伊拉克米桑油田裂缝性地层非标井眼水平井钻井技术

伊拉克米桑油田位于扎格罗斯山前构造挤压带,油田地面地雷密布。为了解决井场建设难题及提高单井产量,设计采用直井段钻穿盐膏层后,采用水平井钻盐下易漏、易塌裂缝性石灰岩及白云岩地层开发Mishrif层位,形成了一套针对米桑油田裂缝性地层的非标井眼水平井钻井技术。结果表明:①米桑油田在最小地应力方位坍塌压力最低,定向钻进方位选择最小水平主应力方位最利于井壁稳定;②"AQUA-MAX钻井液体系"具有高效封堵能力,使用后有效提高了地层承压能力,拓宽了安全钻井的密度窗口,极大延伸了水平段安全作业长度,可有效抑制盐下裂缝性地层井段的井漏和井塌;③优选钻进排量、转速等钻井参数,优选钻井工具,合理控制钻井液密度,准确控制井底当量密度在安全当量密度窗口范围之内,可有效防范井漏和卡钻的风险。结论认为:该非标井眼水平井钻井技术克服了地层压力窗口窄、裂缝性地层岩性复杂、非标小井眼窄间隙环空作业等技术难题,降低了井下复杂情况和事故的发生,大幅提高了钻井效率。     

裂缝型渗漏地层承压堵漏试验技术探讨

裂缝型渗漏地层指由于地层裂缝导致钻完井过程每小时漏失油基钻井液少于1.6 m3、水基钻井液少于4 m3的地层.在此类地层中进行钻完井作业,当后续钻进下部钻井液密度高于上部裸眼段钻井液密度或进行固井作业前,一般要通过承压堵漏试验来提升地层的承压能力,才能有效地避免地层反复漏失钻井液和固井时漏失固井水泥浆,以提高钻完井时效和保证固井质量.文章通过分析裂缝型渗漏地层承压试验的工艺要点,提出了相应的解决方案,希望对钻井同仁有借鉴作用.     

T453井三叠系石炭系地层安全钻井液密度窗口的确定

塔河油田三叠系、石炭系地层钻井过程中井壁垮塌严重，井径扩大率太，严重影响了钻井效率和固井质量。利用三叠系、石炭系地层岩心，进行了地应力与岩石力学参数室内试验研究，并根据试验结果标定了岩石力学测井解释的模型，根据S68井的测井资料分析了其坍塌压力、地层破裂压力，建立了安全钻井液密度窗口。根据研究成果，确定了T453井三开井段安全钻井液密度窗口，推荐了现场钻井作业的钻井液密度程序。现场试验表明，严格按照设计的钻井液密度程序施工可避免井壁垮塌、缩径导致的起下钻遏阻以及卡钻等井下复杂情况或事故。     

扩展钻井液安全密度窗口理论与技术进展

钻井液安全密度窗口狭窄易引起井壁失稳、漏失性储层损害和其它钻井复杂情况的发生，严重制约着油气资源的开发速度和经济效益。通过钻井液安全密度窗口的确定方法及影响安全密度窗口大小的地质及工程因素的概括，归纳了扩展密度窗口的技术条件，从物理、化学、力学的角度讨论了扩展安全密度窗口的方法，并举例说明了典型方法的成功应用。研究指出，预处理地层以提高井壁强度、用封堵、堵漏原理提高地层承压能力是扩展安全密度窗口的主要途径。建议开展多尺度井壁失稳及复杂性预测理论研究，加强用于过程监测的智能化、自动化井下测量工具研发，重视新材料开发并大幅度提高井壁强度。     

压力衰竭砂岩地层井漏机理及控制技术

井漏是钻井工程中常见的复杂问题,特别是钻进压力衰竭砂岩地层时,井漏现象极其严重。在阐述压力衰竭砂岩地层井漏机理的基础上,归纳了该地层井漏的必要条件;针对该地层的渗透性和诱导裂缝性漏失,分别从钻井液封堵材料、固相材料颗粒粒径与地层岩石孔喉直径和裂缝开口尺寸的关系,以及井壁承压能力、钻井液密度、流变性能与下钻速度优化的角度,探讨了井漏控制技术方法。针对南海莺歌海盆地崖城13-1油气田陵三段地层的特性和井壁承压能力要求,优化设计了Versaclean油基钻井液体系,有效地解决了该地区压力衰竭砂岩地层的井漏问题。     

建南地区克服窄安全密度窗口的钻井技术

为解决江汉油田建南地区严重的井漏问题与提高钻井堵漏成功率,特别是深井加重钻井液＂窄＂安全密度窗口的堵漏成功率及地层承压能力技术水平,提出优化井身结构、利用测漏仪准确测定漏层、在多个漏失层井中采取钻一层堵一层、根据地层裂缝大小来选择合适的堵漏材料、堵漏工艺上采用桥浆＋水泥堵漏并适当蹩压、采用高密度随钻堵漏浆钻进压力高而承压能力低的地层、固井前采用非渗透抗压处理剂提高承压等堵漏技术措施,以克服＂窄＂安全密度窗口的堵漏难题。现场实践证明采用上述措施,堵漏效果较好。     

井眼强化随钻防漏技术研究与应用

长段裸眼孔隙-裂缝发育带来的漏失问题,严重影响钻井提速,并造成相当大的经济损失。在孔隙-微裂缝地层或诱导性裂缝地层中作业,钻井液密度较低时会出现井壁不稳定现象,而钻井液密度较高时又出现井漏、安全密度窗口较窄等问题,文章研究了解决这一问题的井眼强化随钻防漏体系。体系中的微米级和纳米级高强度刚性颗粒随钻头破岩时迅速嵌入到井周孔隙和微裂缝中,产生沿井眼切线方向的挤压,微米级纤维材料快速充填,形成致密的网络封堵结构,在井壁形成“桶箍效应”,大大提高了井眼承压能力和井壁稳定性。室内评价实验表明,清水封堵体系承压 ５ＭＰａ以上,井浆封堵体系承压 ７ＭＰａ以上。在实际现场应用中,井眼强化随钻防漏体系在解决安全密度窗口较窄问题方面取得了满意的效果。     

南海C区块高温高压气井井控技术

为确保南海C区块高温高压气井钻井过程中的井控安全,针对存在的地层压力高且复杂、地层温度高、钻井液安全密度窗口窄、高密度钻井液性能维护困难等井控技术难点,制定了实时检测溢流、控制溢流量,压井时逐渐提高压井液密度,防止发生井漏,钻井液降温和性能维护,井下溢漏共存处理等技术措施。防止井漏的技术措施包括提高地层承压能力和钻井液的封堵性、优化井身结构、控制井底循环当量密度、阶梯开泵、简化钻具组合及控制下钻速度等。南海C区块30余口高温高压井在钻井过程中采取了制定的井控技术措施,未发生井控事故。这表明,采取所制定的井控技术措施可以确保南海C区块高温高压气井的钻井井控安全。      

陕北西部地区裂缝性地层堵漏技术研究与实践

陕北西部地区钻井过程中漏失频发，吴起铁边城区域井漏问题尤为突出，漏失严重时导致填井或弃井，增加该区域钻井成本。通过对铁边城区域岩心特性分析和力学测试，该区域地层井漏原因主要由微裂缝扩展、延伸和对天然裂缝通道的勾通形成贯穿漏失通道引起。针对裂缝漏失特征，通过实验模拟，建立以刚性颗粒架桥、柔性变形材料充填以及纤维材料缠绕联结的裂缝堵漏配方，并分析其堵漏作用机理，室内承压可达7 MPa以上。现场应用该研究成果后，3次堵漏作业均能达到一次堵漏成功，地层承压能力当量密度提高0.22 g/cm3，达到很好的应用效果，为区域井漏预防和处理提供技术支撑。      

河探1井超高密度钻井液技术

河探1井是中油股份公司在华北油田河套盆地临河坳陷部署的一口重点风险探井,完钻井深为6460.44 m,钻探目的为探索兴隆构造带光明背斜古近系、新近系生储盖特征及其含油气性。该井三开钻遇四套不同压力系数复杂地层,钻井液密度窗口窄,现场顺利实施了提密度压井、堵漏,控压钻进等作业,四开钻遇异常高压流体层,应用超高密度钻井液体系一次性将钻井液密度从1.80 g/cm³提高至2.55 g/cm³,并安全实施完井作业,储备压井高密度钻井液(ρ=2.60g/cm³),达到国内应用水基钻井液采用重晶石粉加重的极限。在钻井施工过程中先后出现井塌、膏泥岩层蠕变缩径卡钻、高压盐水侵以及井漏等事故复杂,采用超高密度抗高温复合盐钻井液,现场应用随钻封堵提高地层承压能力工艺,分段完成七次承压堵漏,同时强化一级固控有效使用,应用高目筛布、优化钻井液体系配方、优选加重材料、调节膨润土含量及合理控制低密度固相含量等手段,成功解决了窄密度窗口和超高密度水基钻井液高温、高固相流变性能调整困难等技术难题,确保了压井和试油作业期间高温条件下超高密度钻井液体系具有...     

塔河油田S105井承压堵漏技术

塔河油田S105井盐层以上地层破裂压力较平衡盐层的压力低，为了在盐层中安全钻进，必须提高钻井液密度，上部长段裸眼又会发生井漏。为此，采用了承压堵漏技术进行先期堵漏，使上部地层承压能力达到平衡盐层的当量密度，整个盐层钻井过程顺利，达到了预期效果。     

莺歌海盆地超高温高压井挤水泥承压堵漏技术

南海西部莺歌海盆地X构造具有超高温高压地质特征,最高地层温度204 ℃,最大地层压力系数2.19,但地层承压能力低,安全密度窗口窄,钻井过程中极易发生井漏等复杂情况,严重影响钻井安全。为提高地层承压能力,保证超高温高压井段钻井安全,设计了“前置液+抗高温水泥浆”注挤水泥浆体系,通过优化堵漏水泥浆配方,提高了堵漏水泥浆的耐温性能,增强了其封固性能;采用“试挤清洗液+注挤水泥浆”间歇式注挤水泥浆工艺,并利用Drillbench软件模拟分析了井筒温度场,根据井筒温度场精准控制注挤水泥时的水泥浆用量及胶凝时间,提高了堵漏效果。现场应用结果表明,X构造应用挤水泥承压堵漏技术,提高了地层承压能力,扩大了安全密度窗口,为后续超高温高压井段安全顺利钻进提供了重要条件。超高温高压井挤水泥承压堵漏技术可以满足莺歌海盆地X构造安全钻井的需求,并可为类似超高温高压井钻井提供借鉴。      

基于测井资料确定钻井液漏失层位的方法研究

塔里木盆地DN构造上第三系到白垩系砂岩地层存在异常高压、压力系数高达2.2，钻井液液柱压力接近上覆地层压力而形成诱导缝，并促使宏观和微观的天然裂缝纵横向延伸，井漏分布区间明显拓宽，钻井液密度高、窗口窄造成井漏频繁、严重。为了更有效地实施堵漏作业，必须明确漏失井段的位置、深度和漏失性质。为此，根据该区钻井液漏失现象在测井曲线上的显示特征，提出了通过常规测井资料和成像测井资料寻找漏失层段和分析漏失性质的综合评价方法。将该方法用于分析塔里木盆地DN构造上的多口井的井漏机理，所确定的漏层位置可靠准确，取得明显效果，为钻井堵漏作业提供了直观可靠的依据。建议在利用测井资料确定漏层位置时，需参考测井计算的岩石力学、地应力和地层压力等参数，以便更好地确定漏层位置。     

精细控压固井中的控压降密度方法

在油田开发中,为解决多压力系统和窄安全密度窗口裸眼段的地层钻进难题,多采用精细控压法的固井工艺技术。精细控压固井是一种在保证顶替效率的前提下,通过降低钻井液静液柱压力,利用精细控压钻井装备,实施井口精细控压,确保井筒动态压力介于地层孔隙压力与地层漏失压力之间,最终实现全过程压力平衡法固井。其中,如何确定下套管和固井施工期间的钻井液密度,以及控压降密度的方法显得尤为重要。文章为精细控压固井技术中如何确定下套管和固井施工期间的钻井液密度提出了技术措施,分析了控压降密度的两种方法的优缺点以及应用情况。证明通过计算尾管下送到位后一次性降密度的起泵排量及漏层动态当量密度(按照全井较高密度钻井液性能计算)来选择控压降密度方法是可行的。如果动态当量密度小于地层最大承压能力则采用一次性降密度的方法;如果一次性降密度方法循环动态当量密度大于地层最大承压能力,则采用分阶段降密度方法。通过现场两口井的应用表明,在精细控压固井前,一次性降密度和分阶段降密度的方法都能够顺利下入套管,并能成功控压降密度,不会引发井漏,有效保证精细控压固井成功实施,确保裸眼和重合段封固质量。     

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。     

深水浅层安全钻井液密度窗口预测技术及工程应用

深水浅部地层成岩性差,井眼易塌、易漏,钻井液安全密度窗口窄,安全钻井液密度窗口的精确预测是深水钻井作业安全和成功的关键。通过分析水深浅部地层地应力、成岩特征,提出了深水地层密度分段预测方法,并据此确定了深水井的3个地应力纵向剖面(上覆岩层压力、水平最大地应力和水平最小地应力);建立了深水浅层塑性地层井壁坍塌压力极限应变计算模型,实现了深水浅层安全钻井液密度窗口的精确预测,并在西非赤道几内亚湾深水S1井进行了应用,确定了S1井的钻井液安全密度窗口,保障了该深水井的安全快速钻井。     

胜利油田车66区块钻井液技术

在胜利油田车66区块，由于地层压力系数高，对井下地质情况认识不足，施工井钻井液施工难度大。自2005年初车66井发生严重漏失以来，先后有3口探井发生不同程度的漏失。针对车66区块施工井的特点，采用相应的钻井液工艺技术和配方，上部井段采用抑制性强的聚合物防塌钻井液体系，控制上部地层造浆，防止地层水化膨胀，避免起下钻发生阻卡现象，下部井段采用非渗透聚磺屏蔽封堵钻井液体系，提高地层的承压能力，解决了该地区施工井因安全钻井密度窗口窄而导致上涌下漏的技术难题，给该区块以后的钻井作业提供了一些指导。     

陕北西部地区裂缝性地层堵漏技术研究与实践

陕北西部地区钻井过程中漏失频发,吴起铁边城区域井漏问题尤为突出,漏失严重时导致填井或弃井,增加该区域钻井成本。通过对铁边城区域岩心特性分析和力学测试,该区域地层井漏原因主要由微裂缝扩展、延伸和对天然裂缝通道的勾通形成贯穿漏失通道引起。针对裂缝漏失特征,通过实验模拟,建立以刚性颗粒架桥、柔性变形材料充填以及纤维材料缠绕联结的裂缝堵漏配方,并分析其堵漏作用机理,室内承压可达7 MPa以上。现场应用该研究成果后,3次堵漏作业均能达到一次堵漏成功,地层承压能力当量密度提高0.22 g/cm3,达到很好的应用效果,为区域井漏预防和处理提供技术支撑。     

扩展安全密度窗口钻井液技术在吐哈油田的应用

介绍了吐哈油田使用的2种扩展安全密度窗口防漏堵漏钻井液技术。一种是针对丘陵区块高压调整井提高钻井液密度时引发的漏失问题，从提高钻井液的封堵造壁能力及改善高密度钻井液的润滑性和流变性入手，形成的一套防漏技术。另一种是针对吐哈钻井公司承钻的塔河油田盐下井提高钻井液密度时引发的漏失问题，形成的一套承压堵漏技术，该技术使用的堵漏剂由粗、中、细及软、硬堵漏材料按照合理匹配复配而成。介绍了2种防漏堵漏钻井液技术的现场施工工艺。推广应用结果表明，扩展安全密度窗口的防漏堵漏钻井液技术，能有效提高地层承压能力，减少井下漏失，缩短钻井周期。     

克拉玛依油田八区调整井钻井液技术

通过对克拉玛依油田八区地质特点、注水开发地层压力变化情况与储层特点的全面分析，决定采用聚磺混油屏蔽暂堵钻井液和以桥塞堵漏为主的近平衡压力钻井技术。现场应用700余口井表明，聚磺混油屏蔽暂堵钻井液具有强的抑制性，解决了该区块上部长井段强水敏泥岩水化分散引起的缩径、剥落等井壁失稳现象；良好的造壁性及封堵能力有效地降低了钻井液滤液对地层的损害，形成的致密屏蔽带有利于提高地层的承压能力，降低，漏失；适宦的流燹性既提高了钻速，又清洁了井眼，防止过度冲刷井壁，避免大的压力激动，实现了95％的井不下技术套管芒斗．解决了该地区加密调整井喷、漏、塌、卡等钻井技术难题。对安全钻井密度窗口窄的钻井液技术进行了一些有益的探索，对开泵漏、停泵吐、起钻抽的特殊漏层提出了治理方法，取得了明显的效果。