欠平衡钻井技术在低渗透油藏开发中的应用

在介绍胜利油田低渗透油田气藏地层特点的基础上，给出了欠平衡钻井施工的技术要点。以2口井为例，介绍欠平衡钻井技术在开发低渗透油藏的应用情况，结果表明，欠平衡钻井技术是经济、有效地开发低渗透油藏的一种重要手段。     

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欠平衡钻井技术具有很强的地区适应性特点，不同的储层特性决定了不同的欠平衡钻井方式和技术特色。碳酸盐岩储层井眼溶洞、裂隙发育、置换性恶性漏失是欠平衡钻井工艺不容忽视的技术难点。文章在分析新疆塔北油田奥陶系碳酸盐岩储层特点的基础上，对碳酸盐岩储层欠平衡钻井工艺存在的设备配套的多样化要求、欠压值设计难、井底负压控制难、置换性漏失时压井难和强行完井难等技术难点进行了详细分析。根据置换性漏失、强行完井施工等要求对井口、井下设备在标准配置的基础上进行了调整，依据碳酸盐岩储层、探井施工的特点提出了循环渐进、灵活的欠压值控制方法，改进的反循环压井技术比平推压井方法减少了压井作业对储层带来的伤害，结合压力传播速度和立管压力值进行井底压力的控制方法提高了控制的精度。     

薄油层水平井轨迹控制技术

中原油田水平井主要开发油藏类型为复杂断块油藏和中深层低渗断块油藏,地层复杂,标志层少,油层薄,轨迹控制难度大。经过多年的水平井钻井技术研究和大量的钻井实践,形成了一套具有自身特色的薄油层水平井钻井技术,较好地满足了油田地质和开发的需要,取得了一定的效果。文章分析了中原油田的地质特点与水平井钻井技术难点,从井身剖面类型优选、着陆控制方法、水平轨迹控制技术等方面介绍了中原油田薄油层水平井轨迹控制技术。     

准噶尔盆地火成岩钻井提速难点与技术对策

针对准噶尔盆地火成岩地层钻井现状、地层特点以及钻井技术难点,开展了气体钻井、欠平衡/控压钻井、复合钻井、自动垂直钻井、井下减振增压破岩工具以及随钻封堵钻井液等多项提速技术适应性分析。分析结果表明,欠平衡/控压钻井技术通过精确控制井眼环空的钻井液柱压力剖面,能减少钻进过程中的岩屑压持效应以及起下钻期间环空循环压耗消失的影响,有利于火成岩地层的井壁稳定并提高机械钻速;气体钻井是解决火成岩地层机械钻速慢、井漏情况复杂的首选技术。建议针对不同火成岩区块开展井壁失稳机理研究,并尝试高效钻头配合井下减振增压破岩工具以提高火成岩地层机械钻速,进一步探索有效解决火成岩地层钻井提速难点的技术手段。     

钻井过程中的油层保护探讨

在钻井采油一体化研究思路的指导下，建议从钻井开始着手，运用现代油藏开采保护理论知识，结合江汉油田油藏特性，开展钻井现场的油层保护实验，探索研究江汉低压低渗油层的损害机理，钻井液渗滤对低压低渗油层的影响，分析了解江汉油田低压低渗油藏在钻井过程中的油相和液相渗滤机理，并形成了一套江汉油田低压低渗油藏钻井过程中保护措施及施工控制措施，为江汉油田夺油上产提供了有效的技术支撑。     

欠平衡钻井综合录井技术研究

近年,采用欠平衡钻井技术,许多油田在一些老区和新区实现了勘探突破.然而,欠平衡钻井技术的应用给常规综合录井工作带来了一系列问题,对录井技术提出了新的挑战.根据欠平衡钻井技术特点,结合目前国内录井设备和技术现状,通过分析欠平衡钻井技术对录井工作的影响,提出了相应的设备配套技术和录井方法,并对在欠平衡钻井条件下如何进行地层气体和钻井欠压值的实时连续监测进行了探讨.     

应用欠平衡钻井技术在突尼斯Sabria油田钻的第一口多分支井

在突尼斯Sabria油田应用欠平衡钻井技术之前,项目组针对储层筛选和工程可行性进行了分析研究.确定了Hamra储层为应用欠平衡钻井技术的一个较理想的候选层.根据Sabria油田油藏压力情况以及Hamra储层较浅的特点,计划应用加重泥浆以获得可控压降,从而为欠平衡钻井创造条件.还应用了综合水力模拟方法以确定所需的流体注入量和节流管汇上回压值,从而确保安全可控的钻井条件.模拟法也被用来预测井眼净化程度,以及钻井时井下水力情况对储层开采的影响.该井首先在欠平衡条件下钻了分支A,以便对储层进行评估,并成功获得了真实的油藏特性数据和油井产能数据.     

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近年来 ,西南油气田分公司和四川石油管理局结合四川盆地地质特点和储层特征 ,联合对欠平衡钻井理论、工艺及装备技术配套进行攻关 ,从单一欠平衡钻进技术发展到欠平衡取心、不压井起下钻、不压井测井、不压井下油管等欠平衡钻井配套技术 ,形成了适合四川盆地的现代欠平衡钻井配套技术。在邛西 3井、潼南 1井开展配套试验 ,经受了深探井和高产气流 (邛西 3井无阻流量达 77.4 76× 10 4m3 /d)的检验 ,推动了国内欠平衡钻井技术的发展 ,实现了欠平衡钻井技术的重大突破。通过实践 ,在及时发现油气层和保护油气层、解决工程地质难题等方面作为新区勘探发现的一项重要手段取得了卓越的成效。文中阐述了现代欠平衡钻井地质选井、裸眼井段地层—井眼系统的平衡条件、欠压值的确定方法、相对稳定欠压值的回压动态控制、不压井起下管串、测井、欠平衡完井等关键技术 ,研发的国产配套装备基本满足欠平衡钻井需要     

流体欠平衡钻井压力控制

对欠平衡钻井中的压力即欠压值的控制进行了研究和探讨,并对控制方法的理论依据进行了论述。认为在影响欠平衡钻井的钻井液静液柱压力、环空压耗、欠压值、井口回压、地层层力中,地层压力是首先要搞清楚的最基础的压力,最好先求出地层压力而不必急于进行欠平衡钻进,因为一切欠平衡的压力计算都是建立在这个基础压力之上的;再根据地层压力确定合理的欠压值,确定所用的钻井液密度。以最优的钻井成本,能实现最容易和最安全的钻井施工来衡量欠压值选得是否合理,举例介绍应用方法。     

文留油田盐间油藏深部双层套管开窗侧钻技术

文留油田文东盐间油藏高压低渗多盐,是极其复杂的断块,利用常规侧钻技术和完善注采井网实现储量有效动用难度极大.文中通过文东盐间油藏深部地层双层套管开窗侧钻井先导试验,分析了影响盐间油藏的开窗侧钻技术难点;通过优选侧钻井位、改进双层套管开窗技术、制定深部侧钻技术等一系列措施,形成了一套适用于盐间油藏的开窗侧钻技术.该技术在文13-侧305井的成功应用表明,深部地层双层套管开窗侧钻技术有效地改善了盐间油藏深部地层开窗侧钻井循环压耗高、储层易漏失等突出问题,满足了降泵压的要求,提高了机械钻速,为文留油田盐间油藏高效开发与产能建设提供了一条新途径.     

负压钻井技术在探井中的初步应用

介绍了中原油田两口探井应用负压钻井技术的施工情况。探讨了负压钻井的优点及技术要求。初步实践表明，负压钻井技术完全适用于高压低渗地层和低压易漏地层，其效果明显。     

砂岩气藏水基欠平衡钻井逆流自吸效应实验研究

采用水基钻井液欠平衡钻开砂岩气层时，欠平衡压差往往并不能完全抵消岩石的自吸毛细管力，从而产生逆流自吸效应。这种自吸效应可能对砂岩气藏水基欠平衡钻井的储层保护效果产生影响，但目前与之有关的实验研究还很缺乏。为此，设计了一套实验装置，模拟水基欠平衡条件，研究了砂岩基块孔隙逆流自吸规律及其影响因素。结果表明，水基欠平衡钻井过程的逆流自吸效应引起岩石气相渗透率降低，削弱欠平衡钻井的储层保护效果；欠平衡压差越小，逆流自吸作用越强，过小的欠压值不能起到欠平衡钻井保护储层的作用；随着逆流自吸时间延长、围压增加和黏土矿物膨胀，逆流自吸导致气相渗透率下降的程度加剧；逆流自吸引起的气相渗透率下降速率可以表示成时间的幂函数。     

胜利油田高油气比地层欠平衡钻井技术

高油气比地层由于其气量较高,溢流激烈程度较高,欠平衡钻井的井控难度较大。胜利油田在渤深6区块的高油气比潜山油藏进行了十几口井的欠平衡钻井施工,通过对高油气比储层溢流特点以及施工中出现问题的分析,制定了一些有效的欠平衡钻井井控措施,并形成了一套适合高油气比储层的欠平衡钻井技术。防止油气在井底积聚,避免连续气枉的形成,是高油气比地层欠平衡钻井成功的关键;确定合理的钻井液密度,可实现无需节流控制;在地面处理系统中必须安装一个U形管,可增加液气分离器的水封高度,防止气体从液气分离器排液口间歇喷出。     

高含CO2天然气藏储集层结垢及欠平衡钻井液技术

通过研究温度、压力、pH值等因素对CO2、CaCO3垢溶解度的影响,分析高含CO2天然气藏储集层的结垢机理。CO2的溶解度随温度升高而降低,随压力升高而升高,随地层水矿化度的升高而降低;CaCO3在水中的溶解度随温度升高而降低,随压力的升高而升高,溶液pH值升高会促进CaCO3的生成。结合吉林油田典型含CO2天然气藏储集层特征进行了结垢预测,认为钻井液滤液侵入储集层后,储集层近井地带存在结CaCO3垢的可能。针对气藏储集层埋藏深、井底温度高、地层压力系数低、裂缝发育等特点,优选了水包油及甲酸盐无固相两种欠平衡钻井液体系,CO2侵入、动态污染实验评价表明,两种钻井液均具有很好的抗CO2污染能力,储集层保护效果显著。两种欠平衡钻井液体系已分别在龙深2井和龙深3井进行了现场应用,效果良好,现场钻井液的岩心渗透率恢复值均在85%以上,满足欠平衡钻井的要求。图3表4参21     

南堡深层潜山水平井欠平衡钻井技术研究与实践

南堡潜山油气成藏条件复杂、纵横向非均质性强,为有效地提高裂缝钻遇率和实现经济开发,研究应用了水平井欠平衡钻井技术。针对油层埋藏深、井温高、气油比高、安全密度窗口窄、易漏易涌、安全钻进风险大等难点,通过研究抗高温水包油钻井液体系、气油比对欠平衡工艺影响,监测随钻地层压力与评价储层,设计欠平衡与控压钻进参数,分析南堡潜山钻进过程动静温度变化规律及潜山裂缝钻遇时的各项异常特性规律,形成了一套适合于南堡深层高温潜山水平井欠平衡钻井配套技术。应用结果表明,该技术有效地实现了南堡深层高温潜山安全钻进和经济高效开发,对同类油气藏的钻井施工提供了借鉴。     

欠平衡钻井技术在冀中饶阳凹陷长6井的应用

欠平衡钻井技术是准确发现和评价油气资源的方法之一,尤其适合评价和开发低压低渗油气层。针对长6井的钻探存在邻井资料少、地层可钻性差、钻井深度大、施工难度大的情况,通过优化井身结构、优选钻头、钻具组合及钻井液体系,采用欠平衡钻井技术,取得了较好的钻井效果。现场应用表明,采用欠平衡钻井技术,能及时准确地发现油气藏并有效保护储层,提高机械钻速,缩短钻井周期,节约钻井成本,为华北油田潜山油藏欠平衡钻井技术的大规模应用奠定了较好的基础。     

强化充气钻井技术现状与应用

衰竭、低压储层钻进时易出现钻井液漏失、压差卡钻及储层伤害等问题,甚至还存在井壁稳定与储层保护的矛盾。文章针对上述问题调研了国内外强化充气钻井技术的发展现状及应用情况。强化充气钻井技术可有效解决钻井过程中的恶性井漏、压差卡钻及钻井速度慢等技术难题;也可结合钻井液脉冲实现水平井定向钻井,在精确定向作业的同时保护油气藏,提高单井产量;还可将充气钻井工艺与控压钻井技术相结合,利用环空充氮气强化充气钻井技术钻含硫、裂缝性和衰竭性低压高温油气藏,既保护储层,又避免储层井漏,满足井控要求。现场应用表明,强化充气钻井技术不仅有利于保护储层,且能减少井下复杂与钻井成本,在低压、破碎、易失稳的储层钻井中具有广泛的应用前景,有助于解决低压衰竭储层高效开发面临的技术难题,为国内低压衰竭储层水平井控压钻井技术发展提供借鉴与支持。     

低渗油气田高效开发钻井技术研究与实践

为了高效开发我国低渗油气田,获得更高的经济效益,进行了低渗油气田高效开发钻井技术研究。采取机理分析、室内试验、现场试验等方法,对提高泄流面积钻井技术、提高储层钻遇率技术、提高钻井效率技术、低渗油气田储层保护技术、低渗油气田完井关键技术进行了系统研究,形成了以五级分支井、径向钻孔、鱼骨状水平井、旋转导向钻井等技术为核心的提高泄流面积钻井技术,以气体钻井、全过程欠平衡钻井和钻头优化设计为主的提高钻井效率技术,以新型防水锁无黏土钻井液、新型生物酶完井液、有机盐可降解钻井完井液等为核心的低渗砂岩储层保护技术,以低渗油气藏水平井分段完井技术和低渗油气藏水平井提高固井质量关键技术为核心的低渗油气田完井关键技术;研制出了抗高温高压无线随钻测量仪、适用于泡沫空气钻井的电磁波随钻测量系统和适用于薄互层低渗油气藏的近钻头井斜角和方位角伽马测量仪及井下微流量测量装置。应用结果表明,低渗油气田高效开发钻井技术对高效开发我国低渗油气资源、实现能源储备战略具有重要的意义。      

气体钻井设备在新疆煤层气项目中的应用

大多数煤层气藏具有低压、低渗、低饱和度等特点,这使得一方面在煤层钻井过程中容易出现井漏问题,另一方面使得常规增产改造和降压开发技术难于奏效。通过对气体钻井设备在新疆煤层气项目中充气欠平衡钻井和注氮驱替甲烷施工的分析,表明气体钻井设备对于解决地层漏失和提高煤层气的采收率具有很好的现场应用效果。     

乳化柴油钻井液欠平衡钻井技术在松辽盆地南部油气田的应用

依据松辽盆地南部油气田负压钻井存在的主要技术难点，通过对井眼稳定的实验分析、负压钻井的安全与井底负压值的控制设计以及负压钻进结束后压井技术的系统研究，确定了以乳化柴油钻井液作为钻进和压井的负压钻井施工方案。首次在国内安全顺利地应用低粘、低切、低密度乳化柴油钻井液体系，在探井SNl82井、评价井SN98井进行了欠平衡压力钻井施工。在SNl82井中新发现了2个天然气层；在SN98井中钻遇了多个天然气层，从2038m点着火到完钻，实现了“边喷边钻”，放喷管线口火焰最高时达8．5m左右。机械钻速比邻井高2—4倍，1只钻头相当于邻井2只钻头的进尺。此外，该乳化柴油钻井液在加入破乳剂等处理剂后可回收部分柴油，大大降低了欠平衡钻井成本。