库车山前超深超高压盐水层安全钻井技术探索

库车山前深部巨厚盐膏层地质特征复杂,层间超高压盐水普遍发育,纵横向规律性差,地层压力变化大,预测难度高。盐膏层钻井过程中超高压盐水侵入井筒后,钻井液性能恶化,导致喷、漏、卡等复杂事故频发,严重影响安全快速钻井。结合超高压盐水层钻井特征,通过分析超高压盐水赋存的圈闭特点及实钻情况,在钻井液的盐水污染容量限实验模拟和评价的基础上,开展了超高压盐水层控压排水技术的探索与实践,形成了控压排水配套新技术,通过控制节流阀调节井口回压和钻井液排量等手段,让地层盐水按一定比例均匀侵入到环空钻井液中,单次放水量不超过环空钻井液量的10%,多次放出盐水,降低高压盐水层的地层压力系数。解决了库车山前超深超高压盐水层安全钻井难题。现场试验表明,采取合理的控压排水方法能够降低盐水层的压力,在溢流与井漏的矛盾中找到压力平衡点,有利于井控安全的井筒状态。      

大北X井盐膏层尾管精细控压固井技术

大北X井是塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带克深区带的一口预探井,该井五开φ177.8+182 mm尾管固井存在纯盐层易发生蠕变、高低压互存,裸眼段长、环空间隙小、套管下入深、钻井液安全密度窗口只有0.03 g/cm3,极易出现上喷下漏、上漏下喷、漏涌交替发生等复杂,为了解决该井固井施工存在的技术难题,尝试实践了精细控压固井技术,通过精确控制井口压力,防止溢流、井漏的发生,采取正注精细控压固井+反挤平推水泥浆的方案,配套防窜压稳和防漏等固井技术措施,安全顺利完成了大北X井固井施工,经CBL/VDL测井,重叠段和裸眼段封固质量合格,管鞋以上200 m封固质量优质,六开降钻井液密度后钻进正常。该技术为窄密度窗口井段安全固井施工积累了经验,并对该区块类似复杂井固井施工提供了借鉴意义。      

塔里木油田库车山前高压盐水层油基钻井液技术

塔里木山前深层盐膏层钻井时,高压盐水侵入会导致高密度钻井液性能变差,引发阻卡等井下复杂情况,通常采用排水降压的方式来降低高压盐水层透镜体的压力,对油基钻井液的抗盐水侵能力要求较高。为此,研发了单链多团的新型乳化剂,通过增加乳化剂分子结构上亲水基团的数量,提高其乳化效率,从而提高了油基钻井液的抗盐水侵容量限。室内评价结果表明,采用新型乳化剂形成的油基钻井液密度最高可达2.85 kg/L,抗盐水污染能力达60%以上,高温稳定性良好。克深1101井等多口超深井应用了油基钻井液,钻井过程中钻井液性能稳定,未出现卡钻或其他井下故障。研究表明,该油基钻井液具有良好的流变性、沉降稳定性和抗盐水污染能力,能够解决深井巨厚盐膏岩层或高压盐水层污染的问题,可在塔里木油田库车山前钻井中推广应用。      

滨41井微流量精细控压钻井实践

微流量精细控压钻井是一种精确控制整个井筒环空压力剖面的钻井技术,能有效解决窄密度窗口地 层钻井中出现的涌、漏、塌、卡等复杂情况,加快钻井速度,缩短钻井周期。滨41井沙河街沙三段地层水敏性强、孔 隙压力低、坍塌压力高,存在多套压力体系。邻井采用常规方式钻井密度高、机速低,对储层损害严重;采用欠平衡 钻井方法易发坍塌卡钻。针对施工难点,大港油田首次引进微流量精细控压钻井技术,巧妙处理实钻中遇到的配 套技术难题,通过对钻井液密度和井口回压的合理调节,精确地控制了井筒压力,实现了溢流的微流量监测,解决 了井壁垮塌问题和高密度带来的压差卡钻风险,大幅度提高了机械钻速,为本区复杂地层油气开采创出了一条新 路。     

精细控压钻井技术在塔中地区的应用及评价

塔中地区目的层奥陶系地质情况复杂,H2S含量极高,易喷易漏,含盐水层,钻井液密度窗口窄,钻井施工难度大。针对这一技术难题,塔里木油田公司首次引进了精细控压钻井技术,在国内首次实现了塔中Ⅰ号地区超深、超长水平段位移井的精细控压钻进。该技术的成功应用,标志着我国的钻井工艺技术水平跨上了一个新的台阶,为塔中地区精细控压钻井打下了扎实的基础,并积累了丰富的实践经验,同时也为以后在其它地区实施精细控压钻井作业提供了技术借鉴依据。     

精细控压钻井过程中溢流的模拟和控制

为了能在溢流发生的早期正确决定溢流控制方法,根据气液两相流理论,对精细控压钻井过程中的气侵全过程进行模拟,并对如何采取适当的控制方法进行研究。首先建立了描述气侵期间井筒两相流的偏微分方程组,给出了方程组的初始条件和不同气侵阶段的边界条件,并用有限差分的方法对方程组进行求解;然后模拟分析了地层压力、初始溢流量及钻井液参数对井口回压的影响;最后根据对不同参数条件下气侵的模拟,得到了以初始溢流量和溢流结束时的井口回压为输入参数的溢流控制方案图。提出的溢流控制方案图方法,能在溢流早期就决定溢流控制方式,为溢流控制争取宝贵的时间,有助于正确处理精细控压钻井过程中的溢流。研究结果可为控压钻井过程中的气侵控制提供理论依据。     

土库曼斯坦亚苏尔哲别油田控压钻井技术

由于土库曼斯坦亚苏尔哲别油田存在两个高压、超饱和、窄密度窗口的盐水层,在钻井过程中易发生井漏和井喷事故。控压钻井技术能有效控制井筒液柱压力剖面,使井底压力与地层压力处于平衡状态,从而实现安全、高效钻井。在分析控压钻井技术应用条件的基础上,分析了控压钻井技术在土库曼斯坦亚苏尔哲别油田的适应性,并制定了钻穿高压、超饱和、窄密度窗口盐水层的控压钻井技术方案。控压钻井技术方案在该油田的4口井进行了应用,未发生井漏和井喷事故,顺利钻至设计井深并顺利下入套管。该油田应用控压钻井技术成功钻穿高压盐水层的经验,为今后处理钻井过程出现的类似问题提供了一种可行的解决方法。      

CQMPD精细控压钻井技术应用与思考

介绍了CQMPD精细控压钻井系统的结构、工作原理,给出了其在川渝气田的应用实例。CQMPD精细控压钻井系统在川渝高石梯—磨溪、川西北剑阁和土库曼斯坦阿姆河右岸等地区的成功应用有效解决了安全密度窗口窄,频繁发生井漏、溢流甚至喷漏同存等钻井井控难题,对于潜伏类碳酸盐气藏的高效、安全开发起到重要作用,该技术成熟度高。但是,随着勘探开发对象变得越来越复杂,对精细控压钻井技术的要求也更加严格,近年来,在精细控压钻井工艺、产品和应用领域上又取得了新的拓展,有效提高了超深复杂井的固井质量。该研究对于降低复杂盐下气藏开发的钻井成本亦具有重要的指导意义。     

控压钻井技术在四川油气田易漏失水层中的探索与应用

四川油气田海相地层存在易漏失水层,安全密度窗口窄,常规主要采用堵漏方式处理,漏失钻井液量大,处理复杂时间长,部分井只能通过开窗侧钻或提前下套管方式解决。控压钻井技术主要解决窄安全密度窗口地层严重井漏、溢漏同存工程难题,并成功应用于四川油气田裂缝性储层。该技术在四川油气田TB101-H3井易漏失水层进行了首次应用,解决了水层段溢漏同存工程复杂,提高了钻井时效、确保了钻井作业顺利进行,为控压钻井技术在易漏失水层的应用总结了经验,有利于促进该技术应用范围的拓展。     

控压钻井技术在塔中区块的应用及效果分析

塔里木油田塔中区块存在着诸多钻井难题,常规钻井装置和方法很难满足当前钻井作业要求,为此,开展了控压钻井技术研究与应用工作。控压钻井技术主要设备有造气及分离装置、回压控制及计量装置、井筒控制装置及井下监测装置。根据实时监测的数据,利用回压泵和节流管汇对井底压力进行控制,用于提高复杂条件下钻井作业的安全性和效率。应用该技术后,XY722井非生产时间减少,钻井周期缩短近百天,在减少恶性漏失的同时,也减少了对储层的损害,XY62-11H井节省钻井液多达4000m3。     

山前空气钻井实践与认识

塔里木油田的塔北山前构造已经探明蕴含丰富的天然气资源,但山前构造的钻井有极大的难度,上部砂砾岩研磨性极强、地层倾角大、可钻性差.塔里木油田在大北、柯东地区实践了空气钻井,文章以两口井的实际工况为例;结合现场出现的井壁稳定、地层出水、防斜纠斜、设备配套等问题,总结经验并提出了改进建议,为今后提高该地区砾石层钻井速度,推广空气钻井在该地区的运用具有实质性的指导意义.     

国外控制压力钻井工艺技术

控制压力钻井(Managed pressure drilling)是一项先进钻井工艺,通过对井底压力的有效控制,可以解决孔隙压力和破裂压力窗口较窄地层钻进中的诸多钻井复杂情况.文章主要介绍了控制压力钻井定义、与欠平衡钻井的区别、不同控制压力钻井工艺,包括井底压力恒定的控压钻井、带压泥浆帽控压钻井和双梯度控压钻井以及国外该项技术的应用实例.     

塔里木盆地山前复杂带钻井地层压力预测

地层压力的准确预测是钻井井身结构、泥浆性能和钻井参数设计的直接依据,其对优质高效安全钻井,减少井下复杂情况,保护油气层、固井、完井等意义重大。由于地质、地震资料及认识的局限性,难以对塔里木盆地山前探井准确预测钻前地层压力,从而影响钻井工程顺利实施。首先在地震资料钻前压力预测的基础上,及时利用中途测井资料,修正压力预测模型,调整模型参数,然后重新标定过井地震资料,建立地震与测井信息之间的非线性映射关系,预测未钻地层岩石物理信息,进而预测得到地层孔隙压力、坍塌压力、破裂压力等,为下步钻进参数优化调整提供参考依据。     

控压钻井关键技术研究

国内外的应用结果表明:控压钻井技术在解决窄泥浆密度窗口地层、裂缝发育的压力敏感地层钻井出现的"喷漏同层、喷漏同存"的复杂事故有显著的效果。介绍了控压钻井的定义和应用形式,重点分析了控压钻井系统的组成及工艺流程。提出了控压钻井技术的研究重点,对控压钻井技术的研究和应用有参考作用。     

控压钻井井口回压控制技术仿真研究

控压钻井中,为解决井口回压控制过程中的极端非线性难题,设计了一种基于人工神经网络的"辨识器-控制器"控制系统。以径向基函数神经网络为框架构建了辨识器和控制器的基本结构,设计了径向基函数神经网络与比例环节相并联的控制器。为验证控制效果,建立了井口回压系统的非线性数学模型,应用Matlab软件进行仿真,在给定条件分别为1、2和3 MPa时系统均稳定收敛,调节时间5 s左右,超调量小于10%。人工神经网络控制方法能快速跟踪控制信号且超调量小,有效地解决了井口回压系统中的非线性控制难题。     

YD油田Y26ST井控制压力钻井技术

YD油田Y26井在钻进Kazhdumi组地层时有大量沥青和硫化氢侵入,造成井涌与井漏并存的井下复杂情况,采取多种方法处理未见效果,被迫临时弃井.Y26ST井为Y26井的侧钻井眼,基于原井眼沥青侵处理过程中获得的经验与教训,针对侧钻要求,开展了控制压力钻井技术适应性评价和控制压力钻井风险分析,并形成了Y26ST井控制压力钻井技术方案.侧钻过程中,根据实际情况,依次采用了井底恒压和加压泥浆帽2种控制压力钻井方法,有效控制了井筒内的压力分布,降低了沥青侵、油气侵和井漏等井下复杂情况对钻井工程的危害.Y26ST井顺利钻穿Kazhdumi组湿沥青层段,成功下入尾管并固井.控制压力钻井技术在Y26ST井的成功应用,为活跃沥青层长裸眼安全钻进提供了新的技术手段.      

密闭取心技术在塔里木油田中的应用

塔里木油田通过多年的注水开采,常规取心获得的岩心已经无法真实的反应储层的含水、含油饱和度,因此塔里木油田迫切需要开展密闭取心技术,但前期密闭取心效果不理想,密闭率无法达到设计要求,需要对密闭取心工具及技术进行不断的改进和完善。文章介绍了密闭取心的技术难点,取心工具、密闭液的选用,取心工艺的制定、现场应用取得的成果以及存在的问题和改进措施。     

控压钻井技术探讨与展望

所有的现代油气井钻井技术均包含控压钻井技术,明确这一概念,对组织实施和研究发展这一技术至关重要。指出控压钻井技术的应用范围应包括过平衡钻井、近平衡钻井、欠平衡钻井、精细控压钻井及自动(闭环)控压钻井。其中精细控压钻井技术是指在钻井过程中,能够精确控制井筒环空压力剖面、有效实现安全钻井的钻井技术。对不同控压钻井方式的定义分别进行了明确的阐述,分析了控压钻井技术的现状。从用途出发,将控压钻井技术分成了5级,这将有利于钻井施工的安全评估。对控压钻井技术下步发展方向提出了建议,并指出未来控压钻井技术发展的目标是在钻井过程中,能够自动随钻监测环空压力剖面,反馈至地面后能自动调整流量和回压等控制参数,实现环空压力的闭环监测与控制。