四川盆地威远区块页岩气立体开发技术与对策——以威202井区A平台为例

威远区块是四川盆地页岩气开发的主战场之一,四川盆地威远区块威202A平台为早期投产平台,其上半支3口井在志留系龙马溪组龙一₁~1小层钻遇率低,开发效果不理想。为了提高气藏采收率,最大程度动用储量,通过运用优势层位动用潜力和可采储量开发潜力分析等技术,开展了资源潜力立体开发评价和技术对策研究,部署了W形立体加密井网,提出了储层改造难点的应对措施。研究结果表明：(1)提出了以龙一₁~1小层为目的层,在平台上半支原有井之间加密部署实施3口水平井建议;(2)针对立体开发目标,加强地质导向跟踪,加密井水平段在龙一₁~1小层钻遇率平均达90.2%以上;(3)运用控制压裂规模、差异化设计和压前邻井提前关井恢复压力及压中暂堵转向等手段,提升裂缝复杂程度,并避免邻井被压窜;(4)微地震监测和数值模拟等证实加密井有效动用龙一₁~1小层地质储量,且3口井测试产量较原老井大幅度提升。结论认为,形成的立体开发技术和对策,经实践检验,效果显著,为页岩气藏立体开发和提高储量动用程度提供了有益借鉴。     

威远区块页岩气“井工厂”钻井技术

威远区块地表为低山丘陵地貌,交通运输不便,增加了钻井成本,且钻井平台周围有居民散居,导致井场建设和钻井过程中在健康、安全和环保方面面临巨大挑战。为此,针对威远区块的地貌特征及该区块的页岩气开发特点,开展了山地"井工厂"井网部署和井眼轨道设计、井眼轨迹控制、丛式井组防碰设计、TI-350T全液压深井智能钻机应用和"井工厂"钻井作业流程设计等方面的研究,形成了高效的页岩气"井工厂"钻井技术。该钻井技术在威204H11平台进行了应用,平均机械钻速达到7.13 m/h,钻机井间运移仅需2.0 h,钻井液利用率达到80%以上,大大减少了非钻井作业时间、降低了钻井成本。应用表明,该"井工厂"钻井技术可为国内其他类似页岩气区块的高效开发提供借鉴。      

威远页岩气水平井高密度防窜水泥浆固井技术

威远地区页岩气井固井存在地层压力高、水泥封固段长、顶底温差大、后期需要进行高能射孔完井和多级压裂作业等特点,这些都对水泥浆性能提出了较高的要求。针对这些问题,采用降失水剂DRF-120L、高温缓凝剂DRH-200L、高温稳定剂DRK-3S、胶乳防窜剂DRT-100L和精铁粉研究出了密度范围为2.20~2.40 g/cm3的高密度防窜水泥浆体系。研究结果表明,该水泥浆体系具有稳定性好(上下密度差为0)、流动性好、无游离液、失水量低(小于50 mL)、弹性模量低(小于7 GPa)、抗压强度适中和防窜能力强(过渡时间均小于10 min,SPN值均为1.47~1.80)等特点,其各项性能指标达到了川南地区页岩气井的固井要求。截至2015年3月底,该体系已在威远地区应用了13口井,截至2015年6月底,在已进行电测的6口井中,4口井优质,2口井合格,固井质量均较好。      

3种常用页岩气井经验递减方法——以四川盆地威远区块为例

页岩气井的递减规律与常规气井有一定的区别,分析页岩气井递减规律对准确评价页岩气井储量至关重要。经验递减法因为操作简单、有效而被广泛使用,但每种方法都有自身的缺陷及适用性,笼统的使用难免会造成很大的误差。分析了页岩气井的递减规律及SEPD法、Duong法及WK法这3种最为常用方法的特点,发现SEPD法是Arps指数递减的延伸,WK法是Duong法的延伸;并详细地给出了这些方法的应用步骤,结合四川威远区块的大量页岩气井得到了这3种方法的适用条件：①SEPD法不适用于页岩气井;②只有当气井进入边界流后,才可使用Duong法或WK法准确预测估算最终储量(EUR);③数据波动对传统Duong法、WK法影响非常大。最后改进了Duong法中参数q1的获取途径,消除了数据波动对Duong法的影响,避免了Duong法多解性的问题;与WK法的对比,改进Duong法要优于WK法。     

元素与自然伽马能谱录井技术在四川盆地威远区块的应用——以B1井为例

目前四川盆地威远区块页岩气迈入了规模开发新阶段,但气体钻井、PDC钻头+旋转导向等钻井工艺却使得岩屑呈细碎、粉末状,依靠岩屑录井对地层岩性难以识别,增大了优质页岩取心卡层、小层精细划分的难度。为此,针对四川盆地威远区块下志留统龙马溪组页岩储层的特点,将元素与自然伽马能谱录井技术应用于页岩气开发中。现场应用效果表明,采用元素与自然伽马能谱录井技术,保障了优质页岩取心卡层的准确性,解决了页岩气小层精细划分的难题,为辅助水平井地质导向、保障页岩气储层钻遇率提供了有力的技术支持。     

吐哈油田胜北区块高压气藏长封固水平井固井技术

针对吐哈油田胜北区块气藏埋藏深,储层压力系数高,对水泥浆体系耐温、防窜、稳定性要求高,水泥封固段长,井眼条件差,后期大规模体积压裂投产对固井质量和水泥环完整性要求高等固井难题,开展高压气藏长封固水平井固井技术研究.通过水泥浆体系室内研究、分析实验,研制出配伍性好、抗高温、防气窜、韧性强的抗高温韧性防窜水泥浆体系;结合工...     

页岩气井强化封堵全油基钻井液体系——以长宁—威远国家级页岩气示范区威远区块为例

为了破解四川盆地长宁—威远国家级页岩气示范区威远区块钻井过程中井壁失稳引起的复杂事故频发难题,在分析测定该区下志留统龙马溪组页岩的矿物组成、孔缝构造、表面润湿性和岩样吸液率的基础上,分析了井壁失稳的机理,通过对基础配方的深度优化,以及多种类、多级配复合封堵剂的优选,形成了一套密度介于1.80～2.40 g/cm³、抗温150℃以上的强化封堵全油基钻井液体系。室内性能评价结果表明:①该钻井液体系具有良好的高温高压流变性、沉降稳定性和电稳定性;②该钻井液体系抗污染能力较强,在含页岩岩屑20%、含水10%时的综合性能依然保持稳定;③对龙马溪组页岩岩屑的一次回收率和二次回收率分别为100.00%和99.98%;④添加封堵剂的全油基钻井液能有效地封堵400mD渗滤砂盘、快速地阻缓流体压力在页岩内部的传递,具有更好的井壁稳定效果。结论认为,该钻井液体系能够满足该区页岩气钻井施工的技术需求,为降低复杂事故发生率、提高页岩气资源开发效率提供了技术思路和解决路径。     

基于水马力计算的固井施工设备配套

四川地区承包页岩气固井项目中,油层套管固井采用低密度的完井液顶替高密度的水泥浆,后期顶替压力在50～65 MPa之间,高压力对固井设备配套提出了高的要求。为此,需要引入施工水马力计算,基于水马力进行固井设备配套;采用在水泥车的基础上搭配2000型或2500型压裂车进行顶替作业,并由水泥车作为压裂车的供液车,以此来满足高压施工需求;并已成功应用多井次,取得了较好的效果。此方法为以后川渝地区高压固井施工设备配套方面提供了一定的技术支撑,也对川渝页岩气油层套管新的固井施工工艺具有一定的指导意义。     

伊朗TABNAK区块的钻井与固井技术

伊朗TABNAK区块地层含泥页岩、盐水、石膏且层间压力系数变化大，钻井中常出现页岩垮塌、井漏、缩径等井下复杂情况，固井中易出现水泥浆返高不足、注替效率极低等。针对钻井及固井难题，采用先进的钻井工艺、合理的钻井介质，并结合优化钻具组合和钻头选型等钻井技术措施，成功地解决了钻进中遇到的严重井漏、缩径、井涌等复杂情况，实现了安全快速钻进。通过优化水泥浆体系，采用合理简便的固井工艺技术，成功地解决了大尺寸井眼、低压漏失井的固井难题，提高了固井质量优质率。所介绍的TABNAK区块采用的钻井和固井技术，对类似地层情况的其他区块钻井和固井工作具有一定的指导作用。     

我国固井设备开发的现状及可持续发展

历经二十多年,我国固井设备制造已从初期的仿制发展到关键技术引进、自主创新开发,并与国际水平同步。设计、制造和控制新技术的研究应用,提高了大型固井设备的配套能力,大排量、高压力的多台固井设备协同作业成为现实。本文对我国固井设备的研发现状进行了分析,提出了我国固井设备今后的研发目标和开发方向。     

高压低渗透气井欠平衡固井技术——以宝龙1井为例

宝龙1井是四川盆地川中龙女寺构造上的一口典型的压力窗口窄、漏喷共存的预探井。宝龙1井下177.8 mm尾管至井深2 250.05 m发生井漏失返,下至井深4 569.70 m井漏未返,反灌钻井液4.6 m₃见返,循环井漏,采用桥浆堵漏仍然井漏,不能建立循环。为此,提出采用正反注水泥法来固井施工的技术思路。正注水泥施工结束后出现溢流不能起钻,决定在喇叭口处直接反注水泥然后起钻,反注水泥完仍然出现高压低渗透溢流,被迫循环排除水泥浆。在管内注入密度为2.42 g/cm₃的加重钻井液,在环空有限溢流的前提下把钻具起至设计位置,进行反注水泥施工作业,固井成功,电测固井质量合格率为84.33%、优质率为76.79%。该技术为高压低渗透气井欠平衡固井提供了新的途径。     

超低密度水泥浆固井技术的应用——以百泉1井为例

在对压力系数低、易漏地层,特别是裂缝型地层的固井作业中,采用常规密度的水泥浆进行固井极易引起井漏,造成固井失败或质量不合格。为此,根据准噶尔盆地西部隆起克百断裂带百口泉鼻隆构造上的百泉1井钻井复杂情况和地层情况,采用了2种超低密度水泥浆柱结构,以确保固井时上部防漏下部压稳,该井固井过程中无漏失,测井结果表明,低密度水泥浆固井质量合格。结论认为：①在压力系数低和有易漏地层存在的情况下,从固井设计到施工都应采用以“高效顶替、整体压力平衡”为核心的平衡压力固井工艺技术,控制环空形成的动液柱压力约大于地层压力和小于地层破裂压力;②正确选用和合理搭配固井施工压力、水泥浆密度和施工排量这3个参数,分析前期技术难点并制订合理的应对措施是保证固井成功的关键;③由于采用了超低密度水泥浆,降低了环空液柱压力与地层压力之间的正压差,减小了水泥浆的失水量,有利于保护油气层。     

超低密度水泥浆固井技术的应用——— 以百泉 １ 井为例

在对压力系数低 、易漏地层 ,特别是裂缝型地层的固井作业中 ,采用常规密度的水泥浆进行固井极易引起井漏 ,造成固井失败或质量不合格 。 为此 ,根据准噶尔盆地西部隆起克百断裂带百口泉鼻隆构造上的百泉 １ 井钻井复杂情况和地层情况 ,采用了 ２ 种超低密度水泥浆柱结构 ,以确保固井时上部防漏下部压稳 ,该井固井过程中无漏失 ,测井结果表明 ,低密度水泥浆固井质量合格 。 结论认为 ：① 在压力系数低和有易漏地层存在的情况下 ,从固井设计到施工都应采用以“高效顶替 、整体压力平衡”为核心的平衡压力固井工艺技术 ,控制环空形成的动液柱压力约大于地层压力和小于地层破裂压力 ;② 正确选用和合理搭配固井施工压力 、水泥浆密度和施工排量这 ３ 个参数 ,分析前期技术难点并制订合理的应对措施是保证固井成功的关键 ;③ 由于采用了超低密度水泥浆 ,降低了环空液柱压力与地层压力之间的正压差 ,减小了水泥浆的失水量 ,有利于保护油气层 。     

固井和压裂设备性能参数及曲线的自动生成

为满足固井和压裂设备设计人员、产品验收和操作人员对设备性能参数经常使用的要求,设计采用MicrosoftOfficeExcel电子表格,利用其计算和函数功能,输入固井和压裂设备的原始参数,就可得到相应的性能参数并自动生成性能曲线。该软件可直观地分析性能参数的合理性,减少设计计算工作量,提高设计精度,还可使技术人员合理地选择固井和压裂设备的动力配置,避免配置方案的局限性。     

以青东5块为例大井斜大位移井固井优化研究

固井工艺是实现分层开采、分层注水、分层管理和分层改造的基础.青东5块二界面胶结不合格率达22％,对后期油井投产及生产造成巨大影响.从技术、井眼等方面对青东5块已钻井的固井质量进行研究,分析了大井斜大位移井固井难点,并针对大井斜大位移井固井难题进行优化.     

随钻声波测井在大位移井固井评价中的应用——以东海平湖油气田为例

固井质量的好坏是直接影响油气开发效果的主要因素。大位移(大斜度)井和水平井固井质量的评价更对测井带来了极大的挑战。平湖油气田ZX1井是东海第一口大位移井,最大井斜达77.8°,水平位移达5.4 km,由于爬行器受限,无法进行电缆固井质量测量。通过多方调研和技术可行性论证,在国内首次采用斯伦贝谢最新的随钻声波测井仪(Sonic Scope 475)对ZX1井进行了固井质量的测量和评价,取得了良好的应用效果。     

基于GA-SVR算法的顺北区块固井质量预测

为了准确预测西北油田顺北区块固井质量,在固井质量影响因素分析的基础上,采用机器学习方法,建立基于支持向量回归(SVR)模型的固井质量预测模型,并分别利用网格搜索法(GS)、贝叶斯优化算法(BOA)、遗传算法(GA)优选模型惩罚系数C和核函数参数g,以提高SVR预测精度。基于优化的模型结合顺北区块某井进行了实例计算,研究结果表明:相比SVR、GS-SVR、BOA-SVR算法,运用GA-SVR算法预测固井质量的均方根误差(RMSE)和平均相对误差(MRE)最低,分别为2.318和7.30%,具有较高的预测精度,可用于该区块固井质量预测。该方法为固井质量预测提供了一种有效手段,有助于固井前开展施工方案优化,提高固井质量。     

高压气藏固井质量评价（为庆祝塔里木油田石油会战20周年而作）

库车前陆盆地发现的气藏类型多为高压气藏,且气藏埋藏深(一般大干3 500m),地层压力高,井身结构复杂,套管结构多为双层或多层套管.随着克拉、迪那及英买力等气田相继投入开发,对高压气藏的固井质量评价提出了更高要求.针对高压气藏的地质和工程特点,通过对比分析不同测井系列固井质量评价方法,优选出分区水泥胶结测井作为测井固井质量资料采集的首选系列.总结了在双层套管和高压气藏气侵等情况下固井质量的评价方法,提高了测井固井质量评价的精度,为克拉、迪那等高压气田的固井质量评价提供了技术支持.     

异常高压气藏产能特征分析——以四川盆地河坝场构造飞三气藏河坝1井为例

针对川东北河坝区块飞仙关组三段气藏的地质特点,通过对河坝1井的测试和试采资料的分析研究,总结了异常高压气藏的类型和开采动态特征。研究认为,用试采资料求得的气井无阻流量小于1/5产量配产就能充分发挥地层能量,气井弹性产率高、稳产期长、最终采收率高。同时还验证了用井口压力推算井底压力的可靠性,指出了异常高压气藏的开采特征以及开采中所要关注的问题,为开发类似气田提供借鉴。