川东北井漏现状及井漏处理对策研究

四川所有探区均存在不同程度的井漏问题,特别是川东北地区,地质构造复杂,钻探过程中,中上部地层硬度大、构造陡、地层破碎、断层多、裂缝孔隙发育、产层多、同一裸眼井段压力系数相差悬殊,井漏十分频繁,平均井漏发生率在98％以上。井漏已严重制约着该地区钻井勘探开发,严重影响到钻井工程的安全和速度,延长了钻井及建井周期,平均每年因井漏和处理井漏所损失的时间占钻井总时间的10％左右。为此,介绍了川东北井漏成因和井漏特征,以及目前井漏处理现状,并针对钻井施工的现状,提出川东北井漏处理的发展方向。     

充气欠平衡钻井在巴喀区块的试验

巴喀区块为吐哈油田新投产的区块,该区的深层天然气已被探明,急需开发上产,但是上部地层倾角大,钻井过程中易发生井斜.实钻中采用轻压吊打的方式防止井身质量超标,所以钻井参数达不到最优化,从巴喀区块的已钻井情况可以看出,该区突出表现为机械钻速低.欠平衡钻井技术是使钻井液液柱压力低于产层地层压力,适用于低压、低渗透、易漏的地层,所以开展欠平衡钻井提速工作对巴喀区块致密储层的开发是十分必要的,于是在柯19-3井二开井段进行充氮气欠平衡钻井试验.此井与该区同井段其他开发井平均机械钻速同比提高53.6％,单只钻头的纯钻时间也有29.6％的提升,单只进尺更是提高了99.2％.与该地区平均水平井相比钻井周期缩短了31.1％.可见充气欠平衡钻井可以解决巴喀地区上部地层倾角大的钻井难题,对提高钻井速度,及时发现和保护储层,缩短钻井周期,节约钻井成本,具有十分重要的意义.     

元坝地区钻井提速探索与实践

元坝地区是中国石化天然气增储上产的重点区域,但该地区钻井存在一些技术难点,导致钻井施工风险很大:地层研磨性强,可钻性差;地下断层、裂缝、溶洞发育,井漏频繁,稳定性差;存在多套压力体系、安全窗口窄。这一直制约着该地区钻井速度的提高。为此,勘探南方分公司开展了钻井提速提效技术攻关与实践,采取了井身结构优化、空气钻井、欠平衡钻井等技术措施,并应用了高速涡轮、扭力冲击发生器、孕镶金刚石钻头等新工具和新工艺,平均机械钻速提高1倍以上,钻井周期缩短15%。为进一步提高元坝地区的钻井速度,提出了完善已有提速技术,研制或优选与之配套的钻井设备和工具的建议。      

影响川东碳酸盐岩深井钻井速度的因素及对策

川东地区独特的地质特点致使在该地区钻井要遇到一系列复杂和事故,主要表现为井深、极易井斜、复杂的井眼不稳定、长段井漏、多压力系统、地层高研磨性以及岩石不均质特性等。加之钻井设备老化等因素,严重影响了该地区的机械钻速。文中分析了产生这些问题的原因,提出了大力推广利用地层自然造斜规律钻中靶井技术和防斜打快技术;深井超深井配备大尺寸钻杆;在确保井控安全的前提下实施平衡钻井技术;针对地层岩石特性研制新型高效钻头类型;推广应用金刚石钻头配井下动力钻具,提高高密度条件下硬地层钻井速度技术;完善与发展井漏的测漏与综合堵漏技术。此外,继续从基础理论和机理上深层次研究川东碳酸盐岩裂缝性产层的压力、裂缝规模及分布规律和井眼失稳问题,加强小眼井钻井的配套工具与工艺技术,加强队伍素质培养。     

新疆沙尔湖煤层气井沙试2井圆满完井

沙试2井位于新疆沙尔湖地区吐哈油田南部150km处，该井井深850m，钻穿了低煤阶巨厚煤层，其下部主力煤层单层厚度达120m，是世界上罕见的煤层气产层巨厚区。该井区煤层裂缝发育，极易发生严重井漏，钻井难度很大，对钻井液要求非常高。不过，裂缝发育同时预示着煤层气产层具有良好的渗透性。继沙试2井6月3日完钻以后，沙试4井又于6月15日完钻，这口井钻井周期仅用了7天，完钻井深790m。     

充气泡沫气体钻井工艺技术

对于油气藏和地层压力系数小于1的井，无论是钻井还是修井一般均采用充气、泡沫、气体等工艺技术措施，降低井内压力，达到保护油气层和解决井漏的目的，并在油气层井段采用柴油机尾气工艺技术完成防止井下燃爆的任务。通过多口井的试验和现场应用表明．充气泡沫气体钻井施工技术，可以开采产层压力系数为1．0～0．3的低压油气井和枯竭性油气井，增大了石油天然气的可开采范围，有效地保护了油气层，具有实用性和可操作性；该工艺技术对一些适合空气、泡沫钻井的井漏井，达到了常规钻井液钻井和堵漏技术无法达到的效果，缩短了钻井周期，降低了井漏复杂井的钻井综合成本。     

青西油田地层压力预测技术的研究与应用

地层压力预测对提高钻井速度、保护油层、合理设计井身结构和钻井液密度有着重要的意义。通过对完成井岩心和测井资料的分析处理，建立了青西油田地层压力预测数学模型，十多口井的现场应用表明，该模型压力预测结果误差小于10％；完井试油发现，储层污染明显减小，产量与邻井相比大幅度提高，取得了较好的经济效益。同时，也为青西油田提高钻井速度、缩短钻井周期、提高勘探开发效益奠定了坚实的基础。     

渤南地区井壁不稳定抑制的研究

对渤南地区井壁不稳定的原因,从地质因素、钻井液特性及钻井工艺措施等三方面进行分析;重点探讨用钻井液技术抑制该地区井壁不稳定,建立渤南地区防止井壁不稳定的钻井液工艺和措施。经现场１２８ 口井应用,基本上消除了该地区的井壁不稳定问题。与３０ 口使用 Ｆ Ｃ Ｌ Ｓ— Ｃ Ｍ Ｃ 钻井液且井深相当的对比井相比,平均机械钻速提高２０６ ％ ;钻井、建井周期分别缩短１７ ％ 和１４２ ％ ;事故复杂时间降低２８９ 个百分点;完井电测成功率提高２０１ 个百分点,取得了良好的技术经济效益。     

低密度高强度固井水泥浆的研究与应用

河南油田下二门区块属断块油田,具有较好的储量。主要地质特征是：产层裂缝较为发育、油藏丰富;地层孔隙喉度大、地层破裂压力低、漏失层多;气层较发育,地层压力高。这些特征增加了固井施工难度,造成该地区固井质量一次合格率偏低。低密度高强度水泥浆体系就是针对普通低密度水泥浆无法满足开发要求等技术难点而进行开发的新型低密度水泥浆体系。经过现场施工应用,固井质量提高了48％,一次合格率达99％。     

北部湾盆地开发井高效安全钻井技术

南海西部北部湾盆地地层微裂缝发育,水敏性强,尤其是涠洲组2段地层井眼失稳问题突出,导致井下故障频发。为了提高北部湾开发井钻井效益,使用废弃井槽,在隔水导管内开窗侧钻建立井口,以高效利用槽口资源;表层井段使用海水聚合物钻井液,同时减小其井眼直径,达到增加表层井段钻深的目的;目的层井段使用强封堵全油基钻井液钻穿涠洲组2段地层;在优选钻井液的基础上,将三开井身结构优化为二开井身结构,提高了目的层井段钻井安全,同时提高了机械钻速、缩短了钻井周期,最终形成了北部湾盆地开发井高效安全钻井技术。该技术在北部湾盆地多个油田30余口井进行了现场应用,避免了槽口资源浪费,降低了表层井段钻井液成本和目的层井段发生井下故障的概率,全井段机械钻速提高超过20%,钻井周期缩短近25%。北部湾盆地开发井高效安全钻井技术为类似油田的高效开发提供了技术借鉴。      

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中原油田文东地区属于典型的盐间高压油气藏，油气层埋藏深，上部大直径井眼井段长。因而，如何提高大井眼钻井速度，是文东高压油气井钻井的重要课题。经过大量的实践，提出了解决这一问题的途径。从优选喷嘴组合，喷嘴类型和水力参数，增大双喷嘴直径差，配备大功率泥浆泵，降低钻井液水眼粘度等几个方面入手，以多种途径提高泵压和钻头水马力，从而提高了水力破岩能力。同时，优选钻头类型，总结出适合文东高压油气区快速钻进的三套钻头系列，从而充分发挥了钻头的工作效率，并使用合适的钻具组合及钻井参数，在满足井身质量的前提下，大幅度地提高了钻井速度，有效地降低了钻井成本。     

川东北地区优快钻井配套技术

川东地区构造带大多属于高陡背斜构造,地层倾角大,研磨性强,可钻性差,地下断层、裂缝、溶洞发育、井漏频繁,稳定性差,存在多套压力体系、安全窗口窄,且目的层地层压力预测难度大,具有“高压、高产、高含硫”的“三高”特点,所以钻井难度大,施工风险高,一直制约着钻井速度的提高。自中国石化实施川气东送建设工程以来,完善了针对川东北地区钻井的28项新标准,有针对性地开展了多项技术难题攻关;解决制约钻井提速提效的部分瓶塞技术,形成了井身结构优化、防斜打直新技术、快速钻井新技术、钻井液防塌技术、综合防漏新技术和井控安全技术六项综合配套的优快钻井技术。用这些技术指导现场生产,进一步提高了钻井效率,降低了钻井风险,并指出了急待攻关解决的关键技术,为加快勘探开发工作提供了有效的钻井保证。     

准噶尔盆地八区调整井高效安全钻井技术

准噶尔盆地八区乌尔禾调整井区是一个易漏易喷、复杂时率高、钻井难度大的老油气田。随着钻井井深的增加，钻井地质条件更加复杂，井漏、溢流的情况频繁，地层可钻性变差，水平位移的要求更严格，这些因素均不利于钻井速度的提高，钻井难度加大。在分析钻井复杂地质环境的基础上，针对钻井技术难题，利用了先进的方法提高地层压力预测的精度，确定合理的泥浆密度，实现平衡压力钻井。通过加强漏失规律和漏失机理的研究，采取有效的预防井漏技术，并结合桥塞堵漏的方法措施，有效地防止了井漏、井塌和溢流的复杂情况，在井深3050 m以上的堵漏成功率达到90%以上，固井质量优质率达到96%；结合科学化管理，制定切实可行的组织措施，复杂事故时率下降到3.52％,达到了安全高效的钻井目的。     

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微泡沫钻井液以其密度可调、流变性好、能反复泵送、可循环使用、不需要额外添加设备、成本低而获得广泛应用。许多油气田已成功应用该技术解决了低压地层和长段破碎带地层井漏的难题，取得了良好的技术和经济效益。但对地层压力系数低且裂缝较大的严重井漏往往失去作用。为了拓宽微泡沫钻井液的应用领域，针对川渝地区玉皇1井表层井段的严重井漏，交替使用微泡沫钻井液和微泡沫桥浆，使井漏得到了有效控制。与邻区同类井相比，钻井速度提高了3～7倍，取得了明显的技术经济效益，为处理类似井漏问题提供了新的技术途径。     

华北古近系及潜山内幕地层井壁稳定性研究

华北油田古近系地层以砂泥岩为主体,间或有玄武岩、煤层等,存在不同压力系统,复杂情况以垮塌、漏失、遇阻、划眼为主,潜山带灰岩地层裂缝发育,卡钻和井漏事故多发,钻井复杂事故占全井的73.62%。从矿物组分分析、岩石力学特征、地应力测试、钻井液浸泡的影响入手,探索出古近系地层井壁失稳机理。古近系地层黏土矿物含量高,岩石水化膨胀严重,地层岩石黏聚力和内摩擦角变化幅度大（6~25 MPa、26°~45°）,长时间浸泡后易形成缝网,当钻井液液柱压力高于坍塌压力达到某种程度时,裂隙宽度呈几何倍数增加,导致井壁掉块;奥陶系和蓟县系灰岩地层地应力差相对较大,岩石微裂缝发育,高地应力作用下易产生微裂缝,且多沿弱面破坏,而引起坍塌和漏失。为解决以上问题,在KCl-聚磺钻井液中引入了聚胺抑制剂和纳米防塌封堵剂BZ-PNP,提高抑制性和封堵能力,并增大润湿角,降低岩石亲水能力。该技术在阳探1、文安101x、安探1x等深井古近系地层进行了应用,取得了井壁稳定、钻井复杂事故为零的效果,其中阳探1井顺利钻穿邻井垮塌严重的大段泥页岩地层,平均井径扩大率1.8%,最大井径扩大率14.82%;安探1x风险探井钻井液密度最大为1.50 g/cm3,低于邻井的1.69 g/cm3。得出,在华北古近系地层使用密度过高的钻井液钻井,会增大微裂隙开启程度,并增加地层的吸水量,建议在井控安全前提下以高过坍塌压力当量密度15%为宜。      

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四川地质构造复杂，纵向上高低压力系统交锚分布，横向上炭酸盐岩裂缝系统展布又难以预测，因而钻井液密度很难做到自上而下科学地平衡钻井。在实际工作中往往考虑更多的是地层压力梯度导演带来的井喷事故，为了避免这类事故，经常采用构造上已钻井出现过的最高压力梯度来设计钻井液密度这种做法对多数井是过平衡钻井，严重影响机械钻速，造成钻井速度慢，钻井成本高。以川西南地区钻井资料分析为基础，了影响钻井速度的因素：２１４     

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钻井液转化为水泥浆技术，是在钻井液中添加某些胶凝材料和外加剂将其转变成水泥浆直接用作固井材料的新型固井方法。在钻井过程中钻井液承担着冷却润滑钻头，携带岩屑，平衡地层压力，稳定井壁的任务。如果在完成钻井后将钻井液通过一定的方法转化为可固结的材料———固井液，就能达到封隔地层、支撑套管、防止层间流体窜通的目的，这种技术又称为ＭＴＣ（ＭｕｄｔｏＣｅｍｅｎｔ）技术。文中从油气井开发提高效率、降低费用的技术要求出发，论述了采用ＭＴＣ技术是一条可行的路子。实验研究得出用油井水泥，粒化高炉矿渣共同作为胶凝材料，优选合适的分散剂和促凝剂，提出了普通钻井液和聚丙烯酰胺低固相钻井液转化为水泥浆体系的优化配方。这种兼有钻井液和固井液作用的技术，能避免钻井液和水泥浆混合时发生的絮凝现象，提高环空顶替效率，降低废钻井液处理费用，减少固井材料，因而在提高固井质量和降低成本上有很大的潜力，可供生产部门参考     

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��This work points out that the main direction of attack for raising drilling speed and reducing drilling cost in Sichuan is increasing the penetration rate.The penetration rate can be obviously increased by reducing the mud weight, increasing the hydraulic horse power of bit, the weight on the bit and drilling speed, as well as realizing balance pressure drilling through adopting system method.Especially.the notable results can be obtained by adopting multiple measures.     

超低摩阻水基钻井液在页岩气水平井的应用

油基钻井液具有优异的抑制性、封堵性、润滑性,是目前页岩气井作业的主要钻井液类型,但其对生态环境造成严重影响、过高的成本及废弃钻井液和钻屑处理压力限制了其在钻井中的应用。涪陵焦石部署4口水平井,钻探目的层为龙马溪组-五峰组,目的层含大段泥页岩,裂缝发育,易水化分散、垮塌漏失风险大。针对涪陵水平井要求低摩阻及地层泥页岩易发生井壁失稳的特点,研究了一套超低摩阻水基钻井液体系。该体系具有较好的流变和抑制性能,同时具有和油基钻井液相当的润滑性能。现场应用表明,超低摩阻水基钻井液实现了页岩气井水平段全流程高效安全作业,与同区块油基钻井液相比机械钻速提高了24.7%,每米钻时降低了6.2%,水平段起下钻1～2次,而油基钻井液需要2～3次,其中涪陵X4井水平段长2235 m,创完钻时国内页岩气水平井水基作业记录。该超低摩阻水基钻井液在涪陵页岩气的成功应用有望实现页岩气水基钻井液替代油基钻井液作业。     

凝胶复合防漏堵漏技术在火焰山腹地表层的应用

吐哈盆地鲁克沁油田火焰山腹地表层钻井过程中,恶性井漏频繁发生,堵漏时间占表层钻井周期的60%以上,严重影响了鲁克沁油田的开发上产效果。针对火焰山腹地表层恶性漏失技术难题,在多次常规堵漏、注水泥堵漏、综合堵漏、膨胀堵漏、雷特堵漏和凝胶堵漏等多种堵漏方式效果不佳的情况下,研发了凝胶复合防漏堵漏技术。该技术的主剂是一种水溶性高分子聚合物堵漏凝胶,其分子链呈空间网状凝胶结构,利用结构性流体较强的剪切稀释性,通过引入不同粒径的刚性堵漏材料和可变形颗粒实现紧密堆积和压实,提高地层承压能力,形成具有防漏和堵漏双重功能的堵漏体系。凝胶复合防漏堵漏技术在火焰山腹地玉北10-20、玉北8-17、玉北8-16等5口井表层进行了现场试验。应用结果表明,比同区块平均漏失量降低74.3%,堵漏损失时间节约93.5%,表层钻井周期节约57.8%。该技术对失返性漏失、溶洞型漏失以及返出量较小的裂缝性漏失具有良好的堵漏效果。