新疆、准噶尔盆地深井火成岩地层提速钻井技术——孙铭新

[加入收藏][字号: ] [时间:2013-03-20  来源:全球石油化工网  关注度:0]
摘要:   山东胜利油田钻井研究院副院长、教授孙铭新演讲新疆、准噶尔盆地深井火成岩地层提速钻井技术(深井、复杂井钻井技术专场)   各位领导、专家下午好,我是孙铭新,很荣幸今天下午有机会跟大家交流一下我们在西部新疆、准噶尔盆...

  山东胜利油田钻井研究院副院长、教授孙铭新演讲——新疆、准噶尔盆地深井火成岩地层提速钻井技术(深井、复杂井钻井技术专场)

 

  各位领导、专家下午好,我是孙铭新,很荣幸今天下午有机会跟大家交流一下我们在西部新疆、准噶尔盆地进行提速的一些技术上的尝试。胜利新疆准噶尔盆地是中石化在西的一个新区,由胜利油田来负责。这个地方大家可以看到准噶尔盆地发育的大量的油气藏。然后中石化在这打的一些井都有很聚厚的一个岩,这个硬度很大,这个岩石的硬度很大。由于地质改造运动,还有地层的影响,地层很容易斜,在这个地方进行勘探很艰难,机械效率低,严重制约勘探开发的进程。

 

  像我们一井是在去年完成的一口井里面,这个岩石的硬度达到了2500多个兆帕,再往下就达到将近3000个兆帕,这列举了我们收集到的几口井的火成岩厚度的资料,像这个硬度,这种钻井的时候机械钻速一般是一个小时一米到板米,很少有超过一米的时候,这么厚的火成岩一般要打到将近两年的时间。

 

  根据这个情况我们近几年做了一些研究技术,开发了一些技术,给大家简单的汇报一下。一个是气体泡沫钻井技术,这个提速的效果是很好的。另外就是PDC钻头,加上扭冲工具,还有就是孕镶钻头和高速螺杆,还有水力。

 

  首先介绍一下气体泡沫钻井技术,因为气体泡沫的状态在井底压力很小,改变了厌食的受力状态,可以大幅度的提高钻速。我们用了三口井进行气体泡沫钻研,在钻井前要有一个可行性研究,因为这个是风险比较大的一个技术,包括可行性,包括转换,这些可行性是否可行。

 

  经过论证在西部火成岩地区,大部分的地方还是可以用气体钻井的,就是出水相对不是很多。然后从实施方案来讲为了保证安全钻井和地质入井的需要,因为有的时候保证这方面的需要还需要控时,另外从结构上一般是采用塔式的结构,一个是快,一个是保证施工安全。这是哈山2、3井的气体钻井的情况,详细的参数不介绍了,大概说一下应用情况就行。

 

  第一口井我们是红一井,这个当时来说效果很好,但是由于输水出现了井象复杂。第二个是哈山2井这是第一口在西部火成岩地层里实施了气体钻井的一口井,哈山2井是出水以后首先用泡沫,然后又转泡沫,这是第一口成功实施泡沫钻井的井。

 

  这有一个效果,大家可以看一下,红一井是达到了4.86米每小时,提高是7.84倍,桀黠来是哈山3井提高的是3.81倍,哈山2井提升了一倍多不是很高,因为这个是一个慢井眼,由于非常强的构造,它的地形率很复杂,所以井斜很困难,所以这口井提速效果不是很好。除了提高了转速以外,像红一井的径尺是传统的5倍,哈山是5倍多,效果最不好的也提高了将近3倍,所以用泥浆打相比较,分别周期都是60天左右,就是打这一段。

 

  刚才介绍的是气体钻井,下面介绍一下扭冲工具和PDC,因为这个专业敏感性特别强,钻压稍微有波动的时候会造成井底的滑,有的时候扭冲大一点就会突破,就是底下一直是冲击的的状态。我们开发了一个扭冲工具,大家可以看到有一个图,不是很形象,实际上这个冲击频率比这个高很多,是一个高频的冲击,就是当这个在井底遇到阻力的时候,通过这种冲击它就会马上克服掉,让PDC在井底保持平稳的工作状态,大大的改善了工作环境,既有利于提速,还有利于延长寿命。这是我们针对火成岩地层开发的PDC钻头

 

  这是我们去年在一口井用的情况,这个是哈山3井,就是成功用气体钻井的井,这个是由原来的每小时5米多的转速一下降到了每小时一米以下,这个情况下我们的PDC钻头配合扭冲工具一共打了入井是457个小时,进尺也是457米,也就是每个小时一米,上下的钻头相比提高的不是很明显,比下面的钻头提高更多一些,但是入井时间达到了27天,那么极赢的地层里面,连续工作27天,这么一支钻头,这个指标是非常高的,往后要突破可能也很难,而且出井是因为打的时间太长了一直每起钻,担心再打下去,钻距也好,井眼也好会不会缩紧,考虑安全的问题我们取出来了,结果取出来还有70%,然后扭冲工具我们到实验室检查以后也发现是没问题的,在井下连续工作了一个月,出来以后还都是很好的。

 

  这有一个对比在我们下一部之前一共是九百多米用了四个钻头,我们这个是打了475米,相当于一个钻头,一个工具下去以后相当于十多个钻头的径尺,这个效果还是很好的。另外还有一个就是涡轮高速螺杆,所以我们用的是高速螺杆。我们开发了两种孕镶的钻头,这个钻头也是在哈山1井,在前面讲的井里面用了一次这里面有两个照片,是这个钻头之前的磨损情况,大家可以看到下去很快,大的十来米,多的几十米钻头就不行了。我们这个孕镶下去以后,这个是下去以前,这个是下去之后的,应该说从转速上是提高的,从径尺上也是提高的,效果还不错。

 

  另外一个系列也做了一个孕镶钻头,这个在西部没有用,在巴东那边用了一次,今年刚完成的。另外一个就是水力加压器,可能很多专家都了解这个原理了。就是靠实现一个加压,通过活塞的下行,完成下行已经供压下降,然后进行第二个形成,周而复始的这么转,在送下去的时候实际上没有到钻头上,靠液压均匀的到钻头上,这样保证钻头自动的送钻效果,所以有很高的提高钻速和冲击的效果。这我们用了13趟的水力加压器进行提速,这个在西部的火成岩比常规的1.08的转速还提高了一倍。

 

  另外在一些地层也用了VTK,也得到了比较好的控制,但是缺点大家都知道,成本很高。然后我们自己也开发了国内自己的垂直钻井系统,我们在前期用了一些井上效果还是很明显的,就是讲的BH的垂直的钻井系统,也是比较好的效果,转速提高也不错,但是在西部用的时候就面临一个新的问题,因为火成岩的转的过程中跳动很严重,所以还不适应那个环境,去年用了两年,发现一振动工具就不正常工作了,所以回来了进行了改进,包括抗地震性,还有稳定形成,今年准备在那用。

 

  综合这些技术我们都在西部那些井上用,通过这些应用我们觉得对付西部火成岩基层以前是没招,就是慢慢磨,需要一年多才慢慢的磨下去,现在有招了,第一就是用气体或泡沫钻井,一千米的火成岩段,按正常的打也就是二十来天到一个月就打完了,当然这个是使用受限制与井下的情况,如果不行的话我们就要改成高效钻头配钻具这是常规的一直都用的,必须好的就是孕镶加裸杆。大家可以看到这是二开常规段的井段,这个是气体段不行的换的常规的,可以看见提速效果很明显,大家可以看到这是气体钻的一段,打的非常快,后来因为出水换了以后就不行了。整个这一段也是用PDC配扭冲打了一个月的时间。

 

  最后就是再做一下下一步的想法的介绍,首先火成岩提速是世界级的难题,我们通过技术的应用效果还是比较明显的,但是还存在问题,我也提出来希望在座的各位专家和同行可以交流,也可以帮忙我们解决。首先就是系统提速技术还是有欠缺的,我们讲到我们初步形成了克服了火速慢的一些技术,但是新的井的使用范围是受限制的,有的地形不能用,不能用就要换一些措施,换了以后还是受限制,比如说PDC,PDC在有一些层里是适应性好的时候可以,有些时候不适应,所以包括这个扩展的使用范围这一块要做工作的。

 

  另外就系井斜控制,下一步我们准备用国产自己的,有机会可以试一试。另外还有一个问题就是在火成岩地层有很多裂缝带,有地层渗漏,漏失很严重,所以有的专家介绍到有连续循环等等的技术,希望下来有机会可以进行合作。我的汇报就这么多,有不妥之处请各位专家、领导批评指正,谢谢。



          您的分享是我们前进最大的动力,谢谢!
关于我们 | 会员服务 | 电子样本 | 邮件营销 | 网站地图 | 诚聘英才 | 意见反馈
Copyright @ 2012 CIPPE.NET Inc All Rights Reserved 全球石油化工网 版权所有
京ICP证120803号 京ICP备05086866号-8 京公网安备110105018350