南海超高温高压气井裸眼完井测试关键技术

南海莺琼盆地超高温高压区块油气资源潜力巨大,随着超高温高压区块勘探力度的逐步加大,海上超高温高压气井裸眼完井测试的需求逐渐上升。目前海上超高温高压气井的裸眼完井测试存在巨大的风险和挑战:高密度测试液清喷困难,极端条件下易造成测试液稠化沉淀堵塞测试管柱;超高温高压测试条件下,测试管柱配置较为复杂,同时管柱伸长量设计不合理,存在测试工具失效的风险;井壁岩石不稳定性风险较高,存在着井壁坍塌、地层出砂、埋卡封隔器等风险。为解决上述难题,自主研发了一套适用于海上高效勘探开发的超高温高压气井裸眼完井测试关键技术:研发了沉降稳定型测试液,通过在原完钻钻井液基础上添加抗高温降滤失剂和增加石灰含量增强沉降稳定性能;在常规测试管柱的基础上增加RD循环阀和选择性测试阀并合理计算测试管柱的伸长量,优化设计了测试管柱结构;合理优化海上平台的测试管线流程和装置布局,有效降低了测试过程中的风险;考虑测试过程中井壁不发生剪切破坏的前提下,制定了合理的测试压差和测试时间。该技术在南海超高温高压气井DF13-Y-Y井中进行了现场应用并取得了圆满成功,为后续海上超高温高压井的裸眼完井测试积累了宝贵经验。     

莺琼盆地半潜式平台超高温高压钻井取心技术

南海西部莺琼盆地超高温高压目的层安全压力窗口窄,超高温高压钻井取心作业井控风险高,且取心工具抗温要求高;地层泥砂岩交替多变,井底易沉砂造成堵心;同时采用半潜式平台进行取心作业,平台升沉导致取心参数控制困难.通过取心前充分调整高密度钻井液性能,保证井筒稳定;改造取心工具及优化取心钻具组合,增强取心工具防漏、防卡等能力;半...     

南海莺琼盆地高温高压井测试液的研究与应用

南海莺琼盆地高温、高压、高含CO₂气体、低孔低渗等复杂地质条件要求测试液具有良好的抗温稳定性、沉降稳定性、抗CO₂污染能力及储层保护能力。由于前期无专用高温高压测试液,导致复杂情况频发,经过多年研究与实践,在完钻使用的钻井液中引入抗高温降滤失剂Calovis,适当提高测试液碱度,合理控制测试液的MBT,配合使用超细重晶石加重,同时提高测试液的返排性能,形成了一套高温高压井测试液技术。该测试液在莺琼盆地2口高温高压探井测试作业得到成功应用,其中一口井CO₂含量达到23%,井底温度超过200℃,测试液密度达到2.33 g/cm3,射孔压力及环空压力传递正常,静置7 d后,封隔器解封顺利,测试液性能未发生恶化,测试产量均超过预期产量,完成全部测试任务。      

莺琼盆地超高温高压气井测试技术

南海莺琼盆地超高温高压气井井底温度接近200℃,地层压力系数超过2.3,且部分井CO2含量高。超高温高压气井测试作业面临测试管柱设计复杂、高密度测试液易沉降、测试管柱及封隔器受力复杂、测试管柱失效风险高等一系列难题。为此,研制了超高温高压气井测试技术。该技术使用RD旁通试压阀有效解决了管柱密封性检验与管柱插入之间的矛盾,同时,使用选择性测试阀解决了测试工具响应问题;使用超细重晶石加重测试液,合理控制测试液p H值,显著提高了高密度测试液的沉降稳定性及抗CO2污染性;通过模拟计算,分析封隔器受力及管柱伸缩量,有效降低了测试管柱失效风险。该技术在南海莺琼盆地3口超高温高压气井测试作业中进行了应用,成功率为100%,无事故发生,为海上超高温高压气井的安全测试提供了技术支持。     

海上超高温高压探井弃井水泥塞技术

莺琼盆地超高温高压探井高密度弃井水泥塞面临着流动性与沉降稳定性矛盾突出,水泥石强度易衰退,封固段长,温差大,顶部强度发展缓慢,安全密度窗口窄,水泥浆漏失与气窜风险并存等难题。通过使用球形微锰矿加重水泥浆,改善高密度水泥浆流变性,同时提高其沉降稳定性,优选高温成膜防气窜剂,降低气窜风险,优化硅粉加量,提高水泥石高温抗压强度,强化隔离液防漏性能,配合挤入式固井注水泥塞工艺,形成了一套莺琼盆地超高温高压弃井水泥塞技术。该技术在莺琼盆地应用最高井底静止温度达213℃,水泥浆最高密度达2.50 g/cm3。现场应用表明,弃井水泥塞流动性及沉降稳定性好,高温强度发展快且不衰退,稠化时间稳定,具有良好的防窜及防漏能力,均成功封固住高压气层。      

南海莺琼盆地高温高压井堵漏技术

南海西部莺琼盆地地质条件复杂,井底温度和压力高,钻进目的层过程中井漏频发。为解决井漏问题,在分析发生井漏主要原因的基础上,提出了将耐高温刚性堵漏材料和耐高温弹性堵漏材料相结合的思路。在钻井液中添加耐高温刚性堵漏材料DXD和耐高温弹性石墨堵漏材料TXD配制成堵漏浆,DXD在诱导裂缝中架桥,TXD在压差作用下充填于诱导裂缝剩余孔隙中,防止诱导缝进一步开启扩大,封堵诱导裂缝,提高地层承压能力。室内性能评价表明,堵漏浆密度最高可达2.40 kg/L,抗温能力可达200 ℃。堵漏浆在莺琼盆地多口高温高压井进行了应用,堵漏效果较好,堵漏成功率由采用常规堵漏技术的30%左右提高到了80%以上。这表明,该堵漏浆可以封堵莺琼盆地目的层的诱导裂缝,提高地层的承压能力和堵漏成功率,解决井漏频发的问题。      

莺琼盆地抗高温高密度水基钻井液

莺琼盆地地温梯度高,压力系数大,安全密度窗口窄,抗高温高密度钻井液技术是其高温高压地层钻井面临的主要技术难题之一。对该区块现用水基钻井液进行性能分析,通过对钻井液性能进行优化,构建了莺琼盆地高温高压段水基钻井液。该钻井液体系在200℃热滚16 h后的黏度为39 mPa·s,动切力为7 Pa,高温高压（200℃、3 MPa）沉降因子为0.512,高温高压滤失量为8.6 mL,高温高压砂床滤失量为14.4 mL,在4 MPa被CO₂污染后黏度为43 mPa·s,动切力为9 Pa,API滤失量为4.5 mL,高温高压滤失量为13.6 mL。研究结果表明,该体系的流变性、沉降稳定性、高温高压滤失性、封堵性及抗酸性气体CO₂污染性能均优于莺琼盆地现有高温高压段水基钻井液体系。      

南海莺琼盆地地层压力预测技术现状及展望

莺琼盆地是世界海上三大含油气超压盆地之一。盆地内超压分布十分广泛,超压成因复杂多样,目前钻遇最高压力系数达2.36。钻井实践表明,地层压力异常严重影响了作业安全和时效,是长期制约盆地内高温高压及深水领域天然气勘探开发进程的关键因素。该文通过详细回顾地层压力预测技术发展脉络,系统梳理了中海油莺琼盆地地层压力预测技术面临的挑战,总结了制约地层压力预测技术精度的关键因素。在此基础上,面向未来勘探及钻井作业安全需求,指明了后续盆地内地层压力预测技术发展趋势及重点攻关方向,为海上低勘探地区的压力预测研究提供了重要参考。     

莺—琼盆地的独特埋藏史

通过沉积速率线性外推剥蚀厚度恢复、脱压实和异常高压以及古水深校正的单井埋藏史和连井埋藏剖面及构造沉降分析，发现莺－琼盆地是个多旋回沉积盆地，其沉积物埋藏过程可分为早期缓慢浅埋和晚期快速深埋两大阶段。这种独特的埋藏历史不仅是储层孔隙增生与保存的主要控制因素之一，而且极大地影响了烃源岩干酪根热解反应路径、烃类的运移的聚集、异常高压的发育以及所发生的复杂的水（气）－岩相互作用。     

莺—琼盆地第三纪微体古生物群及地层划分

以南海北部大陆架海域莺歌海－琼东南盆地Ya8-2-1、Ya8-1-1、Ya13-1-4及LD30－1－1A井为重点，进行定量的多门类微体古生物群综合分析和生物地层学研究。莺－琼盆地第三系有丰富的微体古生物化石，有孔虫化石尤为丰富。详细研究了有孔虫、介形虫、钙质超微、孢粉和沟鞭藻等生物群的特征及其纵、横向上的分布。依据浮游有孔虫、钙质超微化石等，对盆地第三系识别出14个浮游有孔虫界面和1个质超微化石界面，对化石带的划分进行了讨论。经与Berggren等所制定的绝对年龄值的对比，作出了莺－琼盆地的年代地层表。最后对莺－琼盆地第三系各组（崖城组、陵水组、三亚组、梅山组和莺歌海－黄流组）的时代进行了讨论。     

莺琼盆地高温高压井水基钻井液技术

中国南海莺琼盆地具有温度梯度高、地层压力高、安全密度窗口窄的特点,在高温高压状态下经常出现钻井液流变性控制困难、井漏、电测遇阻和储层污染等问题。根据该区块地层的特点,通过大量的室内研究,在聚磺体系的基础上,引入甲酸钾作为抑制剂,优选了磺化材料及抗温聚合物,在提高抑制性的同时,有效地降低了体系的活度,通过加重剂的优化,改善钻井液的流变性,同时使其具有低的高温高压失水,密度2.4 g/cm3的体系抗温可达200℃。现场应用结果表明,该钻井液体系具有良好的抗温性和流变性,高温高压失水低,泥饼质量好,电测结果显示,该钻井液体系具有良好的储层保护效果。     

莺-琼盆地原油成熟度研究

运用反映原油整体面貌及反映原油组成的成熟度参数对莺-琼盆地原油(凝析油)进行综合研究后认为,莺-琼盆地原油(凝析油)主体可能是成油高峰期的产物,但有程度不同的未熟―低熟原油的混入。凝析油并不一定是高温裂解的产物,在相应地质条件下,正常的成熟度也可形成凝析油。金刚烷业已用于原油成熟度研究,但在莺―琼盆地未熟―低熟油样品抽提物中均发现了单、双金刚烷,说明金钢烷不一定只受高温条件的控制,其形成还可能受沉积环境的影响,故将金刚烷参数用作成熟度指标时要慎重。     

莺-琼盆地的独特埋藏史

通过沉积速率线性外推剥蚀厚度恢复、脱压实和异常高压以及古水深校正的单井埋藏史和连井埋藏剖面及构造沉降分析,发现莺-琼盆地是个多旋回沉积盆地,其沉积物埋藏过程可分为早期缓慢浅埋和晚期快速深埋两大阶段.这种独特的埋藏历史不仅是储层孔隙增生与保存的主要控制因素之一,而且极大地影响了烃源岩于酪根热解反应路径、烃类的运移和聚集,异常高压的发育以及所发生的复杂的水(气)—岩相互作用.涸11-4油田位于南海北部湾盆地涸西南凹陷,距广西北海市103km,离涸10-3油田17km.油田于1993年9月19日投产,目前开发形势较好,产量、压力稳定.在开发实践中我们体会到,要提高油田开发水平,搞好油藏监测是非常重要的.1钻井和完井过程中的油藏监测     

莺琼盆地高温高压窄安全密度窗口钻井关键技术

南海莺琼盆地高温高压井安全密度窗口极窄,部分井甚至无窗口,钻进过程中溢流、井漏、喷漏同层等复杂情况频发,多口井被迫提前完钻甚至报废。为解决窄安全密度窗口引起的钻井问题,经过多年的实践与摸索,通过优化套管下深拓宽安全密度窗口、薄弱地层挤水泥提高地层承压能力、使用小尺寸钻具显著降低循环压耗、优选抗高温弹性堵漏材料对诱导裂缝进行堵漏、使用纳米防漏隔离液及锰矿粉高密度水泥浆应对窄安全密度窗口固井漏失与压稳问题,形成一套针对高温高压窄安全密度窗口的钻井技术及配套工艺,详细探讨了各项技术原理及现场应用效果。南海西部莺琼盆地十几口高温高压探井的应用结果表明,该技术有效应对了井底温度高达212 ℃、地层压力系数超过2.30、窄安全密度窗口仅为0.04等恶劣井况,钻井复杂情况发生率得到显著降低,为类似窄安全密度窗口钻井提供借鉴。     

莺-琼盆地第三纪微体古生物群及地层划分

以南海北部大陆架海域莺歌海-琼东南盆地Ya8-2-1、Ya8-1-1、Ya13-1-4及LD30-1-1A井为重点,进行定量的多门类微体古生物群综合分析和生物地层学研究。莺-琼盆地第三系有丰富的微体古生物化石,有孔虫化石尤为丰富。详细研究了有孔虫、介形虫、钙质超微、孢粉和沟鞭藻等生物群的特征及其纵、横向上的分布。依据浮游有孔虫、钙质超微化石等,对盆地第三系识别出14个浮游有孔虫界面和1个钙质超微化石界面,对化石带的划分进行了讨论。经与Berggren等所制定的绝对年龄值的对比,作出了莺-琼盆地的年代地层表。最后对莺-琼盆地第三系各组(崖城组、陵水组、三亚组、梅山组和莺歌海-黄流组)的时代进行了讨论。     

南海北部莺—琼盆地第三纪介形虫动物群及其古环境

文中论及地质资料和微体化石样品取自莺－琼盆地LD30－1－1A、Y13－1－4，Y8－1－1和Y8－2－1井。研究的重点是第三起介形虫动物群特征及其地质意义，研究区第三纪介形虫化石比较丰富，并以Bradleya albatrossia,Krithe sawanensis,Cytherella posterotuberculata和Neocytheretta faceta等为优势代表，介形虫动物群的成分在垂向上的变化不显著，但其属，种多样性和优势程度呈现出一定的变化，根据介形虫动物群的分布及特征和渐新统一上新统划分与对比研究结果，讨论了崖城组，陵水组，三亚组，梅山组和莺歌海－黄流组介形虫化石组合及时代，并对第三纪古环境和海平升降作了解释。     

莺―琼盆地原油类型划分及成因探讨

莺歌海盆地乐东和东方地区、琼东南盆地崖13-1构造原油的Mango轻烃参数和同位素组成有明显差异,这可能是油源不同或原油成藏分异效应不同所致。该两盆地原油的芳烃组成和分布也有差异,琼东南盆地原油高含联苯系列化合物,莺歌海盆地原油反之。将乐东和东方地区原油的类异戊二烯烃相互对比,发现同一盆地不同地区原油之间在成因上可能存在差别。东方1-1-5和乐东20-1-2井原油的脂肪酸组成和分布明显不同,前者以正构脂肪酸为主和低碳数化合物占优势;后者富含类异戊二烯酸和正构脂肪酸中高碳数化合物占有较高比例:表明两者成油母质的生源和沉积环境可能有差别。     

莺-琼盆地原油的蒸发分馏作用

根据油气分异作用与其组成变化的相互关系研究莺-琼盆地油气藏的蒸发分馏作用，从地质背景和油气及其烃源岩地化特征方面探讨其成因机制。研究表明．莺-琼盆地发育的大量泥底辟构造以及天然气幕式运移为油气蒸发分馏作用提供了基本地质条件。原油分异常高的苯、甲苯以及二甲苯等芳烃化合物．但低碳数烃类有损失；正构烷烃摩尔分数对数曲线上有明显的折点．表明其经历过强烈的蒸发分馏作用．并引起原油地化特征的差异。油气藏经蒸发分馏作用后将形成残余的富含芳烃的“母体”和运移聚积后富舍轻烃的“子体”．但目前发现的油气藏以前者为主．寻找“子体”油气藏将是下一步的勘探方向。图1参12     

莺琼盆地中深层勘探提速

<正>5月6日,在南海西部油田,飞旋的钻头强势挺进东方13-1高压目的层。莺琼盆地中深层天然气资源丰富,但异常高压,钻井风险高,严重阻碍勘探进程。中海油湛江分公司历经10余年攻坚,自主研发了一套精准的地层压力预监测技术,钻前压力预测误差小于8%,随钻监测误差小于3%,预监测精度国际领先。得益于该技术,莺琼盆地中深层勘探提速,目前已安全高效完钻20余口井。     

莺-琼盆地天然气成因类型及气源剖析

根据天然气地质、地化特征,利用烃类气与非烃气碳、氮同位素及稀有气体氦同位素等多项地化指标并结合地质综合分析结果,划分了莺－琼盆地烃类气与非烃气成因类型,在气源岩评价的基础上,采用多项地化指标综合对比,确认上第三系中新统一上新统下部海相泥岩是莺歌盆地泥底辟带浅层烃类气的主力气源岩,下第三系渐新统滨海沼泽相含煤岩系泥岩和半封闭浅海相泥岩是琼东南盆地崖13－1气田烃类气的主要气源岩,利用在本区建立的δ^13-C1-Rc关系方程,判识泥底辟带浅层烃类气源岩的成熟度处于成熟－高成熟阶段,而崖13－1气田烃类气源岩尚处在成熟阶段,CO2气则主要来自受泥底辟及热流体上侵活动强烈影响发生碳酸钙热分解的中新统海相含钙砂泥岩。