欠平衡钻井完井液技术的研究与应用

本文介绍了胜利油田欠平衡钻井完井液技术的室内研究,以及欠平衡钻井液在罗151－11井,离741平,平1井,王平1井的成功应用,三口井的应用证明,合理选择钻井完井液体系是实现欠平衡钻井成功的关键,在欠平衡钻井完井的施工中,采用合理的保护油气层措施,提高油井产能,是欠平衡钻井的宗旨,本文介绍了欠平衡钻井实践,为今后同一地区类似储层或其经地层类似储层的欠平衡钻井提供了宝贵的经验。     

欠平衡钻井液气分离器的研制与应用

欠平衡钻井技术有利于防止钻井液漏失、能及时发现和保护油气层 ,并能提高机械钻速等。但由于欠平衡装备价格昂贵、制约了这一技术的发展。鉴于这种状况 ,自行研制了一台适应欠平衡钻井施工的重力型液气分离器。这种分离器的关键参数是单位时间内能够分离液体与气体的体积 ,将液气分离量主腔容积、承受内压强度和钻井液最大处理量分别设计为 8m3、1 2MPa和 2 70m3/h ,气体最大处理量设计为 1540 0m3/h。经模拟试验和现场应用情况表明 ,研制的液气分离器脱气效果良好 ,能满足欠平衡钻井需要。     

Q18-18井欠平衡钻井状态下的录井资料解释应用

迄今为止,千米桥潜山已钻探了十多口以潜山奥陶系为目的层的探井及生产井,由于在该地区采用欠平衡钻井工艺,对气测资料有一定程度的影响,增加了气测解释判断难度。因此在储层的解释及评价工作中,将各项综合录井资料与气测资料结合起来,对储层进行综合评价是一种有效方法。一、欠平衡钻井状态下综合录井配套技术简介Q18-18井在奥陶系地层采用了有利于发现及保护油气层的欠平衡钻井技术。所谓欠平衡钻井,是通过井控技术使井底循环钻井液液柱压力低于所钻地层的流体压力,从而促进地层流体顺利地侵入井筒中的一种特殊的钻井方法。在大港探区随…     

欠平衡钻井溢流风险分析方法

川渝地区采用欠平衡钻井技术提速效果明显,但在钻进过程中,易发生发现气层后关井不及时,压井循环排气套压过高的问题。对欠平衡钻井溢流风险进行评估,可以为每口欠平衡井制订安全预案提供理论依据。为此,利用实钻资料,对欠平衡钻井潜在的溢流风险进行了分析,提出了欠平衡钻井前开展溢流风险分析的方法。其核心是：根据欠平衡井钻遇的地层特性,预测不同欠压值下的地层出气量,再通过压井计算确定循环排气时的最大套压值,最后判定允许的溢流量及关井时间。以四川盆地合川构造的合川X井为实例进行了计算,计算结果与实钻结果相符,证明上述欠平衡钻井溢流风险分析方法是切实可行的,并提出了控制欠平衡钻井溢流风险的对策与措施。通过分析欠平衡钻井溢流风险、规范欠平衡操作、明确施工细节,可以确保及时发现溢流、及时关井、严格控制溢流量,进而实现快速安全钻井。     

泡沫欠平衡钻井气液流量组合优选研究

泡沫欠平衡钻井过程中,气体、液体和固相岩屑混合在一起,沿井筒环空向上流动,属于典型的“气-液-固”多相流。为了保护储层,避免发生井壁失稳坍塌事故,在泡沫欠平衡钻井时,必须保证井底压力小于地层压力并高于地层坍塌压力,同时还要保证整个井段泡沫钻井液处于最佳泡沫质量区,以具有足够的携岩能力。针对工程施工实际情况,对井筒环空进行网格划分,利用欠平衡钻井井筒多相流模型分段求解井筒流态和流动压力,综合分析井底压力与注入气液流量组合的对应关系,从而将井底压力安全窗口转化为可直接控制的气液流量安全窗口,为安全施工提供依据。该研究成果在也门某区块泡沫欠平衡钻井中的钻井实效对比分析表明,该方法较为实用可靠。     

MPD技术在印尼基岩地层微欠平衡钻井实践

印尼加帮区块基岩储层地层压力低,前期钻井十余口,但油气勘探效果不佳,分析认为主要原因是钻井过程中采用的钻井液密度过高。但使用常规欠平衡作业无法保障探井的施工安全。最终在该区块应用精细控压钻井系统进行微欠平衡钻井作业,通过微流量实时监测,利用回压泵和自动节流管汇对井底压力进行控制,采用微欠平衡的精细控压钻井作业方式取得油气发现。文章简述了使用精细控压钻井系统进行微欠平衡钻井在印尼现场的应用概况并进行分析,该技术的应用取得了良好油气发现,保证了探井钻井作业的安全。     

泡沫欠平衡钻井气液流量组合优选研究

泡沫欠平衡钻井过程中,气体、液体和固相岩屑混合在一起,沿井筒环空向上流动,属于典型的“气-液-固”多相流。为了保护储层,避免发生井壁失稳坍塌事故,在泡沫欠平衡钻井时,必须保证井底压力小于地层压力并高于地层坍塌压力,同时还要保证整个井段泡沫钻井液处于最佳泡沫质量区,以具有足够的携岩能力。针对工程施工实际情况,对井筒环空进行网格划分,利用欠平衡钻井井筒多相流模型分段求解井筒流态和流动压力,综合分析井底压力与注入气液流量组合的对应关系,从而将井底压力安全窗口转化为可直接控制的气液流量安全窗口,为安全施工提供依据。该研究成果在也门某区块泡沫欠平衡钻井中的钻井实效对比分析表明,该方法较为实用可靠。     

松辽盆地北部深层天然气勘探钻井技术

松辽盆地北部深层天然气勘探的主要储层营城组火山岩为裂缝和孔隙双重储集介质,富含凝灰质或为凝灰岩储层,常规钻井施工中,储层污染严重;井底压差高,井径不规则,影响录井和测井对气层的发现和评价,这些问题直接影响到对天然气的发现和探明。近几年来,根据常规钻井中存在的问题,开展了井身结构优化、与地层流体性质和储层压力系数相匹配的低密度钻井液体系研究与应用、欠平衡井底负压值控制技术研究、欠平衡钻井参数自动采集及分析系统的开发、欠平衡随钻井底压力和温度测量工具的研究、地层压力求取与压井液密度确定技术等7 项工作,形成了配套的近平衡、欠平衡钻井完井工艺技术。通过在松北深层徐深1 井等3 口井应用近平衡钻井技术,卫深5 井等8 口井应用欠平衡钻井技术,钻井过程流钻点火,及时发现和有效保护气层,压裂后试气获得高产商业气流,取得了非常好的勘探效果,为松辽盆地北部深层徐家围子地区天然气勘探展现1000×108m3 储量规模起到了关键作用。     

欠平衡钻井工艺及装备在漏失井钻井中的应用

地层中有孔隙，裂缝或溶洞，地层压力小于钻井液的液柱压力，是钻井过程中引起井漏的主要原因。使井底压力降至地层孔隙压力以下。是防止井漏的根本途径。欠平衡压力钻井是在井口的有效控制下，通过降低钻井液密度。使井底压力低于地层压力。可以从根本上解决钻井液向地层的侵入或漏失问题，达到防止工程复杂情况出现和保护油气层的目的。在分析漏失性地层钻井中井漏原因的基础上。详细介绍了漏失井欠平衡压力钻井技术的相关内容。并以3口井为例，介绍了欠平衡压力钻井技术在国内的应用情况与效果。     

钻井液密度随钻调整技术在曹妃甸M构造潜山地层中的应用

曹妃甸M构造潜山地层在钻井过程中一般采用欠平衡方式钻进,导致钻探过程中溢流情况频发,对井控安全造成了巨大的威胁。为了在欠平衡钻井条件下精确指导钻井液密度调整,通过分析潜山地层气测录井响应特征,形成了一种基于气测参数的钻井液密度随钻调整方法,同时从统计学角度出发,提出井底压差与气测参数的相关性关系,建立了曹妃甸M构造钻井液密度调整模型,实现了在钻进过程中对钻井液密度及时、精确调整。该技术在曹妃甸M构造应用效果显著,有效防止了溢流情况的发生,确保了钻井施工安全。     

冻胶阀

为实现欠平衡完井,常规做法是采用套管阀,但采用套管阀成本高,且套管阀一旦失效就无法实现欠平衡完井,为此研究了冻胶阀。冻胶阀是一种用于欠平衡完井的智能化学胶体,在井筒中具备一定的抗压差性能,可隔离其上下流体。完井管柱能穿透冻胶阀,在管柱穿透过程中冻胶阀能实现环空动密封,避免油气溢出。完井结束后冻胶阀可实现破胶液化,采用氮气或清水即可实现残液的全部返排。该产品适应温度为55～100℃,每百米抗压差能力为2～5MPa,目前已应用在油井、气井上,完井方式包括了筛管完井和裸眼完井,成功率达100%。冻胶阀不但能保障欠平衡完井的顺利实现,还能大幅度降低欠平衡完井费用,对丰富欠平衡钻井技术内涵、推广欠平衡钻井技术具有重要意义。     

玉北1-1井欠平衡钻井技术应用与分析

玉北1-1井是在新疆玉北地区部署的第2口欠平衡井,钻探目的是评价奥陶系中-下统鹰山组含油气特性,为研究该区油气成藏条件提供依据。介绍了该井的钻井液密度、欠压值及水力参数等关键参数设计,并结合实钻过程论述了井底欠压值、井口压力控制技术。该井钻探过程中,选择合理的欠压值和井控技术进行欠平衡钻进,有效防止了该区奥陶系中-下统鹰山组裂缝、溶洞型储层的漏失问题,保护了储层,提高了深井钻井速度。最后针对新疆巴麦地区低压储层段的欠平衡钻井技术应用提出了建议。     

四川地区欠平衡钻井实践与认识

四川油气田通过４０多年来研究和应用欠平衡钻井技术，取得一些成果，积累了一定的经验，初步形成一套碳酸盐岩裂缝性油气藏和砂岩油气藏欠平衡钻井工艺技术。文中对四川早期欠平衡钻井实践进行了总结，介绍近年开展欠平衡钻井的装备和工艺技术研究的应用成果，对四川地区推广应用该项技术的前景作一展望，并就今后的发展提出几点建议。     

欠平衡钻井油气藏与井筒耦合模型

利用流体力学的质量守恒方程、动量守恒方程和地层的渗流力学方程,建立了欠平衡钻井油气藏与井筒耦合流动模型,并利用有限差分方法对模型进行了求解.所建立的欠平衡钻井油气藏与井筒耦合模型能模拟主要油气藏类型欠平衡钻井过程中油气藏流体与井筒内流体的耦合流动,模拟地层油、气的流入对井底压力的影响.欠平衡钻井过程中,不同类型油气藏和井筒流体耦合流动时地层油/气进入动态不同,地层油/气的进入对井底压力的影响规律也有很大区别.计算结果表明地层油/气的流入可以使井底压力下降0.03～2.50 Mpa,因此在欠平衡钻井设计中,应充分考虑产层段油/气流入对井底压力的影响.     

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。     

胜利油田欠平衡钻井技术

欠平衡钻井是伴随着水平井、多底井面发展起来的先进井技术。采用这项技术,可以有效地防止钻井过程中对产层的伤害,有利于保护油气层,提高钻速、降低成本,减少井漏及压差卡钴等复杂情况。根据国内外现状,结合胜利油田具体情况,制定了一套包括常用井身结构及钻具组合、井控装置、欠平衡钻井施工要点为主要内容的胜利油田欠平衡钻井技术。     

欠平衡作业用井下隔离服务系统的研制

随着对欠平衡技术的研究和应用逐步深入,油田现场开始引入全过程欠平衡作业工艺,以更好地保护油气储层和提高油气井产能。为此,研制开发了欠平衡作业用井下隔离服务系统,该系统由液压操纵的井下控制阀(DCV)和配套系统组成。借助自行开发的试验台架,对井下隔离服务系统进行了测试,测试内容包括井下控制阀的密封性、开关功能、管体强度等,并成功进行了整体系统联调。测试结果表明,该系统各项指标达到了设计要求,能够满足全过程欠平衡作业的工艺需要。     

广安002-H8井气体钻水平井实践

广安002-H8井是四川盆地广安地区的一口低渗、低压碎屑岩油气藏开发水平井，地层不均质性强、储层变异大。该井在水平井段（Φ152.4 mm井眼）采用氮气欠平衡钻井新技术，应用电磁波随钻测量仪实现了气体钻井条件下井眼轨迹的随钻监测；首次在国内实现气体介质地质导向钻井，通过上下调整井眼轨迹寻找最佳储层，获测试天然气产量26.9×10⁴ m³/d（油压9.5 MPa），是邻近直井储层改造前产量的10～20倍，储层改造后产量的3～6倍。该井气体钻水平井技术的成功应用，为广安地区最大限度地减少油气层污染、实现“少井高产”开发低效油气藏找到了一种新方法。     

欠平衡钻井技术在南翼山E32凝析气藏中的应用

针对南翼山E32凝析气藏的地层特点,提出采用欠平衡钻井解决该地层的钻井问题,减少产层损害。论述了欠平衡钻井有关参数的确定和设计原则,并以南12井为例,对南翼山E32凝析气藏地层的欠平衡钻井设计及现场施工(包括所用设备、钻井参数、钻井液性能等)情况进行了描述,说明欠平衡钻井的技术特点和应用效果。该井的钻井实践表明,平衡钻井技术能有效保护油气层,减少了井下复杂情况的发生,有利于提高机械钻速并降低钻井成本,是凝析气藏复杂地层钻井的一项重要新技术,值得推广应用。     

高温高压凝析气井全过程欠平衡设计

针对高温高压凝析气井钻井过程中的储层伤害问题,在对国内外最新设计方法综合研究分析的基础上,开展了室内试验和软件模拟,提出了一种新的全过程欠平衡设计方法。该方法综合分析了井控安全、井壁稳定性、储层凝析气反凝析发生的油锁伤害和毛细管力引起的水锁伤害等因素。同时,在计算水力参数时考虑了温度和压力对钻井液密度和黏度的影响。为了保证在钻进、起下钻和接单根整个钻井过程中井底一直处于欠平衡状态,配套安装了旋转防喷器、井下套管阀等工具和设备,优化了施工工艺。采用该方法对沙特B-0008井进行了详细的设计分析。该设计方法既能保证井下安全,又能避免储层伤害,提高了探井发现油气的成功率。