南海流花超大位移井井壁稳定性分析

大位移井钻井的主要技术难点之一是如何保持井壁稳定,井壁稳定与否是关系到一口井成败的关键。利用流花油田已钻井的测井数据,采用EATON法分析了流花油田孔隙压力,得出该油田的孔隙压力为1.02~1.04g/cm3;利用声发射凯塞尔效应法对取自流花11-1油田的岩心进行了地应力测定;应用已钻井测井资料并结合录井岩性剖面对流花11-1油田地层强度进行了计算分析。在此基础上定量分析了该油田在超大位移井钻井过程中泥页岩地层和灰岩储层的井壁稳定性,并得出了地层破裂压力、坍塌压力随井斜角和方位角的风险分布规律以及安全钻井液密度窗口。现场应用取得了较好的效果,为超大位移井的井壁稳定性控制提供了科学依据。     

井壁稳定性研究及其在Kolzhan油田的应用

通过对井壁失稳现象、机理及钻开井眼前后井壁应力状态的分析和计算,建立了一套分析地层坍塌压力及地层相关物理力学特征参数的数学模型,并编制了相应的计算软件,以利用测井资料进行坍塌压力的计算,进而对井壁稳定性进行研究.用该研究结果解释了哈萨克斯坦Kolzhan油田普遍存在的井壁失稳的原因,并推荐出了合理的钻井液密度窗口,地层坍塌压力和安全钻井液密度窗口的计算结果与现场实际吻合,为Kolzhan油田钻井过程中的井壁稳定提供了技术参数.     

海上复杂压力体系油田钻井安全密度窗口研究

地层存在复杂压力体系将给钻井工程带来严峻挑战。涠洲12-1油田钻遇高坍塌压力、高孔隙压力以及压力衰竭、低漏失压力地层,钻井的主要困难在于涠二段上部层理、裂缝发育的泥页岩极易坍塌,涠四段异常高压与异常低压地层共存,异常低压段易发生钻井液漏失。通过岩石力学分析得出:涠二段泥页岩的坍塌主要受层理弱面控制,以较小的井斜角钻井时井壁稳定性较好;涠四段主力储层孔隙压力降低后,坍塌压力与漏失压力均降低。基于以上分析得出钻井安全密度窗口随井深的变化情况,提出安全钻井设计原则,即涠二段泥页岩井眼轨道设计中尽量选用低井斜角通过,并采用单独开次钻进,涠四段储层使用高压差屏蔽钻井液体系和尽量低的钻井液密度,减少井壁失稳风险。     

福山油田流沙港组井壁稳定技术

福山油田下第三系流沙港组地层以泥页岩为主,层理、微裂缝发育,易发生泥页岩坍塌及电测遏阻等复杂事故,影响了钻井速度和油气层保护.通过对流沙港组地层矿物组分、理化性能、地应力及地层坍塌压力等分析,对井壁失稳的机理进行研究,研选出了强抑制、强封堵的有机盐钻井液.利用地层压力预测分析的成果,确定了合理的钻井液密度.通过现场应用解决了福山油田流沙港组的井壁失稳问题,缩短了钻井周期,钻井液密度和压力预测结果很好的吻合,平均井径扩大率为2.69％～8.38％,一次电测成功率为100％,钻完井过程中均无井壁坍塌等复杂事故发生.     

T453井三叠系石炭系地层安全钻井液密度窗口的确定

塔河油田三叠系、石炭系地层钻井过程中井壁垮塌严重，井径扩大率太，严重影响了钻井效率和固井质量。利用三叠系、石炭系地层岩心，进行了地应力与岩石力学参数室内试验研究，并根据试验结果标定了岩石力学测井解释的模型，根据S68井的测井资料分析了其坍塌压力、地层破裂压力，建立了安全钻井液密度窗口。根据研究成果，确定了T453井三开井段安全钻井液密度窗口，推荐了现场钻井作业的钻井液密度程序。现场试验表明，严格按照设计的钻井液密度程序施工可避免井壁垮塌、缩径导致的起下钻遏阻以及卡钻等井下复杂情况或事故。     

考虑泥页岩黏弹性的钻井液密度计算方法

泥页岩地层受到外来流体侵入后，岩石具有明显的流变效应，易造成井壁坍塌。为了研究泥页岩井壁受入井流体影响产生的黏弹性力学行为对井壁稳定性的影响，建立了黏弹蠕变本构模型来反映井壁流变失稳破坏的力学机理与演化规律。根据井壁围岩受力推导出平衡方程、几何方程，结合物理方程和边界条件，得到考虑泥页岩黏弹性特性的钻井液密度方程。结合现场钻井数据给出不同时间、不同收缩速率下泥页岩的钻井液密度图版。结果表明:泥页岩地层钻进时，井眼的收缩速率越小，则所需的钻井液密度越大；井越深，钻井时间越长，所需钻井液密度越大。     

XC气田须五段气藏水平井井壁稳定性分析

XC气田须五段气藏属典型非常规致密气藏,砂岩、泥页岩均为储层,且频繁互层,水平井钻井面临泥页岩井壁水化失稳问题。根据水化后井壁变弹性参数的物理模型,结合数学物理公式推导、计算软件编制,形成了一套考虑泥页岩地层遇钻井液水化影响的井壁应力计算方法;通过岩心室内实验标定,研究了XC气田须五段气藏岩石力学参数特征、井壁岩石水化规律、泥页岩力学参数水化规律,及水化过程井壁稳定性特征。结果显示,水化性泥页岩地层存在水化初期高坍塌压力现象,随着水化时间的增加,井壁稳定性并未进一步恶化;对于该类地层,在钻井设计与施工中,需正确认识和处理水化初期的高坍塌压力现象,而并不一定要使用过高的钻井液密度。     

多因素耦合钻井液密度窗口随钻监测技术研究与应用

随钻监测钻井液密度窗口对钻井现场施工来说具有极其重要的意义。通过测量岩屑的声波时差和渗透率及膜效率等参数,利用岩石的声学性质与力学参数的关系得到地层岩石的力学参数,结合地应力参数,得到井壁周围岩石的应力分布,计算出地层的坍塌压力和破裂压力。在建立流-固-化耦合作用下泥页岩井壁稳定分析模型的基础上,开发出了流-固-化耦合作用下泥页岩地层钻井液密度窗口随钻监测软件LSC-Mud weight monitor,并对涠洲油田涠二段泥页岩进行了钻井液密度窗口的监测,与未利用该软件前相比,钻井速度得到大幅提高。     

印度尼西亚M气田泥页岩井壁失稳机理及对策

印度尼西亚M气田地质构造复杂,泥页岩裂缝发育,存在异常高温高压,钻井期间频繁发生坍塌卡钻事故,严重影响了作业效率.通过对M气田地层孔隙压力、地应力、安全钻井液密度窗口进行定量计算,并根据现场井壁坍塌特征及地层特性,分析了该气田井壁坍塌原因主要是泥页岩裂缝发育,存在高密度下的“呼吸”效应及水化作用.根据该气田井壁坍塌机理...     

川西须家河组地层井壁稳定性测井评价

针对井漏、井壁坍塌、井喷等现象,分析川西须家河组井壁失稳原因.钻井井壁失稳最基本的原因在于钻井中泥浆密度使用不合理,钻开地层后在井眼周围形成应力集中,钻井液性能不足以有效平衡井壁应力而引发井壁失稳.利用测井资料计算了岩石力学参数,在此基础上计算地层应力、三压力(地层压力、破裂压力、坍塌压力),分区分层位确定合理的安全泥浆密度窗口.根据计算与研究成果,共设计了3口井共计11个层位的钻井液密度安全窗口建议值,有效指导了钻井工程设计.     

地震层速度法预测南海北部深水钻井安全钻井液密度窗口

针对南海北部琼东南盆地深水油气田钻井过程中窄钻井液密度窗口导致的井漏问题,建立了适合深水环境的井壁稳定分析计算模型,应用地震层速度资料对L4井的地层孔隙压力、坍塌压力、破裂压力进行了计算。结果表明,坍塌压力随井深增加而增大,但总体都小于地层孔隙压力,因此将地层孔隙压力作为安全钻井液密度窗口的下限。破裂压力随井深增加而增大,在海底泥面处最小,仅为1.02 g/cm3,地层孔隙压力与地层破裂压力下限的范围仅为0.021~0.092 g/cm3,最大也只有0.290 g/cm3,表明安全钻井液密度窗口窄。结合目标井的实际情况,考虑ECD、激动压力等的影响,推荐了不同层段钻井液密度范围,计算结果与实钻情况吻合,满足实际需要,表明应用层速度计算安全钻井液密度窗口是可行的。     

区域油田地应力及井壁稳定性综合预测方法

基于地质统计原理,提出一种综合利用地震和测井资料预测区域油田地应力和待钻井井壁稳定性的方法:首先利用测井和测试资料,精确计算已钻井处的地应力;同时,从三维地震记录中提取并优化地震属性,将油田地应力作为区域化.变量,根据地震和测井信息之间良好的空间相关性,通过贝叶斯克里金方法,计算所研究区块的三维地应力数据体.在此基础上...     

工程井壁稳定分析的一种实用方法

对传统井壁稳定性和现场应用的利弊进行了分析,提出了一种更适用于现场钻后井壁稳定性分析的实用新方法。该方法根据钻井井史资料和声波测井资料,利用统计的方法揭示区域构造井壁稳定性规律,推荐合理的安全钻井液密度范围。该方法适用于钻后井壁稳定性分析和钻前井壁稳定性预测。     

甲酸盐无固相钻井液对测井曲线的影响及校正

甲酸盐无固相钻井液具有保护环境、储层保护、抑制地层等优点.但是,由于甲酸盐钻井液密度较大,并且含有大量负离子,使得甲酸盐钻井液对测井曲线具有不同程度的影响,这为测井识别油水层、确定含油饱和度带来了一定的不确定性,增加了测井评价的难度.结合甲酸盐无固相钻井液密度大及侵入地层较深等特点,分析了该钻井液对井径测井曲线、密度测井曲线以及电阻率测井曲线的影响.使用有机盐钻井液体系钻井,对砂岩井段的井眼半径影响不大,对泥质含量相对较高的井段和泥岩段,由于井壁的垮塌现象减少,在这种情况下,单纯地靠观察井径的大小很难对岩性进行评价.甲酸盐无固相钻井液密度较大,侵入地层较深,在侵入地层特别是侵入的砂岩储层中密度测井值较高;由于钻井液电阻率低于地层电阻率,使得视电阻率较低,为油气解释造成了困难;随着浸泡时间的延长,甲酸盐钻井液对地层的影响也不尽相同,所以在钻后及时测井显得尤为重要.通过室内实验,得到了某地区甲酸盐钻井液的电阻率校正方法,并利用该方法处理了某油田的几口井,实际效果是可靠的.     

A prediction method of borehole stability based on seismic attribute technology

Borehole instability in drilling engineering can bring about serious problems of drilling quality and safety. Based on the close relationships between seismic and well log information, the prediction method of borehole stability is presented to effectively control borehole instability. Conventional and nonlinear seismic attributes are extracted from borehole-side seismic traces of impending drilling well and drilled offset well respectively. Then the optimal attributes combinations sensitive to log properties are selected by using genetic algorithm and wavelet neural network technology together. A series of mapping models which reflect the nonlinear relationships between seismic attributes and acoustic and density log data of various formation intervals in drilled well are constructed through neural network modeling. With analysis of cutting logging data, seismic attributes of the formation under bit and corresponding mapping model can be used to predict acoustic and density log curves of this formation. Based on the predicted log data, log interpretation method, analysis technology of in-situ stress and mechanics model of borehole stability are employed to calculate in-situ stress, pore pressure, collapse pressure and fracture pressure, thus the safe drilling fluid density window which can keep borehole stable is determined. Prediction precision and real-time operation ability of the proposed method are satisfying, which have been proved in practical application in TR oil field.     

应用综合录井技术监测泥岩段井壁稳定性探讨

在钻探泥岩井段过程中,往往会因泥岩吸水膨胀而造成井径缩小或泥岩裂解,导致井壁失稳,引发卡钻等工程事故。由于不能利用综合录井所采集的泵压、钻井液流量、出入口密度、出入口温度、钻井液池体积等参数提前判断井壁稳定情况,且独立的某个参数很难准确、客观地反映钻井状态,多录井参数的综合应用成为必然。通过采集现场录井、随钻或测井参数,应用GW-MLE综合录井仪后台软件进行环空水力学和地层压力实时计算分析,并综合分析气测、地质等多种参数可以判断井壁稳定情况,进而实现对泥岩段井壁稳定性的监测。现场钻井事故实时监测数据验证了上述方法的可行性,表明应用综合录井技术能在工程事故发生前向建设方及时提示井壁稳定性异常显示,以便及时采取措施保障钻井施工安全,从而达到提高勘探开发整体效益的目的。     

定向井安全钻井液密度窗口测井计算方法

井壁稳定技术是钻井工作中的重要内容，研究定向井井壁稳定与井眼钻进的井斜和方位之间的关系对于正确设计定向井安全钻井液密度窗口，确保井壁稳定，减少由井漏、井塌而引起的井下事故，促进定向井施工成功有着重要意义。介绍了在定向井井壁力学分析的基础上，使用测井资料计算定向井安全钻井液密度窗口的一套系统方法。根据这一方法，成功地对桌油田定向井施工井壁稳定性进行了判断，并计算出了在沿不同井斜、方位钻进情况下的安全钻井液密度窗口值。     

超深井井壁稳定性分析

超深井钻井过程中存在多套地层压力体系，井壁稳定性条件复杂，高温、高压、深部地层岩石可钻性差等难点。随着井深的增加，地层压力梯度急剧增加，需要较高密度的钻井液来平衡地层压力。超深井的裸眼井段较长，钻井液浸泡时间长，容易导致岩石抗压强度软化，尤其一些泥岩层段，一旦被钻井液浸泡过后，井壁极易发生失稳。在超深井钻井过程中，不同的温度差异必然导致近井壁岩石应力分布发生改变，影响井壁稳定性。为此，提出分别利用地震、测井数据得到的坍塌破裂密度曲线来预测超深井井壁稳定性，所建立的计算模型应用于莫深1井的井壁稳定性分析，结果表明：预测情况与工程实际吻合。