胜北地区油基泡沫欠平衡钻井技术研究和应用

吐哈油田胜北区块处于断背斜构造带,砂泥岩夹层多,钻进过程中易发生井漏、井涌、气侵等复杂情况,且区块资料分析证实该储层属于敏感性地层。常规水基钻井液在水敏性地层易造成泥页岩水化膨胀,在钻井过程中易造成井壁坍塌、引起储层污染等情况。为解决这些问题,针对该区块喀拉扎组油气层,分析了区域地质资料、钻井技术难点,论述了开展油基泡沫钻井液技术研究的必要性,通过区域地层特征分析、岩心实验等,对油基泡沫钻井液欠平衡钻井技术在本区块实施的可行性进行了论证。在胜北地区采用该技术,并通过井身结构优化、钻井参数优选,减少了井下复杂情况,最大程度地发现和保护了油气层。胜北3-33井等井采用油基泡沫欠平衡钻井和割缝管完井技术取得了明显效果。     

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天然气欠平衡钻井就是在钻开产层前采用天然气作为钻井介质，替换普通泥浆进行钻井作业，在钻井过程中井筒气柱压力低于地层压力，允许地层流体进入井筒，没有钻井液滤液和有害固相微粒进入地层。它与其它欠平衡钻井作业方式相比，具有鲜明的技术特点和独特的技术优势，是一种对于产层少污染的非常规钻井方式，是真实评价和最好保护油气层的最佳钻井方法。文章结合井浅2井，重点介绍了有关天然气欠平衡钻井的一些关键技术，主要包括储层特征、井身结构、钻具组合、气举、天然气钻进技术、不压井带压起下钻技术、不压井带压下油管技术等，并列举了天然气欠平衡钻井在该井所取得的主要技术成果。井浅2井首次在南井构造须家河组获得油气储量，实现了该构造须家河组油气勘探开发的重大突破。为勘探开发川南水敏伤害严重的低压碎屑岩储层找到了一种有效的技术手段。     

欠平衡钻井技术在大庆油田卫深5井中的应用

卫深5井是大庆油田2002年重点探井,钻探目的是评价松辽盆地东南断陷区徐家围子断陷带营城组、沙河子组及火岭石组火山岩及砂砾岩含气情况。在该井采用了欠平衡钻井技术,钻探过程中采用水包油钻井液,选择合理的欠压值和井控技术进行了欠平衡钻迸。有效地解决了该区低渗透火山岩储层在钻探过程中易受污染的问题,保护了储层,及时发现了高产工业气流,提高了深井钻井速度。文中介绍了该井工程参数设计、设备选择和现场试验中久平衡钻井工艺技术研究与应用情况和井底欠压值的控制技术,建议在大庆油田继续开展以砂岩为主的油气藏欠平衡钻井试验研究。     

砂岩气藏水基欠平衡钻井逆流自吸效应实验研究

采用水基钻井液欠平衡钻开砂岩气层时，欠平衡压差往往并不能完全抵消岩石的自吸毛细管力，从而产生逆流自吸效应。这种自吸效应可能对砂岩气藏水基欠平衡钻井的储层保护效果产生影响，但目前与之有关的实验研究还很缺乏。为此，设计了一套实验装置，模拟水基欠平衡条件，研究了砂岩基块孔隙逆流自吸规律及其影响因素。结果表明，水基欠平衡钻井过程的逆流自吸效应引起岩石气相渗透率降低，削弱欠平衡钻井的储层保护效果；欠平衡压差越小，逆流自吸作用越强，过小的欠压值不能起到欠平衡钻井保护储层的作用；随着逆流自吸时间延长、围压增加和黏土矿物膨胀，逆流自吸导致气相渗透率下降的程度加剧；逆流自吸引起的气相渗透率下降速率可以表示成时间的幂函数。     

欠平衡钻井技术成效显著

2002年，中国石油西南油气田在邛西3井成功实施全过程欠平衡钻完井，取得邛西构造三叠系须家河碎屑岩储层勘探重大发现。2004年对四川盆地三叠系须家河组、侏罗系碎屑岩储层共实施欠平衡钻井35口，其中全过程欠平衡15口，特别是针对低压储层，开展了天然气欠平衡钻完井技术的实践。平落19井位于平落坝、邛西过渡带，地层压力低，采用天然气欠平衡钻井方式，欠平衡井段的机械钻速达到了7．23米／小时，是常规泥浆钻进的10倍。该井与处于同一构造带上的其他5口天然气井相隔不远，但产量分别是邻井产量的2．27～4．72倍。该井的成功，对于探索低压气藏的高效开发提供了一种有效的手段。     

马1C井欠平衡钻井液技术

马1C井是在马1井上实施欠平衡钻井的一口套管开窗侧钻井。马1井是吐哈油田三塘湖盆地马朗凹陷牛圈湖构造带牛圈湖1号背斜上的一口预探井。通过对马1C井的地层岩性、储层特性、地层稳定性和可钻性、地层压力等多方面分析，室内对马1C井欠平衡钻井液进行了试验研究，确定出低密度油基钻井液的配方。经现场应用表明，低密度油基钻井液密度为0．87－0．88g/cm^3，在欠平衡钻进过程中处于负压状态，达到了保护油气层的目的；钻井过程中始终有溢流发生，3次自动点火成功，着火持续时间最长达35min，火焰最高约6m；岩屑返出均匀，无坍塌现象，机械钻速最高达30m/h，是马1井对应井段机械钻速（8．5m/h)的3．5倍；低密度油基钻井液性能稳定，较好地保护了油气层，确保了马1C井套管开窗和欠平衡钻井施工顺利。     

胜利油田保护储层的水平井钻、完井液技术

胜利油田的水平井钻、完井液开发应用已经有20余年历史,形成多项具有胜利特色的保护油气层的钻、完井液技术.从低密度钻井液、全油基钻井液完井液、保护低渗储层钻井液完井液、非渗透钻井液完井液和特殊的分支井钻井液完井液技术等5个方面进行了阐述.研究发现,在水平井钻、完井液技术中,最重要的是要保持钻井液具有强润滑性能、携岩性和储层保护性.在特强水敏性地层,需要采用全油基钻、完井液体系;在将来的水平井钻、完井液技术中,要特别注意采用全过程欠平衡钻井结合使用低(无)伤害体系;在储层钻进中建议使用专门的储层钻开液,以最大程度保护储层;钻完井后,需要实施高效解堵技术,特别是无伤害解堵技术(免酸洗和自解堵技术).实施以上技术可以建立有效的储层-油气井通道,实现油气产量最大化.     

松辽盆地北部深层天然气勘探钻井完井保护技术

通过对松辽盆地深层勘探钻井完井技术的简要回顾，指出保护储层的钻井、完井技术所经历的“采用优质钻井完井液体系，实现对储层的保护；使用低密度钻井液提高钻井速度，近平衡钻井对储层的发现与保护和采用欠平衡钻井工艺技术，发现与保护储层”3个阶段分别满足深层勘探就钻井完井过程中保护储层的技术要求。针对深层储层物性和钻井技术条件，研究了储层潜在损害方式和损害程度，分析了各个阶段钻井完井过程中保护技术的作用原理、应用情况与取得的效果。实践表明，保护储层应以勘探发现程度需求为依据，兼顾资料需求和勘探钻井投资，选择相应的保护储层类别。建议加强松辽盆地北部深层天然气勘探钻井、完井过程对储层的保护，探索进一步开展充气、泡沫、雾化、空气等气体钻井技术的研究与应用，使储层发现与保护技术得到一个质的飞跃。     

前34井充氮气欠平衡钻井设计与施工

为准确评价前进潜山腰部太古界地层的含油气情况,辽河油田在前34井应用了充氮气欠平衡钻井技术。该井钻前使用UBDS Ver6.2欠平衡钻井多相流动计算软件系统进行了水力参数设计,分析了井口套压及起下钻过程对欠平衡钻井的影响,最终确定了充氮气欠平衡钻井技术方案:采用密度1.20 kg/L的无固相钻井液为充气钻井基液,井底欠压差-3.5～-1.7 MPa,液相排量12 L/s,注气量25 m3/min,井口套压控制在2 MPa以内,起下钻速度不超过0.5 m/s。该井在钻井过程中严格按照设计施工,真正实现了井底欠平衡,避免了井漏等井下复杂情况,有效保护了储层。该井与使用常规钻井技术的同类型井相比,机械钻速提高了21%。该井充氮气欠平衡钻井的成功,验证了太古界地层深井充氮气欠平衡钻井的可行性,为辽河油田低压潜山深部油层勘探开发过程的油气层保护和储能评价提供了一条新的技术途径。      

玉北1-1井欠平衡钻井技术应用与分析

玉北1-1井是在新疆玉北地区部署的第2口欠平衡井,钻探目的是评价奥陶系中-下统鹰山组含油气特性,为研究该区油气成藏条件提供依据。介绍了该井的钻井液密度、欠压值及水力参数等关键参数设计,并结合实钻过程论述了井底欠压值、井口压力控制技术。该井钻探过程中,选择合理的欠压值和井控技术进行欠平衡钻进,有效防止了该区奥陶系中-下统鹰山组裂缝、溶洞型储层的漏失问题,保护了储层,提高了深井钻井速度。最后针对新疆巴麦地区低压储层段的欠平衡钻井技术应用提出了建议。