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四川盆地威荣深层页岩气安全与提速钻井技术

何新星 严焱诚 朱礼平 王希勇 朱化蜀 王治国

何新星, 严焱诚, 朱礼平, 王希勇, 朱化蜀, 王治国. 四川盆地威荣深层页岩气安全与提速钻井技术[J]. 石油实验地质, 2024, 46(3): 630-637. doi: 10.11781/sysydz202403630
引用本文: 何新星, 严焱诚, 朱礼平, 王希勇, 朱化蜀, 王治国. 四川盆地威荣深层页岩气安全与提速钻井技术[J]. 石油实验地质, 2024, 46(3): 630-637. doi: 10.11781/sysydz202403630
HE Xinxing, YAN Yancheng, ZHU Liping, WANG Xiyong, ZHU Huashu, WANG Zhiguo. Safety and accelerated drilling technologies for deep shale gas in Weirong of Sichuan Basin[J]. PETROLEUM GEOLOGY & EXPERIMENT, 2024, 46(3): 630-637. doi: 10.11781/sysydz202403630
Citation: HE Xinxing, YAN Yancheng, ZHU Liping, WANG Xiyong, ZHU Huashu, WANG Zhiguo. Safety and accelerated drilling technologies for deep shale gas in Weirong of Sichuan Basin[J]. PETROLEUM GEOLOGY & EXPERIMENT, 2024, 46(3): 630-637. doi: 10.11781/sysydz202403630

四川盆地威荣深层页岩气安全与提速钻井技术

doi: 10.11781/sysydz202403630
基金项目: 

中国石化“十条龙”科技攻关项目 P18058

详细信息
    作者简介:

    何新星(1991—),男,硕士,助理研究员,从事钻井工程技术研究。E-mail: hexinxing11@163.com

  • 中图分类号: TE28

Safety and accelerated drilling technologies for deep shale gas in Weirong of Sichuan Basin

  • 摘要: 四川盆地威荣页岩气埋深3 600~3 850 m,属于典型的深层页岩气藏,钻井工程面临压力体系复杂、茅口组部分区域断溶体发育、地层可钻性差、龙马溪组地层温度高等难题。针对复杂的地质条件,以安全与提速钻井为核心,通过成熟引进与先导试验技术结合的方式,持续攻关钻井工程工艺技术;并不断深化过路层段地质认识,采用一段一策的方案,提高工程技术的针对性。威荣页岩气田经历勘探评价、开发一期、开发二期3个阶段,形成了以井身结构优化、断溶体避让的轨道设计、井筒压力控制和钻压同步预防压窜干扰为重点的安全钻井技术,以“二维+小三维”的三维轨道剖面、四位一体地质导向技术、破岩工具优选和钻井参数强化为关键的提速钻井技术。该技术应用于威荣页岩气田150余口开发井,机械钻速由开发初期的6.32 m/h提升至9.12 m/h,钻井周期由106.68 d缩短至68.75 d,缩短率为35.56%,实现了威荣深层页岩气钻井工程提速降本的目标,其形成的安全与提速钻井系列技术对同类型气藏开发具有较强的参考意义。

     

  • 图  1  四川盆地威荣页岩气钻井二开必封点优化历程

    Figure  1.  Optimization history of mandatory sealing point for second spudding of Weirong shale gas well in Sichuan Basin

    图  2  四川盆地威荣页岩气田茅口组断溶体分布示意

    Figure  2.  Distribution of fault-dissolved bodies in Maokou Formation of Weirong shale gas field, Sichuan Basin

    图  3  井筒压力控制示意

    Figure  3.  Schematic diagram of wellbore pressure control

    图  4  四川盆地威荣页岩气钻井三维轨道剖面示意

    Figure  4.  Schematic diagram of 3D track profile of Weirong shale gas wells in Sichuan Basin

    图  5  四川盆地威荣页岩气不同阶段钻井周期指标

    Figure  5.  Drilling cycle indicators of Weirong shale gas at different stages in Sichuan Basin

    表  1  四川盆地威荣页岩气地层压力与地层破裂压力

    Table  1.   Formation pressure and fracture pressure of Weirong shale gas in Sichuan Basin

    地层 地压梯度/(MPa/hm) 地层破裂压力梯度/(MPa/hm)
    遂宁组/沙溪庙组—新田沟组 1.0~1.10 约1.8
    自流井组—须家河组 1.10~1.30 >1.8
    雷口坡组—飞仙关组 1.30~1.50 >2.0
    长兴组—龙潭组 1.40~1.50 >2.0
    茅口组—石牛栏组 1.40~1.80 >2.3
    龙马溪组—五峰组 1.60~1.90 2.2~3.2
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    表  2  四川盆地威荣页岩气钻井不同阶段必封点及一开套管选型

    Table  2.   Mandatory sealing points at different drilling stages and casing selection for the first spudding of Weirong shale gas in Sichuan Basin

    项目 勘探阶段 评价阶段 一期开发 二期开发
    一开必封点 须家河组上部 自流井组 沙溪庙组中部 沙溪庙组中部
    二开必封点 龙马溪组上部 龙马溪组上部 石牛栏组上部 韩家店组上部
    一开套管选型 N80 N80 J55/N80 P110
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    表  3  四川盆地威荣页岩气钻井受压窜影响的统计

    Table  3.   Statistics of fracturing effect on drilling of Weirong shale gas, Sichuan Basin

    井数 发生时间 窜压类型 复杂情况 损失时间/d
    2 2019-10 气窜+液窜 卡钻、复杂 200.73
    1 2019-11 液窜 复杂 2.67
    1 2019-12 气窜 复杂 14.85
    1 2020-01 气窜+液窜 复杂 19.58
    1 2020-05 液窜 复杂 3.63
    1 2020-06 气窜 复杂 9.4
    1 2022-05 液窜 复杂
    1 2022-06 液窜 复杂
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    表  4  四川盆地威荣页岩气钻井不同类型三维轨道剖面参数对比

    Table  4.   Comparison of parameters for different types of 3D track profiles of Weirong shale gas wells in Sichuan Basin

    剖面类型 井深/m 定向段长/m 起钻摩阻/kN 下钻摩阻/kN 钻进扭矩/(kN·m)
    二维+小三维 5 748.56 721.57 267 332 25.9
    双二维 5 772.66 998.81 302 337 26.8
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    表  5  四川盆地威荣页岩气钻井螺杆选型推荐

    Table  5.   Recommended mud motor selection for Weirong shale gas wells in Sichuan Basin

    井眼尺寸/mm 螺杆型号 螺杆类型 工作扭矩/(kN·m)
    Ф406.4 7LZ×244-7.0DW 0.5°~0.75°单弯 23
    Ф311.2 直井段 7LZ×244-7.0DW 0.75°~1.25°单弯 23
    斜井段 7LZ×216-7.0DW 1.25°~1.5°单弯 15
    Ф215.9 Y7LZ172×7.0Ⅳ 1.25°~1.5°单弯 7.6
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    表  6  四川盆地威荣页岩气不同阶段钻井参数强化

    Table  6.   Drilling parameter strengthening at different stages of Weirong shale gas in Sichuan Basin

    开次 钻井参数 装备配套升级前 装备配套升级后 强化提升率/%
    一开 钻压/kN 40~100 60~120 28.57
    转速/(r/min) 50~60 60~80 27.27
    排量/(L/s) 60~65 60~70 4.00
    二开 直井段 钻压/kN 60~140 100~160 14.29
    转速/(r/min) 60~70 60~80 7.69
    排量/(L/s) 55~60 60~65 8.69
    斜井段 钻压/kN 60~120 80~160 14.29
    转速/(r/min) 50~60 60~80 27.27
    排量(L/s) 50~55 55~60 9.52
    三开 旋导 钻压/kN 60~120 80~140 22.22
    转速/(r/min) 50~70 60~80 16.67
    排量/(L/s) 28~30 30~32 6.90
    常规 钻压/kN 80~140 100~160 18.18
    转速/(r/min) 60~80 70~90 14.29
    排量/(L/s) 28~30 30~35 16.66
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-08-29
  • 修回日期:  2024-04-03
  • 刊出日期:  2024-05-28

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