钻井液对井壁稳定性的影响研究

在实际的钻井过程中,如果出现井壁失稳现象,单纯提高钻井液的密度使井眼重新达到稳定状态,会造成其它方面的一些钻井工程问题,如压差卡钻、降低钻进速度等,更严重的是如果已经揭开了油气层,会对油气层造成更严重的伤害。是否可以通过调节钻井液的其它性能来达到井壁稳定的目的,为此收集了大港油田北大港断裂带、唐家河断鼻、南大港断块、板北断块、舍女寺断鼻等五个区块的现场钻井液性能参数及相应井段的井径 数据,通过统计回归的方法研究了钻井液密度、粘度、API滤失量、滤饼厚度、排量与井眼扩大率之间的关系,分析了这些钻井液性能对井壁稳定的敏感性,得出钻井液的密度、API滤失量是影响井壁稳定性的敏感性因素 ,钻井液的粘度是次敏感性因素,滤饼厚度和排量是非敏感性因素的结论。
     

控制井壁稳定的钻井液技术专利跟踪与分析

调节钻井液性能是解决井壁稳定这一工程性难题的重要手段之一。通过对该领域的专利检索和深入分析,揭示了水化膨胀抑制剂、封堵裂缝处理剂、特种功能组分和多组分协同作用为该领域的主要发展重点,为开发钻井液新技术提供新的思路和方法,对规避研发风险,提高技术起点有重要意义。     

钻井液对页岩力学特性及井壁稳定性的影响

钻井液长期浸泡会对层理性页岩产生影响,进而影响到页岩地层的井壁稳定性。利用川南地区龙马溪组页岩开展了不同钻井液浸泡后页岩单、三轴力学实验,分析了其力学特性及破坏形式的变化特征,并探讨了井壁失稳机理。结果表明:受层理影响,页岩力学特性具有明显的各向异性特征,且具有围压效应;油基钻井液对层理面的润滑作用增强了各向异性,页岩沿层理面发生剪切破坏,破坏形式受层理面控制;水基钻井液对页岩造成水化损伤,微裂缝扩展沟通层理,降低了各向异性,易发生复合破坏,破坏形式受基质体和层理面双重控制,井壁更易失稳;黏土矿物水化作用和孔缝毛细管效应是页岩地层井壁失稳的根本原因。该研究可为层理性页岩井壁稳定分析提供参考。     

利用测井资料进行井壁稳定性分析

井壁稳定性问题是石油钻井工程面临的一个重大课题。利用测井资料研究井壁稳定性是一种有效的方法。文章利用声波、密度测井资料计算了岩石力学参数、岩石强度参数，在此基础上进行了地应力计算、进而确定了地层破裂压力和坍塌压力，预测了安全钻井液密度范围，为钻井设计提供参考，并可指导安全钻井。通过新疆X11井安全钻井液密度窗口的测井预测值与实际钻井液密度对比分析，证明利用测井资料评价井壁稳定性的可行性，并能准确地预报钻井液密度，具有工程应用价值。     

东濮凹陷井壁稳定钻井液技术应用

东濮凹陷地质复杂，地层破碎，地层压力系统复杂多变，富含盐膏层、含膏泥岩等复杂岩层，钻井过程中的“喷、漏、卡、塌”等井下复杂事故频繁出现。针对地层不稳定的种种因素．介绍了解决井壁坍塌的钻井液技术、控制河岸地区严重垮塌的钻井液技术、提高井壁稳定性的钻井液技术、保持井壁稳定的钻井液技术以及防止因井漏造成井壁垮塌的综合防漏技术，这些技术的应用抑制了井壁坍塌，满足了安全钻井施工的需要。     

高温深井钻井液体系井壁稳定机理及对策研究

高温深井环境下钻井液性能将受较大影响,改变原有特性,易造成井壁失稳的现象。文章分析了高温对钻井液性能的影响,并针对高温环境下钻井液体系影响井壁稳定性的因素提出了应对措施。     

泡沫钻井液井壁稳定性评价研究

泡沫流体的结构特点虽能缓解泥页岩地层自吸水的能力,但不能阻止泥页岩地层水化的趋势,随着钻井时间的增加,泥页岩水化加剧,进而引发井壁失稳问题。因此,采用合适的评价方法寻求性能优越的抑制剂配方,成为人们普遍关注的重点。通过对泡沫流体引发井壁失稳过程进行分析可知,在对泡沫钻井液进行性能评价时应从两方面入手,即泥页岩自吸水能力以及泥页岩抑制能力。泥页岩自吸水是引发泥页岩水化的先决条件,通过泥页岩自吸水测试,可以筛选出具有一定封堵或减缓泥页岩吸水速度的泡沫钻井液配方。对于泥页岩抑制能力测试可以将膨润土抑制性测试、滚动回收实验以及硬度测试相结合,这样便于优选出抑制能力强且具有持久抑制作用的泡沫钻井液配方。     

钻井液对煤层气井壁稳定性影响实验研究

在对煤层气储层岩石组成及理化性能分析的基础上,通过测定煤岩与钻井液接触后的力学性质,研究各种理化性能对煤层井壁稳定性的影响。研究结果表明,钻井液侵入煤层后容易引起黏土膨胀,煤层气储层存在由于水敏引起的煤层井壁失稳的危险;在岩石强度大、无水敏的煤储层可采用清水钻进,在水敏性强的储层应在钻井液中加入黏土抑制剂,并采用欠平衡等钻井方式,控制钻井液侵入。     

压力衰竭储层井壁稳定性变化规律研究

油气田在开发中后期会发生储层压力衰竭,压力衰竭将导致储层地应力发生变化,进而影响钻井中的井壁稳定性。从压力衰竭对储层地应力的影响入手,结合压力衰竭地层的井周应力分布规律对安全钻井液密度窗口随压力衰竭程度的变化规律进行了研究。结果表明,在压力衰竭储层钻定向井时存在一个中性角,当井斜角小于中性角时,压力衰竭使安全钻井液密度窗口变宽;当井斜角大于中性角时,压力衰竭使安全钻井液密度窗口变窄;中性角的大小与地层压力衰竭程度无关,与钻井方位有关,保持井斜角小于中性角并远离水平最大地应力方向有利于压力衰竭地层的钻井安全。研究结果可以为油气田在不同压力衰竭时期的钻井设计提供参考。     

准噶尔盆地南缘山前构造带钻井提速研究

针对准噶尔盆地南缘山前构造带泥岩层段黏土含量高、地层易破碎,钻进中易发生粘卡、井漏、井壁失稳等而导致钻速慢、时效偏低的问题,进行了钻井提速研究。从该地区逆冲推覆体断层和褶皱的地应力特征入手,分析了泥岩的岩石力学特性,包括流变性地层的井壁稳定性特征、地层蠕变速率及其影响因素、井壁岩石崩落掉块机理、地层矿物成分及理化特性等,提出了山前构造带地层钻井提速技术对策,并在风险探井——西湖1井进行了现场应用。现场应用表明,采用具有较强抑制性和封堵能力的PRT有机盐钻井液,能有效减少因吸水膨胀造成的井壁失稳,并能解决井漏问题;用螺杆配合优选的PDC钻头进行钻进,钻速大幅提高,平均机械钻速达到3.00 m/h。与邻井西5井相比,西湖1井的井深增加20.5%,但井下故障大幅减少,钻井周期缩短11.9%,提速效果明显。由此证明,提出的钻井提速技术对策,能够有效解决山前构造带地层机械钻速和钻井时效偏低的问题。      

准噶尔盆地南缘油气勘探难点与对策

通过对准噶尔盆地南缘半个多世纪的油气勘探历史回顾,确定了山前勘探各个阶段所面临的主要难点:构造存在多解性、储层质量变化大与规模难以预测、高陡构造地震处理准确偏移成像难度大、钻井技术要求高。并针对主要难点提出了解决对策:正确应用断层相关褶皱理论解释山前复杂改造、开展地表—井下—地震储层与孔隙建模有效预测砂体结构与质量、利用有效构造建模指导速度建模与叠前偏移成像、开展层速度预测地层压力与钻井压力检测及快速防斜打直配套钻井技术攻关等。     

准噶尔盆地南缘山前断褶带断裂模式和控油作用

以断层相关褶皱理论为指导,依据构造建模和准噶尔南缘中段典型构造分析的成果,将准噶尔盆地南缘断裂分为3种断裂模式:山前逆冲断裂模式、浅部滑脱-逆冲断裂模式、深部滑脱-逆掩断裂模式。分析了3种断裂的力学机制和断裂样式。结合油气系统分析,认为南缘油气主要来自于深部侏罗系、二叠系,要使油气在勘探目的层内成藏,断裂样式的良好配置是油气成藏的关键。以典型构造为例,进一步分析了断裂的配置关系和油气成藏的机理。     

准噶尔盆地南缘山前断褶带紫泥泉子组沉积相

根据露头与钻、测井资料将准噶尔盆地南缘古近系紫泥泉子组划分为冲积扇、辫状河、辫状河三角洲和湖泊相4 种沉积相类型,并详细探讨了各亚相、微相的沉积特征。依据紫泥泉子组存在两个区域稳定发育的大套泥岩,以及区域不整合、河道下切面或沉积体系转换面等,将准噶尔盆地南缘山前断褶带紫泥泉子组划分为上、下两段。探讨了紫泥泉子组沉积体系展布及沉积演化。紫泥泉子组沉积早期沉积格局为冲积扇、辫状河-辫状河三角洲-湖泊共存;晚期为以湖泊沉积为主的辫状河-辫状河三角洲-浅湖沉积组合。     

准噶尔盆地乌夏地区构造岩相带与油气聚集

乌夏地区南北分3 个带,东西分3 个变形区,共划分为9 个构造单元,发育9 种构造岩相带,三大沉积体系。不同的构造带发育不同的沉积体系,生长断层造成断层两侧同期地层沉积厚度与沉积体系的明显差异,断层的走向控制沉积体系的展布方向,阶梯式逆冲断层可形成多级断崖扇。乌尔禾背斜扇三角洲前缘（冲积扇扇中）、乌夏—卡拉麦里冲断区扇三角洲平原（冲积扇扇根）及夏红断褶区扇三角洲平原（冲积扇扇根）构造岩相带是油气聚集的有利区。     

准噶尔盆地构造演化阶段及其特征

盆地构造演化阶段是讨论盆地形成与演化过程的基础,也是确定油气成藏时-空格架的重要依据,对于建立大陆的构造运动年表也具有重要意义。基于准噶尔盆地内部的深井与高精度反射地震资料,在盆地构造沉降与构造-地层层序分析的基础上,结合周缘构造事件,厘定了盆地的构造演化阶段,剖析了不同阶段的演化特征。研究认为,准噶尔盆地经历了石炭纪断陷-拗陷、早二叠世断陷、中二叠世—三叠纪前陆盆地、侏罗纪伸展断陷—压扭盆地、白垩纪-古近纪陆内拗陷与新近纪-第四纪陆内前陆盆地等6个演化阶段,可归并为石炭纪、早二叠世—三叠纪、侏罗纪和白垩纪—第四纪4个不等时的伸展-聚敛旋回。随时间演化伸展活动趋弱、挤压活动（南北向上）增强,盆地整体表现为“四周冲断挤压、范围缩小”的特点,东西向上缩短率为35.8%,南北向上缩短率为12.2%,东西向上的缩短为南北向上缩短的3倍。西缘挤压主要在中二叠世—早三叠世,而东缘挤压除此之外,晚三叠世、中侏罗世早期、晚侏罗世—早白垩世仍较强烈,南缘挤压在中-晚二叠世、中-晚侏罗世、上新世—第四纪强烈发生,北缘则在晚白垩世冲断活动强烈。上述伸展、挤压过程在时间和空间上的强烈差异性形成了准噶尔盆地复杂的叠加、复合地质结构,不同构造单元差异演化明显,油气聚集独具特色。     

准噶尔盆地南缘油气勘探与山地地震技术

准噶尔盆地南缘油气资源丰富,圈闭众多,勘探程度低,难度大,是盆地最现实的油气勘探战略接替区。针对准噶尔盆地南缘的地质地貌特征,应以山地地震技术为主,查明地下构造型态,为此,要优化激发条件,应用已有的二维成果建立初始模型,建立适于复杂地下情况的观测系统;搞好山地近地表静校正,重视地震反射波成像的准确性,合理布置山地二维和三维地震,要打破“不出油不上三维”的陈旧观念。     

准噶尔盆地西北缘红山嘴-车排子地区含油气系统划分

准噶尔盆地西北缘红山嘴-车排子地区(简称红车地区)石油地质条件复杂,油气来自于沙湾凹陷的3套烃源岩、构造演化主要经历了挤压和拉张两个阶段,在考虑上述条件的基础上综合储层、盖层、圈闭等多个因素,将红车地区划分为3个含油气系统:P-C(!)含油气系统,P-P、T、J(!)含油气系统,P、J-N(!)含油气系统.在此基础上,...     

准噶尔盆地车排子凸起构造演化特征及其成因

准噶尔盆地车排子凸起油气资源丰富,其构造演化特征比较独特。基于车排子地区最新的勘探进展,利用平衡剖面技术,对车排子凸起的基本构造特征及活动参数进行定量研究,同时结合构造物理模拟实验再现了研究区的构造演化过程,在时间与空间上进一步系统地探讨了车排子凸起的构造演化特征及其成因。研究认为,车排子凸起自晚石炭世已开始发育,依次经历了强挤压-弱挤压-较弱挤压-弱伸展的演化过程,可分为初始发育（C₃-P）、持续隆升（T-J）、稳定埋深（K-E）和局部伸展掀斜（N-Q）4个演化阶段,其构造演化主要受控于晚石炭世以来车排子凸起及邻区构造应力场的重大转变。C₃-P时期,受EW向的挤压应力场控制,车排子凸起发生自西向东的“构造逃逸挤压”,凸起东侧发育近SN向的红车断裂带,并在凸起主体部位发育大量近SN向次级逆断层;T-J时期,车排子凸起被置于挤压逆冲楔顶部的NW-SE向挤压应力场中,持续发生隆升,先期逆断层部分继承性活动;K-E时期,整体缓慢下沉,稳定埋深;至N-Q时期,转为NNE向的伸展应力场,局部发生伸展掀斜,发育大量NWW向正断层的同时,先期逆断层部分发生构造负反转。受构造应力场控制,区域构造线则经历了由近SN向到NE-SW向,再到近EW向的重要转变。     

准噶尔盆地卡拉麦里山前平地泉组勘探潜力

卡拉麦里山前地区二叠系平地泉组以冲积扇-扇三角洲相沉积为主,储集层岩性以粉砂岩、泥质粉砂岩为主,总体评价为较差-中等储集层。研究表明,裂缝是改善储集层渗流条件的重要因素,裂缝和溶洞较为发育的白云质泥岩具有较大勘探潜力。目前已发现该区以勘探难度较大的岩性圈闭及地层-岩性圈闭为主,油藏类型以岩性、岩性-地层型油藏为主。综合分析认为,卡拉麦里山前地区包含彩46 区、沙帐区、大5北区、大1—大5井区及大5井东等5个勘探有利区。