白音查干区块气体钻井技术研究与应用

气体钻井技术是一种特殊的欠平衡钻井技术,合理使用可以极大地提高钻进时效,降低钻井作业成本。为了加快白音查干区块的勘探开发速度,缩短钻井周期,将气体钻井技术应用于白音查干区块。现场实践表明,气体钻井技术的应用,在硬地层、可钻性差、研磨性强的非储层段,对提高钻井速度及克服复杂情况等,比常规钻井液钻井更有优势。     

钻井动态坍塌压力探讨

在钻井实践认识及坍塌压力理论分析的基础上,提出动态坍塌压力理论,认为动态坍塌压力是井壁坍塌宽度的函数,常规坍塌压力只是动态坍塌压力的一种特例,而动态坍塌压力则是常规坍塌压力的合理补充。在维护好井下安全的前提下,应用动态坍塌压力理论可以设计使用比常规坍塌压力更低的钻井液密度,以达到提高钻井速度、保护储层或获得更大的钻井液密度窗口等工程作业优势。根据井壁应力破坏规律建立了动态坍塌压力计算方法,并应用于YB103H井钻井液密度设计中,有效解决了陆相下部难钻地层因常规坍塌压力高而无法实施低密度钻井提速的难题;在允许井壁有一定程度失稳的情况下,安全的完成了欠平衡施工作业,实现了安全提速的目的。动态坍塌压力的应用为高坍塌压力地区钻井液密度设计提供了一种新的思路。     

川东南兴隆区块钻井技术

兴隆区块是江汉油田近期开发的新区块,该地区地质情况复杂、含气层多。已钻井存在井身结构复杂,周期长,配套技术不完善,易发生垮塌、卡钻、井漏等复杂情况。通过分析,结合相似地区已钻井取得的经验,推荐了一套适合兴隆区块的井身结构设计方案,采用了多种钻井方式,其中空气钻井、泡沫钻井、泥浆钻井、复合钻井方式为该区块的主要钻井方式。并在钻头选型、钻井液等方面为兴隆区块的优快钻井提出了建议和方案。     

尾管钻井技术研究与试验

尾管钻井技术属于套管钻井的一种类型,具有降低钻井成本、减少井下事故的优点,尤其对存在井壁坍塌等复杂异常情况的深井具有重要意义。实现了在送入工具与悬挂器之间设计了传扭机构、在送入工具(中心管)内设计了一个以衬套为核心的联动开关、在完钻后尾管固井时使用的实心塞和尾管悬挂器内置的空心塞上设计了"棘爪簧片防退"机构、在尾管悬挂器与技术套管间设计了"橡胶"和"金属"双级密封机构等项技术创新,解决了尾管悬挂器及附件必须具有钻井功能、尾管钻井所配钻头必须满足深井硬地层和低钻压条件的要求、尾管悬挂器必须满足"下得去、挂得准、挂得住、脱得开、封得住、提得出"的技术要求、满足尾管与技术套管的环空密封性能的要求、浮箍可承受钻井过程中的长时间冲蚀且能防止固井后水泥浆倒灌等关键技术,实现了先坐挂、再解脱,最后旋转固井的设计思想,成功地完成了地面模拟试验,顺利地通过了同时具有CMA(中国计量认证)和CNAS(中国合格评定国家认可委员会)资格的检测机构所进行的全面行业性能检测,具备了尾管钻井最大钻深能力达到4500m、尾管长度达到200m的能力。     

牛东区块火成岩快速钻井技术研究与应用

三塘湖油田牛东区块火成岩地层硬度高、可钻性差、地层垮塌掉块严重,易发生阻卡和漏失。针对以上钻井难题,进行了牛东区块井身结构优化、个性化钻头设计、低密度钻井液、低密高强短侯凝固井、欠平衡钻井等技术的研究,形成了一套牛东区块卡拉岗油藏快速钻井技术。现场应用63口井,取得了显著的成效,其中Φ152.4mm钻头平均机械钻速提高30.09%,Φ241mm钻头平均机械钻速提高8.08%,为牛东区块卡拉岗油藏快速钻井提供了技术保障。     

川东地区高峰场区块气体钻井后的钻井液转换工艺

气体钻井技术近年来在川东地区高峰场区块应用较为广泛,但在气体钻井之后的后续钻进中,容易因钻井液性能不匹配或钻井液转换工艺不完善造成井壁不稳定等复杂事故。为此,对气体钻井后替换钻井液获得良好效果的峰003-6井的成功经验进行了分析总结,并得出以下认识：①当遇到地层大量出水或钻遇含有塑性石膏地层,出现不利于气体钻井的因素以及工程技术要求等原因不能继续用气体进行钻井时,需要由气体钻井转换为常规水基钻井液钻井;②进行水基钻井液转换时,必须优选钻井液密度,高峰场区块替入钻井液密度参考密度值在1.17～1.25 g/cm³较为合理;③气体钻井后替换的水基钻井液,其性能还需特别考虑具有良好的抑制性能、滤失造壁性、封堵性、流变性和抗下部膏盐层污染能力;④根据空气钻井后钻井液需达到的性能,推荐使用聚磺钻井液体系;⑤峰003-6井钻井液替换时先采用聚磺钻井液加随钻堵漏剂和复合堵漏剂的桥浆作为前置液浆,以降低失水和井漏程度,替入钻井液后及时按进尺量和钻井液消耗量补足沥青类防塌剂和大小分子聚合物复配胶液。该转换工艺可为同类地区气体钻井的后续措施提供指导。     

定北区块盒1水平井钻井复杂机理实验分析

定北区块盒1储层水平井钻井过程中发生井漏、井壁失稳等现象,通过漏失情况分析、岩心观察及室内岩心裂缝可视化实验分析得出,和尚沟组、刘家沟组和石千峰组上部发育层理及微裂缝,且随着井内液注压力增大,微裂缝张开度越大,漏失越严重。岩石矿物组分分析及理化性能实验结果表明,刘家沟组、石千峰组及石盒子组泥岩黏土矿物含量均在30%以上,多含伊利石、伊/蒙混层和高岭石;刘家沟组和石千峰组泥岩经钻井液浸泡后,岩石强度下降明显,易出现井壁失稳;石盒子组硬脆性泥岩变化不明显,应力敏感性较强,易受井内波动压力影响,发生井壁坍塌。定北区块钻井复杂机理实验研究可为针对性措施的制定提供技术依据。     

ZUBAIR油田钻井技术探讨

ZUBAIR油田位于伊拉克南部的油田,主要产油层:上白垩系石灰岩;下白垩系上砂岩第三产层,下白垩系下砂岩第四产层。该油田主要施工风险是Dammam层大井眼井漏,Mishrif层产层渗漏,Tanuma层坍塌卡钻。因此,文章在介绍地层情况及岩性特征的基础上,分析了该油田钻井施工过程中的难点,并根据钻井施工的难点制定了Dammam层大井眼井漏、Tanuma层坍塌卡钻和Mishrif层产层渗漏的预防及处理措施,形成了ZUBAIR油田施工技术方案。     

气体钻井井壁稳定性评价方法分析

由于气体钻井技术在某些方面有着常规钻井液钻井不可比拟的优势，在国内得以大范围地试验应用。但是，作为一项新技术，气体钻井本身具有一定的局限性，其实用范围尚不完全清楚。因此，在现场试验过程中已经暴露出不少问题，井壁稳定性就是其中最为突出的问题之一。在常规钻井液钻井过程中，井筒与地层孔隙压力之间存在正压差，正压差对井壁起到一定的支撑作用，在一定程度上抑制了井壁坍塌，有利于井壁稳定。而在气体钻井中，这种支撑作用并不存在。为此，从气体钻井井壁岩石力学的基础着手，建立了气体钻井条件下井壁稳定性分析的评价方法，并结合实际工程地质特征，对川西特殊复杂地层没有流体产出情况下气体钻井井壁稳定性进行了定量评价，分析评价结果与现场施工情况吻合。     

渗流对欠平衡钻井井壁稳定性的影响

欠平衡钻井过程中井壁稳定是保证欠平衡钻井成功的关键。在常规钻井时，井壁不稳来自力学和化学作用，而欠平衡加大了这些作用机理。在欠平衡钻井过程中，地层流体不断流入井内，井眼形成后井筒周围的应力将伴随地层流体的渗流而重新分布，进而影响井壁的稳定性。文章将由原地应力产生的应力与地层流体向井眼径向渗流产生的应力叠加而求得了欠平衡钻井井周应力的解析解，运用Mohr-Coulomb强度准则建立了欠平衡钻井坍塌压力的计算式。计算结果表明:在欠平衡钻井过程中，考虑地层流体在岩石中的渗流作用后、地层坍塌压力更大即井壁更易失稳，应用于塔中722井的井壁稳定性分析表明，理论结果与工程实际吻合，说明了模型的正确性，可进一步推广应用。     

破解塔里木盆地群库恰克地区井壁失稳难题的钻井液技术

塔里木盆地群库恰克地区油气产层主要位于石炭系和泥盆系,岩性复杂,已完钻的几口探井钻进过程中共发生了200次井下复杂及钻井事故,严重影响了钻井工程进度、增加了钻井成本。采用X射线衍射仪、页岩线性膨胀分析仪等对该地区失稳井段的地层矿物组分及其理化性质进行了分析测试,结合泥页岩线膨胀率评价试验、滚动回收率评价试验、失稳井段岩石黏土矿物和全岩矿物分析,找到了井壁失稳的原因：①失稳井段泥页岩的矿物成分以伊利石为主,其次为伊/蒙间层、高岭石和绿泥石,缺失蒙脱石,岩样泥页岩膨胀率低;②井壁不稳定的原因主要是伊利石的分散作用;③现场所用水基钻井液体系滤液进入地层是导致井壁不稳定的重要原因之一。据此认为：采用抑制能力和封堵能力强钻井液是预防和减少该区块井壁失稳的重要措施,具体的技术对策包括：①筛选合适的防塌钻井液处理剂及体系;②分地层设计和使用钻井液体系。现场应用结果表明,防塌钻井液和分地层钻井液设计较好地满足了该地区钻井工程的实际要求,降低了井下复杂和钻井事故的发生概率,缩短了钻井周期,提高了钻井效率,节约了钻井成本,经济效益显著。     

塔里木盆地顺南—古城地区方解石脉流体来源及其对油气成藏的启示

钻井揭示塔里木盆地顺南—古城地区奥陶系碳酸盐岩方解石脉发育,为探讨该区断裂带流体属性及油气成藏事件提供了重要素材。在详细的岩心观察基础上,开展了方解石脉的流体包裹体以及灰岩基质与方解石脉的地球化学特征对比研究。方解石脉具有多类型的烃类包裹体,包括沥青包裹体、三相烃包裹体、油水液相包裹体以及富气包裹体。方解石脉中与烃类包裹体共生的盐水包裹体具有较高的均一温度（130~160 ℃）。贫¹⁸O（δ¹⁸O =-13.1‰~-8.7‰）、富⁸⁷Sr（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0.708 879~0.710 432）、偏高稀土元素总量和正铕异常表明构造成因方解石脉主要来源于围岩的溶解以及成岩—成烃流体,未发现大气淡水参与的迹象。方解石脉中富含烃类包裹体可能表明研究区北东向走滑断裂带是油气运移与聚集的重要通道。     

塔里木盆地阿瓦提地区碎屑岩领域成藏特征分析

通过对阿瓦提地区重点钻井不同层段的岩心进行流体包裹体分析,揭示古生界-新生界碎屑岩储层存在油气的充注过程,其中志留系存在加里东晚期、海西晚期及喜马拉雅期3期充注,泥盆系存在海西晚期及喜马拉雅期2期充注,三叠系及古近系存在喜马拉雅晚期1期充注。由于圈源不匹配、缺失与油源相通的断裂或保存条件差,均未形成油气藏。综合烃源岩及构造演化史,认为环阿瓦提断陷与古隆起的过渡部位,古生界碳酸盐岩和碎屑岩具备形成原生油气藏、中新生界碎屑岩具备形成次生油气藏的条件,具备通源断裂的地层-岩性圈闭是有利的勘探目标。     

高钙盐钻井液在塔中地区中1H井的应用

塔里木盆地塔中地区沉积环境复杂，平均井深〉5000m，用聚磺体系钻井液钻进时常发生井壁坍塌、阻卡、扭矩增大等现象．在石炭系地层尤为严重，同时还常钻遇含Cl^-极高的地层水。为此设计了由多种抗温降滤失剂（PAM-S、CPS-2000、Siop—E），防塌剂（GXC、AOP-1、聚合醇），高温降滤失剂SMP等配成的高钙盐钻井液。在该钻井液滤液中，页岩高温高压（120℃，2MPa）膨胀量（0．46mm）小于，页岩150℃、24h滚动回收率（92．6％）和岩心渗透率恢复率（96，2％）大于原用聚磺钻井液滤液中的值；被1／5体积的含Cl^-80g／L、含Ca^2＋ 2g／L的地层水污染后用重晶石将密度调至原值，该钻井液的各项性能可完全恢复。详细介绍了在中1H评价井钻进中，该钻井液的配制、转化、维护和处理，包括Ca^2＋含量和氯化钙消耗量，聚合铝含量、膨润土含量、HTHP滤失量及pH值的控制。中1H井石炭系井段平均井径扩大率为11．55％，比使用聚磺钻井液的中1井降低64．5％，钻速提高1、16倍。讨论了该钻井液的防塌机理。图2表2参2。     

二连油田巴音都兰地区防缩防卡钻井液技术

二连油田巴音都兰地区赛汗组～腾格尔组地层之闻。主要岩性为粉砂岩、砂砾岩和砂泥岩互层。砂砾层渗透性强；泥岩段富含泉脱石，水敏性强。施工过程中易发生缩径、拔活塞、大段划眼、卡钻等复杂情况。通过优选钻井液配方。调整钻井液维护处理方案．及时并保量地加入FT-103防塌剂和SMP高温高压降滤失剂，提高了钻井液抑制性，改善了泥饼质量；同时，提高钻井液四级净化设备的使用，配合相应的工程技术措施，使缩径拔活塞现象明显减少．平均机械钻速由原来的10．12提高到11．37m／h。复杂事故的时效由0．63％降为0,完井电测一次成功率由88％提高到92％。该钻井液防缩防卡技术能够满足巴音都兰地区的钻井需要。     

塔里木盆地塔中地区断裂分形特征

断裂是油气运移的重要通道,且具有明显的分形结构特征。利用分形方法,对塔里木盆地塔中地区4个重要构造面即Tg7（寒武系膏盐岩层顶）,Tg5′（下奥陶统顶）,Tg5（奥陶系顶）和Tg2″（石炭系生屑灰岩顶）的断裂体系进行了分形分析。在4个构造面中,Tg5′的分形维数最高,其次是Tg7,Tg2″的分形维数最小。研究结果表明,下奥陶统顶面断裂体系最发育,下奥陶统顶面的流体渗透性要强于其他几个界面。     

塔里木盆地轮古西地区奥陶系古潜山岩溶作用机理与发育模式

轮古西地区奥陶系碳酸盐岩岩溶储集空间主要为溶蚀孔、洞、缝,岩溶储层类型可分为裂缝型、孔洞型、裂缝—孔洞型、洞穴型4种,具有极强的非均质性;不同地貌单元岩溶缝洞系统具有明显的垂向分带特征,应用薄片分析法对不同类型岩溶作用机理进行研究,在此基础上分析轮古西地区奥陶系碳酸盐岩岩溶储层发育模式.认为:东部轮古7井区区域位置最高,为轮南潜山区域补给区;轮古西地区岩溶台地为该区补给区,大气降水以下渗、径流为主,溶蚀孔洞及溶蚀裂缝发育,泥质、方解石充填;岩溶坡地为地下水径流区,地下水以水平径流为主,岩溶暗河管道系统发育,岩溶角砾岩、泥质充填;岩溶盆地为排泄区,其排泄基准面决定了岩溶发育规模.     

塔里木盆地玉北地区蓬莱坝组鞍形白云石地球化学特征

根据岩相特征将玉北地区蓬莱坝组白云岩分为粉细晶基质白云岩、粗晶基质白云岩和鞍形白云石充填物。鞍形白云石充填物各类地化特征都与粗晶基质白云岩相似,是粗晶基质白云岩自身溶解后又在缝洞内形成的一种再沉淀,应该属于白云石胶结物,而与交代灰岩作用无关。高温、高盐度的地层卤水应该是鞍形白云石充填物形成的主要成岩流体。微量元素方面,粉细晶基质白云岩的Sr含量明显高于粗晶基质白云岩和鞍形白云石充填物,而鞍形白云石充填物的Ba含量远远高于基质白云岩和粗晶基质白云岩;Mg/Ca比方面,三者差别极小;鞍形白云石充填物与基质白云岩稀土含量都很低且配分曲线特征相似,稀土分异程度相近;包裹体测温、测盐显示鞍形白云石充填物与基质粗晶白云岩在流体性质上存在重叠,表明其在流体性质上存在对基岩的继承性。     

塔北西达里亚地区DK17井定向钻井技术

介绍了塔北西达里亚地区ＤＫ１７双靶定向井各井段（共５段）施工情况及钾基聚合物钻井完井液技术要点。探讨了井眼方位左右漂移、钻具组合降斜作用、压差卡钻及岩屑携带等问题，并提出了相应技术措施。     

塔里木盆地K区块非常规气藏优快钻井工艺

塔里木盆地K区块页岩沉积环境、有机质丰度、成熟度、产层连续厚度及页岩中脆性矿物含量等页岩气评价指标良好,具广阔的勘探开发前景.通过对成熟区块页岩气开发工艺调研,来研究本区块非常规气藏高效钻井工艺.针对地层特征推荐采用5¹/₂″套管射孔完井,确保后期完井、措施作业的顺利进行.由于页岩气藏具有分布广、厚度大的特点,轨迹控制要求可以适当放宽,常规的MWD+随钻电阻仪器测量方式可以满足水平井轨迹控制的需要.