华北五普:技术创新推动钻井提速
[中国石化新闻网2014-05-14]3月底,由华北五普50175井队施工的华北分公司DPH-116井顺利完钻,该井以21.88天创大牛地气田水平井钻井周期最短纪录,并取得了二开直井段单日进尺、着陆A靶点用时最短等新突破。
近年来,华北五普致力于水平井施工技术的培育,针对鄂尔多斯的油气上产,该公司在PDC钻头应用、优快钻具组合、钾氨基悬浮乳液钻井液技术上不断创新,将大牛地气田水平井钻井周期从5年前的80天缩短到22天内,将红河油田水平井钻井周期缩短到16.88天,实现了水平井“四个一趟钻”目标。
突破钻头瓶颈创多个“一趟钻”
水平井施工速度的快慢和成井质量的好坏,关键在定向段和水平段。2011年以前,华北五普多使用牙轮钻头,仅在定向段就需要4到5个钻头,起下钻多,而且存在掉牙轮的事故风险,制约着水平井开发效率。
在大量分析地层资料及PDC钻头试验参数的基础上,该公司针对水平井定向段、水平段的施工,跟踪研究钻头冠部轮廓、切削齿布置、钻头稳定性、水力结构等参数,与多家生产厂商联合设计、制作新型PDC钻头。
2012年,该公司在大牛地气田通过再次改进PDC钻头喷嘴、水道及切削角,使定向段钻头易泥包,工具面不稳、造斜率不够等问题,得到初步解决,只需1到2只PDC钻头,就可完成定向段的施工,节约了成本和时间。在当年水平井平均井深增加400多米的情况下,平均钻井周期较2011年缩短了3.35天,平均机械钻速提高了14.6%。
2012年11月底,该公司50175井队在大牛地气田DPH-61井的施工中,连创钻井、完井、建井周期和水平段机械钻速最快4项纪录,有4支钻井队分别在造斜段或水平段实现了“一趟钻”,提速效果明显。2013年7月,五普50846井队施工的DPD-53井,将大牛地气田水平井钻井周期首次缩短到25天内。
优快钻具组合提升效率
PDC钻头的成功应用,为华北五普针对不同工区尝试新型钻具组合,持续提高水平井开发速度打下基础。
今年,该公司在大牛地气田水平井上部直井段采用螺杆复合钻具组合,使平均机械钻速由原来的23.5米/时提高到43.9米/时,提高幅度为86.8%。
螺杆复合钻进是用螺杆动力钻具配合PDC钻头,通过调配合理的钻井参数,使螺杆与钻头相互作用,达到快速钻进的目的。因PDC钻头的结构稳定性强,解决了许多钻井工程上的问题,减少了起下钻次数。在提高机械钻速的同时,降低了钻井成本。
在红河油田,该公司将PDC钻头、螺杆钻具、扶正器和钻铤按设计组接后,形成“四合一”钻具,使水平井的直井段和定向段的防斜、造斜、增斜、稳斜四种钻井工况一趟钻完成,提高了钻井效率,减少了起下钻次数。应用这种钻具组合,该公司将红河油田的水平井钻井周期一再压缩,钻具成本直线下降。
2012年,该公司将红河油田的钻、完井周期比2011年压缩了10天。2013年上半年,该公司将油田的水平井平均钻井周期再次缩短了11.33%,平均机械钻速提高了6.47%。
应用钾氨基悬浮乳液钻井液体系
自2010年6月开始,华北五普钻井技术研发中心在水平井的施工中,对钾铵基悬浮乳液钻井液体系进行现场试验与应用,提速效果逐渐显露,当年就将水平井钻井周期由80天缩短到40.50天,推动了华北分公司水平井工业化,以及油气增储上产进程。
鄂尔多斯盆地属低渗透强水敏油气藏,上部地层泥页岩吸水膨胀后易掉块,砂砾岩易缩径卡钻,定向段的煤层易掉块、垮塌,水平段钻头易脱压、井壁不稳定、井壁摩阻大。而该体系对地层内泥页岩有很强的抑制性,对煤层有较强封堵性,解决了上述钻井难题,
2011年,该体系在大牛地气田DPS-7井的应用中,二开井段钻遇102米煤层,没有出现垮塌现象。在中石化重点井DP31H井应用中,保证了1698.72米水平段的安全钻进。2013年4月,该体系在DPHS-72-2井水平段应用中,钻头穿过372米煤层夹泥岩,没有出现垮塌现象。
