2023年, 第46卷, 第2期　
出刊日期：2023-06-25

  

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资源勘探
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  四川盆地高石梯—磨溪地区震旦系灯影组碳酸盐岩储层特征

  范翔宇, 闫雨轩, 张千贵, 吉人, 柏爱川, 赵鹏斐, 何亮

  天然气勘探与开发. 2023, 46(2): 1-11. https://doi.org/10.12055/gaskk.issn.1673-3177.2023.02.001

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  四川盆地高石梯—磨溪地区震旦系灯影组碳酸盐岩气藏储量丰富,属于超深层气藏,孔隙结构复杂且溶洞发育,当前尚未完全厘清该地区灯影组碳酸盐岩储层特征,为油气勘探开发带来极大挑战。本文结合岩石物理性质实验和测井解释研究高石梯—磨溪地区灯影组碳酸盐岩的岩性、测井响应和孔隙性等储层特征。研究结果表明：①高石梯—磨溪地区灯影组碳酸盐岩岩性主要为细晶白云岩、藻云岩和泥晶白云岩,其中灯四段细晶白云岩占比61.2%,灯二段藻云岩占比74.3%;②灯影组储层空间类型以裂缝和溶蚀孔洞为主,岩石吼道半径较小,中值吼道半径为0.010~0.051 μm,平均0.028 μm;③储层物性灯二段较灯四段好,孔隙度渗透率相关性极差,呈特低孔低渗特征,渗透性受裂缝影响较大;④渗透率参差系数计算结果均大于0.9,表明灯影组储层为显著的非均质储层。本研究成果可为该工区优质储层预测、开发设计及钻采工程施工等提供基础依据。
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  川东北大巴山地区油气保存条件综合分析

  刘竞, 夏茂龙, 梁静, 庞艳君, 刘飞龙, 范存辉

  天然气勘探与开发. 2023, 46(2): 12-19. https://doi.org/10.12055/gaskk.issn.1673-3177.2023.02.002

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  大巴山前构造带经历了多期构造运动,油气的保存条件复杂。通过对川东北大巴山地区构造形态和断裂特征、地层出露情况及盖层发育特征等进行综合分析,结合已有地层水矿化度数据和油气显示情况为约束,综合分析大巴山地区油气保存条件。研究结果表明：①大巴山地区保存条件整体较差,由于北大巴山地区构造带断裂破碎作用强烈,断裂分布密集,大气水下渗作用强烈,水型以NaHCO₃,Na₂SO₄型为主,出露地层以震旦系—志留系为主,油气藏保存条件受到严重影响,为油气保存不利区域;②但因受到不同断裂带的强烈破碎作用和抬升剥蚀作用,大巴山地区油气保存条件有明显的分带性和分段性,往盆地内方向过渡区域构造变形强度逐渐减弱,断裂数量减少,水型以MgCl₂,Na₂SO₄型为主,出露地层以泥盆系—二叠系为主,油气保存条件整体逐渐变好;③南大巴山前陆冲断带铁溪—巫溪隐伏断裂盆地方向受到中下三叠统的膏盐岩和侏罗系泥质岩盖层的封盖作用,大气水下渗被阻挡,出露地层多为三叠系以上地层,断裂分布较少,水型以CaCl₂为主,为油气保存有利区域。
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  海底扇浅海重力流气藏储层内部结构精细表征

  李佳, 周伟, 叶青, 王玉, 彭小东, 彭旋

  天然气勘探与开发. 2023, 46(2): 20-29. https://doi.org/10.12055/gaskk.issn.1673-3177.2023.02.003

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  南海天然气勘探在浅海重力流沉积储层中持续获得新发现,但重力流储层沉积类型特殊、沉积机制复杂,加之高温高压的储层条件,导致含气砂体叠置连通关系及气水分布极为复杂,储层内部结构精细表征缺乏有效的手段和方法。为此,精细沉积微相研究成果为指导,形成正反演结合、波形指示反演为主体的多种反演技术的方法;通过地震沉积学技术集成解释,建立研究区砂体单元叠置模式,实现复杂沉积体储层的高精度表征。研究结果表明：①研究区砂体展布受沉积相控制的变化,主要发育四大类成因单元砂体叠置模式,包括侵蚀水道—分流水道侧向叠置、分流水道—分流水道侧向叠置、分流水道—水道化朵体侧向接触、朵体-朵体侧向叠置;②进一步明确该区3种类型的主要气藏分布模式,包括统一气水界面的构造+岩性的大型整装边水气藏模式、差异充注形成的独立气水系统的小型岩性圈闭气藏模式、物性遮挡形成的局部滞留水体气藏模式;③研究成果适用于精细刻画复杂砂体储层的内部结构特征,并可有效地指导我国海上首个高温高压领域盆地的油气勘探开发研究。
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  无线节点仪在复杂山地三维地震数据采集中的应用

  杨小龙

  天然气勘探与开发. 2023, 46(2): 30-36. https://doi.org/10.12055/gaskk.issn.1673-3177.2023.02.004

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  常规地震数据采集,采用检波线排列接收,排列滚动及大线的搬运、更替难度大,在山地复杂地表情况下施工,会严重制约勘探进度和时效性。而节点仪作为一种新型的地震采集仪器,集合了计算、通信、存储和电池技术的优势,促进了陆地大道数、高效率、高密度地震采集技术的发展。为了安全有效地获得高质量的地震资料,四川盆地道真三维地震数据采集采用了节点仪和常规检波器混采的方法。在地震数据采集过程中开展了：①节点仪震前属性检测;②观测系统分析;③采集质量控制;④节点仪适用性研究。应用结果表明：①采用节点仪采集技术很大程度提高了放炮效率;②节点仪全排列接收改善了资料深层反射信息品质;③降低了高山施工安全风险。
气田开发
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  缝洞型碳酸盐岩底水气藏水侵规律预测新方法

  邓惠, 杨胜来, 刘义成, 樊怀才, 张岩, 王娟, 林怡, 申艳

  天然气勘探与开发. 2023, 46(2): 37-43. https://doi.org/10.12055/gaskk.issn.1673-3177.2023.02.005

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  国内缝洞型碳酸盐岩底水气藏资源潜力巨大,但该类气藏储层的孔隙、溶洞、裂缝普遍发育,非均质性强且气水关系复杂,开采过程中底水容易沿高渗透率缝洞区窜流,导致气井产出地层水,大幅降低气井产能及气藏采收率。因此,正确认识气藏水侵规律是该类气藏高效开发的关键。为此,以四川盆地中部地区缝洞型碳酸盐岩底水气藏为例,针对气藏储层非均质性强的特点,将其抽象为不同渗透率分布的复合储层模型,进而基于稳态渗流理论,建立了一种计算缝洞型底水气藏的气井临界产量、水侵速度和底水突破时间的新方法,应用于典型气井,并利用数值模拟技术验证了该预测方法的可靠性。研究结果表明：①气井临界产量随射孔段储层厚度的增加呈先增大后减小的变化规律,且存在一个最优值;②底水优先突破位置受生产压差和高渗带分布位置双重作用影响;③为延缓气井见水时间、提高气藏采收率,气井配产应不高于临界产量。该研究成果可为缝洞型碳酸盐岩底水气藏水侵动态分析以及整体治水提供技术支撑。
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  川渝地区9 000 m级超深超高温超高压地层安全钻井技术实践与认识

  王明华, 贺立勤, 卓云, 张杰, 田清江, 胡仁德

  天然气勘探与开发. 2023, 46(2): 44-50. https://doi.org/10.12055/gaskk.issn.1673-3177.2023.02.006

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  四川盆地蓬莱区域蓬深6井以9 026 m的钻达井深创下亚洲陆上最深直井纪录。其最高地温超过200 ℃,最高地压超过150 MPa,地层岩性复杂,井漏、垮塌、缩径、污染、溢流事件多发,对钻井作业中的工具、仪器、工艺提出严峻挑战。为此,设计了精细的钻井方案：①建立超深超高温小井眼防卡与井眼轨迹控制技术,实现了1 246 m长段小井眼安全钻井;②针对性采用长段漏垮同存安全钻井技术、长段膏盐层进行缩径与盐溶预防、酸性气体污染治理、大井眼长段重负荷套管安全下入等技术,有效预防了上部地层漏、塌、卡、缩事件的发生,全井故障复杂时率控制在10 %以内;③集成应用长寿命强攻击型PDC钻头、复合钻头,高抗扭抗高温螺杆、垂直钻井系统,完善钻井泵、高压管汇等关键设备配套,以提高钻井速度。实钻结果表明：集成应用9 000 m超深超高温超高压钻井技术,不仅安全完钻,钻井周期仅561 d,且创下川渝地区套管下入的最大重量（6 800 kN）、上提最大吨位（5 500 kN）等20项创新施工纪录,为后续万米特深井钻探积累了经验。
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  套管居中度计算模型改进与应用

  王纯全, 吴朗, 曾凡坤

  天然气勘探与开发. 2023, 46(2): 51-57. https://doi.org/10.12055/gaskk.issn.1673-3177.2023.02.007

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  套管居中度是影响固井质量的关键因素,提高套管居中度不仅可以提高固井顶替效率和固井质量,还能降低下套管阻力,确保套管顺利下放到位。为提高套管居中度的计算精度,针对标准模型未考虑套管内外液体密度差和套管扰度的问题,改进浮力和套管扰度计算,将改进模型、标准模型、国外公司模型、成像测井等4种方式计算或测量得到的套管居中度结果进行7口井的对比分析。研究结果表明：①改进模型与标准模型相比,单井计算误差从7.12%~36.92%降为1.19%~25.78%,平均误差从18.56%降为10.51%,改进模型比标准模型提高了套管居中度计算精度;②改进模型与成像测井、国外公司模型相比,得到的套管居中度结果尚有一定差距;③建议继续开展套管居中度计算模型的研究,进一步提高套管居中度计算精度,加强固井设计中套管扶正器的优化设计可靠性。
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  聚胺钙盐润滑防塌钻井液在胜利单18区块的应用

  邱春阳, 周建民, 朱福军, 王伟, 秦涛, 刘伟

  天然气勘探与开发. 2023, 46(2): 58-64. https://doi.org/10.12055/gaskk.issn.1673-3177.2023.02.008

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  单18区块位于济阳坳陷东营凹陷滨县陡坡构造带。为提高该区块勘探开发效率及效益,保证钻井过程中井壁稳定,针对该区块地层岩性特点及施工中钻井液技术难点,确定了强抑制、强封堵、活度平衡三元协同稳定井壁钻井液技术思路,据此优选胺基聚醇、多级配封堵剂及氯化钙等钻井液处理剂,研发了聚胺钙盐润滑防塌钻井液体系。评价实验表明,该体系流变性及润滑性好,抑制性及封堵性强,能够满足定向钻井的要求。聚胺钙盐润滑防塌钻井液体系在单18区块8口井进行了现场应用,应用结果表明：①辅助现场钻井液施工工艺,满足了工程上安全顺利钻井的需求,体系应用井钻进过程中井壁稳定,解决了沙河街组油泥岩水化失稳和砂岩地层孔缝失稳而导致的井壁坍塌问题;②体系应用井的井眼净化效果好,定向过程中摩阻和扭矩低,解决了该区块定向过程中存在的润滑防卡难题;③体系应用井和前期已完钻井相比,平均完井周期缩短27.08%,平均机械钻速提高23.23%,平均井径扩大率降低了34.82%,更好地达成了优质高效钻井的目标。
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  川西北典型超深气井分离器性能模拟及优化

  罗召钱, 田兴平, 王轲

  天然气勘探与开发. 2023, 46(2): 65-73. https://doi.org/10.12055/gaskk.issn.1673-3177.2023.02.009

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  川西北超深、超高压气井先后经历工作液和非工作液产出阶段,其产出液的黏度、表面张力和泡沫含量等存在差异,致使分离器的分离效果发生显著变化,严重影响分离器高效运行,还可能造成后续净化处理设施溶剂污染等后果。为此,运用基于CFD（Computational Fluid Dynamics,计算流体力学）的数值模拟技术,研究产出液在不同阶段的性质及其对分离效果的影响规律,由此给出相应的分离器运行优化建议。以典型井SYX133井为例,测试了不同阶段产出液性质和起泡能力,基于均相流和群体平衡模型,分别建立了非工作液产出阶段的气—液两相分离数学模型、工作液产出阶段的气—液—泡沫三相分离数学模型。进而在非工作液产出阶段,研究分离器处理量、进口液滴含量对分离效果的影响;在工作液产出阶段,研究分离器进口泡沫含量、返排液黏度对分离效果的影响。研究结果表明：①在非工作液产出阶段,分离器处理量相较于进口液滴体积分数,对分离器出口液滴体积分数的影响更为显著,建议从气井实时工况系统性地控制分离设备处理量。②在工作液产出阶段,分离器对泡沫的分离效率最高仅为33.75%,分离器对液滴的处理效率远高于对泡沫的处理效率,泡沫是分离器分离效率降低的主要原因;同时,返排流黏度对分离效率的影响显著,当返排液黏度从1.0 mPa·s增长至2.0 mPa·s时,分离器总分离效率从81.06%降低至51.79%;因此,为使分离效率大于75%,气井返排液中泡沫占比应小于20%、黏度应降低至1.0~1.2 mPa·s之间。
非常规油气
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  下扬子地区望江拗陷上二叠统大隆组—吴家坪组富有机质页岩元素特征及古环境意义

  刘恒, 童召军, 乔洪国, 王朔

  天然气勘探与开发. 2023, 46(2): 74-83. https://doi.org/10.12055/gaskk.issn.1673-3177.2023.02.010

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  下扬子地区上二叠统大隆组—吴家坪组富有机质页岩是一套重要的烃源岩,是中国页岩气调查的重点层位。页岩的形成条件和发育模式与古沉积环境关系紧密。为此,对下扬子地区望江拗陷上二叠统大隆组—吴家坪组典型页岩样品进行了元素分析,恢复了页岩沉积环境的古气候、古水深、古盐度、古生产力、氧化还原特征。研究结果表明：①大隆组硅质页岩V/(V+Ni)均值为0.47,Sr/Ba均值为303.4,Sr/Cu均值为5.83,Rb/K均值为0.022,指示研究区大隆组硅质页岩沉积期为较为温暖湿润的气候,水体环境为咸水、弱氧化环境,古水深总体较深,分析大隆组硅质页岩主要发育在深水陆棚相环境,具备较高的古生产力,并有利于有机质的保存,为页岩气勘探有利层位。②吴家坪组炭质页岩V/(V+Ni)均值为0.80,Sr/Ba均值为343.6,Sr/Cu均值为9.83,Rb/K均值为0.009 2,指示研究区吴家坪组炭质页岩沉积期为偏干旱气候,水体为咸水、还原环境,古水深较浅,分析吴家坪组炭质页岩沉积环境为滨海沼泽相环境,古生产力较低,有机质保存条件较差,导致有机质含量偏低。
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  川西拗陷东部斜坡沙溪庙组气藏断砂配置及成藏差异性

  李瑞嵩, 董军, 袁倩

  天然气勘探与开发. 2023, 46(2): 84-95. https://doi.org/10.12055/gaskk.issn.1673-3177.2023.02.011

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  四川盆地川西拗陷东部斜坡地区早期勘探表明侏罗系沙溪庙组油气显示频繁,而测试产量却比较低,属于丰度及效果都偏低且动用难度大的气藏,主要原因是断砂配置十分复杂,且成藏模式及关键的控制因素尚未明确。为此,通过对钻井和岩芯实验数据进行分析,深化对沙溪庙组气藏成藏地质条件研究,解剖3个典型气藏。研究结果表明：①气藏以断控成藏为主;②成藏的先决条件为通源断层;③河道砂体及断层的较佳配置关系是其充分必要条件。基于不同形变程度区对二者配置关系的整理,设立起中江、高庙子中—强变形区沙溪庙组“网状供烃、断砂输导、高效运移”的成藏模式,得到结论认为：①河道砂体与通源断层配置关系有“三型七类”,结合构造演化细分中—强形变区为三种动态断砂配置类型,即早期成藏后期保持型、早期成藏后期调整型和早期未有效成藏型;②成藏主控因素总结为“源、相、位”—即烃源情况、储层沉积相和气藏位于构造部位;③将沙溪庙组气藏划分为富集区、有利区和较有利区,把富集区作为下一步勘探开发的目标。在新认识的指导下获得勘探商业发现,并实现当年发现当年建产,已建成规模气田。
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  转换波处理关键技术及应用——以四川盆地沙溪庙组致密气藏为例

  杨海涛, 曾晓立, 汤兴友, 陈立, 胡然, 张小宝

  天然气勘探与开发. 2023, 46(2): 96-102. https://doi.org/10.12055/gaskk.issn.1673-3177.2023.02.012

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  四川盆地中部地区中侏罗统沙溪庙组为三角洲前缘沉积,水下分流河道砂体发育,储层的非均质性强,仅根据纵波地震资料难以准确刻画出河道甜点。为此,2020年在川中QL地区采集了三维多波地震资料,通过对原始地震资料的分析,攻克了转换波处理难点,形成了一套基于转换波综合静校正、分步多域联合噪声压制、各向异性四参数速度分析、OVT域叠前时间偏移的关键处理技术及流程。处理结果表明：①形成的处理技术与流程合理,获得了波组特征清晰、信噪比较高、浅层同相轴连续性好、偏移归位合理的转换波地震资料;②通过转换波合成记录标定对比,目的层段的波形特征、波组关系与井旁地震道吻合较好;与纵波合成记录对比,两者波组特征相似,能满足联合解释的要求;③转换波地震资料刻画河道形态与纵波相似,但河道砂体更宽,分布范围更广并且河道的边界更清晰。
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  致密气藏砂岩空间发育模式对水平井产能的影响

  蒙晓灵, 王得志, 邢雪杰, 蒙学东

  天然气勘探与开发. 2023, 46(2): 103-109. https://doi.org/10.12055/gaskk.issn.1673-3177.2023.02.013

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  水平井开发技术已成为鄂尔多斯盆地上古生界致密砂岩气藏的主要开发手段。基于已完钻井地质资料大数据,构建空间地质模型,分别为切割连通型、冲刷连通型及孤立型。水平井开发之初,切割连通型储层为主要目标,多实施平直型水平井。随着开发的深入,为完善井网、提高储量动用程度,针对冲刷连通型和孤立型储层的大斜度型水平井和阶梯型水平井的比例逐渐增加。为了明确研究区砂体发育模式对水平井生产能力的影响,利用试气成果、生产曲线等动、静态资料,对水平井的生产能力进行分析评价。研究结果表明：①与空间地质模型对应的水平井轨迹类型为平直型、大斜度型、阶梯型;②3种类型水平井均具有一定稳产能力（>2 000 d）,其中平直型和大斜度型水平井显示出较好的稳产能力,阶梯型水平井稳产能力有限,但仍不失为区块效益开发的必要补充;③建立区块水平井类型的单位套压采气量与累计采气量的拟合关系,可对区块阶段性产量和稳产能力进行预测,为区块规划提供依据。
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  吐哈盆地深层致密砂岩流体性质识别方法

  刘海洋, 刘源, 曾贵蓉, 秦娜, 白雪琴, 吴都, 郑佳奎

  天然气勘探与开发. 2023, 46(2): 110-117. https://doi.org/10.12055/gaskk.issn.1673-3177.2023.02.014

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  针对吐哈盆地洼陷区下侏罗统致密砂岩流体识别难题,在储层“六性”关系研究基础上,尝试采用3种不同的测井技术手段开展流体性质识别方法研究。研究结果表明：①针对高矿化度盐水钻井液体系,引入阵列侧向测井技术,在同一井眼条件下,阵列侧向采集到的深探测电阻率值相对双侧向采集到的深侧向电阻率值,更接近原状地层电阻率值;②电阻率时间推移测井对比分析得出,钻井液侵入对阵列侧向的影响相对更小,阵列侧向测井在丘东洼陷5口探井中应用,有效提高了深层致密砂岩流体电法测井识别符合率;③在新探区对地层水性不清楚,尚未建立区域测井解释标准的情况下,引入岩石介电扫描成像测井技术,通过测量岩石介电常数,采用非电法手段定量评价储层含水饱和度,解决了新区致密砂岩油气层测井识别难题;④采用偶极子阵列声波测井技术,通过纵横波速比与泊松比交会,能有效指示致密砂岩储层含气特征,寻找到另一种致密砂岩气层测井识别方法。这些方法在丘东和胜北洼陷探井测井解释评价中推广,取得了良好的应用效果。
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  长宁页岩气小井眼水平井钻井技术分析及发展探讨

  代锋, 孙钰淇, 付利, 雷正义, 刘力, 衡德, 陈正桥

  天然气勘探与开发. 2023, 46(2): 118-126. https://doi.org/10.12055/gaskk.issn.1673-3177.2023.02.015

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  页岩油气资源的规模效益开发是我国能源安全的重要保障,创新页岩气开发工艺方法是降本增效的主要途径。小井眼水平井钻井技术具有机械钻速高、钻井周期短、成本低、安全可靠等优点,具有良好的应用前景,受到越来越多的关注与重视,特别是适配小井眼水平井钻井工具及工艺的大力研发,极大推动了小井眼水平井技术的发展。通过回顾小井眼技术的发展概况,分析了国内外小井眼水平井的技术现状,阐释了环空水力学、携岩效率、配套工艺工具等小井眼水平井关键技术研究;开展了长宁气区小井眼水平井钻井方案可行性分析,优化了小井眼水平井井身结构、长水平段钻井液性能、固井下套管工艺等工程设计,优选配套提速工具,强化钻井参数;初步测算了钻井液材料、岩屑处置、固井材料等消耗成本。研究结果表明,小井眼水平井单井成本可节约150万~200万元,极大降低了工程成本,实现钻井提质增效。
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  永川黄202区块页岩气水平井钻井提速对策分析

  赵文彬, 宋文豪

  天然气勘探与开发. 2023, 46(2): 127-134. https://doi.org/10.12055/gaskk.issn.1673-3177.2023.02.016

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  永川黄202区块属于中国石油西南油气田公司重庆气矿页岩气产能建设的主力区,为实现本区块页岩气水平井进一步的钻井提速,分析了本区块第一轮开发井现用钻井技术,发现其施工技术指标还有提升空间。通过将开次、地层作为划分界线,对黄202区块钻井速度提高潜力及难点进行分析和研究,研究结果表明,①研究区块内三开龙潭组到梁山组的机械钻速低、单只钻头进尺少、钻井周期长。②为满足绕障要求,三开稳斜段长且需降直,井眼轨迹控制难度大,定向工作量大。③四开井段储层龙马溪组埋藏深,高温、高密度油基钻井液环境及部分储层为致密岩性的情况下,机械钻速低、井下工具仪器故障频发,导致钻井周期长。④三开、四开井段提速潜力最大,依据提速难点,三开拟定旋冲钻井提速技术方案并进一步优化轨迹、优选组合工具技术方案;四开采用控压降密度技术方案及4项常规定向工具优选技术方案。研究成果可为加速永川黄202区块的勘探开发建设提供技术支持。