimuth,lowROPandlongdrillingcycle.Basedontheanalysisongeologicalcharacteristics,byoptimizingcasingprogram,controllingwelltrajectory,optimizing3Dwelltrajectory,makingtechnologicalbreakthroughinpersonalizedbit,friction&torsionreducingmethodsandmatchingtools,andaccordingtothefieldapplicationeffects,asetofROPimprovingtechnologyfortightoilhorizontalwellinQijiablockofDachingoilfieldhasbeendevelopedwithgoodresults,thefoundationhasbeenlaidforthefurtherROPimprovementandlarge-scaleapplica-tionofROPimprovingtechnologyfortightoillonghorizontalwellinDaqingoilfield.Keywords:tightoilreservoir;3D;longhorizontalsection;horizontalwell;Ropimprovement;Daqingoilfield随着油气资源勘探开发的逐步深入,浅层油(气)、稠油、致密油(气)等难动用资源进入人们的视野,但常规钻井技术开发成本高、难度大,需应用超短半径[1]、长水平段水平井等才能实现经济开发。
其中致密油(气)通常采用长水平段水平井、体积压裂等实现规模动用。
松辽盆地北部扶余、高台子等低渗透中浅层致密油资源前景广阔、潜力巨大。
2013年,大庆油田为有效开发致密油层,在龙虎泡、齐家等区块进行了水平井工厂化先导试验,涉及3个区块、26口井[2]。
截止2015年10月,齐家区块已完成了13口致密油水平井(含3个平台井组)初步形成适合齐家区块的井身结构设计、井眼轨道优化、钻头优选等配套技术,为致密油水平井钻井提速提效提供了技术支持,提高了致密油藏勘探开发的综合效益。
1 齐家区块致密油水平井钻井施工难点(1)齐家区块致密油水平井初期采用三开井身结构:饱339畅7mm表层套管+饱244畅5mm技术套管+饱139畅7mm生产层套管。
为降低后期1400m水平段施工的摩阻和扭矩,将饱244畅5mm技术套管下至造斜段70°附近。
导致二开造斜段饱311畅2mm井眼造斜和扭方位等施工效率偏低,行程钻速仅30m/d左右。
(2)造斜段青山口组上部钙质粉砂岩,下部钙质砂岩,可钻性较差,常规PDC钻头的破岩效率偏低,机械钻速低,钻井周期长。
(3)多数井斜角从40°增至75°过程中,扭方位超过90°,三维施工难度较大。
尤其在井斜角>65°、方位角变化超过60°的条件下,机械钻速和定向效率明显降低。
(4)水平裸眼段长,超过800m后轨迹控制难度变大,滑动钻进托压严重,井眼清洁困难,返屑效率降低,摩阻扭矩增加[3],严重影响钻井速度。
2 齐家区块致密油水平井钻井提速技术措施及实践针对上述的技术难点,大庆油田通过不断的攻关和完善,形成了一套适合于齐家区块的致密油水平井钻井提速技术,实现了致密油水平井钻井提速的目的。
2.1 井身结构优化设计综合考虑地层特点、地层压力情况,以及后期多级分段压裂改造[4],重新优化井身结构,依然采用三开结构:饱339畅7mm表层套管+饱244畅5mm技术套管+饱139畅7mm生产层套管。
饱244畅5mm技术套管不再下至70°附近,而是仅下至直井段,封固上部易塌易漏井段。
如此,造斜段规避了饱311畅2mm井眼施工效率低的问题,全部采用饱215畅9mm井眼定向施工,提高了钻具组合造斜能力和造斜段钻进效率。
从齐家区块造斜段的实际施工情况来看,相同地层、相同角度螺杆、相同类型钻头,饱215畅9mm井眼钻具组合的实钻造斜能力是饱311畅2mm井眼的1畅6倍。
能够更快地达到设计的井眼曲率,定向滑动钻井比例明显降低,复合钻进比例增加,有效提高了造斜段平均机械钻速。
同时饱215畅9mm井眼破岩面积366cm2,仅是饱311畅2mm井眼的48%,相同钻进参数的条件下,其钻头破岩效率明显提升。
以齐家区块同一平台施工井为例,井身结构优化后,造斜段平均行程钻速同比提高92畅2%(详见表1)。
2.2 三维井眼轨道优化设计三维井眼轨道优化设计是齐家区块致密油水平井表1 齐家区块同一平台致密油水平井井身结构优化前后数据对比井号原技套/m变更后技套行程钻速/(m・d-1)对比QPT-1QPT-2QPT-3QPT-4技术套管封固至造斜段造斜段2300~2500m直井段1300~1400m30畅7335畅2352畅6389畅33行程钻速提高92畅2%图1 齐家区块同一平台致密油水平井井身结构优化前后结构示意图提速的重点,齐家区块井斜角从40°增至75°过程中,扭方位超过90°,三维施工难度较大。
QPT-2井井斜角要从48°增至70°时方位角变化95°,最大方位变化率8畅36°/30m。
造斜段平均机械钻速2畅81m/h、钻进周期21畅7d,钻速慢、周期长,现场施工难度较大。
三维井设计最初是为了绕障、侧钻、纠正偏离方位,主要有水平面投影法和空间斜平面法,轨迹曲线有斜面圆弧、圆柱螺旋和自然参数曲线3种[5-6]。
但无论哪一种轨迹曲线,在三维井段都普遍采用扭方位和增井斜同时进行的设计模式。
一般在方位角变化幅度较小时,施工难度较小,在方位角变化幅度较大(>90°)时,施工难度明显增大。
受齐家区块地下油藏发育影响,普遍采用井斜角70°以后才完成扭方位作业,井斜角越小扭方位作业难度越小,井斜角越大扭方位作业难度越大。
尤其是当井斜角>65°以后,相同钻具组合条件下,扭方位效果仅为造斜段初期的50%左右。
需全力滑动定向才能满足方位和井斜的设计要求,为解决机械钻速低、钻井周期长等问题。
上移造斜点,降低造斜率,将扭方位井段从青山口组上移至可钻性较好的姚家组和青山口组上部地层,避免65°以后的扭方位作业;将原三维轨迹分为分段式二维+小三维轨迹:(1)前期二维剖面全力增井斜提前形成偏移距;(2)20~60m小三维过渡段;(3)中期二维剖面全力扭方位初步进入设计方位;(4)20~60m小三维过渡段;(5)后期二维剖面全力调整井斜进入目标靶点。
QPT-4井优化后的井眼轨迹(如图2所示),虽然与原设计相比造斜段长度增加、方位角变化幅度变大,但扭方位作业难度降低、复合钻进比例增93 第43卷第9期 宫 华:大庆油田齐家区块致密油水平井钻井提速技术 加、造斜段整体钻井效率明显提高。
与同平台、同井型的QPT-3井相比:造斜段平均机械钻速提高了56%,造斜段钻井周期缩短了6畅9d。
2.3 个性化钻头及提速工具的优选图2 QPT-4井造斜段三维井眼轨道优化前与优化后三维轨迹对比图(左)、水平投影对比图(中)和垂直投影对比图(右)2.3.1 个性化钻头的优选钻头可根据所钻地层岩石的研磨性、可钻性等力学性质来合理优化[7],由于齐家区块青山口组多为钙质粉砂岩或钙质砂岩,硬度大、抗压强度高、研磨性强、可钻性较差(为5~6级,属于中硬地层)。