空气钻井预测地层出水量的探讨

通过邻井地层对比及测井与录井资料评价,从流体物性、地层物性、地层出水量3个方面对侵入井筒的地层水量进行了分析,列出了计算出水量的方法。考虑非漏失层长裸眼井段泥岩吸水性的影响,较准确地预测了侵入井筒的地层水量,以此作为判断该井段是否适合空气钻井和转化为其他钻井方式的条件。根据夏72井测井数据及地层特征,利用所编软件对测井数据进行处理,绘制岩性吸水前后地层深度与地层出水量的关系图,得出了考虑长裸眼井段地层吸水量重要性的结论,较好地在地层出水量方面对空气欠平衡钻井进行了评价。     

徐深气田空气钻井转换雾化钻井最佳时机确定

针对空气钻井地层出水后，岩屑易形成泥环造成环空循环不畅等问题，需要确定转化为雾化钻井的时机，开展了临界地层出水量及最佳转化时机研究与试验。通过使用烘干的采集于空气钻井不同层位的岩样，开展了气体雾化水、岩屑吸水、岩心吸水及岩屑吸水形态变化地面试验，得到了岩屑吸水后形态变化情况，得出岩屑聚团是气体钻井出水后危险的状态。同时以空气钻井裸眼段长度1 000 m为例，经过对试验数据分析，当排砂管线内有自由水出现，地层出水量为0.51 m3/h时，空气钻井应及时转换成雾化钻井。现场试验表明，通过试验手段得到空气钻井转化成雾化钻井转化时机能够有效地指导徐深气田空气钻井安全施工。     

气体钻井地层动态出水量预测计算模型

气体钻井地层出水容易导致井眼清洁困难、井壁失稳等井下复杂问题。为了准确预测气体钻井打开水层过程中的地层动态出水量,综合考虑了非稳定渗流对地层压力分布的影响和水层被打开的程度,建立了气体钻井地层动态出水量定量预测计算模型。采用该模型的计算结果表明:1钻开水层的厚度小于井径、钻头进入水层但未完全钻穿水层、钻头部分钻穿水层而未完全脱离水层时,出水量主要受水层打开程度的控制,水层打开程度越高出水量越大,在钻头完全钻穿水层时出水量达到峰值,该时间段较短,出水量大,应当严密监测,以便在钻井过程中及早发现水层;2完全钻穿水层后,出水量主要受到地层非稳定渗流的影响,随着地层压力的衰减,地层出水量随之衰减,最终趋于稳定,该稳定值为气体钻井适用性地层筛选和转换钻井方式时机的参考值。现场随钻监测验证结果表明,井口返出气体的湿度变化规律与计算结果相吻合。结论认为,该模型能更真实地反映地层出水量的实际变化情况,为气体钻井适用性地层筛选和转换钻井方式时机提供了理论依据。     

陕242井天然气钻井实践

长庆油田在陕 2 42井采用了纯天然气钻井科学试验并取得了成功,进尺 15 7m,平均机械钻速 11.77m/h,天然气用量 7×104m3。对气体钻井的井壁稳定性、地层出水的综合评价、钻进中的注气参数、井控安全钻井技术以及相关的技术问题进行了分析,得出在干气钻井条件下井壁是稳定的结论。同时分析了 15个层段的出水情况,确定了 10个层段共 15 7m的段长出水量 0.5m3/h,适合于天然气钻井,从而为实施天然气钻井打下了基础。钻进中严格按天然气欠平衡钻井的技术规范操作,使得钻进过程顺利,填补了我国天然气钻井的空白。     

空气钻井在TABNAK气田的合理应用

空气泡沫钻井,因其钻速快,防漏效果好,具有常规钻井液不可比拟的优越性。空气粉尘钻井在干硬地层机械钻速达到16.24m/h。雾化钻井在出水量较小时,钻速为13.16m/h,当地层出水较多,空气压力较高时,其钻井速度为6.52m/h,与泡沫钻井速度(5.23~ 6.63m/h)相当。但泡沫钻井腐蚀钻具轻微,而雾化钻井腐蚀钻具严重。因此,必须根据地层情况选择合适的钻井液,既要提高机械钻速,又要保护钻具,提高综合经济效益。     

非水化地层微量出水后气体钻井最小注气量理论研究

气体钻井过程中,当钻遇水层时,地层出水容易造成岩屑聚并,影响井眼净化效果,严重时会导致施工无法正常进行,因此地层出水是限制气体钻井应用范围的最大障碍之一。当地层微量出水时,可采用增大气体注入量的方法继续钻进,而计算增加多少气体注入量是关键。前人只研究了地层大量出水条件下,地层出水量与注气量的关系。为此,在前人研究的基础上,对气体钻井过程中地层微量出水时的携岩基本规律和有关理论进行了研究,并对气体钻井过程中最小气体注入量模型进行了分析和修正,从而推导出了确定地层微量出水时气体钻井所需最小注气量的计算公式,以方便现场计算地层微量出水时所需的最小注气量,指导气体钻井安全顺利进行,以达到提高钻井速度、节约钻井成本的目的。      

对空气钻井中钻具腐蚀因素的影响研究

空气-泡沫钻井,因其钻速快,防漏效果好,具有常规钻井液不可比拟的优越性。空气粉尘钻井在干硬地层机械钻速达到16.24m/h。雾化钻井在出水量较小时,钻速为13.16m/h,当地层出水较多,空气压力较高时,其钻速与泡沫钻井速度相当。但泡沫钻井腐蚀钻具轻微,而雾化钻井腐蚀钻具严重。因此,必须根据地层情况选择合适的钻井流体,既要提高机械钻速,又要保护钻具,提高综合经济效益。     

胜利油田老区调整井钻井井控技术

胜利油田老区由于经过长时间注水开发，地层压力紊乱，调整井钻井过程中常遭遇同一裸眼井段存在多套压力层系的问题 ，井涌井漏事故时有发生，加大了井控的难度。分析研究了胜利油田老区地层压力特征、调整井钻井过程中的出水外溢、井漏等复杂 问题，探讨了油田注水开发过程中地层压力异常的原因，分析了诱发地层出水的原因及危害，进而提出了所应采取的注水井关井停注 泄压、边溢边钻、压井、套管封隔等井控技术措施，实践证实了所用井控措施科学可行，为中后期油田老区调整井钻井井控提供了技 术经验。     

中原塔里木钻井长裸眼防漏降耗技术成效显著

中原塔里木钻井公司针对钻井施工中长裸眼井段渗漏快、消耗大,造成泥浆成本高、性能不稳等问题,成立技术攻关小组,加强研究和试验,优化防漏降耗技术,取得了显著成效,深井渗漏量由2～3m3／h降到1-1.5m3／h,节约泥浆费用15％～20％。为了加快钻井速度,节约钻井成本,西北市场普遍采用长裸眼钻井,二开裸眼段长达4000—5000m,     

通南巴地区充气欠平衡钻井技术应用

通南巴地区地层可钻性差,地层复杂,井漏、井塌严重,常规钻井液机械钻速在0．8m／s以下,个别井漏失钻井液近2×10^4m^3。近年来气体钻井技术迅速发展,先后在通南巴地区进行了10余口井的气体钻井、泡沫钻井,上部地层机械钻速大幅度提高。但气体钻井遇到了地层应力垮塌、地层出水量大等工程地质难题,导致了下沙溪庙组一须家河组近2000m的井段无法使用气体钻井提速。文章提出通过充气钻井方式应对上述难题,并详细介绍了充气钻井的工艺特点及现场实验应用,将进一步提高河坝地区复杂地层的钻井效率。     

吉X井煤层气绒囊钻井液实践

吉X井二开井段530.00~616.00 m为高压水层,780.00~860.00 m井段有80 m砾石层,目的层山西组地层压力系数0.55~1.00,太原组0.67~1.03,不同压力系数共存同一裸眼。采用膨润土钻井液、聚合物钻井液,钻穿高压水层。但聚合物钻井液在密度1.2~1.5 g/cm3、滴流状态时,仍无法解决砾石层的井壁失稳和岩屑携带问题。钻至井深925.00 m后,通井距井底70 m无法到底。后改用绒囊钻井液技术,用重晶石加重,密度1.03 g/cm3,漏斗黏度90 s,12 h清洗70 m沉砂;密度1.07 g/cm3,漏斗黏度70 s,顺利钻进到1278 m完钻,下套管和固井顺利。绒囊钻井液技术有效地提高了低压目的层承压能力,解决了不同压力系统共存同一裸眼的工程难题。     

判定空气钻井井壁稳定性的临界内聚力计算新方法——以四川盆地东部黑楼门构造为例

空气钻井的井壁稳定性主要取决于岩石内聚力与临界内聚力的关系，此时传统的地层坍塌压力计算方法已不能准确地判断地层是否适合空气钻井，利用测井资料对已钻井段进行空气钻井的地层适应性分析便成为钻新井需要解决的问题之一。为此，根据空气钻井的要求，首先进行单井剖面油气水层的测井解释，然后从传统的地层坍塌压力计算方法出发，依据井壁稳定性准则，建立了判定空气钻井井壁稳定性的临界内聚力计算新方法，通过比较逐点计算的岩石内聚力与临界内聚力数值，便可以判断出哪一个井段适用于空气钻井。研究结果表明，计算新方法可定量推荐、优选适合空气钻井的井段，其判断结果是对比测井解释成果图中的岩石内聚力与临界内聚力曲线的数值来确定适用空气钻井的井段。通过对四川盆地东部黑楼门构造楼探1井520～7 265 m井段测井资料的岩石力学计算分析，给出了该井适合空气钻井的井段：下三叠统嘉陵江组二段—中志留统韩家店组的1 910～3 432 m、下志留统龙马溪组—中寒武统高台组的4 345～6 690 m。结论认为，该研究成果为该区乃至整个四川盆地实施空气钻井提供了重要的参考依据。     

元坝区块超深井钻井提速关键技术应用

元坝超深井提速受大尺寸井眼长、致密性硬地层多、同一裸眼井段压力体系多且差异大、深层地层高温、高压、高含硫等因素制约,机械钻速提高困难,钻井周期长。为此,对空气钻、个性化PDC钻头选型及井下工具、预弯曲钻具组合、钻井液体系等方面进行优化,形成了一套元坝区块超深井提速模板。现场应用表明,元坝701井通过空气钻和个性化PDC钻头实现陆相地层提速,在须家河组地层最高机械钻速达2.02 m/h。在易斜地层使用小度数螺杆的预弯曲钻具组合,相比常规钻具组合能更好释放钻压,在防斜和提速方面达到平衡。     

空气/泡沫钻井技术在伊朗19+2项目中的应用

GWDC伊朗19 2项目所承钻的TABNAK气田和SHANUL气田，其钻井难度是世界闻名的。钻井的主要难点是如何克服大井眼长井段低压裂缝性地层漏失、强水敏性泥页岩坍塌和高压盐水层。构造设计井深一般仅为3500m左右，为了封隔复杂地层，所下入的套管可多达5层，最大井眼直径为914．4mm，最大套管外径为762mm。为了解决钻井中遇到的难题，提高机械钻速，缩短钻井周期，使用了空气／泡沫钻井技术并取得成功，从此，空气／泡沫钻井成为顺利完成该项目钻井任务的重要手段，并在应用中日益成熟。文中介绍空气／泡沫钻井技术在TANBAK气田和SHANUL气田的应用情况。     

空气钻井技术在老君1井的应用

为提高川东北地区的钻井速度．加快川东北地区的勘探进程．在该地区老君山构造的老君1井的钻井过程中．选择上部陆相地层进行了空气钻井技术试验并取得了成功，用时21d安全钻进2491，70m，机械钻速达到11．27m/h．较常规钻井提高了10倍．为以后该地区钻井提供了新的技术选择。从井壁稳定性、地层压力和地层产出物三个方面分析了老君1井在上部地层进行空气钻井的可行性，介绍了该井空气钻井的流程、设备和详细的实施过程．分析了空气钻井过程中存在的问题及该地区今后空气钻井急需解决的问题。     

S115井承压堵漏及盐膏层钻井液技术

塔河油田古生界石炭系地层存在膏盐岩层，埋深为5175～5304m，厚度达130m。该膏盐岩层纯而且集中，钻井过程中极易发生溶解、膨胀、井眼缩径、井壁坍塌，造成起钻遇阻、下钻遇卡等现象。决定采用欠饱和盐水钻井液和配套的钻井技术措施。钻进盐膏层时，保持钻井液性能稳定，控制钻井液密度，以平衡地层压力，抑制盐膏层的蠕变；及时检测Cl^-含量，将Cl^-含量控制在160000～175000mg／L之间，保证适度溶解盐膏层井壁，防止缩径发生复杂情况；对于漏失层采用全井分段间隙式堵漏工艺，每次泵入量不宜太多，泵速不宜太高，按照“少量多次”的原则进行憋压。现场应用表明，该钻井液体系和配套的钻井技术措施，满足了盐膏层钻进，保证了盐膏层上部地层的稳定，井眼无坍塌现象，盐膏层钻进顺利，无阻卡现象，5次电测均一次到底，下套管、固井施工顺利。     

两口长裸眼井的钻井液工艺

由于受钻井总投资的制约,晋古1-2、晋古1-3井减少技术套管的层次,使二开后φ241.3mm井眼的裸眼段分别长达3627.31m和3639.71m,尤其是晋古1-3井,在其裸眼段中还要进行定向井施工作业,故钻井液工作的难度非常大。根据地层岩性及钻井施工特点,要求钻井液除具有良好的抑制能力外,重点应解决防卡、防塌、携砂及防漏问题。提出了用聚合物钻井液体系、RH8501润滑剂和塑料球、磺化沥青防塌剂等一系列相应的技术措施,经现场应用基本上满足了钻井要求,并取得了一定的经验。     

空气欠平衡钻井技术在徐深21井的应用

为了达到保护储层、提高钻井速度和加快徐家围子地区天然气勘探步伐的目的,大庆油田结合徐深21井的具体岩层特征,在2550~2918m井段实施了空气欠平衡钻井技术。由于钻进过程中底层出水,转用充气欠平衡钻井。该井空气欠平衡钻进井段进尺367m,机械钻速12.71m/h,相当于常规钻速6.5倍,充气钻井进尺83m,纯钻20.4h,平均机械钻速4.07m/h,该井段节约钻井时间13.93d,达到了提高钻速的目的,取得了较好的效果。为大庆油田和其他油田提供了宝贵的经验,从设备、技术以及钻井参数方面,对以后的空气钻井提供参考,有利于进一步推进欠平衡钻井技术的应用。     

空气钻井技术在普光D-1井的应用

为提高钻井速度，缩短钻井周期，加快普光气田开发进程。在普光D-1井的上部陆相地层的564．0～3002.0m井段进行了空气钻井试验。分析了普光气田进行空气钻井的可行性，详细介绍了普光D-1井空气钻井的施工情况，并对空气钻井的效果进行了评价。普光D-1井空气钻井试验结果表明，普光气田在上部陆相地层采用空气钻井可以提高钻井速度，缩短钻井周期，达到加快开发进程的预期目的。