义古区块钻井技术难点分析及对策
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钻井工程中存在问题与提高钻井效率技术策略发布时间:2022-05-05T05:46:12.051Z 来源:《工程管理前沿》2022年第1月2期作者:董兴军[导读] 当前,石油资源是各个国家建设发展中的重要能源,董兴军中国石油集团西部钻探玉门钻井公司,甘肃武威 733103摘要:当前,石油资源是各个国家建设发展中的重要能源,且稳定的石油资源供应渠道会直接影响到社会经济的增长和国防安全的提升等诸多方面。
我国社会的发展进步,带动了科学技术的创新发展,为石油企业发展和资源高效开采提供了创新机会,促使石油工业企业的生产发展规模不断扩大,并逐渐成为国民经济增长的重要支柱性产业。
因此,石油企业在进行石油资源的开采工作时,要注重开采技术的优化,提高钻井作业效率。
基于此,文章首先分析了钻井工程中存在的主要问题,然后提出了具体的优化策略,以供参考。
关键词:石油钻井;问题分析;技术措施1井工程中存在的问题分析1.1管理体系不完善一些施工单位没有根据钻井工程技术制定完善的管理体系,不利于顺利开展钻井工作。
施工单位缺乏完善的管理机制,导致工作人员不够重视自身工作内容,同时缺乏正确的工作观念,严重影响到钻井工程施工质量。
此外一些施工人员职业道德素养有待提升,不够重视施工建设水平,也没有积极执行上级传达的命令,在实际工作中很容易发生工作失误,从而引发严重的安全事故。
此外,施工单位缺乏完善的职责制度,导致工作人员不明确自身的工作责任,如果突发安全事故,因为无法及时明确工作责任,不利于及时开展工程管理工作。
1.2技术缺陷钻井工程技术涉及到各种先进的技术,但是一些技术在钻井工程中利用存在不足之处,此外一些钻井工程施工中利用的设备缺乏先进性,例如钻头和钻机之间缺乏配套性,无法保障钻井工程钻头质量。
此外在钻井工程施工中,如果钻井液不符合规定标准,将会影响到钻井工程安全性。
开展钻井工程作业需要考虑周围环境,如果选择的钻井作业技术不适合周围环境,在实际作业中将会发生卡钻等问题,导致钻井工程施工的进展因此受到影响。
定向井钻井技术常见问题与对策分析定向井钻技术作为我国开采石油的重要技术手段已经被广泛应用于石油勘测过程中,但是在开展定向井钻井的过程中还存在着很多技术问题,这些问题的存在限制了油田开采的效率和质量,因此本文在此基础上就相关技术问题做了一定的探索,从而更好促进我国石油行业的发展。
标签:定向井钻井技术;常见问题;对策分析随着信息技术和智能制造技术不断发展,各种先进的钻井技术不断被应用于使用生产过程中,极大提高了石油生产的效率和质量。
但是在开展定向井钻井技术的过程中由于技术不够成熟,使得在技术应用过程中还存在着很多问题。
本文主要从技术的角度对于相关问题提出了几点解决方案,从而更好促进定向井钻井技术的发展,从而促进我国石油行业的发展。
1.定向井钻井技术常见问题1.1定向仪的精读及故障测量仪器在定向工作中的使用是至关重要的,如果在测量过程中仪器发生障碍就会使得定位和测量数据不准确,从而使得钻井轨迹出现误差。
导致定向仪器出现故障的方法有很多种。
第一测量方法不科学,导致测量数据存在着很大的偏差。
第二,测量仪器在长时间使用过程中出现了螺丝老化,从而影响了最终结果的测量,从而误导最终的钻井轨迹。
第三,仪器如果出现螺杆弯曲、地层倾角大等原因也会影响最终的测量工作。
在测量过程中,总之,定向仪是定向钻井技术中重要的测量仪器,保障定向仪测量数据的准确性和精密性是保障定向钻井技术开展的重要保障。
如果由于各种故障存在就会使得测量误差变得很大,从而影响最终钻井的质量和效率,造成资源的浪费。
1.2定向钻井的轨迹控制定向钻井技术对于钻井的轨迹要求十分严格,因此需要对于钻井的轨迹进行严格的控制,从而保障最终钻井的轨迹符合实际项目的需求,在开展定向钻井技术控制过程中如何进行轨迹的控制是保障钻井技术开展的重要因素。
但是在开展钻井过程中由于技术的限制以及选用的控制算法不合适就会使得轨迹和预定的轨迹偏离比较严重,因此如何选择合适的控制算法和控制策略是保障钻井技术成功的重要因素。
石油深井钻井相关技术难点分析及应对摘要:在深井石油开采中,深井钻井技术一直是业内重点研究的问题,特别是在钻井过程中遇到的裸眼井段压力窗口狭窄、机械钻井速度慢、井下管柱易磨损、深井内部高压高温等问题,这些问题若不解决,不仅会影响深井石油的正常开采,更阻碍了我国石油深井钻井技术的发展。
鉴于此,本文主要分析石油深井钻井相关技术难点。
关键词:石油深井;钻井;技术1深井钻井工程基本特点分析深井钻井的埋深较大且实际温度偏高,具有明显的地形复杂特征,尤其是地层压力较高的情况下会出现多套压力层系,使得岩层不确定性逐渐增加,使得钻井工程的实施难度不断提高。
通常情况下,深井钻井的基本特点主要包括以下几点:第一,具备多套压力层系;第二,油气储层通常属于高陡结构,而钻井工程的质量控制难度相对较大,一旦发生复杂的情况将难以采取具有针对性的措施;第三,深井裸眼井段相对较长,而且在内部很容易发生复杂情况;第四,如果井眼的尺寸相对较大,施工机械的速度就必须要降低,同时在钻井液耐温性与稳定性方面的要求相对较高。
2石油深井钻井相关技术难点分析(1)地层复杂多变易造成井下复杂。
深井所钻地层跨越的地质年代较多,地层变化大,同一井段包括多层压力体系,地层复杂情况差异较大,这些地质因素容易引起井漏、井塌、卡钻等复杂事故的发生。
(2)断层造成的地层倾角大,防斜难度较大。
某1井最大地层倾角达40°(图1)。
(3)随着井深的增加,压实作用造成地层可钻性极差,尤其钻至寒武系及长城系,钻时慢、钻头磨损严重。
古探1井寒武系-长城系平均机械钻速仅为0.61m/h,李34井平均机械钻速0.98m/h。
(4)井底温度高,钻井液性能难以控制。
其中古探1井完钻井深5191m,井底温度153℃,李34井完钻井深5038m,井底温度168℃。
图1某1井垂直钻井工具应用效果3强化深井钻井技术的解决措施3.1钻头与钻井工艺的选择在对深井钻井各个地层条件进行选择的过程中,需要保证钻头选择的合理性,以保证上部井眼尺寸大而下部井眼尺寸小。
长水平段水平井钻井技术难点及解决对策随着油气田勘探深入和储量的需求,钻井深度越来越深,对于长水平段水平井的钻井技术难点也随之增加。
本文将从钻井过程中的井身稳定、井眼质量、动力装备和安全环保等方面探讨长水平段水平井钻井技术难点,并提出解决对策。
一、井身稳定在长水平段钻井的过程中,井身稳定一直是关注的重点。
因为井段长度增加,井筒的强度、稳定性和渗透性等特性会发生变化。
因此,如何保持井身稳定是长水平段水平井的一个重大难点。
以下是一些可能遇到的稳定性问题,以及如何解决这些问题的对策:1. 钻井井眼光滑在钻井过程中,井眼光滑可能会导致井壁垮塌,钻头损坏、断层开裂等问题。
此时,可以使用选用合适的作业流程和技术来解决问题。
比如利用钻具纵向和横向振动技术促进岩石和泥浆之间的楔形压力,改善井眼条件等。
2. 井筒折损在钻井过程中,井筒的弯曲程度可能会超过其极限,导致井筒折损。
如果发现井筒出现折损,要立即停工排查故障并做出调整。
调整的方案可能涉及到加装强度更高的井筒套等。
3. 对井筒中的岩石、土壤以及井筒壁的压结性质的未知许多长水平段井筒是在岩石中打的,而岩石的稳定性和结构特点可能很难预测。
这也是一个技术难点。
一个解决方案是先对井筒区域进行彻底的地质和地球物理学研究,然后再制定合适的钻井计划。
此外,还可以使用井眼监测技术监控井壁的情况,有可能抢救出现的危险。
二、井眼质量井眼质量是影响钻井效率和效果的重要因素。
常见的井眼质量问题包括:垃圾井眼、过度富含砂石的井眼、粉状钻屑膨胀井眼等。
砂石含量高、粉状钻屑膨胀局部出现,对于钻头磨损,提高钻头失效时间。
如何应对这些问题呢?1. 深井眼和粉状钻屑为防止深井眼和粉状钻屑产生,可以采用高效的井眼清理技术以及正确的润滑剂和泥浆体系。
其中,泥浆体系还可能需要进行特殊的处理。
另外,复合钻头是能够降低钻井中井眼掉塌的技术手段之一。
2. 砂石井眼砂石井眼会导致钻头过早磨损,同时制造沉积物可能会使钻具卷进某些位置。
定向井钻井技术常见问题与对策分析定向井钻井技术是石油勘探和开发中一种重要的钻探技术,它可以实现在地表上投放钻杆,然后通过控制钻杆的方向和角度,在地下沿某种特定的轨迹进行钻探。
但该技术也存在一些常见问题和对策。
问题一:定向控制不精准由于钻井环境的限制,如地质条件、远距离传输效果等,定向井钻井时往往存在方向控制不精准的情况。
为解决这一问题,可以采取以下措施:1、根据地层结构和钻井场地情况,选择较精确的定向工具;2、及时更新井位及偏差量信息,保证实时调整,及时纠正方向偏差。
问题二:井眼不稳定在定向井钻井时,井眼稳定性是一个非常重要的因素。
如果井眼不稳定,会导致井壁塌落,钻杆断裂等问题。
为避免这些问题,可以采取如下措施:1、超前钻进,通过保持钻进速度稳定,减轻井眼塌陷的风险;2、在尽量防止井眼塌陷的前提下,根据实际情况适当增大泥浆密度,增加井眼支撑能力。
问题三:井深不足或过深在定向井钻井时,如果钻进深度不足或者过深,都会导致钻井效率低下。
为避免这些问题,可以采取如下措施:1、在钻孔前进行足够的勘探,了解地下地质情况、井筒支撑情况等信息,从而更准确地判断井底深度;2、在钻孔中及时监测井深,及时调整钻头和钻速,确保达到预定钻井深度。
问题四:井筒质量不好在钻井过程中,如发现井壁不光滑、井眼偏大等问题,一定要及时处理,否则会导致井筒的质量不好,影响钻井质量。
对此,可以采取如下措施:1、及时调整泥浆密度和流量,保持井眼支撑调整;2、根据不同地质环境,采用不同的井壁强化剂或结构加强措施。
总之,定向井钻井技术具有很高的技术难度和复杂性,需要钻井工程师有着丰富的实践经验和技术水平。
针对上述问题,工程师需要有创新思维和实际经验,结合实际情况,采取不同的解决方案,保障钻井工程的顺利开展。
长水平段水平井钻井技术难点分析及对策长水平段水平井具有水平段比较长以及钻遇岩性复杂多样的特征,而且在钻井的过程中由于在钻井工具与地层长时间接触的原因,导致钻井以及固井的过程中也容易出现多种技术性的难题。
因此为了增强长水平段水平井的钻井技术水平,本文首先就钻井和固井过程中存在的技术难题进行归纳总结,然后提出针对性的解决办法,旨在促进长水平段水平井钻井技术水平的提升。
标签:长水平段水平井;钻井技术;难点;对策现阶段,石油与天然气勘探和开发在逐渐的深入,相关的油气藏在开发上存在效果不明显的情况。
但是长水平段的水平井技术则能够更大程度的发挥技术优势,最大限度的增加石油的产量,并展现独特的技术优势,因此在油气藏开发方面具有独特的优势,能够为国家和企业带来更大的收益。
所以,加强对长水平段水平井钻井技术的难点以及对策进行研究,更有利于我国的油气藏开采。
1.长水平段水平井钻井技术长水平段水平井钻井技术主要广泛应用在各种油气田中,具有明显和独特的优势。
比如对于浓度较大的油气藏或者薄层的油气藏以及低孔和低渗流的油气藏,长水平段增加了产量的面积,也使得产量提高了。
长水平段水平井钻井技术可以降低水和气体的锥进问题,并提升油气藏的产量,缩小采矿的成本,为企业创造更大的收益。
当下,长水平段水平井钻井技术在勘探领域中为油气藏的采集提供了便利的条件,随着钻井技术以及地质向导等相关工具的进步,相关的钻井测量系统在不断的提升,并促进了长水平段水平井钻井技术水平的逐渐提升。
经过技术的革新和升级,长水平段水平井钻井技术可以更大程度的为人类社会的生产服务。
2.长水平段水平井钻井技术的难点长水平段水平井在钻井的过程中,水平段的长给钻井存在较多的技术难题,比如水平段的长度和位置在确定上以及井眼在轨迹控制方面,降低膜组扭矩等,清除岩屑床等技术难题。
通过分析长水平段水平井的技术难题,则能够对解决的措施进行探究,从而提升钻井的效率和质量。
2.1水平段合理的长度以及位置确定的难点和对策长水平段水平井中存在的技术优势主要是由于水平段相对较长,然而水平段的合理长度以及在位置确定上容易因产量或者钻井的成本和技术等因素而产生影响,并导致钻井技术水平提升较为困难。
我国深井钻井技术发展的难点及对策
于文平
【期刊名称】《中外能源》
【年(卷),期】2010(15)9
【摘要】分析了目前我国深井钻井技术面临的主要难点:井段内存在多套压力体系,喷漏共存;钻遇地层复杂,井壁稳定性差,井漏、井涌、井塌、缩径、卡钻等井下复杂情况频发;机械钻速低,钻井周期长,钻具易损坏;在地层倾角大的地区直井防斜难度大;深井井下温度高、压力大,钻井液、井下工具和测量仪器性能要求高;固井施工难度大。
展望了深井钻井技术的发展趋势,并结合国内外钻井技术发展的最新进展,提出了加快我国深井钻井技术发展的对策:应用套管钻井技术、膨胀管技术,改善井身结构提高整体钻井速度;提高钻压、转数,增加钻头的切削能力和寿命,提高深部井段机械钻速;最大限度地扩大气体钻井的使用范围;增强地层承压能力,实现井壁稳定;降低固井施工难度,提高封固质量;提高工程事故的预防与快速处理能力。
【总页数】4页(P52-55)
【关键词】深井钻井技术;对策;气体钻井
【作者】于文平
【作者单位】中国石油化工集团公司石油工程管理部
【正文语种】中文
【中图分类】TE249
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1.深井钻井技术发展的难点及对策 [J], 何高全
2.我国深井钻井技术发展的难点与对策 [J], 曹悦贤
3.深井钻井技术发展的难点及对策 [J], 张宾;卢宝斌;赵鹏飞
4.深井、超深井钻井提速技术难点及对策 [J], 侯治江
5.深井、超深井钻井提速技术难点及对策分析 [J], 王坤
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义282区块优快钻井技术摘要:义282区块是胜利油田石油开发中心部署在济阳坳陷沾化凹陷渤南洼陷义282块构造一系列开发井,钻探目的主要是评价义282块南部沙四段产能及潜力,共部署了12口井,该区块施工的12口井完钻平均井深4427.8m,轨迹都为“直-增-稳-降-直”五段制。
本文通过施工施工12口中的摸索和试验,掌握了该地区的地层特点,并且使用不同钻头型号以及多种钻具组合取得良好的效果,从而形成该区块的钻井施工模式。
关键字:钻井模式提速钻头优选复合盐钻井液1、地质概况和常见复杂1)义282块沉积相为多期次陡坡近岸水下扇砂砾岩沉积,物源来自于东北部埕子口凸起,根据古地貌分析凸起上发育沿古冲沟作为物源通道形成多期近岸水下扇砂砾岩沉积。
义109井区与义282井区分别沿着两个古冲沟的形成的砂砾岩扇体。
其中,义109井区岩性较细,以含砾细砂岩为主,属于扇中前端-扇端亚相,储层厚度500~800m;义282-107块岩性较粗,以细砾岩、中砾岩为主,多属于扇中亚相,储层厚度约300~700m。
根据岩心分析,沙四上平均孔隙度为7.7%,平均渗透率为1.41mD。
储集空间以小孔、细孔为主。
沙四上粘土矿物以伊利石为主,平均为81%。
义109井区润湿性特征为亲水,储层敏感性为强水敏、强盐敏、弱速敏、弱碱敏、无酸敏。
2)本区油藏受构造和岩性双重控制,为构造—岩性油藏。
无边底水。
3) 义282区块地质条件复杂多变,钻井施工要面对较高的井下复杂风险:1 馆陶底岩性多为棕红色泥岩,强造浆,极易吸水膨胀,缩径严重。
2 地层存在碳酸氢根污染、盐膏层污染,处理难度大。
3 馆陶底部东营组上部、沙二段有漏失风险。
4 钻遇沙三下、沙四纯上亚段泥页岩井段,存在异常高压层。
义282区块典型的井身结构和轨迹参数: 2、义282井身结构、轨迹参数 表1 义282区块井身结构表2 义282区块轨迹参数靶A3、施工技术难点分析通过对义282区块已完成井的施工情况进行统计和分析,总结出该地区钻井施工的核心难点如下:1)馆陶底岩性多为棕红色泥岩,强造浆,极易吸水膨胀,施工中易糊井眼。
2016年12月石油深井钻井相关技术难点分析及应对李政毅白璐曹刚崔向龙(玉门油田分公司钻采工程研究院钻井工艺室,甘肃酒泉735000)摘要:石油资源关系国民民生,但当前我国石油开采技术尚有欠缺,难以做到安全开采和质量开采,特别是在深井石油开采中,经常会遇到各种钻井技术问题,本文旨在简述石油深井钻井过程中遇到的技术难点,并提出相应的解决措施,为石油深井钻井过程提供参考价值。
关键词:钻井技术;深井;难点;对策我国进行大规模的石油深井钻探开始于1986年[1],发展至今,因为技术问题,深井钻探起步较晚等原因,我国深井钻探技术落后于国外,特别是欧美经济发达国家。
目前我国在深井钻井过程中总会遇到种种技术问题,地质环境的影响更使深井钻井技术难以开展。
而石油作为我国每年消耗量仅次于煤炭的第二大能源[2],石油的成功开采关联到我国经济顺利发展和社会稳定。
笔者结合自身经验,简要阐述我国石油深井钻井过程中遇到的技术难点,根据难点,提出相应的解决措施。
1石油深井钻井中遇到的技术难点在地质环境和相关技术的影响下,目前我国石油开采在深井钻井中遇到的问题主要有裸眼井段压力窗口窄、机械钻井速度慢、井下管柱容易毁坏、深井深部地层高温高压等四大问题,以下做详细说明。
1.1裸眼井段压力窗口狭窄在深井钻井过程中,钻井深度越大,地层越复杂,钻井人员难以判断地层土质,因此,在钻井过程中,往往会面临井塌、钻井变狭窄,甚至是钻井液污染等问题,除此之外,随着钻井深度越深,钻井压力越大,钻井中更会出现溢流、井漏等问题,而这些问题,最终都影响了钻井效率,严重者会造成钻井报废。
以上这些问题的产生,主要和三大因素有关,一是钻井液的性能,二是无法预测的地层结构,三是钻井过程中带来的压力使液柱压力和地层压力不平衡,这些因素导致的最终结果,即是裸眼井段压力窗口狭窄。
1.2机械钻井速度慢在深井钻井作业中,因为钻井深度大,地层复杂,土质不同,钻井的速度也不同。
水平井钻井技术难点及对策分析邱卫卫发布时间:2021-05-31T13:16:23.980Z 来源:《基层建设》2021年第3期作者:邱卫卫[导读] 摘要:在现代化社会发展的背景下,油气田勘探工作日益推进,薄差油层成为我国油气开采工作的重要发展方向,通过运用水平井钻井工艺技术,降低钻井数量,缩减油气勘探发展成本。
中石化胜利石油工程有限公司黄河钻井总公司技术装备中心山东省东营市 257000摘要:在现代化社会发展的背景下,油气田勘探工作日益推进,薄差油层成为我国油气开采工作的重要发展方向,通过运用水平井钻井工艺技术,降低钻井数量,缩减油气勘探发展成本。
为此,本文将针对水平井钻井工艺技术在油气田后期发展工作中的应用进行研究与探讨。
关键词:水平井;钻井工艺;施工技术水平井钻井施工作业主要涉及四个方面的内容,即钻探直井段施工、造斜井段施工、稳斜井段施工、水平井段施工,不同井段施工区域井眼钻井轨迹有所不同,所运用到钻探方式也各有差异。
水平井钻井技术在钻井施工作业中的运用,能够有效降低钻井事故的发生率,提升钻井质量与钻井效率,缩减作业周期与作业成本,进而提升水平井钻井的经济效益与社会效益。
1水平井钻井工艺的基本界定水平井钻井工艺与常规井钻井工艺相比,水平井钻井工艺更具复杂性与多样性,整个钻探工作中不仅需要对直井段实施钻探工作,还需要对造斜斜井段、水平井段、稳斜井段实施钻探工作,进而提升石油钻探难度,导致水平井钻探工作难以顺利开展。
从水平井钻探进程来看,只有作业人员及时对井眼运动轨迹进行控制与调整,灵活运用高新技术措施,避免钻井钻进过程出现井眼偏斜现象。
水平井钻探施工离不开钻探工具的使用,需要根据水平井钻探工作的实际情况,科学选择钻探工具,优化钻具组合方式,合理设计井眼钻进轨迹,进一步提升机械钻进速度,避免钻具组合不合理对井眼轨迹带来负面影响。
作业人员对水平井段实施钻进施工作业时,需要选用直径较小的钻头,使钻进成果能够达到预期目标。
钻井过程中井壁稳定分析与对策当前,我国油田开发力度加大,逐步向深层、深海区块延伸,水平井、大位移井等特殊井身结构钻井应用增多,井壁坍塌等井下事故也相应增加,极易在钻井中出现井壁缩径、坍塌、地层压裂等情况,坍塌机理比较复杂,很难预防,影响钻井井下安全和钻井持续性。
因此,有必要对井壁稳定性进行分析,有针对性的提出提升井壁稳定性的对策措施。
1 钻井过程中井壁稳定性1.1钻井井壁稳定性较差和坍塌地层特征在钻井中,钻遇泥页岩、砂岩、砾岩、煤层、岩浆岩、灰岩等都可能发生井壁坍塌,但90%以上的坍塌发生在泥页岩地层,缩径一般在盐膏层、浅层泥岩和渗透性较高的砂岩发生。
坍塌可能在各种岩性和粘土矿物含量地层中发生,但坍塌严重地层大多具有以下特征:发育有层理清晰的裂缝或破碎性较强的岩性地层;泥页岩特别是孔隙压力异常地层;地应力较强、倾角大易发生井斜地层;厚度较大泥页岩地层;高含水砂岩、泥岩地层等。
1.2井壁稳定性影响因素井壁稳定性较差原因是钻井液和钻具在地层中作用,压力超过井壁岩层承受强度,以及钻井液与井壁地层岩石矿物发生物理化学作用,加大坍塌压力、降低破裂压力等引起井壁失稳。
一是力学因素。
地层钻开前岩层受上覆压力、水平地应力和孔隙压力作用,压力均衡,钻开后钻井液对井壁压力替代了钻开岩层对井壁岩层的支撑,破坏了压力平衡状态,使周围地应力需要重新分布,在地应力超过井壁周围岩层承受强度后会发生剪切破坏,脆性地层会发生井壁坍塌,塑性地层会发生塑性变形(缩径)。
钻井中井壁被剪切破坏临界井眼压力称为坍塌压力,该状态下钻井液密度为坍塌压力当量钻井液密度。
地应力因素上,井壁坍塌以最小地应力为方向,坍塌压力随地应力及地应力非均匀系数增大而增大。
地层强度因素,地层坍塌压力与井壁周边地层的强度系数和内摩擦角呈反比。
孔隙压力因素,地层坍塌和破裂压力与孔隙压力呈正比,但破裂压力增速比坍塌压力小,随着孔隙压力加大,钻井液密度安全范围逐步变小。
深井钻井提速技术难点分析及对策作者:张忠新来源:《科学导报·学术》2020年第64期【摘要】钻井技术在地下资源的开采过程中起着非常重要的作用,但是现在科技技术仍不成熟,在很大程度上限制了我国钻井技术的发展。
目前我国在油气开采方面仍然采用的是浅井钻井的科学技术,但是现在由于资源的快速消耗,浅井钻井技术已经无法满足我国对资源的需求,急需深井钻井技术来弥补这一缺陷。
本文将对深度钻井技术进行探究。
【关键词】深井钻井,提速技术,难点分析,对策随着经济的快速发展,世界对资源的消耗越来越大,传统的开采技术已经无法满足人类现如今对资源的需求,因此世界需要加快对资源开采技术的研究。
我国正处于快速发展阶段,对资源的需求越来越多,而国内生产的资源无法满足国内的需求,对外部资源的依赖越来越大,这样的资源环境严重影响国家的资源安全,因此,我国应该提高国家的开采技术来应对可能出现的紧急情况。
但是我国地形较为复杂,大多数资源都分布在隔壁,盆地和山地,这种地势情况增大了开采的难度,对开采的技术要求非常高,严重影响了我国资源的开采能力,若想提高我国资源开采能力,就需要提高我国深井钻井技术。
1.深井钻井技术遇到的难题1.1钻头硬度不足随着地层深度的加深,地下的压力越来越大,所对应的地层的密度也逐渐增大,其硬度也会随着深度的增加而增大,而地下的能源都埋在较深的地下,其对应的土层硬度也是非常的大,当钻头钻到较深的地下时,如果一个钻头的硬度不足,就会在钻井的过程中而出现损坏,那就无法将开采仪器伸进油层,就无法达到开采的目的。
传统的浅层开采技术所用的钻头,已经无法满足在未來的开采需求。
1.2温度问题随着钻井的深入,地下的温度越来越高,一般情况下温度将达到150℃以上,这种温度条件下,很多材料可能会因为温度过高而产生变形,井下作业的橡胶材料会因为高温而快速老化脱落,脱落的材料将会在井内积压,就可能会导致井眼堵塞,进而影响开采的速度,另一方面温度的升高也会降低了钻头在钻井过程中的速度,增加了钻头顶部的压力,并且在高温和土层压力的双重作用下,钻头可能会出现严重的损伤。
义古区块钻井技术难点分析及对策
摘 要:本文针对该地区的地层特点,现场施工针对地层的变化,
优选钻头选型,做好”多套低压层防漏工作”、钻井液的处理,优
化钻具组合,加强井身轨迹控制;为加快义古区块钻井施工速度提
供了保障。
关键词:防漏 钻头选型 防塌 导向钻具
一、地质概况及地层特点
义古区块地理上位于山东省东营市河口区义和镇境内,构造上位
于济阳坳陷义和庄凸起。主要目的层为上古生界二迭系和石炭系,
完钻层位石炭系以及奥陶系潜山地层,埋深一般在1800-2200m。钻
井过程中,上部中生界孔店组地层,棕红色含膏泥岩造浆严重,易
污染钻井液,易缩径;棕红色粉砂岩紫红色砂岩渗漏;上古生界二
迭系和石炭系,岩性主要以碳质泥岩为主,存有煤层,井壁失稳严
重,下部的潜山地层奥陶系灰岩漏层,易引起井下事故或复杂情况。
二 、钻井的主要难点
1.地层岩性复杂,地质情况不明
义和庄油田石炭-二叠系地层断裂非常发育,构造复杂,地层倾
角(20~40°不等),邻井资料可供参考值较低。
2.存有多套低压漏失层
同一裸眼井段有多套套低压漏失层,分别为沙一段底部生物灰岩
裂缝井漏、中生界孔店组紫红色细砂岩渗透性漏失、二迭系和石炭
系煤层裂缝漏失、奥陶系灰岩漏层。
3.岩性复杂钻井液处理较繁琐
地层岩性差别大,钻井液处理不能盲目化,应根据所钻地层岩性
特点及时调整。
4.上古生界井壁稳定性差
上古生界主要施工层位为下石盒子、山西组、太原组和本溪组;
主要岩性为深灰色、灰黑色泥岩和碳质泥岩煤层,岩性复杂化,钻
井液性能要求较高。
5.机械钻速低,钻井周期长
因钻地层岩性复杂,可钻性差,钻头选型困难,施工周期通常为
1-1.5钻机月。
6.地质构造原因,井身质量要求高
孔店组以下地层受燕山中期、末期造山,地层侵角大,甲方为取
得区域性资料,要求定向井靶距小于20米,直井水平位移小于25m,
受地层侵角、断层等因素影响较大,井身轨迹控制较难。
三、钻井施工模式
1.提高机械钻速,钻头选型
1.1沙一段以上地层钻头选型
义古区块东营组、沙一段地层发育,成岩性差,缺失段长,通常
250m以内,岩性可钻性高,使用hat127可以取得较高的机械钻速;
在定向井中,定向钻进hat127同样优于其他类型钻头。
1.2沙一段至下古生界钻头选型
义古区块沙一段、中生界地层发育,井段250-350m左右,可钻
性较高二迭系由暗色石英砂岩、泥岩、薄煤层组成的多旋迥韵律层
组成,底部厚层石英砂岩与石炭系太原组呈假整合接触;地层厚度
变化较大,一般为400米,以“砂包泥”的岩性组合特征为主,因
此,钻头选型主要以二迭系岩性特点来选型,在现场试验中,主要
以研磨性好五刀翼pdc和牙轮钻头试验取得良好的效果。
1.2.1沙一段至上古生界二迭系山西组可选用研磨性好五刀翼
pdc钻头;
1.2.2上古生界二迭系山西组至下古生界奥陶系岩性特点选择
hj517gk或hj537gk,充分发挥hj系列-附加结构特征gk的钻头优
点(高转速、耐高温、耐磨性、掌背强化保径、宽顶勺齿),在不
同井型的取得较高的机械钻速,提高钻头使用周期。
2.细化防漏堵漏措施优化,减少非生产时间
本区快2010-2013年共施工井6口,井漏井6口,井漏概率为100%,
因此,预防和处理井漏措施的优化,是加快本区块施工的重中之重。
针对陆相地层渗透性井漏,主要采用随钻堵漏[1]、非渗透承压
封堵材料;海相地层常规裂缝性井漏采取随钻堵漏、非渗透承压封
堵材料;若规模较大的裂缝性漏失,则采用钻井液堵漏+复合堵漏
剂堵漏等措施,针对目的层,宜采用屏蔽暂堵技术堵漏,有利于保
护油气层。基本堵漏思路在现场的应用效果良好;通过现场6口井
的堵漏施工,为提高堵漏时效,在下钻过程中,对于不能正常返出
钻井液,根据下钻中是否有遇阻现象,判断开泵打入高浓度堵漏钻
井液,为快速建立循环,提供了保障,减少了处理井漏的时间,同
时减少钻井液处理剂的投入,大大减少人力、物力的投入。
3.优化钻井液性能,提高防塌效果
中生界以下地层以碳质泥岩为主,含煤系地层,水敏性较差,易
发生硬脆性垮塌,特别是上部是主要垮塌区。钻井液施工主要以防
塌、为主,针对该段地层的特点,钻井液着重做好以下几方面的工
作。
3.1严格控制钻井液的滤失量。由于中生界泥岩地层微裂缝较发
育,钻井液滤液进入后,泥岩表面水化进一步降低了岩石的强度,
加剧了井壁的垮塌;
3.2以封堵防塌的办法为主,使用沥青等具有封堵防塌作用的处
理剂,加强对泥岩微裂缝的封堵;
3.3钻井液中保持合理的粘土含量和粘土颗粒粒度分布,是稳定
井壁的关键;合理的粘土含量,可增强对泥岩微裂缝的封堵,同时
是有效控制钻井液高温高压滤失量、调整钻井液流变性的关键;
3.4适当提高钻井液的抑制性,pam加量达到0.5%,白油润滑剂
的加入形成良好的油膜,降低岩石表面水化膜的厚度,减轻因岩石
水化不均导致的井壁垮塌,预防孔店组红泥岩缩颈;
3.5对于破碎严重的石炭二迭系泥岩或煤系地层,合理的钻井液
流变参数是稳定井壁的关键。
4.优化钻具组合,加强井身轨迹控制
针对义古区块东营组一下地层地层倾角大,通常为20-40°不等,
根据不同的井型采用不同的钻具组合。
4.1直井的井身轨迹控制
4.1.1对于东营组以下井段较短,推广使用偏轴钟摆钻具组合
[2],在高转盘钻速下,充分发挥偏轴接头的作用,严格控制上部
井段井身质量。
4.1.2东营组以下地层井段较长,推广使用“四合一”导向钻具
组合[3](满眼扶正器+钻铤一根+单弯+钻头),钻具组合具备钟摆
钻具和导向钻具组合的共同优点,用于防斜和纠斜双重特性,同时
发挥复合钻进技术,加快施工速度。
4.2定向井井身轨迹控制
4.2.1定向段使用采用“四合一”导向钻具组合(欠尺寸扶正器+
钻铤一根+单弯+钻头),欠尺寸扶正器的使用,避免定向过程中扶
正器“拖压”现象,同时量化复合钻进的井斜的增量;
4.2.2长稳斜段使用采用”四合一”导向钻具组合(近满眼扶正
器+钻铤一根+单弯+钻头),充分此钻具具有较好的稳斜、稳方位的
效果,来消除地层倾角大,岩性软硬交错对井身轨迹控制的影响。
四、结论
1.优化钻头选型加快义古区块施工速度;
2.义古地区井漏处理基本思路、处理措施,加快义古区块的井漏
处理时效,同时减少人力、物力的投入;钻开漏层前加入随钻堵漏、
非渗透承压封堵材料,提高承压能力,同时钻开漏层瞬间,改变漏
层上钻井液瞬时“失重加速度”,有利于减少井壁失稳坍塌程度,
简化处理过程;
3.义古区块钻井液的处理,应根据现场施工中所钻岩性特点及时
调整,有利于避免井下复杂情况发生。
4.导向钻具组合在义古区块施工井中的应用,通过携带不同尺寸
的扶正器,满足现场导向、稳斜、提速等施工需要;
参考文献
[1]张斌,黄进军.随钻防漏堵漏技术的研究与应用[j].重庆科技
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[2]史玉才,管志川.偏轴钟摆钻具组合力学特性分析[j].石油大
学学报(自然科学版),2004,28(2):42-44,48.