压力衰竭储层中定向井井壁稳定性分析

在很多油气田开发中后期,储层压力会发生衰竭,压力系数可能降至0．5以下。地层压力降低将导致地应力发生变化,进而影响钻井中的井壁稳定性。因此利用某正断层构造中的地层参数,对储层压力衰竭前后,向水平最大、最小主应力方向钻井情况下,坍塌压力和破裂压力随井斜角的变化情况进行了分析,结果表明在压力衰竭地层钻井主要应防止漏失,并且应避免向水平最大主应力方向钻进大斜度井或水平井。该研究结果可以为压力衰竭地层中定向井钻井设计提供参考。     

莺歌海盆地DF13-1气田井壁稳定性研究

DF13-1气田是高温高压气田,温度会对井壁稳定产生很大影响。传统的井壁稳定模型多未考虑温度的影响,为研究东方13-1气田的井壁稳定,在室内试验的基础上研究了该气田地层强度纵向分布规律,建立了考虑温度效应的井壁稳定分析模型,分析了温度对井壁稳定性的影响。指出在DF13-1 气田钻井最大的挑战是井
壁温度降低使破裂压力大幅降低,从而导致钻井液漏失,而钻井液密度过低又无法压住地层高压,准确预测地层破裂压力是DF13-1气田安全钻井的关键。在高温高压储层钻井时,考虑井壁温度变化的影响能提高安全钻井液密度窗口预测精度,对实际钻井具有指导意义。     

高庙子气田井壁稳定性研究及钻井技术对策

通过运用伊顿法建立了地层孔隙压力剖面,采用库仑-摩尔强度准则建立了地层坍塌压力剖面,根
据岩石最大拉应力理论建立地层破裂压力剖面。综合应力、掉块形态、裂缝发育、井斜等多因素分析,高庙地区地
层裂缝发育,钻井液密度过小引发力学原因垮塌,密度过高滤液易进入地层造成缝隙中地层压力的增大并降低地
层强度,从而增大坍塌压力加剧井壁失稳;同时井斜角在３０°～４０°之间的定向井坍塌压力最高,斜井段掉块最严
重,是造成地区地层失稳的主要原因。通过设计合理钻井液密度、优化钻井液性能、增加其封堵性和润滑性,基本
解决了钻井过程地层掉块,有效减少工程复杂情况,实现气田高效开发。     

苏里格气田泥页岩井壁水化损伤失稳周期确定

钻井过程中复杂的应力和固液作用,使围岩产生了水化扩散和水化膨胀,改变了其中的应力场和力学参数,从而导致泥页岩井壁失稳。通过试验研究,探讨了泥页岩井壁围岩水化随时间和空间的变化规律以及岩石弹性模量和抗压强度随含水率变化的损伤弱化规律,进而结合强度变形破坏理论推导出泥页岩遇水后的损伤演化方程、损伤演化极限方程和确定坍塌周期的方法。应用该方法,得出苏里格气田泥页岩井壁坍塌周期为6.8 d左右。     

超低压水平井井壁稳定性研究与应用——以崖城13-1气田为例

在气田开发中后期的调整井钻井中,由于储层压力衰竭,会产生与常压或异常高压地层中不同的井壁稳定问题,主要体现在钻进中容易漏失,导致井下复杂情况或钻井事故。崖城13-1气田在开发10余年后,主力储层压力系数衰减为0.47左右,是典型的超低压力气藏。针对该气田储层压力衰竭情况,建立了调整井井壁稳定力学分析方法,对崖城13-1气田某大位移调整井压力衰竭后的坍塌压力、破裂压力和漏失压力情况进行了分析。计算结果表明,地层压力降低导致坍塌压力和破裂压力均有不同程度下降,使钻井中坍塌风险降低,漏失风险增加。因此,在压力衰竭储层段钻井液密度设计中需要以压力衰竭后的坍塌压力、破裂压力及漏失压力为参考。实际钻井情况表明,考虑压力衰竭条件下的井壁稳定性分析在崖城13-1气田水平井的应用取得了良好效果。     

BZ13-1油田井壁稳定性研究及应用

位于渤海中部海域的BZ13-1油田在前期钻井中存在溢流、井漏、阻卡等较多复杂问题,制约了钻井速度。井壁稳定的力学分析方法主要利用钻井资料、测井资料、录井资料等,分析地层压力、地应力、地层强度参数的分布规律,结合岩体强度准则计算坍塌压力与破裂压力,得出钻井安全密度窗口。通过对BZ13-1油田井壁稳定性进行分析,得出了高压层、易漏失层、易坍塌层位置,并据此对开发井进行井身结构设计,分析结果在开发井钻井中取得了良好的应用效果,有效减少了钻井复杂问题。     

中江地区井壁力学稳定性研究

中江地区沙溪庙组地层在钻井过程中一直存在比较严重的垮塌现象，给该区钻井施工带来较大的技术难题和经济上造成较大损失。为弄清井壁稳定性机理，为该区钻井工程的设计与施工提供科学依据，文章从井壁应力状态角度出发，根据岩石力学理论分析和实验，利用钻井、录井、测井、测试、压裂等资料建立了计算中江地区沙溪庙组地层井壁力学系统合理的物理模型和计算方法，建立了该区地层孔隙压力、地应力、井壁破裂压力和井壁坍塌压力剖面，并在此基础上对井壁力学方面的稳定性进行了分析，发现在1600～1840m井段地层坍塌压力较高，与地层压力相当，出现了井壁扩大现象，井壁稳定性差，建议改进钻井液性能，降低地层坍塌压力。     

利用测井资料进行井壁稳定性分析

井壁稳定性问题是石油钻井工程面临的一个重大课题。利用测井资料研究井壁稳定性是一种有效的方法。文章利用声波、密度测井资料计算了岩石力学参数、岩石强度参数，在此基础上进行了地应力计算、进而确定了地层破裂压力和坍塌压力，预测了安全钻井液密度范围，为钻井设计提供参考，并可指导安全钻井。通过新疆X11井安全钻井液密度窗口的测井预测值与实际钻井液密度对比分析，证明利用测井资料评价井壁稳定性的可行性，并能准确地预报钻井液密度，具有工程应用价值。     

深水钻井井壁稳定性评估技术及其应用

深水地层上覆岩层压力低,井眼破裂压力低,安全钻井液密度窗口窄,易发生井壁失稳,因此,准确评估安全钻井液密度窗口对深水钻井十分必要。深水地层井壁稳定性研究难点在于准确评估上覆岩层压力与建立浅层井眼坍塌压力和破裂压力计算模型,针对国外现有模型中对深水地层密度评估存在偏差的问题,从深水地层特性出发,认为深水浅层和深层处于不同的成岩阶段,应采用不同的模型进行密度评估;针对深、浅层井周应力状态的差异,分别对深水浅层和深水深层的井壁稳定性进行研究,得出了安全钻井液密度窗口计算的分段模型。利用该模型对南海某深水气田的安全钻井液密度窗口进行了评估,评估结果与实钻情况吻合,表明该模型准确、可靠,为深水钻井液密度设计提供了重要依据。     

白云凹陷深水区井壁稳定性研究及应用

白云凹陷深水区是珠江口盆地重要的储量增长点,但是深水钻井安全钻井液密度窗口窄,钻井风险高,因此准确评估白云凹陷深水区井壁稳定性的规律和特点,对白云凹陷下一步的开发十分必要。针对白云凹陷深水区的钻井情况和地质特点,研究了地层压力体系特征,认为幂律模型和Eaton模型能够获得精度较高的地层密度和地层孔隙压力,得出了地层压力体系随水深的变化规律,其中地应力和破裂压力受水深影响明显。利用得到的地层压力对白云凹陷深水区的安全钻井液密度窗口进行了评估,认为白云凹陷深水区井壁坍塌风险较低,漏失风险高,主要是砂岩渗透性漏失,钻井液设计时需考虑其影响。     

定向井随钻井壁稳定预测方法及其应用

常规井壁稳定预测方法不适用于定向井。根据岩石力学和地震反演原理提出随钻预测定向井稳定性的新方法,包括钻前预测与随钻修正2个操作步骤。通过分析地震数据与岩石力学参数之间的定量关系,建立了包含孔隙压力、地应力、岩石强度等井壁稳定参数和地震记录的非线性模型,基于其利用地震资料直接反演井壁稳定参数,实现钻前预测井壁稳定性,为钻井设计提供依据。实钻中结合定向井的实际施工情况,通过实时反演对钻前预测的井壁稳定数据模型进行随钻修正更新,及时优化调整钻井方案以避免工程复杂故障。该方法在涪陵页岩气田进行了应用,结合"井工厂"钻井作业模式,形成了井壁稳定预测现场操作方案。现场应用情况表明该方法预测精度较高,具有良好的实时操作性能,有利于定向井的安全快速钻井。     

致密砂岩气田储量分类及井网加密调整方法——以苏里格气田为例

苏里格气田是中国致密砂岩气田的典型代表,其储层物性差,有效砂体规模小,分布频率低,非均质性强,区块之间差异明显。依靠600 m×800 m的主体开发井网难以实现储量的整体有效动用,采收率仅约30%,需要开展储量分类评价,针对各类储量区分别实施井网加密调整。优选气田中部苏14区块为研究区,通过密井网区精细解剖、干扰试井分析明确了储层的发育频率及规模;以沉积相带为约束,结合储量丰度值、储层叠置样式、差气层影响和生产动态特征,将气田储量分成5种类型。从I类—V类,储层厚度减小,连续性变差,储量品位降低,单井产量变低。依据密井网实际生产数据与数值模拟结果,针对各储量类型,研究了井网密度、干扰程度和采收率的关系,论证了合理井网密度下的单井开发指标。在现有的经济及技术条件下,各类储量区合适井网密度为2~4口/km2,气田最终采收率约为50%。通过系统研究确定了致密砂岩气田复杂地质条件下的储量构成,为开发中后期加密调整方案的编制提供了地质依据。     

苏里格53区块水平井综合提速技术

苏里格气田53区块属于低压、低渗区块,油藏埋藏深、油层薄、单井产量低,利用水平井开发技术是提高该区块单井产能及采收率的有效方法.长城钻探工程有限公司在该区块的钻井过程中,通过实施井深结构的优化,钻井液体系优化,钻井参数的优选与优配,钻具组合的合理选择,钻头型号优选的一系列综合提速技术措施,在水平井优快钻井方面取得了显著...     

苏里格气田水平井压裂裂缝参数优化

近年来水平井压裂作为提高低渗气藏产量及采收率的重要手段在苏里格气田得到推广应用,利用建立的压裂水平井产能数值模型计算分析了裂缝条数、裂缝长度、裂缝导流能力、裂缝间距、裂缝平面与水平井筒夹角对压裂水平井产量的影响,并绘制了各因素与产量的关系图版,依据多因素正交试验分析方法得出影响压裂水平井产能的主要因素依次是裂缝条数、裂缝间距、裂缝长度、夹角以及裂缝导流能力,最后依据提出的综合优化思路优化了苏里格气田水平井压裂合理的裂缝参数。     

苏里格气田后期负压采气工艺可行性研究

针对苏里格气田气井地质概况和生产特点,开展负压采气工艺的可行性研究,设计了负压采气工艺流程,提出了产水气井负压采气的工艺要求及实现连续负压采气工艺的解决办法,预测了苏里格气田实施负压采气工艺的经济效益。     

苏里格气田水平井开发技术

苏里格气田属典型的“三低”气田,主要目的层属冲积平原背景下辫状河沉积体系,叠置砂体具有明显的方向性,气藏规模小,砂体展布范围有限,有效砂体连通性差,储层非均质性强,采用常规井开发难以提高单井产量。水平井开发作为提高单井产量及采收率的重要手段已在苏里格气田得到推广应用,但如何确保水平井顺利实施、提高储层钻遇率和实施效果已成为水平井开发的技术难点。为此,以苏6、苏36-11区块所实施水平井为例,系统梳理了近年来水平井实施过程中出现的各类复杂问题,通过对水平井实施情况进行分析,结合气田基本地质特征,分别从水平井选井、水平井入靶、水平段地质导向等关键环节入手,总结出了适合苏里格气田水平井开发相关配套技术。通过现场应用,其效果明显,对类似地区的水平井施工也具有一定指导作用。     

DY地区须家河组地层井壁稳定性评价

从力学角度对DY地区井下复杂情况进行研究。结合声波时差和密度测井资料,运用ADS法间接求得现今地应力值。在此基础上,建立最小水平主应力与破裂压力的关系,并依此关系确定破裂压力的大小。运用经典岩石坍塌压力计算模型得到DY地区连续的坍塌压力剖面。通过实钻资料验证,证实了评价DY地区须家河组地层井壁稳定性方法的可行性和可靠性。     

地应力类型影响定向井井壁稳定的规律

定向井井周应力状态和井壁稳定性规律与直井有着明显的差别,开展地应力类型对定向井井壁稳定性的影响规律研究,对定向井井眼轨迹设计具有一定的指导作用。为此,根据正常、走滑和反转三种地应力类型,深入分析了定向井井斜角和井眼方位对井壁坍塌破坏的影响规律。结果表明：①随着井斜角的增加,正常和反转地应力类型的井壁稳定性逐渐变差,即直井比定向井或水平井井壁稳定性更好;②随着井斜角的增加,走滑地应力类型的井壁稳定性逐渐增强,即水平井井壁稳定性最好;③定向井钻井或完井过程中,井壁稳定的最优钻井方位与最大水平地应力方向的夹角按正常地应力、走滑地应力和反转地应力类型依次为90°、45°和0°。     

异常井筒压力测试数据的解释与分析

采用插值计算法和图解法进行气井井筒压力测试数据解释,需要录取标准的井筒压力分布数据。对于录取到的非标准异常数据,直接采取插值计算法和图解法,往往会造成分析解释的错误和气井生产工况诊断的失误。从井下压力计停点设计、井筒流体物性和相态特征等方面入手,对异常井筒压力测试数据产生的原因进行了分析,并利用相关数据和常识,对异常数据的解释和分析处理提出了具体的方法和思路,提高了资料录取、解释及应用的准确性。     

苏里格气田节流器气井泡沫排水采气工艺探讨

随着井下节流工艺在苏里格低压、低产气田的普遍应用,节流气井的泡排工艺已成为泡沫排水亟待解决的问题之一。介绍了节流器井的特点及判断积液的方法,开展了井筒液面测试分析,总结出了适合苏里格气田节流器井的泡沫排水采气工艺。