普光气田钻井技术综述与展望

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1、中原石油勘探局钻井工程技术研究院普光气田钻井技术综述与展望普光气田钻井技术综述与展望中原石油勘探局钻井工程技术研究院二OO七年九月张 金 成中原石油勘探局钻井工程技术研究院汇报内容u普光气田概况u普光气田钻井技术发展历程u普光气田钻井技术展望中原石油勘探局钻井工程技术研究院第 一 部 分普 光 气 田 概 况中原石油勘探局钻井工程技术研究院 普光气田地理环境u位于四川东北部达州市宣汉县境内 u地面海拔300900m，总体地势偏陡，相对高差20200m u气候温暖潮湿，年平均气温13.4，最低温为-5.3，最高温可到41.3中原石油勘探局钻井工程技术研究院C 勘探情况及规模截至2006年 底，探

2、明普光 气田含气面积 约28km2，可 采储量 2511108m3。 是四川盆地目 前已发现的国 内规模最大、 丰度最高的特 大型整装海相 气田。 1986年2002年4月1999年4月2003年5月开始勘探普光1井 获高产工业气流成立南方勘探开发分公司 加大勘探力度成立南方海相项目经理部 展开规模勘探中原石油勘探局钻井工程技术研究院地 质 剖 面 岩 性 特 征1、孔隙类型 目的层： 飞仙关组为孔 隙和裂缝两种 类型，以孔隙 型为主。 裂缝类型： 压裂性微裂隙 原始张性裂隙2、流体性质 H2S含量： 12.31-17.5 CO2含量： 7.89-9.07%系组组段厚度岩性描述提示剑门剑门关组

3、组680-1100棕红红色泥岩与灰白色岩屑长长石石英砂岩防漏 防垮垮 防喷喷 防H2S侏 罗罗 系蓬莱镇组镇组600-1000棕红红色泥岩与棕灰、紫色长长石岩屑砂岩遂宁组组310-420棕红红色泥岩夹细夹细粒岩屑砂岩上沙溪庙组庙组13.5-2273棕紫色泥岩夹绿夹绿色岩屑长长石石英中、细细砂岩互层层，含 钙质团块钙质团块下沙溪庙组庙组327.5-530棕紫色泥岩与细细粒长长石岩屑砂岩不等厚互层层，顶顶有黑 色页页岩，底部发发育厚层层砂岩千佛崖组组274-504中下部以泥岩与浅灰、灰绿绿色细细中粒岩屑砂岩不等厚互 层层，中部夹夹深灰、黑色页页岩自流井组组253-464顶顶有灰褐色介壳灰岩，中下部

4、灰绿绿色、灰色泥岩，与灰 色岩屑砂岩互层层三 叠 系须须家河组组468-1000中上部黑色页页岩、泥岩夹夹岩屑砂岩、煤线线，中下部灰 白色块块状细细粒岩屑砂岩、深灰色灰色泥岩互层层，夹夹煤 线线，底部黑色页页岩雷口坡组组三段12-333深灰色灰岩、云岩为为主夹夹硬石膏灰岩防漏 防垮垮 防喷喷 防H2S二段55-590深灰色云岩、灰岩夹夹或与硬石膏互层层一段32.5-243硬石膏夹夹云岩及砂屑灰岩，底为为“绿绿豆岩”嘉陵江组组 五-四段88-673硬石膏、盐盐岩互层层，夹夹云岩、膏质质灰岩、云质质灰岩、 灰质质云岩三段100-230灰色云岩夹夹硬石膏及砂屑灰岩二段99-211云岩、砂屑云岩，间夹

5、间夹硬石膏防漏 防喷喷 防H2S一段263-382深灰色、紫灰色灰岩、泥灰岩互层层飞飞仙关组组四段25-74灰紫色泥岩与硬石膏，灰白色云岩三一段400-640部分为鲕为鲕粒云岩与灰色灰岩；部分地区为为灰色灰岩， 紫灰色泥岩、泥灰岩二 叠长兴组长兴组92-240灰色生物灰岩和/或溶孔云岩，含燧石层层防垮垮 防喷喷 防H2S龙龙潭组组91-210灰色燧石灰岩含燧石层层，底为为黑色页页岩中原石油勘探局钻井工程技术研究院第 二 部 分普光气田钻井技术发展历程中原石油勘探局钻井工程技术研究院2005年12月28日，以 普光D-1第一口开发 井的开钻为标志（首 次采用气体钻井技术 ），普光气田钻井进 入大

6、提速阶段，即气 体钻井阶段2001年9月2003年06月2006年1月探索阶段发展阶段气体钻井阶段第一口探井 普光1井钻井 施工推广应用钻头 优选、双驱复 合钻井等技术 提高钻井速度 ，因此发展阶 段也可称为提 速阶段中原石油勘探局钻井工程技术研究院（一）探索阶段普光一井井身结构图导眼660.4mm22.60m 导管580.0mm22.60m 水泥返高：地面一开 444.5mm302.65m 表套 339.7mm302.65m 水泥返高：地面二开311.1mm3472.28m 技套244.5mm3472.22m 水泥返高：地面三开215.9mm5700.00m 油套177.8mm5670.37

7、m 水泥返高：地面造斜 点： 2283.5 4mu该阶段只打了1口井，即普光1井。u该井是部署在普光气田的第一口探井，为大位移定向井，原设 计井深5509 m，水平位移1289 m。u2001年11月3日开钻。2003年4月27日完钻。A钻井概况中原石油勘探局钻井工程技术研究院钻井周期540.27d(18个月）建井周期630.08d平均机械钻速0.99m/h共耗用钻头124只一开444.5mm井眼 1.50m/h二开311.15mm井眼 0.86m/h三开215.9mm井眼 1.18m/h完成指标情况完钻井深5700 (位移1340)m 完钻层位:下三迭统飞仙关组取芯24.54m，芯长24.2

8、8m，岩心 收获率98.9%。发现异常显示层累计92层/235m，获 得了高产工业气流。中原石油勘探局钻井工程技术研究院u上部地层硬度高、研磨性强、可钻性差。须家河组石英砂岩硬度达8级，上部陆相地层可钻性平均值为6.03，一般在58之间，再加上当时的钻头等钻井工具对普光地层的适应性较差，致使机械钻速很低。u岩性多变，岩石坚硬，跳钻严重，断钻具事故频繁发生。2001年12月1日，井深919.94m时断钻具，损失时间1天；2002年2月19日，井深2355.11m时断钻具，损失时间19天。u构造高陡，井斜问题突出。普光构造属于褶皱构造，地层倾角一般在30800之间，地层具有较强的自然造斜能力，极易

9、发生井斜。A 存在的钻井难题中原石油勘探局钻井工程技术研究院u井壁失稳严重。该地区部分地层为裂缝性地层，极易发生井漏，部分地层漏失非常严重。该井在 89154m井段出现5次井漏，共漏失泥浆164 m3，平均漏速2.73m3/h；由于钻井液的漏失，地层遭到钻井液的浸泡，强度降低，再加上由于漏失钻井液柱提供的支撑力不够，出现恶性井塌。上部须家河组地层稳定，但可钻性差，研磨性强，钻头寿命短。u定向井套管及钻具磨损严重。u部分层段高含H2S等有毒气体，对钻井设备和作业人员的安全带来很大威胁。u由于地层压力预测不准，井身结构设计不合理，频繁出现钻井复杂。中原石油勘探局钻井工程技术研究院A采用的钻井技术u

10、 下沙溪庙和千佛崖地层，选用SH33系列钻头比HJ537系列钻头的钻速有明显提高。u 在自流井和须家河地层，改变原HJ537系列的齿型与布齿结构，平均机械钻速由原来0.48 m/h提高到0.98 m/h，大幅度缩短了钻井周期。u 与川石、百施特合作开发适应本地区三开使用的PDC钻头，在雷口坡和嘉陵江地层使用，综合效益提高150。（1）合理优选，积极改进，取得了该区块 钻头选型的一些经验中原石油勘探局钻井工程技术研究院钟摆钻具满眼钻具塔式钟摆为控制上部井斜，相继使用了以下钻具组合进行防斜纠斜（2） 优选钻具结合和参数，轨迹得到有效控制中原石油勘探局钻井工程技术研究院加强井下安全的措施使用减震器单

11、扶正器钻具组合确定合适钻井液密度提高钻井液防塌性能严格钻具管理推广LET丝扣使用18度斜台阶钻杆使用随钻震击器控制起下钻速度使用顶驱装置（3） 初步探索出了一套加强井下安全的方法中原石油勘探局钻井工程技术研究院(4)新技术、新工艺和新工具的应用新技术 新工艺 新工具 单扶正器钻具组合MWD跟踪LET丝扣使用顶驱防磨减扭接头找漏技术钻井液技术改进牙轮钻头牙齿形状 和布局PDC钻头中原石油勘探局钻井工程技术研究院（5）钻井液技术针对钻井过程中出现的井漏、H2S、CO32- 、 HCO3-含量超标、钻井液密度低等问题，经多方调研，对该区块地层进行了 全面分析后，将钻井液转化为聚合醇聚磺钻井液体系，同

12、时采 取了一些有力措施来提高钻井液的携砂和防塌能力、高温稳定 性、润滑性以及消除CO32- 、 HCO3- 对钻井液性能的影响。 （6）防斜打快技术采用了“钟摆+单扶”钻具组合和PDC钻头+井下动力钻具复合驱动钻井方式。 （7）套管防磨技术应用FM系列钻柱式防磨减扭接头，有效保护了技术套管。中原石油勘探局钻井工程技术研究院 （二）发展阶段井 号开钻日期完钻井深 (m)钻井周期(d)机械钻(m/h)钻头用(只)轮次P22003-09-265353225.732.3178第二 轮P32003-11-116110421.671.2978 P42003-12-276122361.071.5680 P5

13、2005-02-016090296.501.6856第三 轮P62005-01-235510209.181.9152 P72004-12-085936316.801.6759 P82005-10-35930274.001.5664第四 轮P92005-09-086389262.001.7755 P112005-10-266163328.661.57 平 均5956299.511.7065该阶段也可称为提速阶段，主要通过推广应用钻头优选、双 驱复合钻井等技术提高钻井速度。在该阶段先后钻了9口探井，分 为3个钻井轮次。A钻井概况中原石油勘探局钻井工程技术研究院钻井周期机械钻速钻头用量540.23天

14、299.51天124只65只44.560.99m/h1.70m/h71.72发展阶段与探索阶段钻井指标对比图47.58中原石油勘探局钻井工程技术研究院钻井轮次井 号完钻井深 (m)钻井周期(d)机械钻速 (m/h)钻头用量(只 ) 第一轮P15700540.230.99124 第二轮P2、P3、P45862336.161.7279 第三轮P5、P6、P75845274.161.7556 第四轮P8、P9、P116161288.221.6360普光气田各钻井轮次的钻井指标对比情况各轮次钻井速度对比图中原石油勘探局钻井工程技术研究院A采用的钻井技术（1）钻头优选技术在雷口坡地层，白云岩地层硬度高，

15、研磨性强，使用M1375钻头其肩部主力切削齿先期磨损速度较快，影响钻头使用寿命，推荐使用M1385钻头；在嘉陵江及飞仙关组，推荐钻头型号：M1375；长兴、龙潭组地层硬度相对较高，极少量的井段含有燧石结核，但大段岩性均质，燧石结核对金刚石钻头冲击破坏性大，使用金刚石钻头时需密切注意钻时变化，可避开含燧石结核的井段使用PDC钻头。中原石油勘探局钻井工程技术研究院（2）双驱复合钻井技术双驱复合钻井技术在海相地层得到了较好的应用。在提速方面见到了较好的效果。通过在雷口坡、嘉陵江和飞仙关组尝试PDC钻头+螺杆复合钻进，钻井速度明显得到提高，最高机械钻速超过了10 m/h，创造了PDC钻头的最高指标。中

16、原石油勘探局钻井工程技术研究院井 号层 位 （组）段 长 （m）牙轮进尺 （m）PDC进尺 （m）牙轮钻速 （m/h）PDC钻速（ m/h）提高倍数普光2井雷口坡379.18245.33133.851.682.191.3嘉陵江941.07168.07773.002.443.231.3普光3井雷口坡513.02215.67297.350.942.542.7嘉陵江903.13290.32612.810.402.075.2普光4井雷口坡449.24172.35276.891.782.481.4嘉陵江783.49406.77376.721.281.751.4飞仙关777.81376.13401.681.003.443.4普光区块复合钻井牙轮钻头与PDC钻头钻速对比中原石油勘探局钻井工程技术研究院（3）防斜打快及垂直钻井技术中石化中原石油勘探局垂直钻井（简称VDS）技术源于1988年联邦德国的KTB计划。系统利用可以伸缩的近钻头稳定器控制井斜，采用井下闭环自动控制，可以在地层倾角很大的情况