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勝利油田的水平井鉆井技術(shù)

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勝利油田的水平井鉆井技術(shù)

勝利油田的水平井鉆井技術(shù)

1、“八五”期間水平井鉆井技術(shù)取得了突破性的進(jìn)展

勝利油田水平井鉆井技術(shù)始于1990年。1990年9月23日勝利油田第一口水平井埕科1井正式開鉆,從而拉開了“八五”水平井鉆井技術(shù)攻關(guān)的序幕。1992年即提前三年全面完成了國家科研計(jì)劃任務(wù),形成了較為完善的一整套勝利油田長、中半徑水平井鉆井技術(shù),同時(shí)為我國水平井鉆井技術(shù)的發(fā)展提供了大量成功的經(jīng)驗(yàn)。經(jīng)過5年的攻關(guān)和推廣應(yīng)用,至1995年6月項(xiàng)目通過國家鑒定時(shí),勝利石油管理局已在六個(gè)油區(qū)、五種不同類型的油氣藏中完成水平井30口,其中包括國內(nèi)僅有的4口水平探井、稠油礫石油藏長裸眼水平井、“一井雙探”水平井、普通水平開發(fā)井等各種類型的水平井,累計(jì)進(jìn)尺5429.06米,累計(jì)水平段長10429.15米。所鉆探井發(fā)現(xiàn)油層673.9米,投產(chǎn)的開發(fā)井穩(wěn)定產(chǎn)量為同區(qū)鄰井的35倍,累積產(chǎn)油32.2萬噸,經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。在科研階段即已實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)出大于投入的良性循環(huán)。為此《勝利油田水平井鉆井技術(shù)研究》被列入國家“八五”攻關(guān)重大科技成果,受到國家計(jì)委、國家科委和財(cái)政部的聯(lián)合表彰。2、水平井鉆井及配套技術(shù)

(1)水平井鉆井工程設(shè)計(jì)技術(shù)

建立了一整套符合勝利油田不同地區(qū)、不同類別水平井的工程設(shè)計(jì)方法和工作網(wǎng)絡(luò),并通過鉆井實(shí)踐不斷完善,逐步實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)工作的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化。其主要內(nèi)容包括:A.井身軌跡和井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。具體作法是:在滿足油藏特性和地質(zhì)條件的前提下,根據(jù)工具造斜能力,提高造斜井段造斜率,大幅度縮短靶前位移和造斜井段長度,改善井眼摩阻、扭矩及清洗效果,簡化套管程序。依據(jù)這一原則,建立了二維、三維、多段增斜軌道的設(shè)計(jì)方法。目前,勝利油田中半徑水平井增斜段的軌跡設(shè)計(jì)已全部由傳統(tǒng)的增穩(wěn)增剖面改為三增剖面設(shè)計(jì),井身結(jié)構(gòu)簡化為最多一層技術(shù)套管,樂安油田和其它地質(zhì)情況相近區(qū)域的水平井一般都采取了與普通直井一樣的長裸眼井身結(jié)構(gòu),從而大大降低了鉆井周期和鉆井綜合成本。由于井身結(jié)構(gòu)的簡化和工藝水平的不斷提高,樂安油田水平井的平均建井周期由初期的58天,降到了目前的22天,其中草南-平28井鉆井周期僅用了8天16小時(shí)。

B.鉆具組合及鉆井參數(shù)的設(shè)計(jì)。根據(jù)井身軌跡控制技術(shù)和井下專用工具研究取得的最新成果,規(guī)范了增斜井段和水平段鉆具組合選擇的方法,以最大限度減少更換鉆具組合的次數(shù)、求得最佳鉆井參數(shù)和水力參數(shù)為原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。目前勝利油田的水平井在增斜段基本采用彎殼體動(dòng)力鉆具和轉(zhuǎn)盤鉆鉆具相結(jié)合的鉆具組合,在水平段采取轉(zhuǎn)盤鉆具組合(輔以DTU

或小度數(shù)單彎鉆具),由于轉(zhuǎn)盤鉆在鉆井施工中所占比重的增加,井下情況的到了極大的改善,在中半徑水平井中基本消除了巖屑床的影響。

(2)水平井井眼軌跡控制技術(shù)

通過開展水平井下部鉆具組合系統(tǒng)的力學(xué)分析、水平井鉆頭與地層相互作用的研究、水平井井眼軌跡控制工藝技術(shù)研究,結(jié)合水平井鉆井專用工具、儀器研制的成果,形成了一整套水平井井眼軌跡控制技術(shù),實(shí)現(xiàn)了對水平井下部鉆具的優(yōu)選、井眼軌跡預(yù)測和監(jiān)控,從而保證了井眼軌跡控制的精確性。

應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)成功地完成了目的層垂深不確定性比較突出的4口水平探井;完成了靶區(qū)半徑5米、長555.43米的水平“巷道”井;完成了靶前地層極度疏松、增斜異常困難的35口稠油礫石油藏水平井。其中草南-平9井入靶點(diǎn)靶心距1.66米、終靶點(diǎn)靶心距僅0.67米。

(3)水平井軌跡測量技術(shù)

通過研制和改進(jìn)下井儀器附件,完善測量儀器的配置,研究新的測量工藝,形成了有線隨鉆、無線隨鉆和組合隨鉆三種水平井軌跡測量工藝技術(shù)。本項(xiàng)技術(shù)還包括有水平井測量精度分析和誤差校正方法,成套儀器檢測、校定和維修標(biāo)準(zhǔn)及流程規(guī)范,保證有線隨鉆儀順利下入和防止儀器脫鍵的鎖緊裝置等工藝、工具方面的專利技術(shù)。

獨(dú)具勝利油田特點(diǎn)的水平井有線隨鉆技術(shù),在近百口水平井施工中得到了成功的應(yīng)用,對降低鉆井綜合成本和促進(jìn)水平井技術(shù)的大面積推廣,有著十分重要的意義。(5)水平井井下專用工具設(shè)計(jì)、配套技術(shù)

“八五”期間勝利油田根據(jù)水平井科研攻關(guān)的需要,先后研制出4種水平井專用穩(wěn)定器、5種彎殼體螺桿鉆具和二種水平井取心工具,并投入批量生產(chǎn),應(yīng)用于各個(gè)油田。通過多口水平井鉆井的實(shí)踐,已形成了勝利油田水平井鉆井工具的配套系列。其中以簡單解析方法推導(dǎo)出的彎殼體動(dòng)力鉆具造斜率計(jì)算數(shù)學(xué)模型,可以根據(jù)不同造斜率的需要,為制造廠家提出鉆具結(jié)構(gòu)參數(shù)的要求。對設(shè)計(jì)工具、選擇鉆具組合、預(yù)測井眼軌跡都有很好的實(shí)用價(jià)值。由于這一計(jì)算方法簡單、便于使用,深受現(xiàn)場施工人員的歡迎,并一直沿用到“九五”短半徑側(cè)鉆水平井的施工。(6)水平井計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)

目前勝利油田自行開發(fā)的水平井計(jì)算機(jī)軟件包,已基本具備了Landmark公司同類產(chǎn)品的所有功能,主要由水平井軌道設(shè)計(jì)、摩阻、扭矩和正壓力計(jì)算、屈曲載荷和倒裝鉆具組合計(jì)算,套管、尾管和篩管強(qiáng)渡設(shè)計(jì)校核、多段法面中靶預(yù)測、、水平段法面掃描、三維動(dòng)態(tài)模擬中靶預(yù)測、基準(zhǔn)參數(shù)計(jì)算、測斜結(jié)果的磁場分析和校正、技術(shù)資料管理等十個(gè)程序組成。水平井計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)在水平井設(shè)計(jì)、現(xiàn)場軌跡控制有著十分重要的作用,經(jīng)過百余口水平井的實(shí)踐,不斷修改完善,其可靠性得到了充分的驗(yàn)證。

3、水平井技術(shù)的推廣應(yīng)用

勝利油田繼續(xù)利用水平井技術(shù)服務(wù)于油田生產(chǎn),至今在勝利油區(qū)已累計(jì)鉆成水平井86口、產(chǎn)油106.8萬噸,并以技術(shù)服務(wù)的方式將水平井鉆井技術(shù)應(yīng)用于塔里木、長慶、江蘇、吐哈、新疆、河南、大港等油田和江蘇洪澤芒硝礦,共完成水平井33口。在水平井技術(shù)推廣階段勝利油田以降低成本、提高工藝水平和鉆井速度為主要目標(biāo),做了大量富有成效的工作,同時(shí)為適應(yīng)不同類型油藏對水平井的需求,在發(fā)展水平井類型方面又創(chuàng)出新的成績。勝利油田現(xiàn)有的水平井類型:

(1)水平探井

勝利油田先后在埕東凸起的東北坡設(shè)計(jì)并完成了四口水平探井。該區(qū)是二迭系至中生界的屋脊式不整合油藏,油層分布于中生界殘丘山不整合面以下。由于不整合面以下每個(gè)儲(chǔ)集層的含油高度有限,一口直探井難以鉆探到更多的油層,因此考慮到利用水平井的優(yōu)點(diǎn),在不整合面以下510米處鉆水平探井,以探明這一不整合油藏上古生界含油層系的含油面積和石油地質(zhì)儲(chǔ)量。這四口井是:CK-1井,SP-1井,SP-2井和SP-4井。

四口水平探井都獲得了高產(chǎn)油流,其中CK-1井實(shí)鉆發(fā)現(xiàn)油層19層211.5米,完井試油初產(chǎn)原油230噸、天燃?xì)?1551立方米。(2)礫石稠油油藏的水平開發(fā)井

樂安油田是勝利油田礫石稠油油藏最集中的區(qū)域之一,主力油層巖性為薄層稠油膠結(jié)的礫石,目前采用熱蒸汽吞吐方法開采。勝利油田從1991年開始進(jìn)行礫石稠油油藏水平井的鉆井和開發(fā)試驗(yàn),至今已在該油區(qū)鉆成40口開發(fā)水平井,水平井初產(chǎn)平均為60噸/日左右、一般為鄰井的35倍,效益十分可觀。

從93年開始進(jìn)行采用長裸眼方式鉆水平井的嘗試。其中C20-P5井在下入391.88米的339.7mm表層套管后,直接用244.5mm鉆頭完成了從直井段到水平段的鉆進(jìn)施工,裸眼長度達(dá)1150.77米,在砂礫巖稠油油藏中安全地水平鉆進(jìn)了300余米。這種井身結(jié)構(gòu)在樂安油田得到了廣泛的應(yīng)用,目前該區(qū)以長裸眼方式已鉆成水平井31口,鉆井周期和綜合成本都有了大幅度的降低。31口水平井僅技術(shù)套管一項(xiàng)已節(jié)約投資4千余萬元。

(3)叢式水平井

叢式水平井是將水平井合理地安排在叢式井平臺(tái)之中,與直井、定向井統(tǒng)一納入井網(wǎng),從而更有利于油田開發(fā)方案的制訂和實(shí)施。采用這種布井方式可以大幅度地節(jié)省投資、更合理地開發(fā)油氣資源。

1994年在樂安油田曾動(dòng)用4部鉆機(jī)在不到三個(gè)月的時(shí)間內(nèi)完成了包括26口定向井、2口直井和8口長裸眼水平井的七個(gè)叢式井鉆井平臺(tái)。其中水平井的鉆井周期平均為15天、建井周期22天,井眼軌跡控制、中靶精度、固井質(zhì)量全部達(dá)到設(shè)計(jì)要求。目前勝利油田已完成10組水平井叢式井鉆井平臺(tái)的施工,并將在海上鉆井平臺(tái)普遍推廣這一技術(shù)。

(4)海油陸采水平井

“海油陸采”是指利用海邊陸地的井場,井眼軌道向海里延伸,開發(fā)海底的油氣藏。孤東7-平1井是我局第一口“海油陸采”三維剖面設(shè)計(jì)的水平井,開發(fā)的油層厚度為67米,要求垂深精度不超過2米。該井于96年1月20日完鉆,完鉆井深1762.0米(垂深1325.72米),總位移569.38米,水平段長247.31米,本井試油日產(chǎn)100.9噸,控制穩(wěn)產(chǎn)50噸,是該地區(qū)普通直井產(chǎn)量的6倍。該井鉆探成功,為利用水平井技術(shù)開發(fā)淺海油氣藏開辟了新的途徑。繼孤東7-平1井之后,又鉆成孤東6-平1、孤東7-平2、孤東7-平3井三口海油陸采水平井,同樣取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。(5)深層水平井

勝利油田在新疆塔中、輪南、克拉瑪依等地區(qū)先后鉆成4000米以上的水平井14口,其中解放128井完鉆井深5750.3米、垂深5341.76米,是目前亞洲和國內(nèi)最深的水平井(居世界第二)。在塔克拉瑪干沙漠中部的塔中4油田先后完成的三口深層水平井,投產(chǎn)后的產(chǎn)量均在1000噸以上,在新疆其他油區(qū)的水平井也取得了非?捎^的經(jīng)濟(jì)效益。平均鉆井成本為同區(qū)直井的1.8倍,產(chǎn)量達(dá)到鄰井的25倍。(6)側(cè)鉆水平井

草20-12-側(cè)平13井,是在原草20-12-斜13定向井的基礎(chǔ)上,進(jìn)行套管段銑開窗側(cè)鉆的一口水平井。原草20-12-斜13定向井,油層套管直徑177.8mm,套管在796.70米處變形、以下并有落物難于打撈,造成該井報(bào)廢停產(chǎn)。

所鉆草20-12-側(cè)平13井采用段銑方式側(cè)鉆,側(cè)鉆點(diǎn)為679.50米(井斜角

22.62°),段銑井段679.00687.20米。完鉆井深1113.57米(垂深911.65米),水平位移367.75米,閉合方位角102.09°,最大井斜角95°,最大井斜變化率103.97°/100米,水平段長131.92米,穿過油層148.57米。

在新疆塔里木完成的塔中16-側(cè)平1和桑塔木4-側(cè)平1兩口深層側(cè)鉆水平井取得了良好的開發(fā)效果,其中塔中16-側(cè)平1井初產(chǎn)達(dá)560噸/日,目前穩(wěn)產(chǎn)仍在500噸/日。(7)古潛山水平井

草古100-平1井是勝利油田第一口以古潛山灰?guī)r油藏為鉆探目的的水平井,該地區(qū)進(jìn)入古潛山的嚴(yán)重漏失一直是鉆井難以解決的問題,對于水平井施工更突出的矛盾是因漏失、井壁失穩(wěn)造成井下十分復(fù)雜。本井從561米開始造斜,鉆至井深856.84米(垂深776.88米)進(jìn)入潛山界面,全井共漏失泥漿1560方,96年9月19日鉆達(dá)井深1010米完鉆。水平段長113.24米,最大井斜角90.6°。(8)階梯雙水平段水平井

“階梯雙水平段”水平井,即在一口水平井中設(shè)計(jì)有兩個(gè)水平井段,并且兩個(gè)水平段呈階梯狀分布于不同層位。這類水平井在國內(nèi)、外都不多見,設(shè)計(jì)與施工都存在著相當(dāng)大的難度。

臨2平1井是勝利油田設(shè)計(jì)的第一口“階梯雙水平段”水平井,地質(zhì)設(shè)計(jì)給出的兩個(gè)水平靶區(qū)中間有一泥巖層,其垂向厚度為7米,設(shè)計(jì)第一水平段水平位移為133米、井斜角92.82°;第二水平段位移為133.6米,井斜角92.10°。上下間距11米,總水平位移625米。初產(chǎn)試油僅射開第二水平段日產(chǎn)原油115噸,是同區(qū)相鄰直井的45倍。

繼此之后,又在勝利油田鉆成田18-平1、在新疆完成LN10-H1、TZ16-12三口階梯水平井。

(9)雙井連通水平井

97年勝利油田鉆井工程技術(shù)公司在江蘇省洪澤縣成功地鉆成一口雙井連通水平井--順9-平1井。該礦的順5井是以水吞吐方式開采芒硝礦的直井,井深2242米、芒硝層位2201*210米,為提高開采效益決定鉆一口與之連通的水平井以實(shí)現(xiàn)連續(xù)注采。順9-平1井水平段長250米,水平位移486米,與順5井連線角87°,鉆至2629米實(shí)現(xiàn)連通。這口井的成功為地下鹽礦高效開采開辟了嶄新的途徑。98年在該礦又鉆成順10-平2、順12-平3二口連通水平井,產(chǎn)量達(dá)到原直井的8倍。(10)單井蒸氣驅(qū)重力泄油井

蒸氣驅(qū)重力泄油是利用水平井開采稠油油藏的新工藝技術(shù),通常要鉆兩口上下平行的水平井來實(shí)現(xiàn)。勝利油田草南SWSD-平1井是國內(nèi)第一口單井蒸氣驅(qū)重力泄油水平井,即在一口井中下入兩套采油管柱、一采一注,達(dá)到蒸氣驅(qū)重力泄油的目的。該井設(shè)計(jì)位移與垂深比大于1:1,要求273.5mm套管下至730米、以下為177.8mm套管,兩種異徑套管中間并有244.5mm套管過渡,因熱采工藝需要不能使用掛接方式相聯(lián)。該井于1997年11月2日開鉆,施工中成功地解決了因鉆不同井徑井眼攜屑不利、因垂深短下套管困難等問題,11月30日完鉆,實(shí)際井深1500米、垂深812.52米,水平段長642.72米,總水平位移823.78米,位移與垂深比1:1.014。

(11)短半徑試驗(yàn)水平井

《5-1/2"套管內(nèi)開窗側(cè)鉆短半徑水平井》是勝利油田“九五”期間承擔(dān)的國家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目,到目前為止已在15個(gè)區(qū)塊、四種類型油氣藏中鉆成側(cè)鉆短半徑水平井9口,其中139.7mm套管內(nèi)側(cè)鉆短半徑水平井8口、177.8mm套管內(nèi)側(cè)鉆短半徑水平井1口。完成的短半徑水平井平均造斜率為1.13/m,其中辛50-14側(cè)平1井最大造斜率達(dá)到3.6/米;盤40-41側(cè)平1井從側(cè)鉆到完鉆僅用5天17小時(shí),創(chuàng)139.7mm套管內(nèi)側(cè)鉆短半徑水平井鉆井周期最短記錄。側(cè)鉆水平井產(chǎn)量是同地區(qū)新鉆直井的35倍,原油含水比同期直

井低2080;僅勝利油區(qū)投產(chǎn)的側(cè)鉆水平井已累計(jì)增油19899噸,新增可采儲(chǔ)量22.8萬噸,取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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勝利油田鉆井技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向

勝利石油管理局石油工程技術(shù)管理處張桂林

摘要:本文對勝利油田發(fā)現(xiàn)以來鉆井技術(shù)的發(fā)展情況進(jìn)行了較為系統(tǒng)的回顧,包括1956年華北地區(qū)第一口井華1井到201*年底鉆井主要指標(biāo)統(tǒng)計(jì)分析、鉆井技術(shù)發(fā)展變化情況等;對目前勝利鉆井十個(gè)方面的先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行了客觀的分析,對目前的技術(shù)水平進(jìn)行了客觀定位;指出了勝利鉆井技術(shù)十個(gè)方面的重點(diǎn)發(fā)展方向和“十一五”期間要達(dá)到的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞:勝利油田鉆井技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷技術(shù)現(xiàn)狀發(fā)展方向近期目標(biāo)

作者簡介:張桂林,1959年生。1981年7月畢業(yè)于勝利石油學(xué)校鉆井專業(yè),石油大學(xué)函授本科學(xué)歷。現(xiàn)任勝利石油管理局石油工程技術(shù)管理處主任工程師,高級工程師。

聯(lián)系電話:0546-8555165,13506362816

勝利油田發(fā)現(xiàn)于1961年4月16日完成試油的華8井(日產(chǎn)原油8.1噸)。1964年1月25日,中央批準(zhǔn)了《關(guān)于組織華北石油勘探會(huì)戰(zhàn)的報(bào)告》。1964年6月,石油工業(yè)部華北石油勘探會(huì)戰(zhàn)指揮部成立(簡稱“九二三”廠又稱勝利油田),勝利鉆井也進(jìn)入了大發(fā)展時(shí)期。

經(jīng)過40多年鉆井的實(shí)踐,勝利鉆井隊(duì)伍不斷壯大、裝備水平不斷提高、管理水平不斷邁上新臺(tái)階、技術(shù)水平保持了國內(nèi)領(lǐng)先并在一些關(guān)鍵技術(shù)方面達(dá)到了國際先進(jìn)水平。在鉆井技術(shù)不斷進(jìn)步的同時(shí),勘探開發(fā)也不斷提出新的要求,施工區(qū)域不斷擴(kuò)大,鉆井難度不斷增加,面臨的市場競爭和技術(shù)挑戰(zhàn)形勢也越來越嚴(yán)峻,勝利鉆井必須不斷追求新的技術(shù)突破和整體水平的提高,才能發(fā)揮應(yīng)有的作用,鞏固應(yīng)有的地位。

一、勝利鉆井技術(shù)發(fā)展簡要回顧

自1956年鉆探華北第一口基準(zhǔn)井華1井到“九五”末,45年間勝利油區(qū)共鉆各種類型井3.45×104口,進(jìn)尺7468×104m,平均井深2165m。其中完成定向井、叢式井5415口,水平井166口。滿足了勝利油田“石油地質(zhì)大觀園”復(fù)雜地質(zhì)條件的要求,取得了一個(gè)個(gè)重大技術(shù)突破,保持了國內(nèi)技術(shù)領(lǐng)先地位。

勝利油田成立以前,1956~1963年在華北地區(qū)共開鉆35口,交井26口,鉆井進(jìn)尺79779m。在東營油區(qū)發(fā)現(xiàn)了東辛、勝坨兩個(gè)油田。

勝利油田成立后的“二五”、“三五”期間,勝利鉆井處于發(fā)現(xiàn)和會(huì)戰(zhàn)初期。當(dāng)時(shí)主要配套使用原蘇聯(lián)鉆機(jī)和羅馬鉆機(jī)、刮刀鉆頭和普通(非密封)牙輪鉆頭、采用重鉆壓大排量鉆井方式、鐵鉻鹽泥漿體系、地面土池泥漿循環(huán)系統(tǒng),主要依靠“丟棄恐斜癥,勇敢打直井”一些基本的技術(shù)口號,打成了勝利油田的一批淺到中深井,形成了勝利油田的勘探開發(fā)大局面。1969年7月28日完井的東風(fēng)1井,完鉆深度4400m,是當(dāng)時(shí)國內(nèi)第二口超過4000m的深井。

“四五”期間,是勝利油田會(huì)戰(zhàn)持續(xù)發(fā)展時(shí)期。1974年開展了噴射鉆井試驗(yàn),鉆井速度有了明顯提高。1971年6月12日完井的東風(fēng)2井,完鉆深度達(dá)到了5006m,實(shí)現(xiàn)了深井鉆井的新突破。1973年12月22日,3252鉆井隊(duì)以356天5小時(shí)鉆井105口,進(jìn)尺151420m,實(shí)現(xiàn)了“班上千,月上萬,一年打井十五萬”的目標(biāo),創(chuàng)造了全國鉆井新紀(jì)錄。

“五五”期間,隨著對外技術(shù)交流的不斷擴(kuò)大,鉆井技術(shù)開始由傳統(tǒng)方式向新技術(shù)方向轉(zhuǎn)變。推廣應(yīng)用了“噴射鉆井、優(yōu)質(zhì)輕泥漿、高效鉆頭”三大技術(shù),形成了噴射鉆井為核心的配套技術(shù),鉆井速度顯著提高。1976年6月14日,32358鉆井隊(duì)在萊3815井用油田產(chǎn)噴射式刮刀鉆頭創(chuàng)班進(jìn)尺1423m、鉆頭進(jìn)尺2576.84m的新紀(jì)錄,打破了美國魚尾鉆頭進(jìn)尺2527.70m的世界記錄。1978年開展了20~22MPa噴射鉆井工藝技術(shù)研究并試驗(yàn)成功,3252鉆井隊(duì)在義761井打出了日進(jìn)尺1983.70m、24小時(shí)58分上雙千的指標(biāo),創(chuàng)造了10項(xiàng)全國新紀(jì)錄。1980年,6061鉆井隊(duì)在青海旱2井鉆達(dá)井深6000m,創(chuàng)出了油田和柴達(dá)木盆地深井鉆井紀(jì)錄。

1978年,開始了海上勘探鉆井,至1980年在海上鉆井5口。

“六五”期間是噴射鉆井技術(shù)和優(yōu)選參數(shù)鉆井技術(shù)研究與推廣的重要時(shí)期,鉆井總體水平顯著提高。同時(shí),深井鉆井也取得了新突破。1982年9月6日完井的樁古6井,完鉆深度5456m,1983年12月5日完井的新東風(fēng)10井,完鉆深度5344m,實(shí)現(xiàn)了東營地區(qū)深井鉆井突破。并且在距原井300m完成了永6911井定向救援井,將失控井噴68天的永691井制服,是勝利油田定向井技術(shù)水平提高的重要標(biāo)志。這一時(shí)期海洋鉆井7口。

“七五”期間,重點(diǎn)進(jìn)行了定向井、叢式井鉆井攻關(guān)研究并形成了配套技術(shù),勝利鉆井技術(shù)國內(nèi)領(lǐng)先地位得到了鞏固。1986年2月17日,勝利油田第一口“聰明井”辛1174井完鉆,鉆穿油層15層58.7m,油水同層11層72m,含油水層3層18.2m。1988年8月26日,60105鉆井隊(duì)完成的樁310井,完鉆井深3456m,垂深2581.58m,最大井斜59°,井底位移1905m,創(chuàng)造了國內(nèi)同類井水平位移最新紀(jì)錄。同年10月22日由4552鉆井隊(duì)完成的樁117井,完鉆井深2611m,垂深1660m,井底位移1695m,垂位比1:1.02,創(chuàng)出了全國紀(jì)錄。

這一時(shí)期也是勝利鉆井大發(fā)展的重要時(shí)期,先后組織了孤東油田、渤南油田、中央隆起帶、濱純等區(qū)域的開發(fā)會(huì)戰(zhàn),鉆井技術(shù)指標(biāo)大幅度提高。在塔里木地區(qū)完井兩口,平均井深4952m。海上鉆井進(jìn)入了全面發(fā)展時(shí)期,期間共鉆井25口。

“八五”期間,重點(diǎn)開展了水平井鉆井攻關(guān)研究與應(yīng)用工作,并形成了配套技術(shù)。1991年開始進(jìn)行水平井鉆井試驗(yàn),第一口水平井埕科1井水平段長度505.13m、穿過19個(gè)油層,收到了良好效果。到1995年6月項(xiàng)目鑒定時(shí)共完成水平井30口,完成井?dāng)?shù)量占當(dāng)時(shí)國內(nèi)總數(shù)的63.83%,包括四口水平探井,創(chuàng)出了當(dāng)時(shí)國內(nèi)水平段最長901.43m等多項(xiàng)記錄,形成了水平井鉆井配套技術(shù)。這一時(shí)期完成最深的水平井是樊15平1井,完鉆斜深3380m,垂深2940.35m;造斜率最高的井是水平4井,完鉆井深2347.25m,垂深1957.98m,平均造斜率達(dá)到了13.89°/30m;國內(nèi)第一口三維繞障水平井單2平1井,井深1520m,井斜85.7°,水平位移477m。

在外部市場深井鉆井中也不斷取得新突破,在新疆地區(qū)鉆井48口,其中超深井5口,YH5井完鉆井深6400m。1991年12月17日,60160鉆井隊(duì)用315天13小時(shí)30分完成鉆井進(jìn)尺2.27萬米,實(shí)現(xiàn)了總公司領(lǐng)導(dǎo)提出的5000m深井年五開四完、進(jìn)尺超過兩萬米的目標(biāo)。海洋鉆井不斷發(fā)展,期間鉆井68口。

“九五”期間,鉆井工作量顯著減少,油田內(nèi)部鉆井進(jìn)尺為“七五”的65.92%,為“八五”的74.93%。這一時(shí)期重點(diǎn)攻關(guān)推廣了短半徑側(cè)鉆水平井,并形成了配套技術(shù)。期間在油田內(nèi)部完成側(cè)鉆水平井12口,有10口為短半徑水平井。其中,完成的義11828側(cè)平1井,完鉆井深3337.42m,最大井斜89.8°,平均造斜率達(dá)1.39°/m;97年11月在塔里木油田完成的開窗側(cè)鉆水平井STM4C2,側(cè)鉆點(diǎn)深度4426.53m;201*年7月超深探井庫1井套管開窗側(cè)鉆,側(cè)鉆點(diǎn)達(dá)到6335m。1996年3月10日完成套管開窗側(cè)鉆水平井草201*側(cè)平13井,是國內(nèi)第一口側(cè)鉆水平井。并先后完成了雙井聯(lián)通水平井、重力輔助泄油水平井、大位移水平井、多目標(biāo)階梯式水平井等,取得了特殊工藝井鉆井技術(shù)的新突破。

在新疆地區(qū)鉆井49口,其中超深井3口,YK1井完鉆井深6406m。海洋鉆井202口!笆濉币詠,針對勘探開發(fā)提出的新要求,勝利鉆井技術(shù)進(jìn)入了新的發(fā)展時(shí)期。以欠平衡壓力鉆井、大位移井鉆井、分支井鉆井、深井鉆井為代表的鉆井技術(shù)取得了新的突破,總體水平有了顯著提高。到201*年底,水平井鉆井完成445口,欠平衡壓力鉆井及技術(shù)服務(wù)完成79口(油田內(nèi)、外部),大位移井攻關(guān)試驗(yàn)2口,分支井現(xiàn)場試驗(yàn)應(yīng)用3口,深井鉆井技術(shù)完成了研究試驗(yàn)內(nèi)容,超薄油層水平井鉆井技術(shù)、固井技術(shù)、泥漿技術(shù)、膨脹管技術(shù)、套管鉆井技術(shù)等方面也取得了新的突破與進(jìn)展。期間在塔里木地區(qū)鉆井67口,平均井深5456.82m。其中超深井8口,哈得17井完鉆井深6750m。

經(jīng)過40多年的發(fā)展,特別是“四五”以來鉆井技術(shù)的不斷攻關(guān)研究與推廣應(yīng)用,勝利鉆井技術(shù)進(jìn)入了科學(xué)發(fā)展的新階段,為進(jìn)一步發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

二、勝利油田鉆井技術(shù)現(xiàn)狀

進(jìn)入“十五”以來,針對勘探開發(fā)的新要求,進(jìn)一步立項(xiàng)攻關(guān)了多項(xiàng)新技術(shù)并形成了成熟配套技術(shù),關(guān)鍵技術(shù)達(dá)到了世界先進(jìn)。目前,勝利鉆井已經(jīng)成為具有鉆井科研攻關(guān)、鉆井設(shè)計(jì)、鉆井施工、鉆井工程技術(shù)服務(wù)、鉆井技術(shù)培訓(xùn)等多方面優(yōu)勢于一體的綜合配套能力國內(nèi)先進(jìn)的鉆井系統(tǒng)。

1、定向井、叢式井鉆井技術(shù)

定向井、叢式井鉆井技術(shù)于1973年開始進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn),當(dāng)時(shí)采用了渦輪鉆具、彎接頭和氫氟酸測斜儀,施工效率和精度較低。1983年引進(jìn)美國單、多點(diǎn)磁性照相測斜儀、螺桿動(dòng)力鉆具,促進(jìn)了定向井技術(shù)的快速發(fā)展。1985年與美國公司合作完成了GB11和GB12兩口高難度深井定向井施工,開創(chuàng)了定向井技術(shù)發(fā)展的新時(shí)期。1986年成立了定向井專業(yè)服務(wù)公司后,勝利定向井技術(shù)開始了全面攻關(guān)研究與推廣應(yīng)用工作,并在“七五”期間形成了配套技術(shù)。定向井鉆井所占比重逐年增加,鉆井速度逐年提高。201*年,定向井鉆井口數(shù)和進(jìn)尺分別占總數(shù)的50.06%和50.13%,平均機(jī)械鉆速20.36m/h。

叢式井技術(shù)的攻關(guān)與應(yīng)用,代表著定向井總體技術(shù)水平狀況。

河50叢式井組1989年5月25日建成,井組面積0.042km2,由42口定向井組成,平均井深2962m,平均水平位移611.40m,平均井斜角30.55°,是全國鉆井口數(shù)最多、面積最大的陸地平臺(tái),創(chuàng)造了7項(xiàng)全國定向井紀(jì)錄。該工程被國家科委定為“七五”期間重點(diǎn)攻關(guān)工程。在該平臺(tái)施工中完成了較大位移定向井、三維繞障定向井、井間防碰鉆井等工藝技術(shù),創(chuàng)出了當(dāng)時(shí)國內(nèi)鉆井最高水平。

201*年月5日完成的樁139叢式井組,在70.13°扇面內(nèi)由淺海人工平臺(tái)向海上深水區(qū)鉆井27口(其中兩口水平井),平均井深2189.93m,平均水平位移1157.69m,實(shí)現(xiàn)了海油陸采,取得了顯著的開發(fā)效益。

海洋鉆井公司施工的埕島西A井組,設(shè)計(jì)22口井,已完成20口,井間距離為1.524×1.829m(5×6ft),通過科學(xué)設(shè)計(jì)、精心施工、嚴(yán)格控制井身軌跡,在鉆井速度、鉆井質(zhì)量、鉆井安全等方面都取得了良好效果。

2、水平井鉆井技術(shù)

勝利油田于1991年開始進(jìn)行水平井鉆井研究試驗(yàn),“八五”期間形成了配套技術(shù)。經(jīng)過“八五”攻關(guān)、“九五”攻關(guān)與推廣以及“十五”以來水平井技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,勝利油田完成了十六種類型的水平井鉆井設(shè)計(jì)與施工技術(shù),技術(shù)水平保持了國內(nèi)領(lǐng)先。

進(jìn)入“十五”以后,重點(diǎn)突出了深層水平井、薄油層水平井、大位移水平井、多井聯(lián)合開發(fā)水平井等方面的關(guān)鍵技術(shù),取得了重大進(jìn)展。201*年10月25日在孤島油田完成孤平1井,水平段長度達(dá)到1054.15m,是目前國內(nèi)陸地第一的水平;97年6月5日完成的解放128井,垂深達(dá)到5341.76m,井深達(dá)到5750.30m。201*年3月完成的東河1平2井,井深6476m,水平段400m,創(chuàng)出國內(nèi)水平井垂深、井深最深記錄。

目前,勝利油田已經(jīng)達(dá)到了“水平井口口井上LWD(FEWD)、定向井口口井上MWD”的配套技術(shù)水平,鉆井?dāng)?shù)量年年都有增加。到201*年底,勝利油田已完成水平井鉆井和技術(shù)服務(wù)662口,其中油田內(nèi)部445口,油田外部217口。

(1)超簿油層地質(zhì)導(dǎo)向水平井技術(shù)

在“九五”引進(jìn)FEWD隨鉆地質(zhì)評價(jià)系統(tǒng)進(jìn)行研究應(yīng)用的基礎(chǔ)上,“十五”以來應(yīng)用范圍迅速擴(kuò)大。到201*年底,勝利油田使用FEWD、LWD完成薄油層水平井鉆井127口,使難動(dòng)用儲(chǔ)量油藏得到了有效開發(fā),推動(dòng)了水平井技術(shù)的發(fā)展。營31斷塊是勝利油田的薄油層區(qū)塊,201*年應(yīng)用MWD+FEWD完成了兩口井,營31平2井油層厚度僅有0.9m。王53區(qū)塊,目的層沙二段油層厚度1~3m,通過應(yīng)用FEWD技術(shù)鉆水平井7口,初產(chǎn)單井達(dá)到35t/d以上,是全部應(yīng)用水平井技術(shù)開發(fā)的超薄油層區(qū)塊。

在薄油層水平井施工中創(chuàng)出了多項(xiàng)高指標(biāo):卡塔爾國薄層水平井DK586井,水平段長度1635m;最深的薄層水平井HD18井,油層深度5551m;國內(nèi)第一口階梯式薄層水平井臨2平1井;國內(nèi)第一口弧形薄層水平井營93平3井;國內(nèi)第一口海油陸采薄油層水平井樁12-平2井,等等。

201*年開始進(jìn)行MWD/LWD國產(chǎn)化研究工作,目前成功地研制出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型正脈沖MWD、隨鉆自然伽瑪和隨鉆感應(yīng)電阻率測量儀。

目前勝利油田地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)在國內(nèi)具有領(lǐng)先水平。(2)三維軌道和階梯式水平井技術(shù)

三維軌道水平井鉆井的應(yīng)用越來越多,在油田內(nèi)部已完成了多口該類水平井。臨2平1井是一口雙階梯水平井,該井完鉆井深1956.09m,水平位移640.22m,兩油層相距109m、落差11m;在新疆哈德油田完成的深層雙階梯薄油層水平井HD127H井,第一層油層厚度0.6~1.8m,中間泥巖隔層3.0~3.8m,第二層油層厚度1.2~2.1m。完鉆井深5488m,側(cè)鉆點(diǎn)4790m,水平位移571.78m,水平段長365m,油層鉆遇率100%;完成的DH1H3井,是國內(nèi)最深的階梯式水平井。完鉆井深6326m,垂深5736.79m,造斜點(diǎn)5483.02m,水平位移725.32m,最大井斜88.8°,兩水平段落差13.51m;201*年8月卡塔爾杜漢油田DK-522井創(chuàng)出了水平段連續(xù)調(diào)整方位70°的最高指標(biāo)。

經(jīng)過多年的技術(shù)研究與應(yīng)用,該類井的鉆井技術(shù)已經(jīng)成為成熟技術(shù)。(3)短半徑、超短半徑水平井技術(shù)近幾年來,勝利油田內(nèi)部短半徑水平井主要是開窗側(cè)鉆水平井,在外部主要以深井水平井為主。

在新疆地區(qū)服務(wù)完成的S23C井,完鉆井深5778.00m,垂深5419.82m,造斜點(diǎn)井深5397.00m,最大造斜率110.10°/100m;T703CH完鉆井深6181.00m,垂深5694.28m,造斜點(diǎn)5580m,最大造斜率80.36°/100m,井底水平位移561.45m。

201*年,在油田內(nèi)部完成了兩口兩分支超短半徑水平井現(xiàn)場試驗(yàn),具備了實(shí)施該類井鉆井的能力。試驗(yàn)應(yīng)用的兩井組,在垂直井眼的半徑方向上借助特殊轉(zhuǎn)向器、特殊鉆具和高壓水力射流破巖,鉆出了曲率半徑為0.3m的水平井,水平段井斜角均為90。高12-39側(cè)平11井完鉆深度994.49m,水平段11.68m,高1239側(cè)平12井完鉆深度995.37m,水平段12.56m;高1716側(cè)平11井完鉆深度1122.47m,水平段12.69m,高1716側(cè)平12井完鉆深度1120.04m,水平段10.26m。

(4)小井眼水平井技術(shù)小井眼水平井,主要以套管開創(chuàng)側(cè)鉆水平井居多,勝利油田“九五”期間形成了配套技術(shù)。近年來,在油田內(nèi)部仍以套管開創(chuàng)側(cè)鉆為主,在開窗工藝技術(shù)、小井眼測量和軌跡控制技術(shù)、安全鉆井技術(shù)等方面不斷成熟完善。

在外部,201*年10月完成的卡塔爾杜漢油田63口水平井鉆井技術(shù)服務(wù)項(xiàng)目大部分井眼直徑為Φ152.4mm,最大水平段長1635m,水平位移1852m,水平段靶點(diǎn)數(shù)最多達(dá)到12個(gè);201*年完成的新疆塔河油田TK406CH1井,是一口集深井、短半徑、小井眼、欠平衡、水平井于一體的高難度井,井眼直徑Ф149.2mm,完鉆井深5879.60m,垂深5473.55m,水平位移430.29m,造斜點(diǎn)5390.00m,最大造斜率1.44°/m,最大井斜角92.30°,具有較高的水平井鉆井技術(shù)綜合應(yīng)用水平。

(5)復(fù)合大井眼水平井鉆井技術(shù)

201*年6月完成的勝利油田鄭科平1井,是一口配合直井注蒸汽實(shí)現(xiàn)蒸汽輔助重力泄油(SAGD)開發(fā)新技術(shù)的科學(xué)探索試驗(yàn)井,目的是實(shí)現(xiàn)該井水平段與兩口直井建立熱連通,實(shí)現(xiàn)該區(qū)超稠油有效開采。該井采用Φ346.1mm+Φ311.1mm大尺寸復(fù)合井眼,完鉆井深2055.50m,水平位移820.52m,下入Ф273.1mm+Ф244.5mm復(fù)合套管,Ф311.1mm井眼水平段長560.76m,創(chuàng)國內(nèi)水平井水平段井眼直徑最大指標(biāo)。鄭科平1井的順利完成,為復(fù)合大井眼水平井的施工積累了經(jīng)驗(yàn)。

(6)雙井連通水平井鉆井技術(shù)

雙井連通水平井目前主要應(yīng)用于江蘇硭硝礦開采,到201*年底已完成連通井組18對。重要的是,通過該類井的施工,提高了定向鉆井技術(shù)水平,為實(shí)施鉆井搶險(xiǎn)等重要施工積累寶貴經(jīng)驗(yàn)。

3、大位移井鉆井技術(shù)

1999年以來,勝利油田開展了大位移井鉆井技術(shù)攻關(guān),重點(diǎn)將大位移井技術(shù)應(yīng)用于“海油陸采”鉆井!熬盼濉逼陂g按照大位移井鉆井方式完成了埕北21平1井,201*年完成了墾東405平1井,為大位移井形成配套技術(shù)打下了基礎(chǔ)。

埕北21平1井完鉆井深4837.40m,水平位移3167.34m,垂深位移比1:1.21,創(chuàng)出國內(nèi)陸上定向井水平位移最大記錄。墾東405平1井完鉆井深2888.86m,垂深1186.40m,水平位移2073.46m,垂位比達(dá)到了1:1.75,是目前國內(nèi)陸上垂位比指標(biāo)最高的一口水平井。

與此同時(shí),在常規(guī)井鉆井中水平位移指標(biāo)不斷有新的突破。到201*年底,完成水平位移大于1000m的井171口,其中大于1500m的井26口,大于201*m的井4口。

4、欠平衡鉆井技術(shù)

勝利油田從1998年開始進(jìn)行欠平衡壓力鉆井技術(shù)研究與應(yīng)用工作,1998完成了史1251井,達(dá)到了正確評價(jià)地層的效果。隨后試驗(yàn)和應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)大,應(yīng)用效果顯著。特別是渤深6區(qū)塊,在采用常規(guī)鉆井技術(shù)難以進(jìn)行開發(fā)的情況下,采用欠平衡技術(shù)建成了高產(chǎn)產(chǎn)能區(qū)塊,效果非常顯著。

到201*年底,已在油田內(nèi)外部市場完成鉆井和技術(shù)服務(wù)79口,其中完成欠平衡水平井12口,并且將欠平衡技術(shù)應(yīng)用于水平井鉆井,滿足了勘探開發(fā)需要。已配套欠平衡鉆井井口裝置10套,包括兩套旋轉(zhuǎn)防噴器,8套旋轉(zhuǎn)控制頭裝置。

5、分支井鉆井技術(shù)

勝利油田從上個(gè)世紀(jì)80年代末開始進(jìn)行套管開窗側(cè)鉆研究及應(yīng)用,201*年9月進(jìn)行了真正意義上的分支井鉆井研究應(yīng)用工作。到目前已完成了三口TAML4級完井雙分支井,并且全部為水平井,為分支井的進(jìn)一步應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。

201*年2月提供技術(shù)服務(wù)完成的西北局TK908DH四級分支井,兩分支完鉆井深分別達(dá)到了5234.55m和5239.64m,兩分支水平段分別為449.84m和500m,創(chuàng)國內(nèi)分支井井深最深(5239.64m)、垂深最深(4597m)和累計(jì)水平段最長(950m)三項(xiàng)分支井紀(jì)錄。通過幾年的攻關(guān)研究并引進(jìn)先進(jìn)工具,分支井鉆井技術(shù)已趨于成熟。

6、深井、超深井鉆井技術(shù)

自勘探開發(fā)以來,在東營油區(qū)共完成井深超過4500m深井110口,其中超過5000m深井36口,目前還沒有超過6000m的超深井。在油田以外施工區(qū)域完成超過4500m深井142口(其中川東地區(qū)1口,其余為新疆地區(qū)),其中超過5000m深井108口,超過6000m超深井17口。

1969年7月在東營地區(qū)鉆成東風(fēng)l井,完井井深4400m,建井周期1231d,是繼大慶松基6井后我國第二口超過4000m的井。1971年6月鉆成了東風(fēng)2井,井深5005.95m,是我國第一口超過5000m的深井。1987年完成5700m深井樁古91井,并在深井完井上掌握了Ф339.7mm套管下深2700m,Ф244.5mm套管下深4636m,Ф177.8mm套管下深4800m,Ф139.7mm套管下深5415m的下套管與注水泥固井施工工藝。1997年6月,鉆成了目前勝利油田內(nèi)部最深的一口深探井郝科l井,完鉆井深5807.81m。

90年代,勝利鉆井參加了新疆塔里木會(huì)戰(zhàn),在輪南地區(qū)鉆深5000m左右的開發(fā)井,實(shí)現(xiàn)隊(duì)年五開四完,進(jìn)尺22670m,創(chuàng)國內(nèi)深井最高紀(jì)錄并達(dá)到國際先進(jìn)水平。1993年在塔里木地區(qū)完成井深為6200m的超深預(yù)探井DH5井,鉆井周期130d,201*年完成了6750m的超深井哈得17井,鉆井周期156d。

7、鉆井液技術(shù)

鉆井液技術(shù)的進(jìn)步,為鉆井技術(shù)發(fā)展起到了推動(dòng)和保障作用,經(jīng)過幾十年的發(fā)展,形成了具有特色的技術(shù)。

(1)形成的成熟配套技術(shù)

聚合物防塌鉆井液體系,適應(yīng)于油田各地區(qū)3200m以內(nèi)的井;

鉀基聚合物鉆井液體系,適應(yīng)于含蒙脫石較高的地層和易坍塌的地層;

80A51、PAC系列聚合物鉆井液體系,配合噴射鉆井能大幅度地提高鉆井速度,適用于井深3200m以內(nèi)、礦化度小于30000ppm;

聚合物、氯化鉀鹽鉆井液,適用于水敏性較強(qiáng)易坍塌的泥頁巖井段、含鹽膏層井段、裸眼井段較長的深井;

聚合物乳化鉆井液,采用混油、加入表面活性劑及減阻,具有潤滑、防卡兼有防塌特點(diǎn)的水基鉆井液適用于定向井、大位移延伸井、水平井;

正電膠(MMH)鉆井完井液體系,防止井壁坍塌、提高機(jī)械鉆速、攜屑能力強(qiáng)、保護(hù)油氣層的效果好;

樹脂鉀鹽鉆井液,適用于容易發(fā)生坍塌的地區(qū)、深井長裸眼井;

聚磺高溫鉆井液,適用于深井、超深井、鹽水及飽和鹽水、鹽膏層井段;低固相完井液,適用于儲(chǔ)層不易坍塌且容易受到固相污染的油層鉆井液。(2)需要進(jìn)一步推廣完善的鉆井液完井液新技術(shù)

可循環(huán)泡沫鉆井液完井液技術(shù)及欠平衡鉆井液完井液技術(shù);強(qiáng)抑制性水基鉆井液完井液技術(shù);

黑色正電膠(BPS)鉆井液完井液技術(shù);

深井鉆井液完井液技術(shù)。聚磺鉆井液體系、MMH聚磺鉆井液體系、MMH聚合物飽和鹽水鉆井液體系、硅酸鹽聚合物鉆井液體系;

油基鉆井液完井液技術(shù);可酸化凝固型堵漏技術(shù);

特殊地層的鉆井液完井液技術(shù)。8、固井完井技術(shù)

隨著勝利油田鉆井技術(shù)的不斷發(fā)展,隨著鉆井南渡不斷增加和施工區(qū)域的擴(kuò)大,在滿足鉆井生產(chǎn)需要的同時(shí),重點(diǎn)發(fā)展了以下幾方面的固井技術(shù)。

(1)深井、超深井固井技術(shù)

深井、超深井的特點(diǎn)是高溫、高壓、小間隙、長封固段、含有鹽膏層等復(fù)雜地層等。針對這些特點(diǎn),掌握了耐高溫水泥及其外加劑、分級注水泥、尾管固井(包括套管回接技術(shù))等工藝技術(shù),并研制生產(chǎn)了多種新型水泥添加劑產(chǎn)品。

油田內(nèi)部部分地區(qū)深井地溫梯度大,含有鹽膏層,井底溫度偏高。渤602井完鉆井深4945m,井底靜止溫度180℃;渤古4井,完鉆井深4375m,井底靜止溫度175℃,是近年來固井施工井底靜止溫度最高的井。對于深井鹽膏層固井,通過采用鹽水體系及處理劑,滿足了固井技術(shù)要求。

新疆地區(qū)庫1井,是近年來固井最深的井,Φ149.2mm鉆頭鉆至6941.15m完鉆,鉆井液密度2.05g/cm3,井底溫度168℃,下入Φ127mm無接箍套管,采用防氣竄鐵礦粉加重水泥漿體系,固井質(zhì)量優(yōu)良。對于長段鹽膏層固井,也已達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

(2)高壓油氣井固井技術(shù)

近年來加強(qiáng)了對氣竄失重機(jī)理的研究,摸清了失重與氣竄的機(jī)理,提出了綜合防竄的技術(shù)措施,掌握了分級注水泥、雙凝及多凝注水泥、管外封隔器分層封隔固井、加重水泥漿等一整套成系列的固井技術(shù)。

南方海相地區(qū)河壩1井,完鉆井深6130m,下入Φ127mm尾管,水泥漿密度設(shè)計(jì)2.35~2.40g/cm3,施工中水泥漿密度平均為2.36~2.37g/cm3,最高2.40g/cm3,為勝利油田固井施工水泥漿密度最高的一口井。

(3)低壓井固井技術(shù)

這類井的特點(diǎn)是地層壓力系數(shù)低、易漏失,既有沙泥巖地層,也有灰?guī)r裂縫地層。針對這些特點(diǎn)重點(diǎn)開展了低密度水泥漿、微珠水泥、超低密度充氣水泥漿及泡沫水泥漿、管外封隔器固井完井技術(shù)等,達(dá)到了勘探開發(fā)要求。在油田內(nèi)部完井施工中基本配套成熟。

T737井,完鉆井深6077m,Φ127mm尾管下深5407.32~6059.14m,為防止井底漏失,水泥漿設(shè)計(jì)密度僅為1.20g/cm3,采用多種國外水泥外加劑進(jìn)行配伍試驗(yàn),固井現(xiàn)場施工一次完成,在國內(nèi)同類型固井施工中創(chuàng)出低密度水泥固井井深最深、水泥漿密度最低的新記錄。

(6)水平井、大位移井固井技術(shù)隨著定向井、水平井鉆井水平位移的不斷增加,近年來在重點(diǎn)研究應(yīng)用了套管扶正器和漂浮接箍、水泥漿體系、紊流與塞流復(fù)合頂替等一系列工藝技術(shù)措施,使該類井固井技術(shù)水平不等提高。

近年來170余口水平位移超過1000m井和埕北21平1、墾東405平1井兩口大位移井的固井成功,標(biāo)志著勝利油田在該類井固井技術(shù)上已經(jīng)走向成熟。

(7)提高第二界面固井質(zhì)量的研究及現(xiàn)場應(yīng)用

為滿足油氣勘探開發(fā)的需要,各固井公司把第二界面的固井質(zhì)量問題作為專題進(jìn)行研究,通過改善水泥漿體系、管串結(jié)構(gòu)和固井工藝措施等一系列手段,提高第二界面的固井質(zhì)量。如廣泛推廣使用套管旋流發(fā)生器、管外封隔器、氮?dú)馀蛎泟、高效?qū)油前置液等,二界面的固井質(zhì)量有了一定程度的提高。

同時(shí),針對巖鹽層易巖鹽層溶解以及塑性流動(dòng)的特點(diǎn),在掌握了按巖鹽層特點(diǎn)設(shè)計(jì)高強(qiáng)度的套管、采用飽和鹽水泥漿固井(包括高密度鹽水水泥)等技術(shù)。

(8)稠油熱采井固井技術(shù)據(jù)對國內(nèi)固井技術(shù)調(diào)研情況,勝利油田固井技術(shù)總體水平處于領(lǐng)先水平。通過采用添加石英砂、粉煤灰以及與之配伍的處理劑,形成了熱采井投產(chǎn)后的高溫、固井中的防漏要求。同時(shí),預(yù)應(yīng)力固井工具及套管附件都已形成配套系列。

9、膨脹管技術(shù)

膨脹管技術(shù)是國外近年來發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)。按結(jié)構(gòu)和膨脹工藝不同,膨脹管技術(shù)主要包括三種,即實(shí)體膨脹管技術(shù)(美國ENVENTURE公司)、膨脹割縫管技術(shù)(美國ABL)、液壓膨脹實(shí)體管技術(shù)(俄羅斯)。根據(jù)各種膨脹管技術(shù)的特點(diǎn),在井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、處理深井鉆井復(fù)雜問題、提高效益方面都具有很好的發(fā)展前景。

勝利油田進(jìn)行了兩口井實(shí)體管、一口膨脹割縫管試驗(yàn)應(yīng)用。

通61側(cè)162井膨脹管底部深度2221.73m,頂部深度1838.48m(實(shí)探深度為1833.75m),膨脹管總長度383.25m。膨脹前內(nèi)徑95.25mm,膨脹后內(nèi)徑108.97mm。起始增斜段接近40/100m,最大井斜46.80°。膨脹管水泥返高1880m,固井質(zhì)量優(yōu)質(zhì);

王14側(cè)20井膨脹管底部深度1890.26m,頂部深度1498.56(實(shí)探深度為1833.75m),膨脹管總長度391.70m。膨脹前內(nèi)徑95.25mm,膨脹后內(nèi)徑108.97mm。最大井斜26.40。膨脹管水泥返高1496.40m,固井質(zhì)量合格。通過兩口井的試驗(yàn)應(yīng)用,證明實(shí)體膨脹管能夠用于完井管柱,滿足開發(fā)要求。

在河壩1井應(yīng)用了膨脹割縫管。該井?dāng)U眼井段4460~4534m,擴(kuò)眼井徑由Φ215.9mm至Φ311mm,膨脹管封隔井段4462.69~4533.22m。采用該技術(shù)加固不穩(wěn)定的井壁或用于封固低壓層代替一層技術(shù)套管,是可以考慮的方案。

10、套管鉆井技術(shù)

套管鉆井技術(shù)是一項(xiàng)發(fā)展中的新技術(shù),日益受到石油工程界的重視。勝利油田在該項(xiàng)技術(shù)方面起步較晚。

201*年,勝利海上進(jìn)行了兩口井套管鉆井試驗(yàn)應(yīng)用,取得了一定效果。勝利五號鉆井平臺(tái)在墾東341井,利用Φ410mm鉆鞋+Φ339.7mm套管進(jìn)行鉆進(jìn),用13.20h純鉆時(shí)間成功鉆進(jìn)至井深459.62m,進(jìn)尺375.45m,機(jī)械鉆速28.44m/h,井底最大井斜0.2°,較常規(guī)一開作業(yè)時(shí)間縮短45%。

在冀東油田海上老堡1井,采用套管鉆井方式成功地完成了Φ339.7mm表層套管的鉆進(jìn)施工作業(yè),施工井段81.46~500m。套管配合接頭直接與鉆桿連接,扣型為339.7mm×410。每鉆進(jìn)2柱鉆桿下5根套管,打完一個(gè)立柱劃眼一遍。比同類型井時(shí)效節(jié)約約10h。

兩口井的試驗(yàn)應(yīng)用,達(dá)到了預(yù)期目的及效果。三、勝利油田鉆井技術(shù)發(fā)展方向及目標(biāo)

隨著石油天然氣行業(yè)的改革開放和石油石化系統(tǒng)的改革重組,鉆井行業(yè)管理方式、技術(shù)發(fā)展方向也發(fā)生了相應(yīng)的變化。更重要的是,由于勘探開發(fā)區(qū)域的不斷擴(kuò)大和施工難度的不斷增加,對鉆井技術(shù)的要求越來越高,傳統(tǒng)鉆井管理模式和技術(shù)已經(jīng)不適應(yīng)新的發(fā)展要求,必須不斷攻關(guān)研究新技術(shù)并趕超國內(nèi)外先進(jìn)水平,才是根本的出路!笆晃濉逼陂g,勝利鉆井技術(shù)應(yīng)實(shí)現(xiàn)以下幾方面的目標(biāo)。

1、推廣應(yīng)用深井鉆井技術(shù),攻關(guān)研究超深井鉆井技術(shù)經(jīng)過長期的深井技術(shù)攻關(guān)與現(xiàn)場應(yīng)用,勝利深井鉆井技術(shù)水平有了很大提高,鉆井速度加快、鉆井周期縮短,鉆井深度有了大的增加,“十五”期間將通過鑒定驗(yàn)收并形成配套技術(shù)。超深井鉆井將是“十一五”期間重點(diǎn)攻關(guān)研究內(nèi)容,通過研究與應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)東營油區(qū)6000m超深井一年鉆井一口、7000m超深井一年半一口的目標(biāo)。

在新疆地區(qū)、南方海相地區(qū),應(yīng)攻關(guān)防斜打快技術(shù)、井壁穩(wěn)定技術(shù)、高壓井及含H2S井控技術(shù)等,解決保證安全和質(zhì)量前提下加快速度的問題,使超深井鉆井速度明顯加快。

2、研究和試驗(yàn)大位移井鉆井技術(shù),形成大位移井配套技術(shù)

在勝利油田,應(yīng)用大位移井鉆井技術(shù)進(jìn)行“海油陸采”將有明顯的技術(shù)優(yōu)勢和投資效益。由于我們在前期鉆井中地質(zhì)條件的限制,沒有取得應(yīng)有的開發(fā)效果。但通過多年大位移定向井的施工和大位移井技術(shù)攻關(guān)研究,已經(jīng)積累了較為成功的經(jīng)驗(yàn),已經(jīng)具備了水平位移達(dá)到5000m、位移垂深比大于2的技術(shù)水平,“十一五”期間應(yīng)通過研究應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)大位移井新的技術(shù)突破并形成配套技術(shù)。

3、攻關(guān)研究分支井技術(shù),形成TAML四級完井配套技術(shù)經(jīng)過前期油田內(nèi)部三口分支井的攻關(guān)研究與應(yīng)用,在分支井設(shè)計(jì)、分支井鉆井施工和軌跡控制等方面積累了一些經(jīng)驗(yàn),同時(shí)也吸取了一些失敗的教訓(xùn)。通過分析研究與對外技術(shù)合作,制定了下一步分支井鉆井、完井的可行性方案!笆晃濉逼陂g,針對油田勘探開發(fā)實(shí)際、通過與勘探開發(fā)方面積極結(jié)合,在分支井完井技術(shù)方面力爭實(shí)現(xiàn)新突破,形成配套技術(shù),保持勝利油田鉆井技術(shù)國內(nèi)先進(jìn)水平。

4、開展空氣鉆井研究試驗(yàn),形成配套技術(shù)

空氣鉆井在國內(nèi)四川、吐哈等油田已經(jīng)進(jìn)行了現(xiàn)場成功應(yīng)用,取得了良好效果。針對中石化鄂爾多斯低滲油藏、南方海相地區(qū)和西部地區(qū)鉆井對保護(hù)油氣層、穩(wěn)定井壁、加快鉆速等方面的要求,通過引進(jìn)、配套空氣鉆井設(shè)備,進(jìn)行工藝技術(shù)研究,使空氣鉆井技術(shù)實(shí)現(xiàn)勝利油田零的突破,力爭“十一五”末形成配套技術(shù)。

5、擴(kuò)大膨脹管技術(shù)研究應(yīng)用范圍,形成實(shí)體管配套技術(shù)膨脹管技術(shù)已經(jīng)進(jìn)行了三口井的現(xiàn)場應(yīng)用,包括兩口實(shí)體管和一口膨脹割縫管,取得了技術(shù)突破和現(xiàn)場應(yīng)用的成功。下一步應(yīng)重點(diǎn)在膨脹管管材的國產(chǎn)化研究、膨脹工具的研究、鉆井?dāng)U眼工藝技術(shù)研究、水泥漿體系研究等方面開展工作,在完井管柱、套管補(bǔ)貼、井眼復(fù)雜情況處理等方面取得進(jìn)展,“十一五”期間形成配套技術(shù)。

6、進(jìn)行套管鉆井深入研究與應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)新的技術(shù)突破套管鉆井技術(shù)在國外已經(jīng)形成了成熟工藝技術(shù),但受成本費(fèi)用限制難以引進(jìn)應(yīng)用。應(yīng)用簡易方法,我們已經(jīng)進(jìn)行了兩口井表層套管的施工并取得了成功。下一步,應(yīng)首先在表層套管鉆井中形成配套成熟技術(shù),重點(diǎn)在驅(qū)動(dòng)方式、可鉆式鉆頭、套管螺紋等方面進(jìn)行研究與應(yīng)用。同時(shí)進(jìn)行可更換下部鉆具與鉆頭方式的進(jìn)一步研究,爭取早日實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。

7、開展旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)攻關(guān),實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破

“旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井關(guān)鍵技術(shù)研究”已經(jīng)列入國家“863”高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目,目前已經(jīng)完成了“井下調(diào)制式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具系統(tǒng)”整體設(shè)計(jì)方案,進(jìn)入了工具的地面測試階段。井下測量及上行通訊系統(tǒng)、地面信號采集系統(tǒng)已進(jìn)行了幾十口井的試驗(yàn)!笆晃濉逼陂g,應(yīng)重點(diǎn)在測試、改進(jìn)和試驗(yàn)方面做工作,盡快取得技術(shù)突破,保持國內(nèi)領(lǐng)先水平。

8、進(jìn)一步擴(kuò)大成熟技術(shù)應(yīng)用范圍,促進(jìn)鉆井技術(shù)水平不斷提高勝利油田有很多在國內(nèi)處于領(lǐng)先和先進(jìn)水平的鉆井技術(shù),這些技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用是今后技術(shù)工作的重要內(nèi)容。應(yīng)重點(diǎn)突出以下幾個(gè)方面的技術(shù):

一是水平井鉆井技術(shù)。應(yīng)重點(diǎn)在短半徑水平井、三維軌跡水平井、地質(zhì)導(dǎo)向水平井等方面不斷取得新進(jìn)展;

二是欠平衡壓力鉆井技術(shù)。應(yīng)不斷完善技術(shù)方案,重點(diǎn)在全過程欠平衡、氣體鉆井等方面取得突破,進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用范圍;

三是優(yōu)快鉆井技術(shù)。應(yīng)在中深井、深井推廣應(yīng)用優(yōu)快鉆井技術(shù),在鉆頭選型、鉆井液體系性能、防斜打快、井控技術(shù)等方面不斷完善,保持鉆井技術(shù)優(yōu)勢不斷得到新的發(fā)揮。

9、進(jìn)行超深井固井技術(shù)研究,取得技術(shù)突破并形成配套技術(shù)

隨著深井、超深井的增多,對固井技術(shù)提出了更高的要求。應(yīng)在長封固段、小間隙、分級固井、尾管固井、超高溫水泥漿體系、鹽膏層和腐蝕性流體地層的固井方面進(jìn)行研究,同時(shí)進(jìn)行固井工具研究,形成超深井固井技術(shù)優(yōu)勢和配套技術(shù)。應(yīng)結(jié)合勝科1井固井要求進(jìn)行研究,力爭通過該井超高溫(240~260℃)固井取得技術(shù)上大的突破,保持國內(nèi)技術(shù)領(lǐng)先水平。

10、進(jìn)行超深井鉆井液技術(shù)研究,形成超深井配套技術(shù)

在鉆井液技術(shù)研究方面,應(yīng)重點(diǎn)突出鹽膏層體系、超高溫體系、坍塌類復(fù)雜地層、高密度體系、低密度體系的研究應(yīng)用工作,在無滲透鉆井液技術(shù)、抗溫240~260℃鉆井液技術(shù)、納米處理劑鉆井液技術(shù)、氣體類鉆井液技術(shù)等方面不斷得到完善與提高,形成具有勝利特色的、國內(nèi)技術(shù)領(lǐng)先的鉆井液、完井液技術(shù)優(yōu)勢。

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