非常规油气优快钻井技术
非常规水平井钻井优快钻井技术探讨
非常规水平井钻井优快钻井技术探讨目前全球的石油资源都十分的缺乏，想要有效地缓解我国的油气资源紧张的局面，非常规油气作业是一种重要的手段，是保障我国石油资源安全可持续发展的重要措施。
本文主要阐述了国内外的非常规油气水平井钻井技术，分析和研究了其中主要的技术难点，借鉴国外的先进技术和经验，找到符合我国国情的非常规水平井钻井提速增效的措施，改进和完善钻井工程相关技术，保证我国的非常规油气井顺利开采。
标签：非常规水平井；钻井提速增效美国是世界上第一家实现非常规页岩气资源开采的国家，目前非常规油气的勘探和开发已经被越来越多的国家关注，非常规储层具有开采量大、成本低等特点，产生的原因主要是因为裂缝网络的增加和储层之间的接触体积改造的新理念，我国在非常规油气的开采技术还处于初级阶段，具有很大的开发潜力，能够取得很好的效果，非常规油气储层具有孔隙较小、渗透率较低的特征，开采難度比较大，一般情况不能实现自然产能，需要我们采取特殊的工艺和手段进行开采。
1. 非常规水平井钻井提速增效措施由于储层体积改造是非常规开发的核心问题，因此以往的工程优化思路，显然不能满足非常规储层下高效开发的需要，因此要建立以体积改造为首要目标的新工作流程。
必须以体积改造为主，再优化钻井及完井方式，使其成为新的有机结合体。
长水平段水平井是非常规油气开发的主导技术，已经具备实施长水平段水平井3000m 以上的技术能力，借鉴国外经验，结合自身特点，初步形成了适合非常规油气藏的钻井工程设计技术、优快钻井技术、钻井液技术等3方面的核心技术。
1.1钻井工程设计（1）井身结构设计。
非常规油气藏由于其特殊性，井身结构设计不仅要考虑钻井施工安全，还要充分考虑后期压裂改造的需要。
页岩油气储层钻井过程中一个突出的问题就是井眼垮塌问题，而井眼垮塌问题往往是由页岩不稳定性造成的，因此，页岩油气井井身结构设计主要原则：进入页岩储层下技术套管保证上部井眼的稳定性。
致密砂岩油气藏井身结构设计主要原则：进入致密砂岩水平段下技术套管保证小井眼水平段的延伸能力，同时为后期压裂改造创造条件。
石油工程技术 非常规油气井工程技术研究进展
非常规油气井工程技术研究进展1非常规油气井工程技术研究内容1.1“一趟钻”作业关键技术对非常规油气进行开采的井工厂一般使用丛式水平井，是目前主流的一种工程模式。
在建立大规模“井工厂”过程中，对大位移水平井施工技术提出了新要求。
除需要对环保作业的开展形成约束外，还要促进水平井作业能力的提升，保障水平钻井在作业过程中的安全性和高效性。
在不断提高大变形水平井扩展极限预报精度的同时，还要保证其安全控制技术的不断完善，从而促进“一趟钻”等关键技术的创新与进步。
在“一趟钻”工艺中，主要包括一个钻头、一个钻井流体系统和一组导向钻具。
一次入井，就可以在同样大小井口中，连续钻完所有进尺。
该项技术在应用时能够获得理想的施工效果。
1.2页岩气井工程大型化设计研究井工厂作业模式的应用，既满足了安全、环保、降本、增效等需求，也节省了土地资源。
当前，在做好页岩气井工厂大型化设计作业基础上，为适当增加单个井场布井总体数量，需将该项内容作为推进我国页岩气井革命发展的迫切需求。
在促使页岩气丛式水平井朝着大型化发展方向转型时，可以在同一个钻井平台上，随着页岩气储层开发控制作业的开展，适当增加实际的开发控制半径，在上述基础条件作用下，能够有效解决重大科技问题。
作为推进我国页岩气井革命的关键，除需运用大型丛式水平井工程模式外，还需建立完善的技术支撑体系。
在该类创新突破作用下，进一步提出地质与工程一体化设计控制理念。
在创建大型“井工厂”时，需要将大位移钻井技术作为核心。
为有效减少对大位移钻井的约束影响，项目拟研究山地页岩气丛式水平井布井方式，构建定向性钻探扩展极限模型，定量表征丛式水平井规模化程度。
考虑水平井压裂效果，并进行加密，建立合适的防碰绕障轨道，使整体设计模型得到优化和完善。
1.3煤层气田高效钻采技术储藏于煤层中的非传统气体统称为煤层气，亦称“煤矿瓦斯”。
我国煤层气资源丰富，如能实现高效开采，将有助于提高我国天然气自给率，减少煤层瓦斯灾害，保护大气环境。
非常规井优快钻井技术
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（二）优化轨迹控制技术
5、储层较薄，造斜力受地层走向、应力较大时，可采用单
弯动力钻具。
6、对于深井、长水平段的井，可采用直动力钻具复合钻进 以克服摩阻、扭矩。 7、无论采用哪种导向钻具，在底部钻柱中都应适当加入部 分钻铤，对控制轨迹平滑非常重要。
8、及时分析判断井眼轨迹变化趋势，合理选择、改变钻具
组合和钻进参数。
四、非常规水平井钻井提速技术
（三）优化钻井液体系
1、优选钻井液体系
致密砂岩油气藏以水基钻井液为主；
页岩油气藏以油基钻井液为主； 强抑制、高混油等优质钻井液体系是努力方向。
2、优化钻井液性能。
合理调控钻井液性能；
保持良好的流变性；
具有较强的抗温、抗地层流体污染能力等。
四、非常规水平井钻井提速技术
4、既要提高平均机械钻速，也要注重提高行程钻 速。 5、有条件的可采用空气或泡沫钻井技术。 6、水平段采用轴向振动推进工具，不宜采用水力 加压方式等。 7、小井径可采用特制钻具，以增加钻柱刚度等。
（例如：6吋井眼可采用特制4吋钻杆）
四、非常规水平井钻井提速技术
（五）强化故障的预防和处理
1、故障对井身质量造成的缺陷难以弥补，往往使
7、对井下故障和复杂情况，盲目处理、贻误时机 都会复杂化。
8、谨慎选择“浸泡解卡”法处理水平井段卡钻故 障等。
四、非常规水平井钻井提速技术
（六）优化完井作业和提高固井质量
1、优化完井作业工艺
（1）保证井眼轨迹平滑；（钻具结构、钻进方式等） （2）优化水平井段井眼清洁技术；（钻井液流变性、钻具 组合，循环时钻具活动方式等）
（二）集成应用成熟技术和现有装备
1. 优化钻机选择； 2. 优化井位、井场布置； 3. 优化施工工艺、技术（钻井液、轨迹测控等）。
优快钻井技术介绍
优快钻井技术介绍众所周知，提高钻井速度是加快油气勘探开发步伐的重要途径。
多年来，特别是重组分立以来，经过甲乙双方的积极投入和广大钻井工作者的努力，油田拥有了一系列加快钻井速度的技术，钻井速度也逐年提高，但与国外先进的钻井速度指标相比，仍存在着很大的差距。
一、大港油田采用的优快钻井技术目前，油田用于优快钻井的成熟配套技术有：1、高压喷射钻井与优选钻井参数钻井●钻头：除钻砾石、安山岩、玄武岩等硬质岩性用HJ517或H517牙轮钻头外，其余地层如明化镇、馆陶中上部、不含砾的沙河街组、孔店组、中生界首选PDC钻头，也可选用HAT127牙轮钻头。
●喷嘴：牙轮钻头组装中长喷嘴或不等径普通双喷嘴或三喷嘴(大小嘴径比为1:0.68-0.72或1:0.68-0.72:0.68-0.72)。
●钻具组合：常规钟摆钻具(用于防斜和降斜)：钻头+短钻铤1-2根或钻铤1-3根+稳定器+钻铤18-21根+加重钻杆+钻杆。
常规满眼钻具(用于稳斜和防斜)：钻头+稳定器+短钻铤1根+稳定器+钻铤1根+稳定器+钻铤18-21根+加重钻杆+钻杆。
常规增斜钻具(用于增斜)：钻头+稳定器+钻铤1-3根+稳定器+钻铤单根+稳定器+钻铤18-21根+加重钻杆+钻杆或钻头+稳定器+钻铤18-21根+加重钻杆+钻杆或钻头+稳定器+钻铤1-3根+稳定器+钻铤18-21根+加重钻杆+钻杆。
导向钻具(可用于定向、造斜、稳斜、降斜和纠偏)：钻头+导向马达+无磁钻铤1根+MWD+稳定器+钻铤18-21根+加重钻杆+钻杆。
●钻压：对于牙轮钻头，除防斜吊打、定向、扭方位外，最大的安全钻压为每英吋20KN。
对于PDC钻头，钻压一般在40-80KN。
●转速：对于机械钻机，在上部地层采用Ⅱ档或Ⅲ档的转速，在中深部地层采用Ⅰ档或Ⅱ档转速。
对于电动钻机，采用适合牙轮钻头的95rpm。
使用PDC钻头时，可采用动力钻具+转盘的复合钻井方式或转盘不低于Ⅱ档的转速。
●泵压：牙轮钻头的泵压达到17Mpa以上，PDC钻头的泵压达到14Mpa以上。
浅谈优快钻井技术的特点与应用
浅谈优快钻井技术的特点与应用摘要：随着石油开采技术的不断发展，近几年开始兴起一种新的钻井技术——优快钻井技术，这种技术对于地形多变、环境复杂的情况有着良好的适应性，应用前景较为乐观。
该文根据现有的研究资料，针对该项技术在石油开采中的使用情况进行了简要论述，阐述了自己的观点，并就某些技术性问题提出了个人见解。
关键词：优快钻井技术特点应用效果分析近些年来，各种新型的钻井技术应用在采油作业中，优快钻井技术就是众多新型钻井技术中的一项重要研究成果。
优快钻井技术以单弯螺杆及优质PDC钻头的双驱复合钻井为核心，为了提高机械钻速，同时提高井身质量和固井质量，该项技术采用螺杆和高效PDC钻头，来达到此目的。
该项技术具有适应外界地质环境、满足陆上石油开采需求的优势，因而对油田而言，应用前景较为乐观。
1 优快钻井技术的特点1.1 有效避免不安全因素、提高作业效率处在高转速状态时，钻头的牙轮轴承容易产生先期失效问题，要想有效避免这一问题的发生，保障油田开采的安全问题，我们应在选择使用优快钻井技术的时候同时选用优质的PDC钻头，再配合动力钻头的双钻头模式，这样就能达到此效果。
另外，简化优快钻井技术的钻具结构，实现钻井参与优选，这将会有效降低钻井过程中的粘卡几率，以确保钻井作业的持续而稳定地进行。
为了利于更好地保护油气层，增强设备的维修失效，创造安全的井下工作环境，我们还在应用该项技术的同时加强了钻井液固相的控制，使钻井液在使用时保持良好的性能。
1.2 质量安全稳定、工作周期较短使用动力钻具是该项技术的另一个特点，因此它能够在检测井深的轨迹时获得清晰、准确的数据，帮助作业人员控制井身质量，明显提高了自身的机械转速。
当使用复合钻具钻井时，钻头的转速可达到180?r/min，而转盘的转速却会因此而减缓，这样一来，整体的钻速明显提高了，也就延长了钻井设备的维修周期。
优快钻井技术的井眼轨迹平整光滑，易于控制和操作。
2 优快钻井技术在石油开采中的应用在进行正式的石油开采工作前，应先分析判断该开采区域是否适合于利用优快钻井技术，应考虑到实际工作中的钻探试验结果后才可以做出最终选择。
非常规油气井钻前工程技术要求讲稿
标准主要内容及确定依据
3 道路与桥涵
3.道路及桥涵 3.1 道路 3.1.1 道路选取原则 3.1.2 道路技术要求 3.1.3 道路安全要求 3.2 桥涵 3.2.1 基本要求 3.2.2 桥涵技术要求
释义：
规定了道路的选取原则。 道路及桥涵安全技术要求，主要参照： JTG B01-2003 公路工程技术标准的四级公路要求 JTG D30-2004 公路路基设计规范 JTG D20-2006 公路路线设计规范 Q/SH0020-2011 川东北钻前工程及油气施工作业防灾减灾安全技术规范
释义： “陆地”：本标准仅适用于陆地油气井的钻前工程，包括：平原、山区、沙漠、滩海等 地区。 “页岩及致密砂岩”：非常规油气资源一般包括致密和超致密砂岩油气、页岩油气、煤 层气、水溶气、可燃冰等。煤层气与天然气的赋存状态差异较大，开采方法也不尽相同， 但煤层气的成分主要为甲烷（占98%)，可以和常规天然气共输、共用。它是储存在煤层中 的吸附气，特点是低压、低产、低效益。 “非含硫油气井”：非常规油气井主要为低压、低渗透，在钻前工程建设中，没必要考 虑针对高压、含硫油气井的建筑设施要求。
释义： 第1条参考JTG D30-2004 公路路基设计规范中的第3.1.2条。自然条件和工程地质条件：路 基设计时，除考虑到挖方、填方、高边坡等一般情况外，还要考虑到滑坡地段、崩塌与岩 堆地段、泥石流地区、岩溶地区、软土地区、红粘土与高液限地区、膨胀土地区、黄土地 区、盐渍土地区、多年冻土地区、风沙地区、雪害地段、采空区、水库地区以及滨海路基 等特殊情况。
6 设备基础 6.1 基础选型 6.2 基础技术要求
7 生活营地 8 HSE要求 附录A（资料性附录）丛式井平台
布置示意图
标准主要内容及确定依据
加拿大非常规油气田优快钻井技术
Optimized fast drilling technology for unconventional oil/gas field in Canada HOU Lizhong1, ZHENG Deshuai2, WU Junxia2
（1. International Petroleum Exploration and Production Corporation, SINOPEC, Beijing 100029, China; 2. Research Institute of Petroleum Engineering, SINOPEC, Beijing 100101, China）
Abstract: Due to high cost of unconventional oil/gas fields development like tight gas, it is in urgent need to study optimized fast drilling in order to reduce drilling costs. The development of unconventional oil and gas needs to place long horizontal sectionin in the reservoir. In view of the technical challenges like difficulty in control of wellbore trajectory in long horizontal section and low penetration rate, the mechanical properties of bottomhole assembly was analyzed and optimized through computation, and the compound drilling rate in the horizontal section was improved, all of which reduced the number of trips in combination with bit selection. The drillstring oscillator was used to improve wob transferring efficiency; oil-based drilling fluid was specially prepared for horizontal section, which greatly reduced the friction factor and effectively inhibited wellbore instability. The application of optimized fast drilling technology in Daylight Unconventional Oil/Gas Field (Canada) shows that this technology significantly reduces drilling period and drilling costs, and provides useful reference for high-efficient development of domestic unconventional oil/gas fields. Key words: unconventional oil/gas field; long horizontal section; trajectory control; penetration rate; oil-based drilling fluid; Canada
优快钻井技术在石油开采中的应用
案例背景：某油田面临低渗透、低 压力、低产量的挑战，需要采用优 快钻井技术提高采收率。
实践效果：通过优快钻井技术的应 用，该油田的钻井周期缩短了XX%， 采收率提高了XX%。
添加标题
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技术应用：采用优快钻井技术，优 化钻井参数和钻具组合，提高钻井 效率。
结论：优快钻井技术在实际应用中 取得了显著的效果，为石油开采提 供了新的解决方案。
全可控
严格遵守钻井作 业规程，提高员 工安全意识和操 作技能，降低事
故发生概率
建立完善的应急 预案，提高应对 突发事件的快速 响应能力，确保 人员和财产安全
优快钻井技术的 优势与挑战
技术优势分析
高效快速：优快钻井技术能够显著提高钻井速度，缩短钻井周期，降低成本。
精准控制：该技术采用先进的导向钻井技术，实现对钻头位置的精准控制，提高 钻井精度。
技术原理：优快 钻井技术采用高 效破岩、快速钻 进等技术手段， 提高钻井效率。
应用范围：适用 于各种类型的油 气田勘探开发， 尤其适用于复杂 地层和深井钻井。
优快钻井技术在 石油开采中的应 用
提高钻井效率
优快钻井技术通过优化钻井液性能， 减少钻井时间和成本，从而提高钻 井效率。
优快钻井技术采用智能化的钻井监控 系统，实时监测钻井过程中的各项参 数，及时调整钻井参数，确保钻井效 率最大化。
添加 标题
该技术采用先进的自动化和智能化钻井设备， 提高了钻井效率，减少了钻井时间和人力成本。
添加 标题
优快钻井技术采用先进的井下测量和监测技术， 实时监测钻井过程，及时发现和解决钻井问题， 避免了额外的成本和时间浪费。
添加 标题
该技术通过优化钻井方案和钻井参数，实现了 钻井过程的精细化管理，进一步降低了钻井成 本。
中原油田非常规水平井井钻井液技术
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CAPG
抑制水化分散
静电及羟基吸附成膜疏水 阳离子吸附拉紧晶层 CAPG分子嵌入晶层 降低水活度 形成封固壳
吸附成膜 疏水 吸附拉紧 嵌入晶层
HO OR
HO OR
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— HO
NR3+ — HO
NR3+ —
— HO
NR3+ — HO
NR3+ —
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NR3+ HO
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NR3+
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去水 NR3+
APG钻井液
特点
滤液油/水界面张力4.6mN/m 页岩滚动回收率97.46% 动态渗透率恢复值93% 抗水侵达到20% 抗原油侵达到15% 抗钙侵达到5%
缺点
抑制性 泥岩、页岩等适应性 热稳定性
2、钻井液体系
CAPG钻井液
(1)CAPG的研制
针对目前烷基糖苷在钻井液中存在的缺陷，通过分子设计，引入季 铵阳离子基团合成性能优于烷基糖苷的阳离子烷基糖苷（CAPG）
通过对APG改性得到的CAPG可大幅提高钻井液抑制性。
2、钻井液体系
CAPG钻井液 CAPG钻井液配方优选
通过处理剂的优选，确定CAPG钻井液的优化配方：
水 + 6%CAPG + 0.6%LV-CMC + 0.6%XC + 0.4%HV-CMC + 3%无渗透WLP + 0.4%NaOH + 0.2%Na2CO3 + 工业盐
➢密度：1.03~2.00g/cm3 ➢抗温：150℃ ➢加重材料：无机盐、重晶石粉
2、钻井液体系
非常规油气开采技术的研究进展
非常规油气开采技术的研究进展一、页岩气开采技术页岩气是指嵌层或隔层较厚的含有大量可燃气体的岩石，开发页岩气资源对于缓解天然气短缺问题至关重要。
目前，页岩气开采技术主要包括水平井钻采、水力压裂和增强重力排水等。
水平井钻采技术能够增加有效开采面积，提高产能；水力压裂技术能够增加页岩气产能，提高开采效率；增强重力排水技术能够提高页岩气产量，缩短开采周期。
此外，还有煤层气、致密油等非常规油气开采技术也在不断研究中。
二、深水油气开采技术随着陆地及浅水地区油气资源开采逐渐减少，深水油气成为新的开采热点。
深水油气开采由于水深条件恶劣和技术难度大，需要更加先进的开采技术。
目前，深水油气开采技术主要包括固定平台、浮式平台、FPSO、混合动力系统等。
固定平台适用于较浅水域，浮式平台适用于中等水深，FPSO适用于大深度水域，混合动力系统结合了太阳能、潮汐能和风能等多种能源形式提供动力。
同时，还有深海低温稳定化、透平膨胀动力发电等技术也在深水油气开采中得到应用。
三、CO2捕获与储存技术CO2捕获与储存技术主要用于减少燃煤和石油开采等过程中CO2的排放，以降低温室气体的排放，保护环境。
CO2捕获技术主要包括化学吸收、物理吸附和膜分离等方法，而CO2储存技术主要包括地下注射、化学固化和储层封闭等方法。
这些技术的研究进展主要体现在增加捕获效率、降低成本和提高储存稳定性等方面。
四、生物质能开采技术生物质能是指利用光能将二氧化碳与水合成有机物质，再通过燃烧等方式释放出来的能源。
生物质能开采技术主要包括生物质发电、生物质燃料和生物质液化等。
生物质发电利用生物质燃烧产生热能，通过蒸汽发电机组转化为电能；生物质燃料利用生物质燃烧产生热能，用于取暖或工业用途等；生物质液化将生物质转化为液态能源，用于替代传统石油产品等。
总之，随着能源需求的不断增长和传统能源资源的日益枯竭，非常规油气开采技术的研究进展为能源供应提供了新的途径。
通过不断推进和完善非常规油气开采技术，我们可以更加高效地开发和利用能源资源，满足人们对能源的需求，并为环境保护和可持续发展做出贡献。
非常规油气勘探开发关键技术
非常规油气勘探开发关键技术非常规油气特殊的形成机制和赋存状态，需要针对性的特色勘探开发技术。
提高储层预测精度和油气单井产能是技术攻关的重点。
国内、外长期针对致密砂岩油气、页岩气、煤层气等的勘探开发实践，形成了一套较为成熟有效的核心技术，这些技术各展所能、相映成彰，推进了非常规油气资源的勘探开发进程。
主要包括地震叠前储层预测、水平井钻井、大型压裂、微地震检测、缝洞储层定量雕刻等五项核心技术。
1.地震叠前储层预测技术近年来，油气慨叹开发对地下储层预测和油气分布的成像精度要求越来越高，淫贼地震叠前预测技术受到各大石油公司的高度重视，国内、外均投入很大的力量进行相关领域新技术的研发及应用研究。
目前，地震叠前储层预测技术已进入大规模工业化应用阶段。
国外地震叠前储层预测技术发展迅速、方法类型多样，并推出了功能齐全、特色各异、综合性强的商用软件。
国内随着勘探开发对象由中高渗碎屑岩常规储层向致密砂岩、缝洞型碳酸盐岩等费常规储层转变，中国石油天然气集团公司组织开展了地震叠前储层预测技术研究，形成了以面向地震叠钱反演的保真精细处理、基于岩石物理分析的敏感因子优选、层序格架约束下的层位精细检测配套技术系列。
同时，强化应用基础研究，探索了岩性阻抗反演、流体阻抗反演、弹性阻抗洗漱反演、叠前同步反演、波动方程叠前弹性参数反演、多波波动方程同时反演、PGT含气饱和度定量预测等叠前储层预测、流体检测新技术、为进一步提高非均质储层预测精度奠定了基础。
近年中国石油天然气集团公司还开展了全数字三维地震采集处理、高密度地震采集处理等配套技术攻关，是的地震叠前道集数据的分辨率、保真度有了较大幅度提高，地震面元的方位角、炮检距、覆盖次数等属性分布更加均匀，为进一步提高地震叠前储层预测应用效果提供了保障。
与传统的地震叠后储层预测相比，地震叠前储层预测的精度显著提高，主要是由叠前地震有更多的信息可以利用，叠后地震主要利用的是地下岩石纵波信息，而叠前地震既包括纵波也包括横波信息。
非常规油气水平井精细高效压裂关键技术研究及应用
非常规油气水平井精细高效压裂关键技术
研究及应用
非常规油气水平井精细高效压裂关键技术研究及应用是一个非常重要的领域，主要涉及非常规油气资源的开采和利用。
以下是一些关键技术的研究和应用：
水平井分段压裂技术：这种技术是利用水平井的特点，将水平井的井段分成若干个段，对每个段进行压裂，从而增加油气产量。
分段压裂的关键在于分段器的选择和使用，以及压裂液的配方和施工工艺。
高效压裂液技术：压裂液是压裂过程中的关键因素之一，它要求具有良好的粘度、稳定性、抗剪切性能和返排能力。
高效压裂液技术主要研究如何优化压裂液的配方和性能，提高其综合性能，减少对地层的伤害和污染。
水平井裂缝监测技术：为了了解压裂效果和油气产量，需要对水平井的裂缝进行监测。
这种技术主要利用地震勘探、测井和岩石力学等技术手段，对裂缝的分布、走向、长度和宽度等进行监测和分析，为后续的压裂施工提供指导和依据。
数值模拟技术：数值模拟技术是研究压裂过程和预测油气产量的重要手段。
通过建立数学模型，对压裂过程进行模拟和分析，可以了解压裂液的流动规律、裂缝的形成和扩展机制等，为优化压裂参数和施工工艺提供支持。
智能控制技术：智能控制技术是实现水平井精细高效压裂的重要
手段之一。
通过自动化控制系统，可以实现对压裂过程的实时监测和控制，提高施工效率和质量。
同时，利用人工智能等技术手段，可以对压裂数据进行智能分析和处理，为后续的决策提供支持。
这些技术的应用，可以提高非常规油气资源的开采效率和质量，降低开采成本和环境污染，促进油气产业的可持续发展。
同时，这些技术的研究和发展也需要各领域的专业人才和技术支持，需要加强跨学科、跨领域的合作和创新。
优快钻井技术
优快钻井技术第一篇：优快钻井技术优快钻井技术教案授课人：丁向京课题：优快钻井技术培训目标：通过课堂讲授，使学员掌握优快钻井技术主要内容及优点，了解优选井位、钻头的基本过程重点：优快钻井定义及内容，优点及意义难点：井位优选中涉及到的轨迹控制内容教学方法：课堂讲授授课时间：50分钟授课内容：一、概述 2000年后，中原油田定向井、大斜度井、水平井等结构复杂井逐渐增多，大部分生产井是双靶定向井，靶心距最小要求到了10m。
这些都给钻井技术提出了新的问题。
各钻井公司配套了单、多点测斜仪器，也增配了随钻车及仪器。
与之相关的配套技术及技术研究也逐渐增多，事故复杂的预防及井眼轨迹控制技术成为钻井工作的核心问题。
特别是2000年以后，随着新型PDC钻头的全面推广使用及长寿命螺杆的应用，与之相关的钻具结构简化，都使钻井速度进一步提高，事故复杂逐年降低。
2002年后优快钻井技术在全油田推广开来，这项技术以单弯螺杆及优质PDC钻头的双驱复合钻进为核心，是应用螺杆和高效PDC钻头，通过对钻头选型、优选钻井参数和泥浆参数来实现提高机械钻速，提高井身质量和固井质量的一种技术。
实现了对轨迹的随时监控和调整，使穿过馆陶组后1到2趟钻打完进尺成为可能。
随着PDC钻头种类的完善及随钻仪器MWD、LWD的应用，这项技术更趋完善，这几年逐渐增多的水平井也是这种技术的延伸。
这项技术在缩短钻井周期的同时，客观上也减少了油气层的裸露时间，保护了油气层。
随这项技术的逐渐深入，机械钻速不断提高，钻井周期逐渐缩短，经济效益也显著提高，以下是各公司近三年主要技术指标：单年度开钻完井位（口）（口）总计 2007 2006 2005 228 236 230 60 68 212 254 240 57 73 完成进尺（m）733718 735496 734587 186562 211699 钻机钻月速完成井机械钻速(m/h)11.91 13.16 10.80 11.16 13.70平均井深（m）3077 2966 3069 3078 2895 合计37.07 33.01 36.42 40.58 32.50平均建井周期（d）迁装2.09 1.89 2.05 2.08 1.96 钻井 27.17 22.99 26.11 30.75 23.08 完井7.80 8.13 8.26 7.75 7.46（台月）（米/台月）267.81 249.29 278.88 72.23 70.54 2739.69 2950.4 2634.1 2583 3001.1 一 2007 公 2006 司 2005 二 2007 公 2006 司 2005 三 2007 公 2006 司 2005 四 2007 公 2006 司 2005 67 43 49 46 69 65 64 56 54 53 69 38 53 48 62 69 70 55 59 53 214600 143923 152094 153886 216248 193937 207423 186985 177766 158678 75.69 60.39 54.32 59.36 70.65 66.04 77.83 64.54 58.39 66.00 2835.2 2383 2800.0 2592.4 3061 2936.7 2665.1 2897 3044.5 2404.2 12.56 10.19 11.76 10.97 13.89 13.29 10.61 12.31 13.869.19 3108 3143 3094 3122 3000 2840 2997 3116 3088 3065 33.79 39.33 36.79 37.29 34.13 32.04 36.41 36.25 31.38 39.08 2.29 1.96 2.25 2.33 2.50 2.04 2.08 1.13 1.29 1.46 23.92 29.00 26.67 26.17 24.33 22.38 25.63 26.17 20.29 29.54 7.58 8.38 7.88 8.79 7.25 7.63 8.71 8.96 9.79 8.08 从上表可以看出，钻井四公司2006年与2005年相比，机械钻速提高4.67米/小时，提高幅度50.82%，钻井周期缩短9.25天,幅度为31.31％。
优快钻井技术介绍
优快钻井技术介绍众所周知，提高钻井速度是加快油气勘探开发步伐的重要途径。
多年来，特别是重组分立以来，经过甲乙双方的积极投入和广大钻井工作者的努力，油田拥有了一系列加快钻井速度的技术，钻井速度也逐年提高，但与国外先进的钻井速度指标相比，仍存在着很大的差距。
一、大港油田采用的优快钻井技术目前，油田用于优快钻井的成熟配套技术有：1、高压喷射钻井与优选钻井参数钻井●钻头：除钻砾石、安山岩、玄武岩等硬质岩性用HJ517或H517牙轮钻头外，其余地层如明化镇、馆陶中上部、不含砾的沙河街组、孔店组、中生界首选PDC钻头，也可选用HAT127牙轮钻头。
●喷嘴：牙轮钻头组装中长喷嘴或不等径普通双喷嘴或三喷嘴(大小嘴径比为1:0.68-0.72或1:0.68-0.72:0.68-0.72)。
●钻具组合：常规钟摆钻具(用于防斜和降斜)：钻头+短钻铤1-2根或钻铤1-3根+稳定器+钻铤18-21根+加重钻杆+钻杆。
常规满眼钻具(用于稳斜和防斜)：钻头+稳定器+短钻铤1根+稳定器+钻铤1根+稳定器+钻铤18-21根+加重钻杆+钻杆。
常规增斜钻具(用于增斜)：钻头+稳定器+钻铤1-3根+稳定器+钻铤单根+稳定器+钻铤18-21根+加重钻杆+钻杆或钻头+稳定器+钻铤18-21根+加重钻杆+钻杆或钻头+稳定器+钻铤1-3根+稳定器+钻铤18-21根+加重钻杆+钻杆。
导向钻具(可用于定向、造斜、稳斜、降斜和纠偏)：钻头+导向马达+无磁钻铤1根+MWD+稳定器+钻铤18-21根+加重钻杆+钻杆。
●钻压：对于牙轮钻头，除防斜吊打、定向、扭方位外，最大的安全钻压为每英吋20KN。
对于PDC钻头，钻压一般在40-80KN。
●转速：对于机械钻机，在上部地层采用Ⅱ档或Ⅲ档的转速，在中深部地层采用Ⅰ档或Ⅱ档转速。
对于电动钻机，采用适合牙轮钻头的95rpm。
使用PDC钻头时，可采用动力钻具+转盘的复合钻井方式或转盘不低于Ⅱ档的转速。
●泵压：牙轮钻头的泵压达到17Mpa以上，PDC钻头的泵压达到14Mpa以上。
新沟区块非常规油藏钻井技术
233CPCI中国石油和化工石油工程技术新沟区块非常规油藏钻井技术秦廷伟（江汉石油工程有限公司钻井一公司 570125）摘 要：新沟区块属于江汉盆地丫角-新沟低凸起晏桥断块构造，目的层为钻探新下Ⅱ油组油藏。
地质条件复杂，广华寺地层“易垮、易塌”，荆沙组地层井壁稳定性差，掉块严重，容易造成井下复杂。
钻井施工中，通过优化井身结构、优选钻头、复合钻井技术、轨迹控制技术及钻井液体系、井下复杂故障的预控技术的应用，提高该区块钻井速度，保证安全、高效、优质钻探。
关键词：新沟区块 非常规 钻井技术 应用新沟区块属于江汉盆地丫角-新沟低凸起晏桥断块构造，该区块为致密油藏，储层主要是新下Ⅱ段，岩性以泥质白云岩为主。
开发上钻井主要面临油层埋藏浅，地层不稳定的困难。
通过优化井身结构、优选钻具组合与钻井参数，保持井眼轨迹平滑；采用短起下钻、分段循环等手段，保障井下安全；根据地层特点维护钻井液性能，满足了井壁稳定、携岩和润滑的要求。
克服了浅层易垮塌，频繁调整轨迹的难点，安全、高效、优质完成该区井的钻探。
1 钻井技术难点（1）新沟区块地层复杂，主要是表层存在大段流砂层、砾石层；下部地层易掉块、垮塌影响井筒的安全。
（2）井身质量要求严格，靶半径≤20m 低于标准。
长稳斜井段的井斜、方位控制困难。
（3）与地层相匹配钻井液体系选择困难，钻井液性能维护困难而且还要具备防垮塌抑制地层能力。
2 优快钻井技术2.1 井筒稳定技术优化井身结构来克服表层砾石、流沙层的不稳定性。
根据地层特点，不同地层选用不同的钻具组合、钻井液体系，重视平稳操作减小井筒内压力了波动和钻井液性能维护，处理剂投入足，保障在易垮塌广华寺地层井下安全。
荆沙组地层复杂，易坍塌，钻井至荆沙组地层要注意两个方面。
一是保证井眼光滑，采取措施为螺杆+转盘旋转钻井时扩划眼一次，滑动钻井时扩化眼两次，控制划眼速度在5min ；二是保证井眼畅通，采取分段起下钻，第一段为钻完易坍塌的荆沙组地层，第二段为完成全井施工后，每次短起下钻循环钻井液两个循环周。
北美非常规油气超长水平井优快钻井技术及实例分析
钻探工程 Drilling Engineering
Vol. 48 No. 8 Au钻井技术及实例分析
张家希，于家庆，Roman Galchenko，何跃文*，杨雄文，彭 齐，刘 青
（中石油休斯顿技术研究中心，美国 休斯顿 77042）
North America unconventional long lateral well
fast‑drilling technology with case study
Josh Zhang，Jiaqing Yu，Roman Calchenko，David He*，Xiongwen Yang，Qi Peng, Qing Liu (CNPC USA, Houston TX 77042，USA)
摘 要 ：非 常 规 油 气 田 开 发 中 ，超 长 水 平 井 应 用 广 泛 。 近 几 年 中 国 国 内 各 油 气 田 在 超 长 水 平 井 钻 井 技 术 上 相 继 有 重 大 突 破 ，但 在 优 快 钻 井 方 面 ，有 待 进 一 步 提 高 技 术 的 有 效 性 和 可 重 复 性 。 北 美 非 常 规 油 气 开 发 较 早 ，优 快 钻 井 技 术 已经非常成熟，超过 3000 m 的超长水平井也相当普遍，而且钻井效率明显高于国内同类型井。本文针对北美超长 水平井先进的钻井设备、钻井设计、井下工具、施工参数以及施工操作和管理等方面，结合美国二叠纪盆地 2 口水平 井 的 实 钻 数 据 ，概 要 介 绍 北 美 超 长 水 平 井 优 快 钻 井 技 术 及 效 果 ，供 借 鉴 与 参 考 。 关 键 词 ：超 长 水 平 井 ；钻 井 设 备 ；钻 井 工 具 ；钻 井 技 术 ；优 快 钻 井 ；非 常 规 油 气 ；北 美 中图分类号：TE243 文献标识码：A 文章编号：2096-9686（2021）08-0001-11
焦页非常规页岩气井优快钻井技术
焦页非常规页岩气井优快钻井技术王国庆;王建波;陈广;郭少帅;张磊;许义亮【摘要】There are the characteristics of dense lithology, strong abrasive and poor drillability in upper formaton in Jiaoshi-ba area of Chongqing, active shallow gas with sulfur in Changxin formation and long third spud horizontal section, high fric-tion and being easy to collapse in clay shale.The prominent problems were low ROP, difficult well control and long drilling cycle.According to the above difficulties in gas reservoir drilling, the analysis was made mainly on the drilling technology, wellbore stability maintenance and drilling fluid;optimization of drilling tool structure, optimizing bit selection, inhibition of wellbore instability were carried out in order to speed up the drilling speed in Jiaoshibaarea.“Scre w drill +high effi-cient PDC bit” with high-quality drilling fluid were applied in 4 wells of the 12th drilling platform and the drilling cycle was greatly shortened.The construction of Jiaoye 12-4HF sets the record of the longest horizontal section in unconvention-al shale gas horizontal well for Sinopec Group, and drilling speed is effectively improved.%重庆涪陵焦石坝地区上部地层岩性致密、研磨性强、可钻性差，长兴组浅层气活跃且含硫，三开水平段长、摩阻大、泥质页岩层易垮塌。
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一、国内外页岩油钻井技术调研
运行模式：市场化，初期小公司操作
对页岩油气开发有重要贡献的无
一不是小型且默默无闻的小公司, 这些小公司并没有消耗大量的实 验研究，相关知识的积累主要靠 经验的总结。如今，大的石油公 司已经开始收购这些小公司的股 权。(南加州大学石油工程系主任 Iraj Ershahi博士)
非常规油气钻完井技术
二○一二年二月
非常规资源的分类
常规资源
致密砂岩 煤层气 页岩油气
天然气水合物
技 术 提 升 采 收 率 下 降
页岩油气的概念
赋存或游离于泥岩或页岩中的石油或天然气，具有自生自储、无气水界面、
大面积连续成藏、低孔、低渗等特征，一般无自然产能或低产，需要大型水 力压裂和水平井技术才能进行经济开采。(无生、储、盖）
丛式井间距：5m / 15m
制造时间：40天
高原钻机公司：30天
一、国内外页岩油钻井技术调研
钻机选择：根据钻井的实际情况选择合适的钻机
一、国内外页岩油钻井技术调研
水平井段钻进：根据不同地层的要求选择相应的导向工具
厚度大，横向分布范围大的地层：采用PDC+螺杆+MWD 地层厚度变化大的地层：采用PDC+螺杆+LWD
国内第一口页岩气直井——W201井
2010年9月20日，该井获得油气显示。W201井首次压裂成功。另外 还完成了N201等4口页岩气直井。
一、国内外页岩油钻井技术调研
国内第一口页岩气水平井——W201-H1井
完井方式: 139.7mm油层套管固井 完钻井深: 2823.48m 水平段长: 1079m
Michigan Appalachain Appalachain Fort Worth Arkoma
Antrim（泥盆系） Ohio（泥盆系） Marcellus(泥盆系) Barnett（密西西比系） Woodford（密西西比系）
ETNL Salt
San Juan Maverick 东营凹陷
Haynesville上侏罗统
钻井周期: 2011年1月10日~ 2011年 2月13日,34d
全井机械钻速: 10.88m/h，是该构造邻井平均机械钻速的3倍左右。 应用技术:个性化PDC钻头、充气+无固相钻井液、油基钻井液
一、国内外页岩油钻井技术调研
W201-H3井
开钻日期：2011年5月5日12:00
6月10日0:05三开空气钻进至井深
水平段
井眼清洁,井眼稳定,漏失,固相控 制,高压
一、国内外页岩油钻井技术调研
钻井周期预 测44天
一、国内外页岩油钻井技术调研
钻井费用 5，455，690USD
一、国内外页岩油钻井技术调研
2010年5月，由中石化华东分公司设计，中原油田作业，成功
实施大型压裂改造的页岩气井“方深1井”，标志着中石化页岩
和砂岩及盐岩。储层为
灰质泥岩。 主要问题：是上部井 段井壁稳定、漏失和盐 层
一、国内外页岩油钻井技术调研
井身结构:三层 导管：建立井口
表层套管：
封隔淡水层
技术套管：
封隔上部泥岩、盐岩等复杂 地层
生产套管
一、国内外页岩油钻井技术调研
完井方式：绝大部分采用固井射孔完井 基于井壁稳定的需要 泥页岩存在井壁稳定周期，及时下入套管，保障良好的 井眼条件。
一、国内外页岩油钻井技术调研
中石化第一口开钻的页岩气水平井——建页HF1
建页HF-1井是位于江汉油田建南地区侏罗系页岩气的第一口水平井，该井
6月3日开钻，7月15日钻至井深1777.77m完钻，水平段长1022m。该井在完井
过程中井壁发生坍塌。
一、国内外页岩油钻井技术调研
认识:
美国页岩油气开发钻完井工程技术是经过长期摸索形成的,是工程 技术的整体配套,不是高新技术的综合试验应用。以经济效益为中心 进行实践探索为我们非常规开发提供有益借鉴。
“十二五”战略目标：“东部 硬稳定，西部快上产，非常规 东部硬稳定：2715万吨，比原十
二五规划多100万吨。胜利油田
不能实现硬稳定，核心问题是非 常规能不能达到100万吨。
大发展”
立足致密砂岩、突破页岩油气， 打一场非常规油气勘探开发会
战。
胜利油田非常规油气资源
致密砂岩是增储上产的主阵地
2011年底，致密砂岩探明储量2.22亿吨，油藏类型以滩坝砂、砂砾岩、 浊积岩为主；“十二五”规划预计新增探明储量1.52亿吨。
一、国内外页岩油钻井技术调研
XXXX公司钻井实例：：6口井丛式井、双侧 向分支水平井，第一口钻井结束后立即钻第 二口井，第一口井进行完井作业。井距80ft。
一、国内外页岩油钻井技术调研
Φ244.5mm表 层套管下深 600m
Φ177.8mm 技术套管下深 3000m
目的层位
双分支,水平段 长3000m
一、国内外页岩油钻井技术调研
丛式井钻井（井工厂）
工厂化作业，实现设备利用最大化 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。井深
1500m左右的致密砂岩气井丛式井单井平均钻井周 期仅2.9天，垂深2500m左右、水平段长1300m的页
岩气丛式水平井平均钻井周期27天。
2325m转化为油基钻井液 10月6日钻进至3647m，水平段长约 740m，因井斜达到99 ° ，决定提前 完钻。
一、国内外页岩油钻井技术调研
N201-H1井
设计井深：4239m（垂深2485m） 水平位移1800m， 水平段1190m。 开钻日期：2011年于6月17开钻 8月26日215.9mm钻头钻至井深 H3447.17m，水平段长667.17m），倒 划眼起钻时发生垮塌卡钻。由于水平段 发生垮塌卡钻，处理难度极大，不得不
Lewis（白垩系） Eagleford(上白垩统） 沙三下亚段 沙四上亚段
3200~4115
914~1829 1968~3658 3000~4200 3000~5000
154~172
54.4~76.7 145~168 120~160 120~173
2.18~2.53
0.46~0.58 1.27 1.0~1.5 1.0~2.0
致密砂岩的概念
100 90
启动压力，MPa/100m
60
浊积岩 100m的启动压力 原油粘度1mPa.s 原油粘度3mPa.s
70 60 50 40 30 20 10 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Ka,mD
启动压力，MPa/100m
80
50 40 30 20 10 0 0
滩坝砂 100m的启动压力
一、国内外页岩油钻井技术调研
Barnett是全美国最大的气田
Mitchell Energy & Development Co. 在极低经济效益的情况下持续投 入了17年。上世纪90年代末，水力压裂成功后，经济效益得到了提升。 2002年，Devon Energy 收购了Mitchell。 Devon 是Barnett最大的开
原油粘度1mPa.s 原油粘度3mPa.s
1
2 Ka,mD
3
4
5
6
致密油界定：通过水驱油实验，建 浊积岩：1.8～4.6mD 立了启动压力与储层渗透率的关系， 以启动压力突变点确定了致密油渗 滩坝砂：1.1～2.3mD 透率界限。
中石化战略目标
根据“建设世界一流的能源化工公司”的战略目标，提出非 常规油气大发展，要成为国内非常规油气发展的代表。 胜利油田开展非常规油气勘探开发会战，打造上游“长板”
填井侧钻。后HALIBURTON 采用合成
基钻井液配合旋转导向完钻。
一、国内外页岩油钻井技术调研
中石化第一口开钻的页岩油水平井——泌页HF1
2011年5月，部署在河南油田泌阳凹陷深凹区的泌页HF-1井正式开钻，11月16 日完钻。其中由于造斜段井壁稳定问题填井。水平段长1000m采用旋转导向5天10个 小时钻完，卡钻一次。
8.0~15.0
3.0~5.5 3.4~14.6 3~12 4~12 1.2~13.6
>60
>50 50~80 一般40~75 一般40~83 一般43~85
罗69
沙三下
1.75
一、国内外页岩油钻井技术调研
岩性剖面：海相地层，以灰岩为主，岩石可钻性好 沉积类型：海相 岩性组成：泥质灰岩， 灰岩，白云岩，夹泥岩
气勘探开发工作迈出了实质性的重要一步。 2008年11月：由中国石油勘探开发研究院设计实施的我国首 口页岩气取心浅井在四川省宜宾市顺利完钻。 2010年10月，中海油宣布中国海洋石油国际有限公司将购入
切萨皮克公司鹰滩页岩油气项目共33.3%的权益，这标志着中
海油正式进入页岩气勘探开发领域。
一、国内外页岩油钻井技术调研
一、国内外页岩油钻井技术调研
页岩及钻井难点
页岩归类于“沉积岩”。 页岩特点：在成份方面石英、方解石、长石等矿物含量大于30% ～ 40%。 层压性和裂变性：岩石由许多薄层构成，很容易裂分为轻薄的片状岩。 井壁稳定性：沿着页岩层理方向水平钻井时的井壁稳定性研究是空白
一、国内外页岩油钻井技术调研
美国自 1900 年起开始研究。政府于 1912 年开始建立美国海军油页岩 储备。1953年在巴肯盆地测试出页岩油 , 因单井产量低而一直未能开发。
一、国内外页岩油钻井技术调研
“井工厂”理念的认识 标准化
按照相关标准进行设计和施工
程序化
流水化作业，提高设备利用率
规模化
批量化生产运行和管理
一、国内外页岩油钻井技术调研
“井工厂”理念的认识
目前国内江汉四机厂生产了《ZJ50DBST轮轨式低温丛式井钻机 》