煤层气钻井储层保护新技术研究

本文分析了我国煤层气勘探开发现状和前景,研究了我国煤层气储层孔隙和裂隙系统特征,分析了煤层气钻井的储层伤害机理。针对煤层气钻井储层保护难点,提出了采用低固相或无固相钻井液、欠平衡钻井技术、屏蔽暂堵技术和加强固相控制等煤层气钻井储层保护技术。     

无固相聚合物体系泥浆在艾哈代布油田ADRu3-3-2H井应用

目前伊拉克AHDEB油田钻井采用的钻井液为磺化聚合物钻井液体系,在钻井过程中,钻井液滤液、钻井液固相等可能对压力系数日趋下降的油层造成损害。针对目前采取的钻井液体系现状,关于储层保护技术问题,四开储层准备采取无固相聚合物钻井液体系,进行储层专打,利用降低钻井液固相堵塞储层孔道几率而减少储层伤害。在进行多次室内配伍实验后,该无固相聚合物体系泥浆成功应用于ADRu3-3-2H井四开水平段井眼。     

ADM9-4H井无固相聚合物钻井液技术

目前钻井现场使用的钻井液体系大多是以膨润土为基础配浆材料,再结合各种钻井液处理剂配制而成,此类钻井液虽具有各种优点,但也存在着损害储层的问题。无固相聚合物钻井液由于能实现较低的当量密度和很少的固相含量,能够明显地降低滤液和固相侵入储层的数量,从而达到保护储层的目的。DM9-4H井四开岩性主要为灰岩,为了保护储层,使用无固相聚合物钻井液体系,该体系充分发挥无固相聚合物钻井液的优点,辅以原油提高润滑性。良好的钻井液性能,再配合以合理的工程技术措施,有力保证了储层钻井施工的顺利进行,后期完井资料显示,采收率得到明显提高。     

保护低渗油气藏的钻完井液技术

低渗储层孔喉细小,对入井流体更为敏感,钻完井过程中很容易出现固相和滤液相侵入、水锁、乳状液堵塞、结垢等伤害,使得低渗储层的开发更加困难。针对此类问题,国内外研制出超低渗透钻井液、成膜钻井液、双膜钻井液、微泡钻井液、无自由水钻井液及油基等适应于低渗储层减小储层伤害的钻完井液技术。从低渗油气藏损害成因出发,通过实验研究方法优选出适用于海上保护低渗油气藏的钻完井液技术,它具有优良流变性、失水造壁性、润滑性和抑制性,能满足该钻井工程的需要,同时能有效地降低滤液进入储层喉道,达到储层保护的效果,为海上低渗油气田的开发提供了保障。     

基于煤层气可降解的羽状水平井钻井液室内研究

为解决煤层气羽状水平井井眼净化、井壁稳定和储层保护之间的矛盾,研制出可生物降解的钻井液技术。该钻井液为无固相聚合物钻井液体系,具有较高的动塑比和低剪切速率黏度,能很好地稳定井壁和保持井眼清洁。优选出能够降解无固相聚合物钻井液的生物酶,测试结果表明：该生物酶在001%加量、1 h能有效降解钻井液,较适宜的降解环境为：pH=55~70,温度20~50 ℃,氯化钠和氯化钾对生物酶降解效果影响较小。     

煤层气垂直压裂井在彬长大佛寺井田的应用

介绍了彬长大佛寺井田首次应用垂直压裂井开采煤层气。在钻井过程中采用低固相钻井液及变密度固井的方式,减小了对煤储层的伤害;压裂时采用以套管注入、高排量、活性水携砂为主的清水压裂配套工艺技术,能够满足该区煤层气井储层改造的要求;并在排采中尝试将液面降至煤层顶板位置生产,取得了理想的效果。     

煤层气水平井钻井过程储层损害机理

以山西沁水盆地山西组3号煤层为研究对象,对羽状水平井钻井过程可能发生损害煤储层因素如钻井液固相、水敏损害、应力敏感性、毛细现象、结垢和聚合物堵塞等进行了实验研究。结果表明,山西沁水盆地3号煤层孔隙度和渗透率均较低,煤层黏土矿物含量较高,水敏损害、结垢、钻井液固相侵入和聚合物堵塞是水平井钻井过程中造成煤储层损害的主要因素。使用合适矿化度、密度和具有防垢功能的钻井液以及可解除的钻井液处理剂是煤层气水平井钻井过程保护煤储层的有效措施。     

束缚水钻井液及其在煤层气水平井中的应用

为降低钻井液中自由水对煤层气水平井井壁稳定和储层保护造成的不利影响,在评价钻井液处理剂束缚自由水能力基础上,开发出煤层气束缚水钻井液,其配方为:清水+0.1%纯碱+(0.5~0.8)%束缚水胶凝剂+(0.5~1.0)%水基润滑剂,对比评价了束缚水钻井液与清水、氯化钾盐水和黄原胶钻井液在煤层保护和井壁稳定性能上的差异。性能评价结果表明,束缚水钻井液自由水含量低,封堵能力强,侵入煤层滤失量少,对煤岩强度影响小,稳定煤层井壁能力优于清水和氯化钾盐水;稳定井壁和保护煤层能力优于现有的黄原胶钻井液。现场应用结果表明,束缚水钻井液可以较好地解决目前煤层气水平井储层保护和井壁稳定之间的矛盾,有较好的应用前景。     

ADMa-9H钻井液技术

ADMa-9H是伊拉克的一口大位移水平井,随着油田的不断开发,对储层保护的力度越来越大;而且由于油层的发育不均,导致对地质录井根据岩屑确定储层层位提出了更大的挑战。针对这些要求,在本井储层段研究应用了无固相钻井液,取消了膨润土和重晶石粉的使用,较好地实现了储层保护,较好地解决了钻井液对地质录井判断地层的干扰,使地质录井捞取砂样清洗工作比较容易,砂样更利于地质岩性辨析以及地层判断。本井使用的无固相泥浆性能稳定、润滑性好,能够满足钻井施工要求。该井四开无固相钻井液的成功应用,为相似情况的区块开发具有借鉴意义。     

新型超低密度水基无固相钻井液在DP3井的应用

DP3井是中石化华北分公司在大牛地气田布署的第三口重点水平井。该井三开采用全过程欠平衡钻井工艺,水平段长、地层压力系数低以及砂质泥岩的低渗储层是三开钻井液施工的难点。为了能更有效保护油气层,揭开大牛地气田的低压低渗储层,在室内采用以美国3M公司的HGS复配作为密度减轻剂,以纳米乳化石蜡作为钻井液的润滑剂,研究出了新型超低密度水基无固相钻井液。该钻井液成功应用于DP3井三开井段,顺利钻穿1201m长的水平段。完井测试表明该井钻井液储层保护效果显著,日产气达10×10^4m^3以上。     

煤层多分支水平井安全钻井技术

通过对煤层地质特征、钻井工程特点以及现场实践分析,归纳了煤层损害与井壁失稳机理,提出了煤层多分支水平井安全钻井策略。研究表明：应力敏感、流体及固相侵入、水相圈闭是煤层损害的主要类型;控制钻井液滤失量,增强滤液与煤层配伍性,提高煤层能量,完善煤层损害解除方法是保护煤层的有效手段;地质情况复杂,煤岩强度低,钻进液性能不稳、密度不合理,清水充气不均是清水充气欠平衡钻进多分支井水平井煤层损害和井壁失稳的主要机理;开展三维地震优选布井,钻井工艺,清水改性及暂堵-返排钻井液体系等配套技术研究有利于煤层多分支水平井钻井安全。     

钻井完井过程中煤层气储层伤害因素分析与控制措施

本文综述了中国煤层气储层具有低渗透率、低压力、低含水饱和度的特征，提出钻井完井过程中引起储层伤害的主要因素是应力敏感和水锁。为了防止储层伤害，钻进过程中应首先考虑使用空气钻井，其次考虑使用可循环泡沫钻井液和水包油可循环泡沫钻井液体系。对于水平井和定向井，可考虑使用玻璃漂珠钻井液体系，实现近平衡压力钻井。固井时应采用低密度、低滤失量和高强度水泥浆体系。     

也门1区块恶性漏失地层气体钻井实践

也门1区块地表覆盖着约300 m厚坚硬灰岩,区块内断层多,广泛存在着漏失层,采用常规钻井技术,机械钻速慢,井漏频繁,钻井难度很大。从地质条件、循环介质以及经济性等方面评价了气体钻井在1区块的适应性。现场应用初期,砂岩地层井漏、下套管遇阻问题非常突出,气体钻井发挥的作用有限。针对这些问题,通过优化井身结构和注气注液参数,优选泡沫、充气钻井基液配方、首选充气盲钻作为快速钻穿恶性漏失层的主要技术等,并制订完善的技术措施。现场3口井的应用表明,1区块地层复杂,单一的空气、泡沫或气体钻井技术只能解决部分钻井问题,综合运用气体钻井技术,才能满足提高钻速、稳定井壁和预防井漏等多方面的要求,从整体上提高钻井时效。     

涪陵页岩气水平井油基钻井液技术

针对非常规油气藏开发及复杂地层安全钻井的需要,为解决水平井井壁稳定、摩阻、携岩及地层污染问题,开展了油基钻井液技术研究与应用。通过乳化剂、有机土、降滤失剂、封堵剂等处理剂的研选,形成以柴油、白油为基础油的油基钻井液配方、循环损耗量控制技术及现场施工工艺。在涪陵页岩气田应用了100余口井,满足了现场施工需要,取得良好的技术经济效果。结合涪陵区块的具体情况,不断深入研究,2015年研究并现场试验了粉状乳化剂、无土相油基钻井液等新技术。     

空气钻井技术在柳林煤层气井的应用

空气钻井技术是煤层气高效开发的重要钻井技术,具有循环压耗低、携砂能力强、井眼净化好的特点,同时能有效防止井漏、保护储层、提高机械钻速等,但面临着井壁稳定、水动力条件等复杂的工程和地质难题,在柳林煤层气井施工中,开展了岩层特征、水文地质条件、煤层含水特性、泡沫钻井液设计等研究,针对地层特点,设计了适合空气钻井的配套工艺技术。通过柳林地区7口井的施工,钻井周期缩短50%,储层得到有效保护,直井产气量达到1000 m3/d,水平井产气量达15000 m3/d,初步取得了良好的示范效果,推广应用前景广阔。     

牡丹江金厂矿区钻井液选用与堵漏技术

介绍了牡丹江金厂矿区金刚石岩心钻探中钻井液的使用和堵漏技术应用问题.所采用的钻井液体系具有良好的防塌效果,且适应性强、粘度适中,形成的泥饼薄而致密且有韧性,能够有效地解决金刚石岩心钻探中出现的钻井液悬浮能力差、漏失严重的问题,对充分发挥金刚石钻进特点,防止孔壁垮塌起到了良好的作用.以ZK-0003孔为例,说明所采用的堵漏技术效果明显、成本低,堵漏后钻孔孔壁稳定,可在实际生产中推广应用.     

硅酸钾钻井液在页岩气水平井中的可行性研究

页岩气开发以水平井为主,由于页岩地层裂缝与层理发育,在长水平段钻井过程中极易发生垮塌等井眼稳定问题,同时还有携岩、摩阻等一系列问题;大量的研究工作表明,硅酸盐钻井液的抑制性是较为接近油基钻井液体系的,但其能否用于页岩气水平井的钻井过程中是值得探讨的。本文在对硅酸盐钻井液体系及页岩稳定分析的基础上,建立了一套硅酸钾钻井液体系,该钻井液体系除了具有良好的抑制性能以外,更具有较低的滤失量(高温高压滤失量6 m L),并且流变性易于控制,润滑性好,分析认为该体系能够满足页岩气水平井钻井的要求。     

DF1井氮气泡沫欠平衡钻井实践与认识

氮气加泡沫欠平衡钻井是当前国际上已经成熟的一种钻井新技术.其优点是静液柱压力低,漏失量小,携屑能力强,对油气层损害小,保证水敏性地层钻井安全;可及时发现油气层,提高单井产量;因而能够最大限度地发现和保护中、低压低渗油气藏,以获取比常规过压钻井高得多的经济效益.在大牛地气田DF1井的施工应用中,针对本工区低压、低渗、水敏的特点,使用该项技术,很好地解决了工区内使用普通泥浆造成对产层污染的问题,并取得了成功.     

HH12P103水平井优快钻井技术

HH12P103井是中石化华北分公司在鄂尔多斯盆地天环坳陷南端部署的一口评价井,井型为水平井。该井钻遇地层复杂,在环河有盐层,安定组和直罗组掉块严重容易卡钻,延安组还有煤层,水平段钻遇泥岩夹层,容易剥落;钻井过程中出现坍塌、漏失、井斜。针对这些地质复杂情况和钻井难点,在施工过程中优化钻具组合,使用单弯螺杆和MWD组合防斜,水平段带扶正器;工艺措施上尽量勤调整,但是每次少量调整,保证了井眼轨迹圆滑性;同时,施工过程中及时调整好泥浆性能,不间断使用三级固控设备,使用150目的振动筛,及时清除泥浆中的有害固相,保证井眼清洁,降低了摩阻和扭矩,从而提高了机械钻速。     

盐水钻井液处理剂探索实验

盐水钻井液对泥页岩水化有抑制作用,同时盐水钻井液具有优良的抗低温能力,可作为天然气水合物和其他高寒地区的低温钻井液,主要对盐水钻井液的处理剂与低温性能进行探索性实验分析与总结.