顺北油气田火成岩侵入体覆盖区超深井优快钻井技术

顺北油气田火成岩侵入体覆盖区超深井钻井时,既存在二叠系火成岩井漏、志留系泥岩垮塌和古生界深部地层可钻性差等问题,还存在因火成岩侵入体地层坍塌压力高带来的钻井难题。前期,该油气田为了解决火成岩侵入体覆盖区超深井井眼垮塌的问题,提高了钻井液密度,并对火成岩侵入体进行了专封,但效果较差,而且超深井完钻井眼直径仅为120.7 mm,定向工具故障率高,导致钻井效率较低。为此,建立了地层三压力剖面,分析了钻井必封点及套管序列,优化了火成岩侵入体覆盖区超深井井身结构,将完钻井眼直径由120.7 mm增大为143.9 mm,并研究应用了二叠系防漏技术、志留系井壁稳定技术、火成岩侵入体安全钻井技术及分层钻井提速技术,形成了顺北油气田火成岩侵入体覆盖区超深井优快钻井技术。该优快钻井技术在7口超深井中进行了现场应用,钻井周期大幅缩短,机械钻速明显提高,表明其可以解决现场施工存在的技术难题,具有推广应用价值。      

低活度高钙聚胺钻井液在准北101井的应用

针对准北区块地质构造复杂多变、存在多个破碎带且裂缝发育、容易引发严重井壁失稳问题,研制出低活度高钙聚胺钻井液体系,该体系容钙量可达3.0%,活度可调节至0.95以下,膜效率保持在0.2以上,起到了稳定泥页岩井壁的作用。在准北101井应用结果表明,从2000~4200 m开始,维持钻井液活度在0.95以下,Ca2+浓度维持在6000 mg/L以上,全井无漏失,无井壁失稳问题,二开平均井扩大率为6.96%,三开平均井扩大率为0.59%,取得了很好的井壁稳定效果。进一步优化固控设备,降低钻井液劣质固相含量,同时提高钻井液润滑性能,为准噶尔盆地北部地区油藏高效开发提供了可靠保障。      

塔河油田水平井钻井技术

塔河1号油田位于塔里木盆地沙雅隆起塔河1号构造，其圈闭层位有石炭系和三叠系中，下油组，目前，该油田已完钻的沙29井，沙51井，TK101井，TK102井，TK103井在三叠系上，中，下油组均获工业油气流，其中，下油组油层厚度大，油质好，但底水，为防止底水锥进，减少生产压差，完成原油生产任务及完善开发井网，验证水平井开发的经济效益，西北石油局从1998年5月至1999年11月相继在该油田完成了5口水平井，取得明显的经济效益，水平井的采油指数是直井的1－3倍，水平井可有效地控制底水锥进和气锥进，延缓见水时间，水平吉单井控制面积是直井的2－3倍，而钻井费用只是直井的1．5－2倍。     

吸水膨胀树脂复合堵漏剂的研发与性能评价

针对钻井堵漏中吸水树脂堵漏剂承压能力低、单一刚性颗粒碳酸钙难于堵漏、它们的颗粒大小与漏失裂缝尺寸难以匹配,均不能很好堵漏的问题,以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸铵-亚硫酸氢钠为引发剂进行聚合反应,再通过烘干、粉碎、过筛处理制备了粒径(mm)1.00、1.00～2.80、2.80～4.75和4.75～8.00的4种树脂,将该树脂与膨润土、超细碳酸钙、石棉纤维和5种粒径非球形碳酸钙颗粒进行复配,通过1～4 mm缝隙板的堵漏效果评价,优选堵漏材料的粒径和加量,形成了一种复合堵漏配方。研究结果表明:该树脂颗粒在15～30 min内吸水膨胀,在淡水和6.0%氯化钠溶液中360 min吸液倍率分别达102～234 g/g和17～23 g/g。形成的复合堵漏剂用淡水和聚磺钻井液稀释配制的密度为1.37 g/cm~3的堵漏浆对1～4 mm缝隙板可完全封堵,在6.9 MPa下可承压10 min,具有良好的堵漏效果。图6表3参18     

塔河油田水平井钻井技术经济性分析与评价

塔河油田应用水平井技术开发砂岩油气藏和石灰岩裂缝油气藏，以提高采收率并降低油气综合成本，经过7年的攻关研究和推广应用，已形成较为成熟的水平井钻井完井技术。在介绍该油田水平井技术发展历程的基础上，对水平井技术的经济性进行了分析评价，分析了该油田水平井技术应用存在的主要问题，并提出了相应的解决方法。     

断裂带破碎地层井壁稳定机理的离散元法分析

受挤压构造运动影响,顺北5号断裂带奥陶系地层破碎,钻井过程中井壁坍塌掉块严重。由于破碎地层岩石的变形及应力是不连续的,破碎岩块间不存在黏聚力,导致常规的基于连续介质的岩石力学分析方法不适用于此类破碎地层。而离散单元法将含结构面的岩体假定为若干刚体组合,可以刻画变形及应力的非连续性,适用于破碎性地层建模。首先针对地层破碎特性提出能更加合理地表征钻井液封堵性能的新指标——压力传递系数,该系数可通过简单的实验获取;之后建立了适用于顺北破碎带的离散元模型;利用标定的模型分析了不同井斜角、钻井液密度、钻井液压力传递系数对井壁坍塌的影响程度。研究发现:破碎地层失稳是岩块受力平衡的打破造成的(而非岩块本身的强度破坏造成),钻井液压力传递造成井壁周围孔隙压力增加,降低岩石间的挤压力同时降低摩擦因数,导致摩擦力大幅度下降引发岩块失稳;破碎带岩石的尺寸影响井壁稳定性,岩块越破碎越容易发生失稳;随着井斜角增加,井壁失稳风险急剧增加;不同压力传递系数的模拟结果显示,钻井液安全密度窗口随封堵性提高得到不同程度的提高,各影响因素的容错率提高。该研究可为破碎地层安全高效钻井工程措施制定提供指导。     

钻井液用聚合物分子结构与环保性能的关系研究

为了探究聚合物的分子结构与环保性能的关系,合成了一系列聚合物类钻井液处理剂,采用发光细菌法（EC₅₀）和BOD₅/_CODCr比值评定法,研究了官能团种类、分子骨架结构及分子量等对其生物毒性和生物降解性能的影响。实验结果表明:官能团和分子骨架结构对生物毒性和生物降解性的影响较大;而分子量对生物毒性的影响较小,对生物降解性的影响较大。      

YK5H深水平井螺杆钻具落井事故的处理探讨

YK5H深水平井是雅克拉凝析油气田的第一口水平井,其主力产层之一的白垩系下统卡普沙良群下段地层的显著特点是抗压强度及硬度大、岩石可钻性差、应用牙轮钻头钻进时机械钻速较低,为此该井进行了“PDC＋螺杆钻具”现场试验,但在造斜钻进过程中发生螺杆落井事故,经多次打捞均未获成功。详细介绍了该井螺杆钻具落井事故的处理过程,分析了螺杆钻具打捞失败的原因,并指出应进行水平井专用打捞工具的研制及其配套工艺的研究。     

无黏土相钻开液用抗温增黏降滤失剂的研制 与性能评价*

针对常规改性淀粉降滤失剂高温易降解导致钻开液抗温性差的问题,采用接枝共聚法,以天然淀粉为原料、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)与丙烯酰胺(AM)为接枝单体制备了一种抗温增黏降滤失剂STAR-AM,通过红外光谱表征了产物结构。将STAR-AM与流型调节剂、封堵剂、屏蔽暂堵剂、润滑消泡剂、HCOONa等复配制得无黏土相抗高温钻开液体系。分别评价了STAR-AM在基浆和钻开液体系中的抗温、增黏和降滤失性能,考察了钻开液的储层保护效果。结果表明,在淀粉(玉米淀粉、木薯淀粉质量比为60∶40)、单体(AMPS、AM物质的量比为1∶2)质量比为65∶35的条件下制备的STAR-AM具有较好的抗温增黏降滤失作用。STAR-AM加量为10～25 g/L时,基浆150℃老化后的黏切显著提高,API滤失量大幅降低;加入甲酸盐后,基浆抗温能力从150℃提高至170℃。STAR-AM加量为25 g/L时,无黏土相抗高温钻开液170℃老化后的API滤失量仅1.3 mL,HTHP滤失量仅10.2 m L,明显优于常规改性淀粉类降滤失剂;且具有优异的储层保护效果,岩心渗透率恢复值超过95%,可在超深水平井裸眼钻完井中推广应用。图1表10参18     

短半径水平井钻井技术在塔河油田的研究与应用

塔河油田自TK425CH井成功完钻以来,短半径水平井得到了长足的应用与发展。目前已成为老井改造、油藏开发再挖潜的重要手段之一,利用该技术能够有效改善油藏开采效率,减少钻井作业费、地面建设费,降低施工成本,缩短钻井周期,提高综合经济效益;该技术的推广还有利于环境保护。