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吉林油田钻井技术 2009年10月 一 吉林油田钻井院概况二 成熟配套钻井技术三 下步钻井技术攻关方向 汇报提纲 中国石油吉林油田公司钻井工艺研究院成立于2000年4月 2008年吉林油田钻探系统划归大庆钻探集团后作为直属科研单位留在吉林油田公司 钻井院结合自身科研实际转换工作职能 重新确立了当前乃至今后一个时期功能定位 结合吉林油田实际 研究解决钻井生产中出现的技术难题 为钻井工程设计提供技术支撑 研究应用钻井新技术实现提高单井产量 降低钻井吨油成本 提高采收率 科学 合理 优化编制钻井工程设计和方案 在保证钻井施工安全和工程质量的前提下 最大限度降低钻井成本和百万吨产能建设的钻井投资 做好现场监督工作 确保钻井施工质量与施工安全 提高钻井工程设计和方案的执行率 助剂质量检测中心拥有国家A级检验资质钻井工程设计具有中油集团公司甲级资质 我院现有在册职工211人 其中在岗职工206人 退养职工5人 在岗人员中 具有研究生学历的17人 本科学历68人 大专学历44人 中专学历34人 省部级专家1人 油田专家4人 具有教授级高工1人 高级专业技术职称20人 中级职称59人 初级职称62人 在岗人员中专业技术人员有170人 占在岗人员82 52 十五 以来 我院以吉林油田钻井生产为中心 以推动吉林油田钻井技术进步为目标进行科技攻关 先后完成了吉林油田公司级以上的科研项目141项 获得国家专利19项 其中3个项目分别获得中油集团公司技术创新一 二等奖 43个科研项目获吉林油田公司科技进步奖 目前 承担国家 863 计划课题1项参与国家重大专项专题3项承担中油集团公司科研课题3项承担吉林油田公司科研课题18项 一 吉林油田钻井院概况二 成熟配套钻井技术三 下步钻井技术攻关方向 汇报提纲 二 成熟配套钻井技术 多年来 吉林油田钻井技术人员坚持以振兴吉林油田 发展石油工业为己任 紧紧围绕油田公司勘探开发对钻井技术的需求 潜心钻研钻井工艺技术 突破勘探开发中的钻井技术难点和 瓶颈 形成一批拥有自主知识产权的核心技术 为吉林油田公司勘探开发提供了强有力的钻井技术支持 浅层水平井技术套管钻井技术浅层调整井固井技术防CO2腐蚀固井应用技术研究松辽盆地南部深层天然气钻井完井工艺技术浅井快速钻井技术低渗透油层保护技术 二 成熟配套钻井技术 1 浅层水平井钻井技术 形成的技术成果 浅层水平井井眼轨迹控制和地质导向技术 浅层水平井固井 完井工艺配套技术 满足井壁稳定及降摩减阻性能要求的钻井液技术 适合浅层水平井钻井的管柱摩阻分析及钻井管柱结构优化设计技术 本技术针对扶余 新木地区油藏埋藏浅 地层疏松造斜难度大 钻井和下套管过程中水平段井眼摩阻大等问题展开技术攻关 形成了具有吉林油田特点的浅层水平井钻井完井配套技术 1 浅层水平井钻井技术 截止目前 已累计完成155口浅层水平井的施工 其中浅层大位移水平井推广了11口井 最大位移达到921 6米 水平段最长673米 位垂比达到2 17 扭方位角度在15 以上防碰绕障水平井的20多口 最近防碰距离小于5米 形成了浅层水平井三维防碰绕障剖面优化设计 防碰扫描 轨迹控制等特色技术 套管钻井技术是吉林油田公司承担的国家 863 重点攻关科技项目 该课题从实现套管钻井的技术方法入手 从单行程 多行程 尾管钻井及管柱优化设计领域开展技术攻关 2 套管钻井技术 适用于转盘驱动方式的单 多行程套管钻井配套系统1 单行程套管钻井技术 表层 技术套管 套管钻井系统 油层套管钻井系统2 可更换钻头多行程套管钻井技术套管柱优化设计与寿命评估井口配套工具与装备 该技术已在大港油田 大庆油田和河南油田应用 累计现场试验40口 6井次 作业安全 获得实用新型专利29项 发明专利4项 申报发明专利2项 现场试验表明 套管钻井的机械钻速 井深质量 固井质量等指标高于常规钻井平均水平 钻井成本降低10 左右 同时在保护储层 提高单井产能方面已经表现出良好的势头 单行程套管钻井现场试验40口井 可更换钻头多行程套管钻井现场功能性试验6井次 2 套管钻井技术 3 浅层调整井固井技术 从2004年至2008年完成浅层调整井3153口 固井质量优质率达86 47 合格率达99 43 固井质量取得质的突破 该技术解决了吉油田扶余 新立 新北 新木等地区调整井数量较多 循环温度较低 且多年注水开发 地层压力较高 造成的固井质量问题 4 防CO2腐蚀固井应用技术 该技术主要针对吉林油田松辽盆地南部深层天然气井存在的CO2酸性气体对水泥石腐蚀作用 研究分析腐蚀机理 制定抗腐蚀评价方法 研制腐蚀测试仪器 研究应用防腐固井材料 解决高含CO2天然气井长期固井质量问题 通过对腐蚀机理的研究 利用研制的腐蚀仪器进行水泥浆体系防腐能力评价研究和防腐固井材料室内研究实验 初步形成了防CO2腐蚀水泥浆技术 利用该技术完成了昌37井 长深17井 长深平2井 长深平3井 长深平4井现场试验工作 水泥浆各项性能完全能够满足超高温和漏失要求 现场施工正常 5 松南深层天然气钻井完井工艺技术 该技术针对制约松辽盆地南部深层钻探技术难题 开展了旨在提高深层钻探速度 提高钻探质量的系列技术研究 形成的技术成果 2 67米 小时 3 28米 小时 机械钻速 提高了23 105 8天 152天 钻井周期 缩短了30 3 5 松南深层天然气钻井完井工艺技术 6 浅井快速钻井技术 吉林油田大情字井地区在钻井过程中存在着上部缩径 井塌 下部井漏 卡钻及钻速低等突出矛盾 为解决以上问题 开展的技术研究有 PDC钻头的优选与开发 下部地层牙轮钻头的研制与开发下部地层钻进参数与水力参数优化研究 复合钻井技术研究 钻井液体系优选及防塌 防漏和堵漏技术研究固井水泥浆体系优选及工艺配套技术研究 6 浅井快速钻井技术 机械钻速提高了2 4倍 后 前 19 72m h 8 21m h 钻井周期缩短了60 前 后 21 33d 8 54d 建井周期缩短了55 前 后 26 04d 14 25d 应用该技术前后的效果对比 机械钻速 钻井周期 建井周期 7 低渗透油层保护技术 形成了防塌防漏成膜钻井液 KCL 钻井液技术 应用储层保护钻井液技术 松南中浅层渗透率恢复值达到87 2008 2009年现场应用14口井 现场应用表明 针对各地区地层特点开发的优质储层保护钻井液具有良好的储层保护效果和防塌防漏效果 与邻井相比试油产量明显提高 具有良好的推广应用价值 该技术针对松南中浅层 两井 查干湖等地区存在的储层伤害问题 开展储层伤害机理分析 防塌防漏技术研究 控制滤液性质和控制滤失量技术研究 7 低渗透油层保护技术 试验井与邻井产量对比表 一 吉林油田钻井院概况二 成熟配套钻井技术三 下步钻井技术攻关方向 汇报提纲 三 下步钻井技术攻关方向 未来的钻井技术发展将继续以降低勘探开发总成本和钻井直接成本为主要目标 以实现自动化钻井为核心的研究内容带动整个钻井技术的进步 钻井技术将更好地与地质 油藏等专业技术紧密结合 形成一套高效的钻井系统 不断提高油气勘探成功率和单井产量 缩短钻井时间 降低 吨油成本 三 下步钻井技术攻关方向 十一五 后二年及 十二五 期间 吉林油田的钻井技术将进一步发展和完善 紧跟国内领先技术的发展步伐 学习和吸收国外先进技术 不断充实和壮大自己的技术实力 满足日益发展的吉林油田勘探和开发的需求 水平井钻井技术欠平衡钻井技术钻井提速技术储层保护技术完井技术前沿钻井技术 重点围绕以下方向开展技术攻关 一 水平井钻井技术 1 吉林浅层松软地层水平井钻完井技术 针对在长春岭和套保地区 由于油藏埋深仅200m 350m 且地层松软 用直井和定向井开发 产出效果不明显 应用水平井钻井施工难度大的问题 开展浅层松软地层水平井钻完井技术研究 形成满足吉林油田套保地区和长春岭地区浅层松软地层稠油藏开发的浅层松软地层水平井钻井完井配套技术 吉林油田火山岩可钻性差 研磨性强 钻速低 扭矩大 限制了水平段长度 登楼库组水平井单井产量低 而常规三开直井井身结构成本高 需要直井井身结构优化设计研究 气井环空带压问题严重 需要开展提高固井质量技术研究 2 深层火成岩水平井 分支井钻井完井配套技术 吉林油田是一个经过多年开发的老油田 为解决剩余油分布零散 措施挖潜难度加大等问题 需要开展适合于油田老井改造挖潜的侧钻水平井钻井配套技术 从而提高低产井或枯竭井原油产量 进一步提高原油采收率 3 套管侧钻水平井钻井技术 二 欠平衡钻井技术 1 常规欠平衡钻井技术 吉林油田欠平衡现场压力控制技术急需完善 解决欠平衡漏失或实际过平衡施工问题 松南深层4000米左右直井欠平衡水包油钻井液成本偏高 且气藏保护措施缺乏后评价 5000米以上深井欠平衡技术取得重大突破 但是需要完善 如 流体的优选 井口设备配套 井壁安全等 要进行松南深层欠平衡井压力控制技术研究 包括三相流体分析 井底压力监测 实钻压力控制技术 和松南深层气藏保护及评价技术研究 常规欠平衡钻井技术达到全面推广应用 使储层的渗透率恢复值达到80 以上 欠平衡钻井液抗温能力达到200 满足深井和超深井的压力控制要求 通过该技术研究 进行吉林油田全过程欠平衡钻井技术研究和试验 杜绝钻井完井作业过程中对储层造成的污染 为对储层进行科学评价提供必要的手段 要进行全过程欠平衡钻井技术适应性研究 全过程欠平衡钻井方案优选 包括 井身结构确定和施工方式优选等 不压井施工工艺技术研究和全过程欠平衡钻井压力控制技术研究 形成一套完整的全过程欠平衡钻井技术 施工成功率达到98 以上 更加准确的发现和保护储层 提升单井产量 2 全过程欠平衡钻井技术 三 钻井提速技术 通过开展气体钻井适应性研究 解决松辽盆地南部深层岩石可钻性差机械钻速低的问题 目前研究认为适合气体钻井的井段在5000 7000米 吉林油田深井进尺预计每年在4万米以上 应用前景广阔 1 气体钻井技术 松辽盆地南部火成岩埋藏深 地层研磨性强 可钻性差 地温梯度高 制约了深层气藏的高效钻探 针对地层点进行钻头优选和个性化设计和试验研究 开展钻井液与地层配伍性研究 进行钻井液体性能的综合评价 形成优快钻井液技术 2 提高松辽盆地南部钻井速度技术 针对伊通地区地层稳定性差 地层条件复杂 井眼轨迹控制难度大 储层敏感 机械钻速低等问题 进行对井壁稳定 钻井液 防斜打快和储层保护等方面的研究 达到保护储层 缩短钻井周期 提高固井质量的目的 3 伊通地区钻井配套技术 主要解决井壁失稳 高温高压 深部地层岩石可钻性差 破岩效率低 长封固段固井等问题 具体开展相关研究形成满足超深井钻井需要配套技术 4 吉林油田超深井钻井工艺技术 四 储层保护技术 1 低渗透油气层保护技术 吉林探区储层以砂岩为主 多泥质胶结 为低孔 低渗储层 其中以第三系沉积为主的伊通断陷盆地表现尤为突出 将进一步完善和推广保护储层钻井液技术 对油层保护效果后期评价和储层伤害机理分析 保护储层钻井液研究和现场应用技术的研究 形成对吉林油田各区块具有指导作用的钻井储层保护技术 2 吉林油田中浅水敏气藏保护技术研究 吉林油田储层大多属于中强水敏性储层 由于钻井液 完井液及修井工作液之间配伍性差异 导致多口井不同程度的水敏伤害 严重影响了勘探评价和开发效果 开展针对水敏储层的保护技术研究 为进一步提高勘探开发效果提供技术支撑 五 完井技术 目前松辽盆地深层天然气勘探已探明含C02天然气资源量超过4万亿 吉林探区气层埋藏较深 地层压力42Mpa 温度124 134度 CO2含量为21 95 31 64 平均25 9 对油 套管等管柱的腐蚀危害严重 前期研究已经取得了明显的效果 十二五 期间要继续进行防CO2腐蚀水泥浆体系 防CO2腐蚀水泥浆体系的防窜及综合性能评价 水泥石在CO2环境下长期稳定性和含CO2防腐防窜固井工艺技术研究 通过研究解决含CO2气田水泥石的长期有效封固问题 保证气田的安全开采 形成含CO2气田配套的固井工艺及防腐防窜水泥浆技术 近几年完成的28口深层天然气井技术套管固井质量优质段仅40 部分井还存在工具事故 水泥替空 水泥浆漏失 顶替效率低和井口带压等一系列问题 通过对油井水泥环密封失效理论研究 弹性密封水泥浆体系研究 膨胀增韧水泥浆体系研究 微观结构分析及作用机理研究和技术套管固