伊拉克米桑油田水平井钻井关键技术

针对伊拉克米桑油田盐膏层巨厚、钻井液密度窗口窄、存在高压盐水层,储层段漏塌同层导致复杂时效高等问题,通过对比分析国内外盐膏层和窄压力窗口地层钻井技术,总结了米桑油田钻井面临的主要技术难点,从井身结构优化、钻井提速和复杂预防等方面入手,研究形成了适合米桑油田的钻井关键技术,并进行了现场试验应用,取得了显著的效果.伊拉克米桑油田钻井关键技术对该地区钻井技术方案设计和钻井提速提效具有较强的借鉴和指导作用.     

井壁稳定性传统方法与有限元数值模拟对比研究

钻井过程中的井壁失稳不仅增加了钻井作业的难度,而且难以保证固井质量.井壁坍塌是井内钻井液液柱压力过低不能对井壁提供足够的支撑所致,井壁发生破裂的原因是由于井内钻井液液柱压力过大.为保证钻井过程快速、安全地进行,用传统方法建立模型,并运用ANSYS进行有限元数值模拟.通过两者对比研究,得出满足现场工程实践中可以应用的钻井液密度值.     

井壁稳定性的研究

钻井过程中的井壁失稳现象普遍,不仅增加了钻井作业的难度,而且使固井质量难以保证.井壁坍塌主要是井内钻井液液柱压力过低不能对井壁提供足够的支撑所造成,而井壁发生破裂是井内钻井液液柱压力过大而造成的.通过研究,推出不会产生井壁失稳所需的钻井液密度的计算公式,以便施工人员采用合理的钻井液,保证快速、安全地实施钻井过程.     

CFD某油田碳质泥岩层钻井坍塌原因分析及对策研究

CFD某油田2h井水平段着陆前钻遇碳质泥岩层发生坍塌,影响钻井时效,为满足该油田后续钻井需求,针对性开展坍塌原因分析和对策研究.综合分析钻井液性能与井壁坍塌的关联性、坍塌掉块的层理结构和黏土矿物组分,确定钻井液密度低、封堵性能和抑制性能不足是碳质泥岩层坍塌的主要因素.从力学对策方面,基于强度各向异性模型建立了井斜与坍塌...     

大港滩海大位移井井壁稳定技术研究

大港油田主要采用大位移井开发滩海油气资源.在2008年埕海二区大位移井钻井中遭遇了严重的井壁坍塌,单井平均事故复杂时效达22％,严重影响大位移井的安全.通过对油页岩层理弱面强度测定、斜井井壁应力分析、井眼轨迹对坍塌压力和破裂压力的影响分析、井壁稳定的力学和化学对策的研究,指导井眼轨迹优化设计、安全泥浆密度窗口确定及钻井液性能改进,现场应用效果显著.     

钻井液安全密度窗口预测软件编制及应用

基于井壁稳定力学模型,结合Mohr-Coulomb准则建立了井壁坍塌压力、破裂压力计算模型,编制了"钻井液安全密度窗口预测"应用软件。该软件可利用测井资料对岩石力学参数、地应力以及地层三压力剖面进行计算,并能预测垂直与水平钻进时的钻井液安全密度窗口,能够有效指导现场施工。     

南堡3号构造水平井安全密度窗口敏感性研究

钻探情况显示南堡3号构造储层裂缝发育,易发生井漏和溢流,井控难度大,风险高,导致钻井事故复杂和成本高,制约了该区块整体勘探与开发进程,为解决这种“喷漏同层”钻井难题,从南堡油田3号构造潜山油气藏钻井提速提效为出发点,开展了储层井壁坍塌压力和破裂压力分析,对安全密度窗口敏感性进行研究,得出岩石内聚强度、抗张强度、水平地应力随井斜角变化对井壁稳定的变化规律,考虑到碳酸盐岩储层特性,建议开展微流量控压钻井技术。     

复合盐层多元协同稳定井壁钻井液技术

复合盐层性质复杂,钻井过程中易发生井壁失稳．通过分析多个地区复合盐层的矿物组成、微观结构、理化性质及界面力学特性,探讨了井壁失稳机理．结果表明,地层孔隙和微裂缝发育、盐岩蠕变及溶解、膏泥岩水化是造成复合盐层井壁失稳的关键原因．提出了强化钻井液封固井壁作用-抑制盐膏溶解与膏泥水化-水活度平衡-有效应力支撑“多元协同”稳定井壁钻井液技术对策．依据水活度对泥岩水化膨胀和分散的影响规律,明确了钻井液水活度安全窗口的设计依据．针对中东地区M油田、乌兹别克斯坦H-S油田以及中国新疆地区复合盐层井壁失稳问题,采用“多元协同”稳定井壁技术对策,设计了相应的防塌钻井液体系．现场应用表明,该技术可有效提高复合盐层井壁稳定性,大幅减少井下复杂事故,提高钻井作业效率．     

高密度钻井液致地层坍塌机理分析

为研究高密度钻井液导致井壁坍塌的机理,分析了直井的井周应力分布规律,以及径向、周向和垂向应力随钻井液液柱压力的变化规律,得出当提高钻井液密度时,井壁沿水平最大地应力方位易发生剪切破坏;基于井周应力分布特点和Mohr-Coulumb强度准则获得了井壁最大、最小主应力分别是径向、周向应力和垂向、周向应力两种情况下的坍塌压力解析表达式,并通过一口高压井实例分析了井壁坍塌压力随井深的变化规律,证明钻井液密度过高时会导致井壁坍塌.研究结果可为钻井液密度安全窗口的设计提供理论依据.     

谢凤桥油田红花套组定向井钻井方位确定研究

定向井钻井方位的确定是定向井钻井成败的关键。通过对定向井井壁周围应力的分布情况分析,依据库伦-摩尔强度准则和最大拉应力破裂准则,建立定向井井壁坍塌压力和破裂压力计算模型,并据此编制了定向井井壁稳定性分析软件。通过对谢凤桥油田地质、钻完井和测井资料的分析,确定了红花套组地应力大小及方向,并利用所编制的软件对不同钻井方位、不同井斜情况下定向井井眼稳定规律进行了模拟研究,最终确定沿最小水平主地应力方位钻井安全系数最高。     

平桥地区钻井复杂情况地层压力分析

做好地层孔隙流体压力、坍塌压力和破裂压力的预测工作,对预防井下复杂情况,为钻井设计和施工提供合理化建议具有重要意义。平桥地区五峰组地层井壁稳定性差,钻井中掉块、阻卡、井漏严重,钻探面临较大挑战。针对X平台井下复杂情况,通过对焦页X-3井新井眼测井资料进行三压力分析,验证了平桥地区五峰组1号层与龙马溪组3号层、2号层三压力变化较大,确定钻井液性能梯度变化对井壁稳定性的影响关系,结合区域资料及现场钻井液应用情况得出该平台三压力参数,为该平台及周边邻井的设计及施工提供了相对可靠的数据支持及技术支撑。     

肯基亚克盐下油田复杂地层的泥浆工艺对策

肯基亚克盐下油田油藏埋藏深、压力高、地质条件复杂、钻井难度极大.其主要地质特点是:下二叠系盐层发育,盐层厚度可达3000m以上;石炭系灰岩油层孔隙压力系数高达1.90～1.94,钻井液安全密度窗口窄,溢漏同层,极易出现先漏后喷的复杂局面.由西南石油学院针对肯基亚克盐下油田复杂地质条件研究开发的钻井液系列技术,包括钻巨厚盐层技术、漏喷同层的压力控制技术、高密度盐水流变性控制等技术,大斜度井防卡、解卡技术、灰岩裂缝性油气层的保护技术等,解决了诸多直接影响钻井安全的问题.经2002、2003年肯基亚克盐下油田9口井的应用,钻井复杂事故率大大降低,钻井速度显著提高,油井原油产量大幅上升,钻井成功率达100%,取得了良好的效果.(该文是"肯基亚克盐下油田的钻井液技术研究"一文的续文.)     

罗681井高密度钻井液技术

罗681井是罗家鼻状构造带罗68断块的一口评价井,完钻井深3860m．该区块地质构造复杂,施工过程中先后钻遇沙三断层、盐膏层、高压油气层、地下水层及沙四段等多套压力体系,经常出现井壁坍塌、井漏和井喷等复杂情况,施工难度和风险系数都比较大．通过使用聚合物防塌钻井液体系和聚磺防塌钻井液体系,配合相应的泥浆工艺和工程技术措施,预防了复杂情况的发生,施工中井壁稳定,井下安全,井径规则,满足了施工要求,也为本区块其它井的施工提供了详实的工艺参数．     

青西油田下沟组实施精细控压钻井可行性分析

玉门青西油田下沟组储集层属于典型的裂缝—孔隙型双孔介质储层。由于抽吸压力过大,起钻时容易产生井壁垮塌或者掉块现象,下钻时容易产生井漏现象。该区Q2—58井下沟组段最小漏失压力与最大坍塌压力当量钻井液密度之差为0.01 g/cm~3,环空循环压耗当量钻井液密度为0.10 g/cm~3,存在典型的"窄密度窗口"特征,下沟组储层在钻进过程中整体上存在上有坍塌或者掉块下有漏失的复杂状况。精细控压钻井技术通过软件分析自动计算环空压力损耗和井底压力,动态控制井口回压,维持井底压力在设定的范围内,能有效解决下沟组存在的"窄密度窗口"问题,能减少井下复杂,提高钻井时效。     

川西雷口坡组不稳定地层长水平段白油基钻井液技术

川西雷口坡组四段地层破碎、坍塌压力高于孔隙压力、水基钻井液体系易发生失稳掉块导致阻卡严重,难以满足长水平段安全钻井。从井壁失稳机理分析入手,明确井壁失稳的主要原因。为此开发适用于不稳定地层的白油基钻井液体系,通过关键处理剂的研选,构建白油基钻井液体系,完成关键性能的室内评价分析。在PZ4-4D井和PZ5-4D井三开雷四段地层应用,解决井壁失稳和酸液污染难题,保障川西气田长水平段安全钻井。     

复兴地区陆相页岩油气井地层三压力特征分析

复兴地区自流井组东岳庙段发育一套湖湘页岩,具有广阔的勘探开发前景。前期钻井实践表明,该区地层孔隙压力、坍塌压力与地层破裂压力特征不明,钻井液密度选取不合理,导致钻井过程中气侵、溢流、井垮等井下故障复杂多发。基于岩石力学原理,利用测井资料建立一维岩石力学模型,并以钻、测、录、试等资料对模型参数进行校正,建立区域地层三压力剖面,明确泥浆密度安全窗口,可有效防范和减少井下复杂,助力钻井提速降本。     

泥页岩三轴蠕变实验及结果应用

钻井工程中的井壁稳定问题大多发生在泥页岩井段.根据实验得出的岩石力学参数可以较好的进行井壁稳定及相关问题的力学性质分析.详细介绍了采用三轴岩石力学实验机进行的泥页岩三轴蠕变实验的原理,并根据实验结果按照非线性回归的方法得出了描述变形的本构方程及其蠕变系数,结合该泥页岩的粘土含量,为分析该泥页岩的蠕变规律和计算蠕变压力提供了科学依据.同时,根据不同缩径率所需安全钻井液密度下限的计算公式,得出了相应的钻井液密度下限.     

流体流动和岩石变形耦合对井壁稳定性的影响

无论是过平衡钻井，还是欠平衡钻井过程，都可能导致井周围地层孔压力改变，这样就使我们通过假定地层孔隙压力恒定而得到的井周应力分布和地层的安全钻井液密度范围与实际偏离。滤饼质量直接影响到井周围流体流动的情况和井壁附近地层的孔隙压力。定量地计算分析了滤饼质量和流体流动对井周地层径向应力、周向应力、轴向应力和剪应力的影响，结果表明，一方面，随着滤饼质量的提高，井筒内流体在正压盖下向地层中流动的能力和程度逐渐减小，井壁地层孔隙压力逐渐趋原始地层孔隙压力，井壁岩石所受到的径向应力逐渐增大，井壁的稳定性逐渐变好；另一方面，地层颗粒间的接触应力逐渐增大，岩石抵抗性破裂的能力增强，地层的破裂压力提高，井壁稳定性变好。滤饼质量好坏对代渗透地层的影响尤其显。     

固井工程中盐膏层蠕变危害分析

盐膏层的可流动性对固井质量的影响程度比盐膏层扩径对固井质量的影响要大。分析了盐膏层蠕变的机理,阐述了盐膏层蠕变对固井工程的危害,提出了在固井工艺措施方面应对盐膏层蠕变的建议。     

肯基亚克盐下油田的钻井液技术研究

肯基亚克盐下油田的主要地质特点是:下二叠系盐层发育,在盐丘主体部位钻井,盐层厚度可达3 000 m;石炭系灰岩油层孔隙压力系数高达1.90～1.94,钻井液安全密度窗口窄,溢漏同层,极易出现先漏后喷的复杂局面.因地质条件引发的复杂事故严重制约了肯基亚克盐下油田的钻井工作.针对肯基亚克盐下油田复杂地质条件,研究开发了钻井液体系及配套技术,经2002、2003年肯基亚克盐下油田9口井的应用,钻井复杂事故率大大降低,钻井速度显著提高,原油产量大幅上升,钻井成功率达100%,取得了良好的效果.