国内外页岩油钻井工程关键技术调研报告
探讨国内深层页岩气钻井难点及技术进展

探讨国内深层页岩气钻井难点及技术进展摘要:深层页岩气钻井之所以是最难的井下作业原因是地层深处埋藏页岩的地区若存在自然资源则一般难以勘测,地层多样导致难以钻进,同时也因为钻井困难而导致工期漫长。
同时在自然资源储藏位置的气温和气压很高从而导致井壁支护不安全。
最后还有设备进入该区域后容易失灵的问题从而影响了该地质情况的自然资源的勘测和使用。
所以本文综述了近年来国内在防漏堵漏、高效钻头、固井技术等方面取得的进展。
并在此基础上分析了如何完成高效钻井和开采天然气的方法,并在研发的基础上进一步改善钻井技术,降低成本等,从而实现深层页岩地理位置的天然气的开发和使用,为我国的发展打下良好的基础。
关键词:深层页岩气;水平井;PDC钻头;水基钻井液;钻井提速1深层页岩气地质特征(1)地质条件复杂,开发困难,分为多地层。
如涪陵江东区块,钻遇地层较焦石坝一期相比,地表露出地层增加侏罗系自流井组、珍珠冲组,三叠系须家河组、雷口坡组等陆相沉积层系,易发生井漏、垮塌的风险。
(2)钻井设备使用过程中容易发生塌方等事故,同时研磨性有待处理。
深层页岩的上方的岩石硬度非常高,难以利用钻井设备完成钻井作业。
若使用PDC钻头又会面临抗冲击性差的难题;栖霞-黄龙组地层研磨性强,容易磨损钻头外排齿和保径,严重制约PDC钻头使用效果和钻井提速提效。
(3)天然气储藏位置不利于开采,地心气温过高,气压过大。
气的储存位置越向地心靠近,气温和气压越大。
一般深层页岩的埋藏深度为3700m左右,这一情况下一般这个位置的温度远超100℃,同时地层压力梯度处于2.02MPa/100m的状态。
这样的环境非常难以使用如今的开采技术。
2钻完井难点2.1井漏问题经过多年地质勘测可知,存在页岩的区域地质一般经历多期构造运动,褶皱、断裂、剥蚀作用频繁,地形条件复杂,从表1可以看出,主要漏失层位为三叠系须家河、雷口坡、嘉陵江组以及志留系韩家店、小河坝、龙马溪组,上部地层以溶洞性漏失和裂缝性漏失为主,中下部以裂缝性和渗透性漏失为主。
页岩油开采方法及关键技术

特殊油气田报告页岩油的开采方法及关键技术汇报课程特殊油气田开发汇报项目页岩油的开采方法及关键技术院(系)石油工程学院班级油工11-7小组成员郭晓俊、辛晓霖、刘爽、周楚琪、马晓曦汇报日期 2014.12.15指导教师刘丽2014 年 12 月 14 日目录一、页岩油简介 ...................................... - 1 -二、页岩油的发展现状 ................................ - 3 -(一)页岩油储量 ................................. - 3 - (二)页岩油产量 ................................. - 4 - 三、页岩油开采 ...................................... - 4 -(一)传统的直接开采方法——异地开采法............ - 5 - (二)油页岩地下转化原位开采技术.................. - 6 -1、壳牌原位转化(ICP)工艺....................... - 7 -2、埃克森美孚电压裂工艺....................... - 11 -3、斯伦贝谢的临界流射频技术................... - 12 -4、钻孔采矿技术............................... - 13 -四、页岩油的发展前景............................... - 14 -(一)页岩油相对传统原油的优势................... - 15 - (二)页岩油发展的制约因素....................... - 15 - 五、小结........................................... - 16 -页岩油的开采方法及关键技术一、页岩油简介页岩油是指以页岩为主的页岩层系中所含的石油资源,又称油母页岩油或油页岩油,是一种非常规石油。
页岩油高效开发钻井完井技术要点与发展探究

一、引言页岩油高效开发中,需要解决多种技术难题,以获得良好的产能保障,对关键技术的分析掌控就显得尤为重要。
二、国内外页岩油勘探开发现状目前,美国、加拿大、阿根廷和俄罗斯实现了页岩油的商业开发。
其中,美国页岩油的商业开发最为成功,2000年以来,随着水平井钻井和水力压裂等技术的进步,页岩油产量持续增长,扭转了原油产量下跌的趋势。
2018年页岩油产量与2016年相比增幅达到75%,产量达到95.2×104t/d,占美国原油总产量的60%。
我国高度重视页岩油的勘探开发,中国石油在准噶尔盆地吉木萨尔凹陷、玛湖凹陷和渤海湾盆地沧东凹陷部署的试验井均获得工业油流,其中沧东凹陷官1701H井和官1702H井试油后原油产量达到9.07和17.65m3/d,正式拉开了中国陆相页岩油工业化开发的序幕。
三、页岩油高效开发钻井完井关键技术1.储层甜点评价、识别地质甜点主要是指利用水利压力增加产量的开发模式,其受到孔隙率、地层厚度、油田饱和度的影响,工程甜点在水力压裂过程中,存在较大的影响力,因此需要可靠的评价和识别,以三元相图泥页岩分类的分析方式,能建立矿物的分析管控优势,完成一定的识别评价机制,从而有效获得良好的压裂级数、射孔层段。
储层甜点识别可以通过利用元素测井、油基钻井液成像测井等有效方式,提升储层甜点的识别能力,同时也可有效利用核磁共振测井技术,获得识别效果。
随钻成像技术也是重要的储层甜点应用技术,在具备可靠的成像管控前提喜爱,能具备对地层倾斜、层序的可靠分析能力,获得对各种裂缝特征、空隙结构的直接到位评价效果,在井眼的轨迹优化过程中,能更加可靠的进行优化指导。
2.长水平段钻井技术为提升钻井开发效率,降低成本提升实际的水平段钻进效果,需要保障在钻井过程中,获得较为突出的钻井建设效果,以保障在钻井开发过程中,取得较为突出的作业效率提升优势,因此探索可靠的单平台作业井提升技术、井距蒜段技术,获取最佳的井间距。
非常规油气藏钻完井工程技术研究

非常规油气藏钻完井工程技术研究摘要:本文对国内外页岩油气钻完井工程技术进行了调研,胜利非常规油气钻井技术主要进展,主要包括钻井工程设计技术、优快钻井技术、非常规储层钻井液技术和非常规水平井固井完井技术四方面进展。
关键词:非常规;钻井;完井技术;研究非常规资源是当今国际能源领域激烈争论的话题之一。
随着不断增长的世界能源需求和现有传统资源消减之间的矛盾日益加剧,全球对非常规油气资源的需求也日益迫切。
与常规天然气相比,非常规天然气的类型和赋存形式更为多样,分布范围更为广泛,潜在资源量远远大于常规天然气资源。
在全球,致密砂岩气藏中的天然气资源量大约为1.14×1010m3。
世界油页岩资源丰富,据统计,如果将全球33个国家和地区的油页岩折算成页岩油,约4000亿吨,超过了石油资源量。
1.国内外页岩油气钻完井工程技术调研油页岩资源在世界许多地区都有分布,但分布并不均匀,主要分布于美国、俄罗斯、加拿大、中国、扎伊尔、巴西、爱沙尼亚、澳大利亚等国家。
各国油页岩形成的时代也不一致,从寒武纪、奥陶纪、泥盆纪、石炭纪、三叠纪、侏罗纪、二叠纪、白垩纪到第三纪都有分布。
经过多年的技术摸索和积累,国外非常规油气藏开发技术逐步趋于成熟,其钻完井工程技术发展趋势包括以下几个方面:(1)丛式井钻井技术用丛式井组开发页岩气的优点是:(A)利用最小的丛式井井场使钻井开发井网覆盖区域最大化。
(B)实现设备利用的最大化。
多口井依次一开,依次固井,依次二开,再依次固完井。
钻井、固井、测井设备无停待。
(C)钻井液重复利用,减少钻井液的交替。
(D)压裂工厂化流程能够在一个丛式井平台上压裂22口井,极大提高效率。
(2)最优化钻井对工程量最大的钻井来说,要求“钻井速度高、井眼质量好、钻井成本低”,从井身结构设计、钻机选择、钻头优选、钻井液体系优化、轨迹测量与控制、完井方式优化等各个方面体现出这几方面要求,形成各个区块页岩气开发的最优化区域钻井模式。
国外页岩气主要钻井、开采技术调研

国外页岩气主要钻井、开采技术调研X栾永乐(大庆油田采油工程研究院钻井设计研究室,黑龙江大庆 163111) 摘 要:近年我国天然气需求增长迅速,据有关预测,2020年天然气供需差距达1000亿m 3以上。
这种形势下,北美页岩气的成功开发利用,加之我国丰富的页岩气资源,使研究页岩气的开发利用成为实现我国能源安全供给的重要选择,也是我国向清洁能源模式转变、实现低碳经济的有效途径。
美国页岩气的快速发展对中国有很好的借鉴作用,本文对国外页岩气钻井、压裂等增产技术进行调研分析,为我国页岩气藏勘探开发管理和增产改造方案提供可借鉴的经验技术。
关键词:页岩气藏;钻井;压裂增产 中图分类号:T E 37(712) 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)06—0117—03 页岩气是从页岩层中开采出来的天然气,主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中,以吸附或游离状态存在于泥岩、高碳泥岩、页岩及粉砂质岩类夹层中的天然气,它可以生成于有机成因的各种阶段。
中石油勘探开发研究院廊坊分院2008年预测数据显示中国主要盆地和地区页岩气资源量约为30万亿m 3,经济价值巨大。
目前可采的工业性页岩气藏埋深最浅为182m 。
页岩含气的有效孔隙度一般1%~5%,渗透率随裂缝发育程度不同而有较大变化。
页岩以小粒径物质为主,一般以粘土(粒径<5Lm )和泥质(粒径为5~63L m)为其最主要组分,砂(>63L m)所占的组分相对较少。
由于小粒径的特点,页岩气储层的渗透率极低,一般在0.0001~0.000001md 之间。
因此页岩气采收率比常规天然气低,仅为5%~60%。
中国页岩气藏的储层与美国相比有所差异,如四川盆地的页岩气层埋深要比美国的大,美国的页岩气层深度在800~2600m,而四川盆地的页岩气层埋深在2000~3500m [1]。
1 钻井工艺技术自从美国1821年完钻世界上第一口页岩气井80多年以来[2],页岩气钻井先后经历了直井、单支水平井、多分支水平井、丛式井、PAD 水平井钻井的发展历程。
钻井调研报告

钻井调研报告
钻井调研报告
一、调研目的和方法
本次调研的目的是为了了解钻井技术的发展现状和应用情况,以及探讨钻井技术在油气行业的前景。
调研方法主要包括查阅相关文献和报告、参观实际钻井现场以及与从业人员进行交流。
二、调研结果
1. 钻井技术的发展现状
目前,钻井技术在油气勘探和开采领域扮演着重要角色,随着油气资源的逐渐枯竭,钻井技术也在不断发展和创新。
目前国内外主要的钻井技术包括钻井液技术、井下解释技术、钻头技术、固井技术等。
2. 钻井技术的应用情况
钻井技术广泛应用于石油勘探、采收和水井工程等领域。
在石油勘探过程中,钻井技术可以帮助人们获取地下油气资源的信息,并预测油气储层的分布情况。
在采油过程中,钻井技术可以通过控制油井的钻孔和固井过程,提高油气的产量并延长井的寿命。
在水井工程中,钻井技术可以帮助人们开凿水井,解决水资源紧缺问题。
3. 钻井技术的前景
随着科技的不断进步和石油资源的逐渐枯竭,钻井技术的发展前景广阔。
未来,随着水平井、多级压裂井、深井、超深井、水平裸眼井和煤层气井等类型的钻井技术的应用,钻井工程将进一步提高井深和井径的技术水平,提高油井的产能和效益,从而更好地满足人们对能源的需求。
三、调研结论
钻井技术是石油勘探和开采过程中的重要环节,应用范围广泛,且具有广阔的发展前景。
随着科技的发展和对能源的需求不断增加,钻井技术在油气行业中的角色将愈加重要。
我们需要关注钻井技术的发展趋势,不断推动技术创新,提高钻井技术的效率和可靠性,为国内外油气资源的开采和利用做出贡献。
国内外页岩气井钻井液技术研究

国内外页岩气井钻井液技术研究摘要:页岩气为近年来在北美地区广泛勘探开发的天然气新目标,在全球非常规油气勘探开发中异军突起,成为突破最晚、近期发展最快的非常规天然气资源。
但是,页岩气水平井钻井存在很多问题,本课题首先分析了页岩气水平井钻井存在的问题及选择钻井液考虑的因素。
之后举例分析了国内国外使用页岩气钻井液的种类和考虑的因素,最后总结出选用页岩气井钻井液的原则,并进行了对未来页岩气井发展的展望。
关键词:页岩气;水平井钻井;钻井液一引言页岩气开发目前成为全球关注的热点。
在我国,由于现有的天然气产量难以持续满足中国国民经济的发展和社会高速发展的需求,也由于北美页岩气勘探开发的成功经验,所以中国页岩气的发展引起政府、企业和民众的高度关注。
中国的页岩气勘探开发技术刚刚起步,缺乏相关的经验和技术;美国是最早进行页岩气研究和开采的国家,目前已形成相当的规模,并且进入了开发的快速发展阶段。
二页岩气水平井钻井存在的问题及选择钻井液考虑的因素页岩是以粘土矿物为主的沉积岩,钻井过程中粘土矿物水化造成强度降低,进而产生缩经、井壁垮塌、卡钻等复杂事故;另一方面,在页岩气水平井钻井中,水平段较长,井壁失稳、摩阻、携岩及地层污染等问题非常突出。
因此,钻井液的选择及其配方直接影响钻井效率、工程事故的发生率及储层保护效果。
从钻井液角度看,要求钻井液能提高地层承压能力,防漏堵漏效果好,最重要的是抑制粘土水化膨胀,造成储层伤害。
选择钻井液体系的原则为:要使钻井液有较强的抑制性、封堵性能和较低的渗透性和活度;能阻止滤液进入页岩地层,防止页岩吸水、强度降低。
三国内使用的页岩气井钻井液1 威201-H1井例如在四川盆地威远地区,其遇仙寺组至筇竹寺组中高活性泥页岩含量很低,层状结构中含有10%~15% 的膨胀性页岩,以运移性伊利石为主,储层属弱水敏,泥页岩的吸水、水化能力不高,但是具有较强的层理结构,裂隙和微裂隙在液体侵入后所产生的毛细管压力作用使井壁极易发生层间剥落。
JMSR页岩油水平井优快钻井关键技术

JMSR页岩油水平井优快钻井关键技术摘要:JMSP油田页岩油钻进过程中面临井眼轨迹控制难度大、易发井漏、井壁稳定性差、造斜至水平段存在托压、摩阻扭矩大等技术难题,影响了页岩油的勘探开发效益。
为提高长水平段钻井技术水平,首先对不同的技术难题进行原因分析,针对问题并结合现场实际情况提出了优化井深结构、旋转导向控制井眼轨迹、设计激进式水力参数、优化泥浆性能、优选钻井提速工具等技术措施,提高了钻进效率,形成了JMSP页岩油长水平段优快钻井技术,并在10口页岩油水平井进行了现场应用,水平段平均机械钻速提高17%,创造了JMSP油田多项记录。
研究与应用表明,JMSP页岩油长水平段优快钻井技术提高了钻井效率,也为国内页岩油长水平段高效钻进提供了借鉴和指导。
关键词:页岩油;水平井;长水平段;钻井;油基钻井液;JMSP凹陷概述JMSP油田位于ZGR盆地东部JMSP凹陷,属于典型的页岩油油藏,自上而下依次为第四系,新近系,古近系,白垩系吐谷鲁组,侏罗系齐古组、头屯河组、西山窑组、三工河组、八道湾组,三叠系克拉玛依组、烧房沟组、韭菜园组,二叠系梧桐沟组、芦草沟组等层位。
主要储层为二叠系芦草沟组,已落实共控储量超xx亿吨,已成为国内首个规模化开发的陆源碎屑沉积页岩油藏,已获批建立国家页岩油勘探开发示范区,旨在示范中国陆相页岩油资源的规模效益建产[1-3]。
JMSP页岩油是实现XJ油田持续上产规划目标的重点领域,按照十三五规划要求,XJ油田原油产量至2025年达到XXXX万吨。
其中JMSP页岩油产量达到XXX万吨以上,将有力支撑规划目标的实现[4-8]。
该区域在钻井过程中,存在井漏、井壁失稳、定向托压等难题,制约了钻井效率。
为此,优化了井深结构、井眼轨迹控制、钻井参数,优选了钻井设备和提速工具,制定了一系列技术措施,形成了JMSP页岩油水平井优快钻井关键技术,并进行了现场试验且效果良好,值得在该区域推广应用。
1、长水平段技术难点分析JMSP页岩油水平井垂深3500~3800m,水平井井深超过5500m、水平段长超过1500m、裸眼段长超过3000m,平均钻井周期77.85d,建井周期88.83d,平均机械钻速9.26m/h。
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国内外页岩油钻井工程关键技术调研报告世界石油工业正在从常规油气向非常规油气跨越。
致密油和气是储集在致密砂岩或灰岩等储集层中的石油和天然气,油气经历了短距离运移,目前页岩气已成为全球非常规天然气勘探开发的热点,页岩油的相关研究也正在兴起。
致密油(页岩油)的商业化突破具,有三大战略意义:①延长石油工业生命周期,突破传统资源禁区和成藏理论,增加了资源类型与资源量;②引发了油气科技革命,推动整个石油工业理论技术升级换代;③改变了全球传统能源格局,形成以中东为核心的东半球“常规油气版图”,以美洲为核心的西半球“非常规油气版图”,影响世界发展秩序。
2005年-2010年北美在Barnett、Haynesville、Marcellus、Eagle ford等主要页岩气盆地开始大规模勘探开发,引发了一场页岩气技术革命,让美国天然气年产量重上6000亿方以上。
2010年将页岩气开发技术规模应用到致密油开发,比较典型的是Bakken页岩油:普遍采用超长水平井开发(水平井段长度达3000米左右),2016年巴肯致密油年产量超过3000万吨。
2014年下半年国际原油价格出现暴跌,并持续低位运行。
油公司和油服公司共同致力于“提高单井产量和降低建井成本”,引发了北美页岩油气的第二次革命。
图1-1 北美地区页岩油气产区目前,国内页岩油开发已经起步,并且取得一定的进展,但在理论技术革新和钻探技术换代上,依然处于摸索阶段,并未形成成熟的钻探配套技术。
(1)国外技术现状国外致密油的开发技术的最高水平,应属北美地区。
水平井钻井及多级压裂技术广泛应用促使北美形成致密油、页岩气比翼齐飞的局面,油气产量突飞猛进。
然而,随着经济发展的减缓,美国天然气价格持续低迷,越来越多的公司发现干气业务已难以维系公司盈利的需求。
2008 年以后,页岩气开发技术在致密油开发中的应用也取得了成功。
作业公司发现,从事致密油甚至湿气生产能够获得更高的收益。
鉴于此,越来越多的北美作业公司开始削减页岩气业务,将更多的资金和精力投入富含液态烃的致密区带。
与页岩气相似,致密油钻井几乎也经历了尝试、探索、学习、改进、成熟、推广的过程,同样是由于技术的进步,使钻井工作量不断增长、钻井效率不断提升、致密油产量获得突破。
北美是致密油开发较早的地区,随着技术的进步,美国和加拿大的致密油产量获得了巨大的突破。
国外关键技术1:工厂化作业模式美国致密油水平井开发中,广泛采用工厂化作业模式,其核心就是利用定制钻机进行丛式水平井的批量钻井,这些定制钻机为快速移动式电驱动钻机,便于实现钻机在井间的快速移动。
致密油储层的连续性为实施可重复性的工厂化钻井方式提供了契机。
在北美的致密油产区,工厂化钻井有效提高了作业效率,减少了钻井周期。
工厂化钻井是在同一井场集中布置多口井,利用一系列先进工艺、工具和装备,结合精益管理方法和远程监控,实施批量作业,实现降低作业成本提高生产效率的高效作业方式,它通过高移动性钻机、优化的井下工具组合、优化的井场作业、流水线式建井程序的集成,实现了远程控制、多方协调作业,并具有系统的优化方法。
国外关键技术2:井眼轨迹控制技术——旋转导向钻井系统在北美致密油水平井钻井中,常规旋转导向钻井系统的应用呈增长趋势,尤其是高造斜率旋转导向钻井系统应用效果十分显著。
斯伦贝谢和贝克休斯公司分别于2011 年和 2012 年推出的最大造斜率为17° /30 m 和15 ° /30 m 的高造斜率旋转导向系统,可用于钻直井段、造斜段和水平段,缩短了造斜段长度和靶前距,以更短的半径实现水平井的二开“一趟钻”完钻,从而减少起下钻作业,提高钻井效率,缩短钻井周期,简化井身结构,降低钻井的综合成本。
比如,2012 年初,在美国 EagleFord 页岩一口设计造斜率为 8(°) /30 m 三维水平井中,应用贝克休斯公司高造斜率旋转导向系统和定制PDC钻头一次下井钻进 3217.8 m,完成了直井段、造斜井段和水平井段的钻进,实现了二开“一趟钻”完钻,共用时5.95天,平均机械钻速 27.43 m/h。
国外关键技术3:远程控制钻井技术钻井自动化、智能化是钻井发展的大趋势,而远程控制可以减少现场人员,同时协调多学科团队力量将井眼轨迹更好地控制在目的层之中。
壳牌公司是远程钻井控制技术的先驱,第一个DART(通过钻井自动化和远程操作技术中心)于2011年开始运行。
DART 的作用是将定向钻井工程师、地质导向工程师和随钻工程师汇集到远程作业中心,进行远程钻井指挥,可同时进行3口井的随钻和定向操作,以及同时进行4口井的地质导向操作。
国外关键技术4:快速移动式交流变频电驱动钻机为使钻机更能适应致密油开发的要求,钻井承包商与设备制造商会针对作业区的地质情况建造更有针对性的钻机以提升钻井能力,减少作业时间和成本。
在用钻机多是大中型电驱动钻机,尤其是定制的快速移动式交流变频电驱动钻机,其次是小型机械式钻机,主要用于钻表层井眼。
交流变频技术使多参数电子司钻成为可能,从而使钻进控制可以参考更多的参数,如钻压、扭矩、DP、机械钻速等。
国外关键技术5:水平井钻头技术水平井最大化油藏接触,有效提高泄油面积,对于致密油产量的提升作用巨大。
钻水平井,尤其是长水平井,对钻头有更高的要求。
首先,要求钻头具有较好的造斜性能。
其次,由于较多地采用井下动力钻具,一般须适应地钻压、高转速。
此外,水平井钻井中,为了满足携带岩屑的需要,对钻头水力性能的设计也有一定的要求。
钻头技术主要通过在这几个方面进行改进,推出更加适应水平井钻井需求的钻头产品。
近两年新推出的针对水平井的钻头产品包括斯伦贝谢公司的 Spear PDC 钻头、休斯克里斯坦森 Talon 3D 钢体定向 PDC 钻头、哈里伯顿公司的固定切削齿钢体钻头、ReedHycalog 公司的Seeker定向钻头等。
大陆能源公司在巴肯地区采用斧型齿钻头创造单只钻头水平井一趟钻,钻完4650米水平段,平均机械钻速40.9 m/h。
国外关键技术6:针对地层岩性个性化钻井液设计针对各地层岩性的不同,开发出越来越多的个性化钻井液。
如在 Bakken 盆地钻进时,产层为粉砂质白云岩,在技套层段使用油基钻井液,而在水平段使用盐水钻井液。
一般这样做可以把钻井周期从 30 d 降到20 d,使用盐水钻井液,可以达到日进尺 762 m,使用油基日进尺最快只能达到 365m/d。
然而,在 Eagle Ford 页岩,除产层外,在上部Wilcox 和下部 Astin Chalk 钻进中也会出现裂缝性漏失,同时,井底温度相对较高、CO侵入等都是在该地区作业的主要问题。
针对这个情况,多家2公司开发了个性化的水基钻井液,性能上与油基钻井液相当,而低成本、提速、和保护油层优势更加明显,正在逐渐改变该地区以油基钻井液为主的格局。
国外关键技术7:大功率泥浆泵与高压循环系统水力性能是水平井钻井的的关键,相对于大勾载荷和绞车提升能力的更为关键。
7500PSI(52MPa)泥浆泵广泛应用,满足水力振荡器等提速工具、提高钻头水马力泥浆循环系统。
在水平钻井中,要想保持高机械钻速同时保证大量的固相能够及时清除,需要一个很好的泥浆循环系统来进行固控处理。
国外关键技术8:前沿的提速工具与检测系统①大扭矩螺杆、水力振荡器等,迎合大排量下工作,更大发挥钻井参数作用;②岩心三轴蠕变测试来摸索该地区的蠕变规律,并提供井身结构优化和泥浆性能的依据 (Zoback, Stanford University);③顶驱驱动程序Soft-Torque:在难钻地层减轻粘滑,降低钻头及钻具组合损伤;④ WITSML标准录井数据通讯:提高实时监控效率,实时优化钻井参数;⑤地面录井仪器增加防粘滑警报程序SSA,帮助司钻实时监控并预判,在完全粘滑发生前做出相应调整。
(2)国内技术现状在国内从2008 年开始,中国石油集团公司借鉴美国非常规油气勘探开发成功经验,开始加强非常规油气成藏条件研究和工程技术攻关,并在部分油区开辟开发先导试验区、产业化示范区,初步形成了中国非常规油气地质理论认识以及甜点预测、快速钻完井、规模压裂改造等配套技术,但非所有工程技术服务企业能够全面掌握钻探技术。
图1-2 国内页岩油产区2010年以来,中国石油集团公司按照“搞清资源、准备技术、突破重点、稳步推进”的思路,稳步推进鄂尔多斯、准噶尔、松辽等重点盆地致密油勘探开发,形成了陆相致密油成藏理论认识,创建了陆相致密油地震甜点预测、测井“七性”评价、快速钻井、规模压裂改造等 4 项配套技术。
2014 年探明了中国第一个致密大油田——新安边油田,新增探明地质储量1×108t。
近两年,面对低油价形势,中国石油大力探索致密油低成本效益勘探开发途径,在鄂尔多斯盆地长7段、松辽盆地扶余油层、三塘湖盆地条湖组等致密油领域落实储量规模超3×108t。
目前已形成鄂尔多斯、松辽、三塘湖3 个规模致密油产区,产能规模超过160×104t。
国内现状1:装备配套不成熟、自动化水平低国内致密油埋藏主要以中深井、深井为目的层,加之致密油井钻井井型设计主要长水平井、分支井、径向水平井等为主,使得设计井深大大增加,钻探中,为满足“安全快速钻井”条件,国内的钻井泵、钻机将大大限制非常规钻井施工参数的设计。
国内钻机中2200功率的钻井泵配备数量较少,循环系统均在30MPa以内运转;顶部驱动装置仅在部分70D钻机配备;变频钻机、自动送钻系统更是少之又少;适合工厂化钻井的快速移动式电驱动钻机数量严重缺乏。
国内现状2:井下钻井尖端技术短缺国内没有国产旋转导向系统,国外引进的旋转系统价格高昂,加之国外对我国高端技术封锁,旋转导向系统、地质导向系统等离推广应用还有很长的路要走。
国内现状3:个性化钻头技术滞后由于致密油水平井岩性的特点以及压实条件层系特点,如三塘湖致密泥岩、碳质泥岩、玄武岩、凝灰质砂岩软硬交错;官东致密油孔二段主要为封闭半深湖环境下湖相(泥质)白云岩和混合沉积岩,千层饼状;其次钻进过程中定向技术的要求较高。
能够很好的适应上述条件的个性化或专用PDC钻头,目前缺乏。
非常规油气井数占比较少,国内钻头厂商专注于通用性钻头设计开发,对于新兴的致密油开发市场未能及时跟进,作出有效突出钻进效果的产品或没能在致密油钻井市场中占领优势。
国内现状4:个性化钻井液技术受限致密油有其特有的岩性特点,国内大部分致密油岩性差异性较大,但是国内影响钻井液技术发展的主要因素是服务价格限制,往往是在现有钻井液体系的基础上进行润滑、防塌、流变性等功能升级,并不具备独有的个性化钻井液技术,达不到北美个性化钻井液设计的高度。
国内现状5:高磨阻高扭矩解决办法单一。