當前位置 油城縱深

打通技術壁壘,提升取心效率

——記風險探井瑪頁1井高效取心及安全快速鉆井技術研發及應用
作者:聶夢婷 蔣振新 高迎春   時間:2020-01-02   來源:克拉瑪依日報

現場的一項項參數,為技術研發提供了有力支持。

新疆油田公司工程技術研究院針對鉆探存在的難題,成立項目攻關組。

????技術背景

????二疊系下烏爾禾組、夏子街組巖石抗壓強度高、地層可鉆性差,鉆頭及提速工具選型困難;風城組云質巖發育、地層可鉆性極差,且地質設計風城組取心長度超過250米,而常規取心技術存在速度慢(低于0.5米/小時)、效率低(平均單趟取心進尺低于5米)等問題,使難鉆地層長段取心作業成為該井鉆井工期長的主要原因(預計取心工期超過3個月)

????技術研發

????有三項關鍵技術為瑪頁1井高效取心、快速鉆井提供了決定性支撐。一是多方法結合的井身結構設計技術;二是長鉆程連續取心技術,項目組從取心鉆頭、長筒取心工具、驅動方式三方面開展了優選研究;三是分層鉆井提速技術,項目組開展巖石力學參數室內評價研究,結合聲波時差、上覆巖層密度等測井曲線進行多元非線性回歸分析,建立巖石力學計算模型,精細刻畫出巖石力學特性參數剖面,并且根據巖石力學特性參數剖面,個性化設計PDC鉆頭及提速工具,有效實現分層提速技術的針對性設計。

????技術應用

????通過集成應用關鍵技術,風險探井瑪頁1井安全高效快速達成勘探目的,完鉆井深5050米,共完成取心進尺超過450米,較鄰井平均取心進尺增加432米的前提下,鉆井工期較鄰井平均縮短68天,機械鉆速提高60%。全井無復雜事故,安全快速鉆井效果顯著。

????為進一步探索瑪湖西北斜坡區二疊系風城組火成巖和頁巖油成藏情況,推進非常規頁巖油與常規高孔火山巖油藏疊合區勘探進展,新疆油田公司部署風險探井瑪頁1井?,旐?井位于風南鼻凸與夏子街鼻凸之間寬緩平臺區,為高孔火山巖和頁巖油兩類儲層疊合區,風城組一段發育高孔溶結凝灰巖屬高效規模常規巖性油氣藏新類型,是落實6億噸以上規模儲量的重要突破口。

????瑪頁1井主探目的層為二疊系風城組,完鉆層位為佳木河組,設計井深4950米。鄰井實鉆資料顯示,該區域地質條件復雜,縱向上存在多套壓力系統,安全密度窗口窄;二疊系下烏爾禾組、夏子街組巖石抗壓強度高、地層可鉆性差,鉆頭及提速工具選型困難;風城組云質巖發育、地層可鉆性極差,且地質設計風城組取心長度超過250米,而常規取心技術存在速度慢(低于0.5米/小時)、效率低(平均單趟取心進尺低于5米)等問題,使難鉆地層長段取心作業成為該井鉆井工期長的主要原因(預計取心工期超過3個月)。

????面對這樣的鉆井地質難點,常規的鉆頭、提速工具及取心技術已難以滿足風險探井瑪頁1井安全高效鉆探的要求。

????三項技術成為“金鑰匙”

????技術攻關刻不容緩,風險探井高效取心及安全快速鉆井技術,是提高瑪湖西北斜坡區二疊系風城組勘探速度和效益的關鍵“鑰匙”。

????為此,新疆油田公司工程技術研究院針對鉆探存在的難題,與勘探事業部成立項目攻關組,依托科研項目開展技術攻關,最終研究形成了風險探井瑪頁1井高效取心及安全快速鉆井技術。

????其中,有三項關鍵技術為瑪頁1井高效取心、快速鉆井提供了決定性支撐。

????一是多方法結合的井身結構設計技術??蒲腥藛T利用測井資料,建立地應力模型,并根據鄰井試油、氣侵、井漏等實際數據不斷進行校正,從而精細預測地層三壓力剖面。同時,利用動態漏失模擬實驗裝置優選出天然瀝青+隨鉆堵漏劑有效封堵地層微裂縫,從而提高薄弱地層承壓能力;以無機鹽+有機鹽+有機硅有效抑制泥巖地層水化失穩,維護長裸眼段井壁穩定。通過上述多種技術結合研究,最終合理設計瑪頁1井井身結構,確保風險探井安全鉆井。

????二是長鉆程連續取心技術,為提高風城組取心速度及取心效率,縮短取心工期,項目組從取心鉆頭、長筒取心工具、驅動方式三方面開展了優選研究。

????針對風城組研磨性強、可鉆性差、常規取心鉆頭進尺短的問題,項目組聯合廠商優選孕鑲金剛石取心鉆頭,同時優化設計金剛石濃度、粒度以及流道參數,提升其抗研磨性及巖屑清潔能力,研究優選出的孕鑲金剛石取心鉆頭平均單只進尺相比鄰井提高了2.3倍。

????針對常規取心技術以單筒為主、取心效率低的問題,項目組通過研究長筒取心技術,提高單趟取心進尺,減少取心趟數。優選出可進行2至4只取心筒聯裝的長鉆程工具,并對聯裝取心筒進行強度設計,使其滿足安全作業條件,同時根據地層情況優化設計不同井段的取心工具長度,有效避免堵心、磨心,從而提高取心收獲率。

????提高取心速度方面,除優選取心鉆頭外研究優選出不同地層的取心驅動方式。針對穩定地層,采用頂驅配合螺桿的高轉數驅動取心鉆頭;巖石抗壓強度高且穩定地層,采用頂驅配合渦輪的超高轉數驅動取心鉆頭;破碎、不穩定地層,則采用頂驅常規轉速驅動。同時推薦合適的取心鉆進參數,為高效快速實現瑪頁1井長段取心提供有力支撐。

為打破瑪頁1井地質條件復雜的限制,研究人員不斷深入現場。

巖心是了解地下地層和含礦特征最直觀、最實際的資料。

技術研發期間,工程技術研究院鉆井工程研究所項目小組精彩進行參數分析和討論。

為保證技術應用施工順利,研究人員常駐現場。

????三是分層鉆井提速技術。項目組開展巖石力學參數室內評價研究,結合聲波時差、上覆巖層密度等測井曲線進行多元非線性回歸分析,建立巖石力學計算模型,精細刻畫出巖石力學特性參數剖面。并且根據巖石力學特性參數剖面,個性化設計PDC鉆頭及提速工具,有效實現分層提速技術的針對性設計。

????瑪頁1井二開吐古魯群至八道灣組地層,可鉆性較好,屬于常規提速井段,借鑒瑪湖地區提速經驗,項目組采用強攻擊性PDC鉆頭進行提速;而三開白堿灘組至夏子街組地層為提速的主要井段,項目組針對其軟硬交錯的砂礫巖、泥巖地層,易造成井底鉆頭縱向、橫向振動的特點,優選扭沖提速工具,憑借其均勻穩定的高頻沖擊力消除井下振動,同時配合5刀翼19毫米PDC鉆頭,有效提高剪切效率;四開為長段連續取心井段,該地段則憑借長段取心技術優選研究實現提速提效。

????實際應用打開新思路

????通過集成應用關鍵技術,風險探井瑪頁1井安全高效快速達成勘探目的,完鉆井深5050米,共完成取心進尺超過450米,較鄰井平均取心進尺增加432米的前提下,鉆井工期較鄰井平均縮短68天,機械鉆速提高60%。全井無復雜事故,安全快速鉆井效果顯著。

????在實際應用的過程中,三開井段采用扭沖+PDC提速工具,平均機械鉆速達到7.4米/小時,較鄰井提高0.58-2.7倍;其中第1只鉆頭鉆穿白堿灘組至下烏爾河組四套地層,進尺長達2066米,較鄰井減少6-8趟鉆。四開井段改變鉆井思路,由部分井段的常規鉆進變為全程取心,大幅縮減提下鉆及劃眼趟數,主要采用長鉆程連續取心技術,僅用61天完成取心進尺445米,創新疆油田最長取心進尺紀錄;平均單回次取心17.14米,較鄰井平均提高2.5倍,取心收獲率97.96%;平均機械鉆速0.67米/小時;同時首次實現新疆油田4筒聯裝超長取心技術,單回次取心進尺長41.97米。

????這項技術的應用大幅度縮短了鉆井和取心作業工期,減少了施工作業費用,累計節約鉆井成本近千萬元。風險探井瑪頁1井高效完成超長段取心作業,標志著新疆油田取心技術邁上了新的臺階?,旐?井的成功實施,不僅為瑪湖凹陷西北斜坡二疊系油氣勘探提供了有力的技術支撐,同時也加快了非常規頁巖油與常規高孔火山巖油藏疊合區的勘探進程,為后期多類資源綜合勘探打開了新思路,開創了瑪湖凹陷常規油氣藏與非常規油氣藏并舉勘探的新局面。

????

????(攝影 裘新農)

更多>> 油城脈動

更多>> 油城縱深

双色球蓝球中奖绝技 熊猫棋牌xm 新马快乐8是合法的吗 35选7三个号有奖吗 股票融资加杠杆利息怎么算 山东十一夺金推荐软件 河北20选5最新开奖 捕鸟达人老版 天津麻将官方免费下载 体育彩票玩法规则 湖北快3综合走势走势图