中原石油工程公司打破超深井钻探魔咒

4月21日,在顺北工区,预探井顺北8X井正在顺利钻进。该井设计井深.88米,使用的是中原石油工程公司钻井工程技术研究院的超深井钻完井关键技术。

中原石油工程公司在西南、西北等工区承担了大量超深井的石油工程技术服务工作。针对施工中存在的井底高温高压、井筒多套压力并存等技术难题,该公司经过多年的科技攻关与现场实践,形成了具有中原特色的超深井钻完井技术系列,成功完钻了马深1井、元坝7井等一批高难度超深井。

年,该院的“米超深井钻完井关键技术”荣获河南省科技进步奖三等奖。

大尺寸井眼钻井提速技术,实现高研磨性硬地层大尺寸井眼提速

“西南工区属于陆相高研磨性硬地层,用常规钻井方式会出现打不动的现象。同时,在不清楚地层状况的情况下,为了保证钻具动力,就需要极大的水力能量输出,很多时候都造成极大浪费。另外,该地层的高陡构造也是钻井提速的难题之一。”钻井工程技术研究院钻井工程首席专家、钻井工艺研究所所长兰凯介绍说。

针对破岩能量不足的问题,攻关小组形成了硬地层增压减震提速技术。他们开发了钻头-钻柱系统动力学分析软件,研制了井下振动高精度测量工具,制订了抑制恶性振动的硬地层减震提速方案,机械钻速提高48.05%-%。同时,通过分析,攻关小组研选了增压提速工具,单趟进尺提高68.62%。

为了保证水力能量的利用率,攻关小组研究形成了经济性高压喷射钻井提速技术。他们研制了国内首套真三轴高围压高压水射流模拟试验装置,编制了强化水力参数的优化设计软件,设计了提高水力能量利用率的专用钻具,改造配套了耐高压钻井装备,钻速提高50%~%,钻井周期下降38%~58%。

针对高陡构造防斜的问题,攻关小组研究形成了高倾角地层防斜打快技术。他们提出“井斜趋势角”优化钻具组合方法,井斜控制在1度以内,纯钻时间较设计缩短50.14%;优化改造了国产垂直钻井系统压耗分布特性,有效工作井深从米延长至米,井斜控制精度从3度提高至1度,周期节约41.3%以上,单井成本降低万元。

超深小井眼安全钻井技术,满足小井眼安全施工

在解决大尺寸井眼提速问题的同时,攻关小组还研究了超深小井眼的安全钻井技术。

针对超深井小尺寸钻具安全余量小、气探井井控风险高的难题,他们攻关形成了超深小井眼降压耗井眼净化、高温高压超深井随钻信号增强传输和高压裂缝性气藏控压钻井技术,保障了钻井生产安全零事故。

研究人员完善建立考虑温度和钻具偏心影响的超深小井眼水力参数优化设计模型,优化设计环空返速,研制出高强度大水眼钻杆和高抗扭钻杆,压耗降低16~30%,最大钻深米,满足了小井眼安全施工。

针对目前国内已有防喷器最高压力仅为兆帕,无法满足西南工区油气田部分地层压力超过勘探开发要求的难题,攻关小组研发出了精细控压钻井装备,保证了超深井井控安全,实现兆帕超高压防硫井控装备及防硫工具的国产化。

井壁稳定和固井技术,安全保障更周全

超深井存在高温高压问题,那么对于高温高压下的井壁稳定以及固井问题,也是攻关小组的研究重点。

针对高温高压条件下钻井液流变性能劣化和火成岩、泥页岩井段坍塌掉块严重的难题,研究人员攻关形成了耐温摄氏度低摩阻钻井液高温稳定、耐温摄氏度防漏堵漏和火成岩及复杂泥岩层段井壁稳定技术,降低了复杂时效。

针对高温小间隙条件下长裸眼段水泥环完整性难以保障的问题,研究人员研发了耐高温水泥浆外加剂,构建多种水泥浆体系,实现了高压防窜、低压防漏、酸性防腐。

该项目共计完成米以上超深井69口,其中米以上超深井两口;马深1井完钻井深米,刷新亚洲第一超深井钻井纪录;顺北评2井完钻井深米,再次刷新亚洲最深和最深水平井纪录。这些超深井的成功完钻,也标志着中国石化超深井钻井工程技术跨入世界领先技术行列。(作者李慧编辑雷茜)




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