气体钻井技术在长宁页岩气区块的应用

长宁页岩气区块表层受长期风化剥蚀影响严重,孔隙、裂缝、溶洞发育,普遍存在井漏复杂,甚至出口
失返,处理复杂损失时间长,且易造成较严重的环境污染;志留系韩家店～石牛栏地层非均质性强、软硬交错、岩性
变化快,机械钻速低,单只钻头进尺少,是全井提速瓶颈段。针对上述勘探开发难题,开展了长宁页岩气区块气体
钻井实施方案优化研究,优化出了适合于气体钻井的井段,根据“井工厂”的特点,提出了气体钻井批量化快速施工
工艺,并开展了２３井次现场应用实践,取得了较好的治漏提速效果,大幅减少了钻井液漏失量,缩短了钻井周期,
节约了钻井成本,为加快长宁页岩气区块的勘探开发进程提供了技术支撑。     

高性能水基钻井液在长宁页岩气区块研究与应用

近几年,随着我国石油天然气勘探开发力度向非常规能源井加大,页岩气井的勘探开发数量与日俱增。根据页岩气井的成藏机理,采用水平井钻井是实现高效开采页岩气的最佳方式。但是,由于页岩表面特性为水油双亲型,页岩层理和裂缝具有较强的毛细管力,同时,因为页岩地层具有倾角大、层理和裂缝发育成熟,导致在沿着最小主应力方向钻进过程中,钻井液中的液相会侵入发育成熟的层理和裂缝中,液相压力通过层理和裂缝进行传递,最终容易导致井壁失稳垮塌。因此,如何对发育成熟的页岩地层实施强化封堵以减少液相进入地层而造成的压力传递是解决井壁失稳垮塌的关键。文章针对四川长宁页岩气区块龙马溪组地层水平井长水平段钻井,根据对该区块页岩矿物成分和微观结构的分析,对高性能水基钻井液提出了相应的技术措施,建立了一套密度2. 10g/cm~3左右、抗温130℃的高性能水基钻井液体系,并对其各方面性能开展了室内评价,最终在长宁页岩气区块取得了成功的现场应用,同时取得了很好的经济效益和社会效益。     

遇水快速膨胀胶凝堵漏技术在长宁页岩气区块的应用

长宁页岩气区块地表为喀斯特地貌,地下溶洞暗河发育,在表层钻进过程中地层出水严重且常发生失返性漏失。针对表层出水漏失难题,先后采用桥浆、高失水堵漏材料、水泥浆、智能凝胶等系列堵漏材料,但堵漏效果差且容易出现复漏。为此室内研发出一种遇水快速膨胀胶凝的堵漏材料,堵漏机理为“膨胀+交联+充填”,堵漏材料遇到地层水后可以与其混合发生交联反应,同时发生膨胀反应,释放CO₂气体促使堵漏材料快速膨胀数倍体积,形成不透水的无毒弹性胶状体;借助CO₂气体压力可将未固化的弹性胶状体进一步压入并充填漏层的孔隙,起到膨胀与弹性堵水的效果。通过配方优化形成遇水快速膨胀胶凝堵漏浆,性能评价表明,堵漏浆胶凝时间在15～70 min范围内可控,膨胀率为250%～350%,可以锁住3倍体积的蒸馏水和5倍体积水基钻井液;在CDL-Ⅱ型高温高压堵漏试验仪中对4～3 mm、5～4 mm模拟漏失通道承压分别达到3.8、1.7 MPa,复合桥浆堵漏后承压能力提高至6.25、5.2 MPa。现场应用一次性封堵出水漏层,提高承压能力5.8 MPa,解决表层出水漏失难题并保障了安全钻进。      

长宁页岩气区块集输站场风险评价技术研究

页岩气气井压力的迅速衰减会伴随砂含量、水含量、站场压力等参数的改变,最终导致页岩气集输设备腐蚀速率的动态变化,传统的多米诺效应后果计算方法对页岩气区块撬装设备失效后果计算会产生高估.针对以上问题,基于页岩气区块的生产特点,结合三次样条插值法,建立了三次样条插值法腐蚀速率预测模型.同时,改进了传统的多米诺效应失效后果计算...     

高密度油基钻井液在长宁——威远区块页岩气水平井中的应用

四川盆地长宁—威远国家级页岩气示范区下志留统龙马溪组黑色页岩层具有较强的层理结构,微裂缝和裂缝发育。钻进过程中钻井液沿微裂缝和裂缝侵入地层,使井壁易发生层间剥落,造成井壁失稳。针对该区龙马溪组页岩层的地质特点,分析使用油基钻井液钻井的技术难点,提出了相应的技术对策。在自主研发出三合一乳化剂CQMO的基础上,通过实验优选出高密度油基钻井液配方,并对其性能进行实验分析评价。实验结果表明,该高密度油基钻井液体系具有好的高温沉降稳定性、抑制性、封堵性和抗污染性。该高密度油基钻井液体系已成功应用于长宁—威远国家级页岩气示范区36口水平井钻井,解决了钻进页岩气水平井摩阻大、井眼净化难和井壁失稳等难题,能满足页岩气水平井技术需要;钻进过程中,钻井液性能稳定,井壁稳定,携砂良好,井下安全。该高密度油基钻井液可在其他页岩气区块推广应用。     

高精度三维地震技术在中牟区块页岩气勘探中的应用

河南中牟区块山西组、太原组页岩层段岩性复杂、储层非均质性强,针对该区块地球物理响应特征,制定高精度三维地震数据采集、处理、解释一体化方案,形成了适合中牟区块的三维地震勘探技术。应用结果表明,优化观测系统和激发条件,满足了高覆盖、小面元的技术要求;保真保幅处理、规则化处理、层序划分、精细解释、优质储层及裂缝预测,为该区块页岩气勘探奠定了坚实的基础。     

长宁页岩气区块?311.2 mm井眼PDC钻头个性化设计与应用

四川长宁页岩气区块地层岩性变化复杂,硬度高、研磨性强,底部含有燧石,可钻性差。为了有效提升机械钻速,缩短钻井周期,建立了该地层岩石力学参数剖面,深入分析了地层岩性及可钻性变化规律,通过针对性的钻头冠部轮廓及切削齿分布设计,受力、做功、力平衡分析与优化,形成了两种针对不同层段的PDC钻头。结果表明,二开?311.2 mm井眼机械钻速达到13 m/h,相比于同平台邻井,机械钻速提升了110%,纯钻时间节省了107%。在该模式下进行的钻头设计与应用流程,达到了提速增效的目的,对类似地层区域的个性化钻头设计具有积极的指导和借鉴意义。     

生物合成基钻井液在长宁页岩气水平井的应用

油基钻井液的抑制性、封堵性强,润滑性好,对水敏感的泥页岩地层有极强的防塌作用,是四川长宁页岩气井水平段采用的主要钻井液体系,但油基钻屑因含有石油烃类、重金属和有机物等污染物,若直接排放,会对周边生态环境造成严重危害,加之目前含油岩屑的处理能力不足,导致环境保护压力巨大,油基钻井液综合成本过高,因此其使用受到一定限制。长宁CN-H井是部署在四川省宜宾市珙县的一口页岩气水平井开发井,钻探目的层为长宁下古生界龙马溪页岩层。该井四开井段泥页岩地层易水化分散、易垮塌,井壁失稳风险大,使用了一种生物合成基环保钻井液钻井,取得了良好的效果。该生物合成基钻井液流变性优异,具有良好的润滑性、封堵性、抑制性,且热稳定性好,高温下仍具有较强的悬浮和携带岩屑能力,在水平段钻进中实现了高效安全钻进。该生物合成基钻井液无毒无害,满足安全环保要求。      

三维地质建模在页岩气甜点定量表征中的应用

基于地震解释、钻井资料、测井数据、先验地质知识,以扬子地区昭通国家级页岩气示范区为研究对象,应用Petrel三维建模软件,建立了涵盖TOC、孔隙度、含气饱和度、含气量、脆性指数等多种属性的三维储层地质模型。采用Petrel自带模块计算游离气资源量,按照体积法运算公式计算吸附气资源量,计算页岩气资源量超过1 000×10⁸m³,与EUR预测较符合。应用中石油甜点评价标准对模型中所有网格进行筛选,实现对研究区甜点层的定量评价,以及甜点体的三维定量刻画,为气藏开发方案提供指导,是地质—工程一体化的重中之重。     

四川盆地长宁页岩气区块套管变形井施工参数优化分析

为解决四川盆地长宁页岩气区块的套管变形问题,进行了套管变形井施工参数优化分析.基于统计数据,对该区块施工参数优化现状进行了分析;基于三维地震、测井资料及测试数据,建立了该区块H平台裂缝和地应力模型;基于摩尔–库仑临界应力和物质守恒准则,进行了水力压裂数值模拟;根据滑动风险的分类,分析了压裂施工参数和裂缝带激活的关系.由...     

四维动态地应力建模方法及其在寿阳区块煤层气开发中的应用

沁水盆地寿阳区块煤层气主产区15#煤层前期开发过程中大部分开发井出现低产气、高产水等问题,为了提高该区块煤层气采收率,需要对当前地应力状态及变化趋势进行评估以满足加密调整和二次压裂等开发调整方案需求。结合有限差分油藏模拟器CMG和有限元模拟器ABAQUS,提出了渗流-应力耦合的四维动态地应力建模方法,并利用该方法分析了寿阳南燕竹A2区块煤层动态地应力特征,结果表明:地应力反演结果与现场测试结果误差小于10%,证明了本文提出的四维动态地应力建模方法具有较高的计算精度;南燕竹A2区块两相邻单井地应力变化趋势相近,证明了该区块煤层储层连通性较好,但产量或孔隙压力的变化分布强弱对地应力变化和储层压实仍有一定影响;根据A2区块9口在排井地应力变化强弱对比结果,认为SYNY-136井地应力偏转程度最高,二次压裂时容易产生新裂缝,而SYNY-173井地应力偏转程度最低,二次压裂时不易产生新裂缝。本文研究成果可为煤层气排采制度调整、加密井井壁稳定性分析、二次压裂优化设计等提供参考。     

长宁页岩气区块Ø311.2ｍｍ井眼 ＰＤＣ钻头个性化设计与应用

四川长宁页岩气区块地层岩性变化复杂,硬度高、研磨性强,底部含有燧石,可钻性差。为了有效提升机械钻速,缩短钻井周期,建立了该地层岩石力学参数剖面,深入分析了地层岩性及可钻性变化规律,通过针对性的钻头冠部轮廓及切削齿分布设计,受力、做功、力平衡分析与优化,形成了两种针对不同层段的PDC钻头。结果表明,二开 Ø311.2 ｍｍ井眼机械钻速达到 13 ｍ／ｈ,相比于同平台邻井,机械钻速提升了110％,纯钻时间节省了107％。在该模式下进行的钻头设计与应用流程,达到了提速增效的目的,对类似地层区域的个性化钻头设计具有积极的指导和借鉴意义。     

勺形水平井在四川长宁页岩气开发中的应用

随着四川长宁页岩气进入新的开发阶段,丛式水平井平台正下方储层无法动用的问题突显,目前沿用的常规水平井无法有效应对,严重制约了长宁页岩气的高效开发。勺形水平井是解决该问题的有效方法之一。通过研究勺形水平井的技术原理,基于长宁区块地质情况设计了页岩气勺形水平井,并结合长宁区块第1口勺形水平井——CN-S井的试验情况对勺形水平井的应用进行了分析。分析结果表明:勺形水平井通过产生反向位移将入靶点提前,可使水平段增加300 m左右,可使平台下方死气区面积缩小至30 m×800 m,储层动用面积增加95%;钻井摩阻低(实测下钻摩阻为10~15 k N,起钻摩阻为5~10 k N,油层套管下入摩阻为15~20k N),套管下入顺利,具有技术可行性。实例表明,勺形水平井在长宁页岩气应用是可行的,能有效增加储层动用面积,节约钻井成本,对页岩气的经济高效开发具有重要意义。     

三维地质建模技术在大布苏地区花29区块的应用

利用三维地质建模技术建立油藏精细地质模型并将其应用于生产实践。以大布苏地区花29区块为研究对象,在分析储层数据的基础上,以沉积相、地层格架模型为控制条件,以数学地质和地质统计学为手段,以petrel建模软件为依托,优选正确的随机模拟方法,建立了花29区块三维地质模型。并应用其成果,进一步加强对油田地下情况的分析与研究。     

中国石油西南油气田公司长宁页岩气区块日产气量创历史新高

正2020年5月31日,中国石油西南油气田公司(以下简称西南油气田)长宁页岩气区块日产气量达到1 502×10~4 m~3,突破1 500×10~4 m~3/d大关,创历史新高。2019年5月,该区块日产气量达到1 006×10~4 m~3,迈入日产气量千万立方米时代。2020年5月,该区块日产气量再创新高。     

曲壳模型在区块地应力研究中的应用

介绍了利用曲壳模型计算地应力的方法，给出了计算实例和计算结果。通过研究证明利用曲壳模型能够反映地质构造的真实情况，又不像三维模型那样工作量大，能够满足油田分析地层地应力的要求。通过进行大量的区块地应力研究，开发了TP130TT高抗挤毁套管，在盐岩、泥岩等特殊井段使用效果良好。     

长宁-威远区块页岩气井地面测试流程优化影响因素分析

长宁-威远区块作为国家页岩气开发示范区,其勘探开发工作快速推进,预计到2020年天然气产量将达到100×10~8m~3/d。为了适应示范区高效、低成本的建设需要,各项钻完井技术不断优化完善。示范区页岩气地面测试技术作为钻完井技术组成之一,除了具备常规井地面测试作业功能外,还需满足试采、井口高压除砂、压裂砂堵应急处理和钻磨桥塞地面压力控制流程等多项作业。地面测试流程优化十分必要,但影响地面测试流程优化的因素也较多。文章作者从长宁-威远区页岩气气藏特征、地理环境、工厂化拉链式作业模式、作业功能需求等方面分析对地面测试试流程优化的影响,并提出了下一步地面测试流程优化的建议。     

长宁—威远区块页岩气压后返排液精确计量技术研究

我国页岩气储量丰富,为了实现2020年川渝天然气产量达到300×108m3,成为国内战略大气区的宏伟战略目标,为"一带一路"和"长江经济带"建设提供强有力的保障,在长宁—威远区块必须加大页岩气勘探开发力度,加速建设长宁—威远国家级页岩气示范区。目前,该区块的页岩气主要采用丛式井组进行开发,已经形成了"整体化部署、拉链式压裂、边压裂边试采、排采一体化"的作业模式,初步实现了工厂化,但是由于平台井数量多,压后返排液量大、返排周期长、流体成分复杂,绝大多数液体计量还停留在传统的手工计量或者根据排液口喷势估算的方式上,势必造成巨大的计量误差,对整个区块的页岩气勘探、开发、生产带来一定的困扰。文章通过在无线数据采集系统上增加新的精确计量模块及现场有效控制,实现无线数采与涡轮流量计的无缝衔接,用于对每口井的返排液进行在线实时、精确计量,为整个区块的开发、部署及生产制度的确定提供数据支撑。     

地应力预测方法在川南地区大寨页岩气田的应用

针对川南大寨地区页岩气储层三维地应力预测的需求,建立基于横向各向同性介质的Suárez-Rivera地应力计算模型,进行三维空间地应力预测。计算结果表明：Suárez- Rivera横向各向同性介质地应力模型计算结果与单井地应力评价结果高度吻合,模型预测的最小水平主应力与压裂施工地层瞬时闭合压力一致,证实了该方法在川南大寨地区页岩地应力预测中的可靠性。该方法的成功应用,为川南地区页岩气地应力评价提供了理论支持,预测结果对后续页岩气的井位部署和压裂参数设计具有一定的指导意义。     

无基坑气体钻井技术在页岩气区块的应用

针对现行气体钻井需要修筑沉砂池增加占地和成本问题,提出了应用无基坑气体钻井技术实现现场
清洁化生产的方法。气体钻井无基坑系统由分离系统、循环水处理系统及岩屑处理系统组成;分离系统采用重力
沉降、惯性及湿法捕集机理达到气固分离目的;经过分离后的气体达到直接排放标准排入大气中;气体钻井无基坑
系统与振动筛和岩屑不落地系统配合使用可将井下返出岩屑转运至固化池处理。气体钻井无基坑技术以其缩短
非生产时间、提高环境保护能力等优点在页岩气区块得到了广泛应用,有效减少环境污染物排放,大力促进气体钻
井技术的健康可持续发展,保护生态环境。