复杂漏失地层堵漏技术现状及发展方向

井漏不仅是钻井过程中的普遍现象,且是制约安全、快速钻井的重要因素之一。围绕解决复杂漏失地层有效封堵问题,在漏失和堵漏机理、堵漏材料、堵漏效果评价仪器、堵漏和找漏工具,以及复杂漏失地层堵漏配方设计及堵漏工艺等方面开展了大量研究,尤其针对裂缝型、孔洞型复杂漏失,研究应用了凝胶聚合物复合堵漏材料及堵漏方法,有效解决了堵漏材料在漏失通道中的驻留能力,提高了堵漏一次成功率,特别是膨胀管堵漏技术的初步应用,为应对复杂漏失提供了有效手段。由于漏失的复杂性和不可预见性,目前复杂漏失地层堵漏还存在不少问题,如缺乏专用高效材料与方法、防漏效果及堵漏一次成功率低、漏点或漏型判断或识别不准确、缺乏可以有效模拟现场情况的评价手段、漏失机理及堵漏机理研究与现场存在差距等。针对存在问题,围绕提高复杂漏失地层堵漏一次成功率,需要从漏失机理和堵漏机理、应对复杂漏失的有效手段、能够模拟现场情况的室内评价方法、准确判断漏失类型和漏点,以及裂缝和溶洞等复杂漏失堵漏材料与堵漏工艺等方面开展研究。同时,提高对防漏堵漏的认识,一并考虑防漏堵漏和井壁稳定,通过预防来减少井漏发生的几率。在堵漏材料的选择上,不能只看材料价格,更要重视材料的针对性和实际效果,要认识到制定科学堵漏施工方案的重要性。     

伊朗雅达油田S4井水平井钻井液技术

伊朗Y油田水平井水平段长在900～1000m,平均钻井周期为69d.该工区水平井施工存在二开井段盐膏层污染严重,潜在异常高压盐水层;Ph、Iam和Lf地层泥灰岩、页岩易水敏剥落,造成井壁失稳;斜井段漏失,滑动钻进“托压”严重,斜井段井眼清洁困难等技术问题.为此,对水平井钻井液体系配方和工程技术措施进行优化,改善钻井液抗污染、封堵防塌及润滑防卡性能,加强井眼净化及摩阻控制.“多元协同”防塌技术解决了井壁失稳问题;随钻防漏与细颗粒堵漏技术解决了定向段渗漏地层措施受限问题;液体润滑剂、固体润滑剂、乳化石蜡和聚合醇复配使用润滑效果显著,该井滑动钻进摩阻小于10kN,未出现明显的“托压”现象,并从现场验证了液体润滑剂最佳加量应小于3％.S4井现场试验表明,优化后钻井液技术措施效果显著,钻井过程无复杂事故发生,钻井周期缩短至57d.     

GVR成像测井在礁灰岩油田水平井开发中的实例分析

礁灰岩储层的双重介质特征决定了油田开发中水平井钻井风险高,有效储层钻遇难度大。为了确保钻井安全,提高储层钻遇率,在南海东部礁灰岩油田水平井开发中,应用GVR成像测井技术,对水平井进行实时地质导向,快速识别地层倾角以及裂缝,根据地层倾角的变化和裂缝发育程度,优化钻井轨迹。流花油田开发实践表明,利用GVR成像测井技术实施的7口水平井均没有发生严重井漏,成功规避了钻井风险,且单井初始日产油量在283.3~1828.4m3,确保了优质储层钻遇率。同时,GVR成像测井的裂缝解释突破了传统单一依靠地震的识别方法 ,为定量描述井旁裂缝空间分布以及裂缝对产能的影响研究提供了基础。研究表明,礁灰岩储层中单井产能与裂缝发育程度有较好的对应关系,单井裂缝发育程度越高其产能也越高,为油田后期调整井的设计和实施提供了地质依据。     

川西气田雷口坡组井壁稳定性机理研究

川西气田雷口坡组气藏开发方式为大斜度水平井开发,地层埋深大,储层为白云岩薄互层,裂缝发育.已完钻的11口井,钻进过程中常发生掉块、阻卡等复杂情况,造成钻井周期延长,影响勘探开发效益.为确保后续井打长、打快、打好,本文在深入分析地质资料的基础上,通过室内实验、地应力建模、裂缝产状分析、数值模拟裂缝渗流如何改变井周应力场和...     

东营北带深井钻井主要工程地质问题及对策

近年来,胜利油田深层勘探主要集中在东营北带,该区由于目的层埋藏深,纵向上普遍存在多压力系统,同时还存在膏岩、盐岩集中段等易蠕变地层,给钻井设计和施工造成困难。不能预见的工程地质问题导致设计与实钻不相符及钻井复杂情况的发生,不仅制约了钻井速度,而且严重危及钻井工程安全和地质目标的实现。建议在以下几方面开展工作:加强工程与地质的结合,跟踪优化井身结构。利用地层自然造斜特性解决大倾角地层防斜打直问题,减少井斜控制难度,提高机械钻速。加强岩石可钻性分析,做好钻头选型工作。开展深层岩石可钻性研究,研制和引进适合深层砂砾岩体的高效钻头。这是缩短钻井周期、降低钻井成本的重要途径。开展扩展安全密度窗口钻井液技术研究,解决多压力层系、低压易漏和不稳定易塌地层并存导致的恶性漏失/井塌/井涌等技术难题。     

河坝构造复杂工程地质问题与安全优快钻井技术对策

河坝构造钻井工程难度大,存在漏、塌、卡、涌、毒、硬、斜等问题,钻井效率低、周期长,需要在工程地质特征基础上,提高钻井工程工艺的针对性。本文在岩石力学实验基础上,建立工区岩石力学参数剖面,表明该构造地层岩石致密,抗压强度、抗剪切强度、硬度大,可钻性差。根据地层孔隙压力、坍塌压力、破裂压力剖面,开展井壁稳定性分析,表明该区纵向多压力系统,陆相地层坍塌压力高,易井壁失稳;海相地层异常高压,安全钻井液密度窗口窄,井壁力学稳定性差。结合工程地质特征,提出优化井身结构设计,优选气体钻井、泡沫钻井、垂直钻井、复合钻井、旋转导向钻井等钻井技术,优选钻头型号,优选钻井液,优选防漏堵漏技术等钻井对策。现场实钻证实,上述对策大幅提高了机械钻速,有效减少了钻井复杂情况,大幅缩短了钻井周期,实现了河坝构造海相超深气井优快钻井。     

沙特钻修井技术

针对沙特油田产层开发特点,介绍了中原钻井在沙特钻井承包施工中采用的边漏边钻、边涌边钻、清水解卡、小井眼钻井、短半径水平井钻井、多底井钻井等先进技术,有效地降低了钻井成本,利用了每口井的资源,大大提高了单井产量,对国内钻修井技术的发展有一定参考作用。     

胜利油区河50丛式井组调整井钻井技术

河50断块丛式井组为全国最大的陆基平台井组,1989年投入开发,共有油水井45口,其中斜井43口,最大井斜角在19°～63°之间,现已进入高含水期,产能建设亟需进行调整开发。该断块探明含油面积2.6km2,地质储量1052×104t,可采储量242×104t,呈扇状分布,属稀油低渗、低饱和高压岩性构造油藏,具有天然能量充足、产量递减快的特点。由于老区采油地层压力亏空,调整井钻井过程中易出现井漏、井涌、坍塌等复杂情况,加之老区井网密集、斜井众多,井身轨迹控制困难,防碰难度大,对钻井技术、油气层保护和固井质量提出了更高的要求。对此,制定了井身轨迹控制与防碰技术措施;优选了适宜不同地层的钻井液体系;形成了井壁稳定与承压堵漏技术、固井技术和油气层保护技术。实钻效果表明:河50丛式井组调整井钻井技术有效解决了该区块井漏、井塌、缩径及固井时水泥浆漏失等井下复杂情况,井身质量和固井质量合格率均为100%。     

枯竭油气藏型储气库钻完井技术研究与应用

辽河双6块目前已接近枯竭,该区块改建地下储气库,固井质量是钻完井施工的核心。钻完井施工的难点主要包括储层压力系数低,建库技术要求较高,国内可借鉴的经验少,对注采井井筒的完整性要求高,缺乏必要的完井工具及配套技术等。针对于此,根据钻遇地层的特点及时调整钻井液性能和密度,并进行随钻堵漏和承压堵漏,平均每口井承压堵漏3～4次,承压能力由最初的1MPa提高到5.5～6.5MPa;技术套管固井时采用连续分级注水泥固井工艺,减小了水泥浆液柱压力;应用高强低密度水泥浆降低静液柱压力,盖层段固井应用胶乳水泥浆以增强防气窜能力;为保证井筒的密封性和完整性,技术套管和油层套管选用气密封套管,并逐根进行气密封检测。储气库钻完井的特殊工具和技术服务主要依靠国外石油公司,钻完井成本高,应进一步研发性能可靠的特殊工具。     

TH10410CH2井强抑制性聚胺钻井液技术的应用

塔河油田近几年在老井侧钻过程中,造斜点选在石炭系巴楚组或奥陶系桑塔木组。巴楚组地层以褐灰色泥岩为主,桑塔木组地层以灰、绿灰色泥岩为主,夹薄层灰岩。造斜井段中泥岩段较长,受地应力及钻井液的浸泡作用,井壁极易坍塌,钻井施工中起下钻遇阻、卡钻、断钻具等复杂情况经常发生,甚至无法成井。针对巴楚组和桑塔木组复杂泥岩井壁失稳机理开展研究,对水化后力学特性影响进行分析,并形成了聚胺聚磺强抑制性防塌钻井液(XJA-1)技术。在TH10410CH2井泥岩段应用效果表明,新型聚胺强抑制剂具有强抑制性,不仅有利于井壁稳定,而且提高钻井液的稳定性和抗黏土污染能力,处理剂在钻井液中的加量在0.5%～1.0%之间。以聚胺为主要抑制剂形成的强抑制性聚胺聚磺钻井液体系,通过改善泥饼质量,降低滤液的侵入速度,封堵泥页岩中作为钻井液滤液漏失主要通道的微裂缝,阻止和延缓滤液的进入,达到有效支撑井壁,防止泥岩地层垮塌,安全、快速钻井的目的。     

我国深井钻井技术发展的难点及对策

分析了目前我国深井钻井技术面临的主要难点:井段内存在多套压力体系,喷漏共存;钻遇地层复杂,井壁稳定性差,井漏、井涌、井塌、缩径、卡钻等井下复杂情况频发;机械钻速低,钻井周期长,钻具易损坏;在地层倾角大的地区直井防斜难度大;深井井下温度高、压力大,钻井液、井下工具和测量仪器性能要求高;固井施工难度大。展望了深井钻井技术的发展趋势,并结合国内外钻井技术发展的最新进展,提出了加快我国深井钻井技术发展的对策:应用套管钻井技术、膨胀管技术,改善井身结构提高整体钻井速度;提高钻压、转数,增加钻头的切削能力和寿命,提高深部井段机械钻速;最大限度地扩大气体钻井的使用范围;增强地层承压能力,实现井壁稳定;降低固井施工难度,提高封固质量;提高工程事故的预防与快速处理能力。     

垂直压裂井开发下致密砂岩气藏压力分布研究

川西气区属于典型的致密砂岩气藏,直井或水平井压裂后才能获得工业天然气产量,措施后产量压力递减快,采收率低,加密调整井对邻井干扰严重。为厘清致密砂岩气藏开发后地层压力分布,采取针对性措施,提高气藏采收率,提出了Voronoi网格数值模拟法,建立了压裂井数值模型,研究了致密砂岩气藏压裂井地层压力在横向及纵向上的分布,分析了气井的配产、生产时间、地层渗透性等因素对地层压力剖面的影响。结果表明,在平面上,地层压力在压裂裂缝方向和垂直于裂缝方向上渗流不对等,形成椭圆渗流区域;纵向上,压降梯度与气井配产、生产时间成正相关,与地层渗透率成负相关。新场气田沙溪庙组气藏沙二1气层在压裂裂缝方向上,在距井筒60~100m气层中,压力降占生产压差的80%左右。基于地层压力分布特点,采取了部署菱形井网的加密井、优化气井配产及低产水井间开管理等措施,实施后剩余储量区得到有效动用,提高了采收率,延长了气井稳产时间。     

广安002号区块综合治漏技术

从井身结构、造斜点选择、钻井液性能、堵漏方式和技术措施上进行了分析研究,提出了一套适合广安002号区块的综合治漏技术,给出了小漏（0～5m3／h）、中漏（5～30m3,h）和大漏（30m3／h～失返）的推荐堵漏方案。通过对广安002-H1-2、广安002-H9、广安002-X28等井现场应用的分析,发现该种综合治漏技术取得了明显的效果,减少了因井漏造成的垮塌、卡钻、形成新井眼等事故,缩短了钻井周期,降低了钻井成本。     

塔河油田盐层承压堵漏技术应用

承压堵漏技术主要应用于孔隙和裂缝比较发育的多套压力体系并存的长裸眼井段,塔河油田盐膏层上部长裸眼地层承压堵漏困难,多数表现在承压堵漏施工周期长,堵漏需反复多次。针对深井盐膏层地质特点,开发出适合塔河地质特点的巨厚纯盐层、复合膏盐层的承压堵漏工艺:针对粗砂岩、砂砾岩为主的高渗透层,以高浓度细、超细颗粒复合堵剂为主,配合中粗颗粒,以便在出现压裂时起架桥作用;针对以细砂岩、粉砂岩为主的中低渗透层,以适当浓度细、超细颗粒复合堵剂为主,也可加入一定量的中粗颗粒堵剂,以便出现压裂时起架桥作用;对于以泥岩为主的超低渗透层,其破漏压力(当量密度)一般可达1.80g/cm3以上,以适当浓度细、中粗颗粒复合堵剂为主,作预防压裂时堵漏;对于裂隙、破碎地层或地质不整合面,易发生裂缝性漏失,应以高浓度中粗颗粒堵剂架桥,细、超细颗粒复合堵剂作充填,并合理搭配。该承压堵漏工艺先后在塔河油田主体区块的膏盐层井S105、S112-1等井进行了应用。     

大牛地气田马五5气藏水平井开发技术政策研究

大牛地气田奥陶系马家沟组目前处于开发试验评价阶段,将逐步成为该气田的产能建设接替阵地,为了达到高效开发,制定合理的开发技术政策,本文从开发层系划分入手,评价合理的开发方式,针对不同的储层特征差异化制定井网井型,针对水平井区利用经济下限法、经济合理法、规定单井产能法、导压系数法、类比法(类比靖边气田马五气藏)等方法研究合理的井距,研究认为:(1)大牛地气田奥陶系马家沟组气藏适合采用衰竭式开发方式;(2)开发层系划分为马五₅与马五₆₊₇叠合区立体动用,采用"直井+水平井混合井网"立体开发;(3)非叠合区裂缝—溶蚀孔洞型储层合理水平井井距在1000～1200m,裂缝孔隙型储层合理水平井井距在800～1000m,基于储层条件采取混合井组差异化部署策略。该研究对气田奥陶系气藏合理高效开发具有一定指导意义。     

腰平1井钻井设计和施工难点分析

腰平1井是松南气田第一口火山岩气藏水平井,主要目的层为营城组。由于井眼轨道设计需考虑靶点垂深的不确定性和工具造斜率的不确定性,故选择了易于控制和调整的"直—增—稳—增—水平"五段制轨道类型。井身结构设计以简化结构、提高钻井速度为目的,具体为技术套管下至泉二段造斜点上部,并配套相关工艺技术。欠平衡设计时采取井筒环空循环介质循环当量密度略低于据储层孔隙压力折合的当量密度即可的思路,地层流体一定要有控制地流入井筒,同时还需考虑地层稳定性。针对大尺寸井眼防斜打直、火山岩地层可钻性差、多套地层护壁难度大等施工难点采取相应对策,取得了较好的施工效果。腰平1井钻井周期仅135.83d,比设计提前了15.1%;平均机械钻速2.60m/h,比同区块直井提高了6.7%;最大井斜为83°,实际井底水平位移868.90m,水平段长度480.61m。建议今后进一步开展东部地区提高深井大尺寸井眼钻井速度、火山岩气藏钻井方式等方面的深入研究。     

影响元坝气田超深井钻井提速的工程地质因素及技术对策

元坝气田工程地质特征异常复杂,钻井难度大,存在井漏、井涌、卡钻、井塌、高含硫化氢、高压水层等工程地质复杂问题,钻井效率低,周期长,建井成本高.从油气藏的基本地质特征、岩石力学性质、井壁稳定性等方面,分析认为,储层埋藏超深,钻遇地层岩性复杂、储层特征多样、油气立体成藏、油气水分布复杂、各油气藏特征差异大,岩石致密、强度大、可钻性差,异常高压-超高压、纵向多压力系统、井壁力学稳定性差、安全钻井液密度窗口窄,是钻井提速的工程地质影响因素.结合工程地质特征,提出了优化井身结构设计,优选空气钻井、泡沫钻井、液体欠平衡钻井、“螺杆+PDC钻头”和“涡轮+孕镶金刚石钻头”复合钻井、旋转导向钻井等钻井技术,以及优选高效钻头,优选钻井液体系等钻井提速技术对策,能够满足元坝气田海相超深井安全、快速钻井的需要.     

肯基亚克油田钻井施工措施及轨迹控制技术

哈萨克斯坦肯基亚克盐下油田油层埋藏深,地质条件复杂。以H8068井为例,肯基亚克盐下油藏复杂地质条件下的钻井施工措施包括：①钻遇敏感性弱胶结、易坍塌地层时,采用快速钻进的方案,以减少地层在钻井液中浸泡的时间;②钻遇易膨胀缩径和塑性流动的地层时,采取减少扶正器的使用量,小钻压、低钻速钻进,适当提高钻井液密度等措施,来减少缩径,平衡膏岩层的塑性流动;③钻遇高压层段时,起下钻及短起下作业控制起下速度,钻井液密度严格控制在1.97—1．98g／cm3;④钻遇下部井段泥板岩地层时,应对增斜钻具发生屈曲的临界钻压和疲劳破坏系数进行校核。该油田H8068井定向井段轨迹控制钻具组合及实钻轨迹控制过程表明,H8068井纯钻进时效高（占钻井时效的56．40％）的原因在于后期合理的钻头选型,减少了起下钻更换钻头所用的时间。     

小井眼长水平段水平井摩阻扭矩分析方法研究

为有效开发深层致密火山岩、砂岩气藏,降低钻井成本,吉林油田采用了小井眼长水平段水平井方式,开发龙深气田和长岭气田,目前已在龙深1平1井、长深D平3井和长深D平4井实施,但该技术在钻井施工后期,容易因摩阻、扭矩偏高而造成频繁起下钻,严重影响钻井速度。这3口井在施工过程中,长深D平4井完钻时扭矩最高达到26kN·m,导致后期频繁起下钻处理。利用摩阻扭矩软件进行摩阻、扭矩分析计算和滚动摩擦系数拟合,形成摩阻、扭矩分析方法。在研究该方法的过程中,发现滚动摩擦系数是随井深呈阶梯型变化,而井眼轨迹的不光滑性则是造成滚动摩擦系数呈阶梯型变化的主要原因。利用建立的小井眼长水平段水平井井眼轨迹质量评估方法,得出长深D平4井后期扭矩偏高的主要原因,是直井段狗腿度偏高,造成钻柱侧向力偏高,最终导致扭矩偏高。     

北极地区低温防气窜固井技术研究与应用

针对北极地区冻土层厚,井底温度低,常规水泥浆凝固时间长,强度发展慢;储气层厚,埋深浅,可采层位多,地层压力高,防气窜难;储层孔隙大和渗透率高,胶结差,易漏失;油基泥浆难驱替等影响固井质量的技术难题,通过优选材料和大量室内实验开发了以低温胶凝剂RC090-01、降失水剂Cem-1、早强剂Atren light和防气窜剂RC021-09等材料组成的低温防气窜水泥浆,在低温下凝固时间短,强度发展快,具有防漏堵漏功能及良好的防气窜能力,符合冻土层低温防气窜固井的技术要求。应用驱油冲洗液及冲洗型隔离液技术,采用符合地层承压能力的变排量顶替技术,提高了顶替效率,改善了界面胶结,提高了固井质量,从而形成了北极地区低温防气窜固井技术,在哈拉姆布尔气田累计完成了20口井的施工作业,固井质量全部合格,优质率在85%以上,彻底解决了固井质量问题。