钻井过程从地面测定地层孔隙压力

钻井过程中需要了解地层孔隙压力。钻井常常使地层孔隙压力失去平衡，以防止地层流体进入井筒，避免失控情况。然而，太多的过平衡压力会降低钻井速度，造成井漏。体文将介绍一种在钻井过程中预测井底过平衡压力（或欠平衡压力）的方法，即钻井过程中从地面测定孔隙压力。该方法主要取决于两个因素：①泥浆录井仪的气体单位曲线下成的面积与钻井液中的气体体积成正比；②若钻具下放速度不变，则抽汲压力与冲击压力相同。     

地层压力预测在SK1井的应用

准确的地层压力预测是实现优质、高效、安全钻井的关键,也是油气层保护的重要环节。SK1井的地层压力预测与实施的地层压力误差小于6%,文中重点介绍利用地震和邻井已钻井资料进行地层压力预测以及运用测井资料进行地层孔隙压力随钻检测的方法。     

新的地层压力系数预测方法及在板深7井的应用

以往在钻井设计中,是依据某一裸眼段的最高孔隙压力设计该井段的钻井液密度。提出了新的地层孔隙压力系数预测方法：考虑到目前钻井设备中的井控装置,各种先进的录井监测装置,以及各种业已成熟的录井计算机预测算法等,可以忽略占比例较小的高孔隙压力井段,对地层孔隙压力梯度进行预测。使用该方法得到的从出现井喷迹象到井喷发生的时间化使用以往预测方法得到的时间长,归纳了一套描述井涌过程的数学方法（线性函数,非线性函数,特殊的非线性函数）,回顾了人们以前对井涌过程的解释,并提出了笔者的新见解。非线性函数模型认为井涌过程中,地层向井筒内注气的速率不是随时间线性增加的,气体体积增加的速率与当时气体的体积成正比;特殊的非线性函数模型则认为井眼内注入气体的速度并不是与气体量成正比,而是与此时气体量与液体量的乘积成正比,该模型能够解释井喷现象,并提出了预测地层压力新方法的有关数学方法,分析了新方法与以往方法的关系,并根据具体情况对新的观测模型进行了修正,这一新方法在1998年大港油田板深7井的钻井设计及钻井中试用,使钻井液密度大幅度降低,不仅加快了钻井速度,还很好地保护了油气层,使板深7井成为大港油田历史上第一口“千吨井”,为国家发现了一个大气田。     

调整井钻井地层压力预测新方法

在老油田开发中后期,现有压力预测与检测方法已不能适应钻调整井时的压力计算,其主要原因是传统的压力预测方法是在原始地层沉积环境情况下建立的.提出利用油藏工程方法与油藏数值模拟方法,可给出拟钻调整井的剩余油富集区的压力分布与精度相当高的压力预测值.     

南海深水L-1井区地层压力预测技术研究及应用

在深水钻井工程中,准确的地层压力剖面是确定安全钻井液密度窗口必不可少的关键数据。结合南海L-1井区地质情况,基于大量现场数据比对研究,得出最优压力预测模型,并利用测井获取的地层参数资料进行综合分析,对位于莺歌海盆地构造中部的L-1井区进行了地层孔隙压力、破裂压力和井壁坍塌压力的计算分析,得出该井区地层压力剖面图,从而预测出安全钻井液密度窗口。与邻井实测点相比,孔隙压力预测误差小于1.74%,破裂压力预测误差小于15.50%,为工程开发提供了理论支撑。     

钻井过程中控制压力系统技术研究

大庆油田萨中开发区由于多年采取分层系注水开采 ,油层的孔隙压力在横向上和纵向上都存在较大的差异 ,使地层孔隙压力分布规律发生了极大变化 ,形成了多层系的压力系统 ,出现了高压层、正常压力层及欠压层在单井纵向剖面上并存的情况。钻加密调整井时 ,为了提高新钻井的固井质量和减少钻井时对油层的污染 ,提高加密调整井的开发效果 ,必须加强控制地层压力系统技术攻关。钻加密调整井时 ,为保证钻井施工安全 ,钻井液密度是平衡高压油层压力而设计施工的。高渗透主力油层压力偏低 ,钻井泥浆液柱压力大于主力油层孔隙压力 ,钻井液在正压差的作…     

欠平衡压力钻井井底压力控制技术探讨

在分析影响负压值各种因素的基础上,建立了井底负压值与其它钻井参数的数学模型,制定了一套便于操作的井底压力控制方法,并以S73井为例加以说明.     

利用邻井资料预测调整井地层压力

本文介绍了利用邻井资料预测调整井地层压力，以此来确定钻开油气层的钻井液密度的基本原理，通过在文明寨、卫城及文13区块的现场应用，证明该方法预测调整井地层压力简单易行，对调整井钻井生产具有指导意义。     

地层孔隙压力的精确预测及其应用

在钻井设计中 ,国内外多数教科书遵循的地层孔隙压力预测准则是依据某一裸眼段的最高孔隙压力设计该井段的钻井液密度。作者提出了地层孔隙压力精确预测的新准则 ,并成功运用于大港油田板深 7井。关于新准则及其相关技术 ,作者已发表过论文 ,出版过专著 ,并申请了国家专利。本文主要是关于这项技术的理论上的探讨。通过严格的数学证明 ,指出从出现井喷迹象到发生井喷 ,其所需时间比人们原来想象的要长 ;并认为 ,随着目前钻井中各种先进的井控及录井监控装置的引入 ,可以运用新的数学方法 ,忽略所占比例不大的少数高孔隙压力井段 ,来进行地层孔隙压力预测。这样预测的结果 ,可大大降低钻井设计中钻井液的密度 ,不仅可以加快钻井速度 ,降低钻井成本 ,而且可以有效地解决钻井过程中的油气层保护问题。文中导出了一套新的钻井过程井涌微分方程 ,给出了相关的函数曲线图 ,并且利用概率论的方法 ,给出了在现场应用的有关数据 ,为在更大范围内应用这一方法提供了方便条件。     

钻井废弃泥浆固化处理技术的研究与应用

油田三大公害之一的钻井度弃泥浆的处理受到广泛关注,化学固化法已成为各油田处理度弃泥浆的重要方法。针对江苏油田泥浆组分及气候特点,论述了钻井废弃泥浆固化处理的机理,对比研究了钻井废弃泥浆固化配方,确定了具有经济实用、施工方便的废泥策无害化固化处理技术。实际使用证明该处理方法是可行的,值得推广。     

控压钻井过程中泥页岩井壁破坏分析

控压钻井过程中,控制井底压力与地层压力相当,可以减少井壁由于井底压力过小或过大引起的井壁坍塌或破裂问题。对于水敏性泥页岩地层,即使在压力平衡的情况下,由于水基钻井液和泥页岩之间的水化渗透作用,泥页岩井壁也有可能不稳定。为此,建立了控压钻井条件下泥页岩井壁稳定非线性流-固-化耦合新模型,考虑了离子扩散与岩石变形的全耦合以及流体流动和离子扩散过程的非线性;通过有限元分析泥页岩井壁周围孔隙压力场和应力场的变化,计算井壁周围地层破坏系数,检查井壁是否破坏。研究结果表明：①控制压力钻井与常规钻井相比,水化渗透引起的孔隙压力剖面变化较小,有利于泥页岩井壁稳定;②泥页岩井壁失稳主要有井壁破坏、井壁附近地层破坏两种方式且后者是有时间效应的;③现有模型与非线性全耦合模型相比,过大地预计了井周孔隙压力和总应力且其压力峰值传播较慢;④泥页岩井壁失稳后,新的泥页岩表面暴露在钻井液中继续进行水和溶质交换,井眼扩大到一定值后,发生进一步失稳的可能性较小。     

深井小井眼钻井液技术

为解决玉门青西油田深井开窗侧钻(或加深钻井)的钻井液防塌、抗高温、润滑、抑制和油层保护问题,经过对抑制剂、防塌剂、成膜剂的优选,应用"理想充填理论"对封堵粒子进行了优选复配,形成了阳离子-正电胶-有机(硅)醇抗高温深井钻井液体系,在玉门青西油田4口井侧钻、加深施工中应用了该技术。现场应用表明,井壁稳定,井径规则,井径扩大率小于8%,复杂损失率为0,岩心渗透率恢复值大于90%,产油量提高70%,很好地满足了深井小井眼钻井施工和油层保护的需要。     

氮气欠平衡钻井技术在定向深探井中的应用

川西3000 m以深井段普遍存在机械钻速慢、储层保护技术单一等问题,常规欠平衡钻井均不能很好地解决以上问题。为了更好地保护和发现油气藏,提高深井勘探成功率,西南分公司引进了氮气钻井技术,通过大量地质工程论证,在DY1井四开4652.26~4775.56 m产层段进行了氮气欠平衡钻井技术应用试验。试验表明,在深井段采用氮气钻井技术可大幅度提高钻井速度,该层段平均机械钻速达8.36 m/h,与邻井相比提高8~9倍,在提高钻速的同时还直观有效地发现了一个裂缝性气层。该技术在深探井中的成功应用加快了气体钻井技术向深层推广的步伐,对同类地区的钻井具有较高借鉴意义。     

海洋超高温高压井钻井液设计与测试方法及国外钻井液新技术

介绍了国外高温高压井的最新定义和分级,以及全球海上高温高压井的分布。阐述了海洋高温高压井钻井液性能设计方法,主要包括密度、高温热稳定时间、抗高温能力、高温高压滤失量、抗污染能力、低温流变性能和水合物抑制能力等,提出高温热稳定时间、抗高温能力、高温高压滤失量应为高温高压井钻井液3个关键性能设计及评价指标,建立利用极高温高压流变仪Chandler 7600模拟高温高压井钻井液静态高温热稳定时间和动态循环抗高温能力的评价方法。详细介绍了国外抗232℃超高温无铬环境友好型水基钻井液、抗220℃超高温高密度甲酸铯钻井液、抗180℃高温无黏土储层钻井液、抗260℃超高温油基钻井液、抗315℃极高温氟基逆乳化钻井液。上述技术对中国超高温乃至极高温钻井液技术的研究具有一定的借鉴意义。     

悬浮乳液钻井液技术在江苏油田水平井中的研究与应用

在日益紧迫的环境保护和节能降耗形势下,钻井液使用原油润滑技术受到越来越严格的限制。为了减轻江苏大斜度井、水平井钻井中的原油污染,实现钻井生产的安全优质钻进,开展了悬浮乳液钻井液技术研究。室内对优选的配方体系的流变性、抗温性、抗污染能力、油气层保护等性能指标进行了评价。结果表明,该体系具有优良的润滑、防塌和保护油气层性能,抗污染能力强,抗温达120℃,对环境和录井无影响。目前该技术已在江苏油田4口水平井中成功试用,钻井和完井作业顺利,与邻近水平井相比,钻井周期平均缩短3d11h,平均机械钻速提高22．3％。初期日产油是邻井的2～4倍,取得了良好的节能减排和提优提速钻井效果。     

华北油田深井钻井新技术应用方案研究

近年来华北油田深井的数量不断增多,仅2008年超过4000 m的深井就有20多口.深部地层可钻性变差,造成机械钻速慢,钻井周期长.仅占全井35.4%的深井层段,钻井周期就占总周期的57.9%.为了提高机械钻速,缩短钻井周期,节约钻井成本,进行了适合华北油田的深井钻井新技术研究,形成了华北油田应用新技术的初步方案,为华北油田的提速工作打下了基础.     

坨-胜-永断裂带高密度深井钻井液技术

坨-胜-永断裂带储油层埋藏深、压力高，断层发育，构造较复杂，在钻井过程中容易发生与高密度钻井液相关的钻井问题。通过分析研究，确定在三开之前采用低密度聚合物铵盐体系，三开之后采用抗高温抗盐的聚合物硅氟防塌降滤失钻井液。提出了在该区块使用高密度钻井液技术的主要施工措施：禁止直接加加重材料．采用混重钻井液的逐步加重方式，同时保证加重材料有充分的水化时间；对直井，润滑剂总含量应为2％～3％．对定向井，润滑剂总含量应为3％～5％；该区块高密度钻井液用水的矿化度不能超标，氯离子含量应小于1000mg／L，钙镁离子含量均应小于200mg／L；处理剂应具备良好的抗高温和抗盐性能；保证四级固控设备的使用率，特别是离心机在每次下钻后调整钻井液时的使用至关重要。现场应用表明，聚合物硅钾基防塌降滤失钻井液具有滤失量低、抑制性强、抗高温、防塌和润滑性能好、携岩能力强等优点。     

空气钻井随钻监测技术及其应用

为解决现有录井监测系统不能满足空气钻井现场的需要,容易出现钻具失效、井下燃爆、地层出水及井壁坍塌等复杂钻井问题。基于井下燃爆理论和监测监控系统技术,以井下燃爆监测成果为基础,应用UBD气体监测系统及其配套分析技术;通过多次在空气钻井现场监测服务,验证了该监测系统及分析技术的合理性和实用性,为安全顺利实施空气钻井提供了技术保障。     

合成基钻井液的研制及其应用

为满足中国海洋石油的勘探开发需要,开发保留油基钻井液优点而对环境无毒的合成基钻井液已势在必行.研制出了高闪点、环保型合成基基液,并在此基础上优选出了合成基钻井液配方,即:基液(酯:20?Cl2水溶液=70∶30) 2.0%有机土 3.0%主乳化剂 2.0%辅乳化剂 1.0%润湿剂 0.5%碱度调节剂 3.0%降滤失剂 1.0%增粘剂,加重材料采用酸溶性石灰石粉,石灰石粉起到屏蔽、加重双重作用.研究表明,该套合成基钻井液具备优异的防塌抑制性、润滑性和储层保护性能,生物毒性低,生物可降解性好.合成基钻井液已在渤海湾SZ36-1油田的CF1、C25HF和C26HF等3口水平分支井中成功应用.