井壁稳定技术在涠洲11-1油田的应用

涠洲11-1油田地处南海西部北部湾盆地,该油田在钻井过程中极易发生井壁失稳问题,给钻井工程带来很大的风险,因此针对该油田进行井壁稳定机理研究显得十分必要。借助涠西南油田群井壁稳定性研究的成果,系统综述了与涠洲11-1油田有关的井壁稳定性机理及一些具体结论,包括微裂缝状况、地应力大小和方向、沿井眼轨迹的地层坍塌压力剖面,并提出了相应的实用技术对策,主要有确定合理的安全钻井液密度、强力防塌油基钻井液的应用、优化井眼轨迹及降低裸眼井段暴露时间等。将这些技术应用于涠洲11-1油田复杂地层的钻进过程中,实践证明取得了较好效果,涠洲11-1油田未出现因井壁失稳问题导致井下复杂情况或事故。     

BZ13-1油田井壁稳定性研究及应用

位于渤海中部海域的BZ13-1油田在前期钻井中存在溢流、井漏、阻卡等较多复杂问题,制约了钻井速度。井壁稳定的力学分析方法主要利用钻井资料、测井资料、录井资料等,分析地层压力、地应力、地层强度参数的分布规律,结合岩体强度准则计算坍塌压力与破裂压力,得出钻井安全密度窗口。通过对BZ13-1油田井壁稳定性进行分析,得出了高压层、易漏失层、易坍塌层位置,并据此对开发井进行井身结构设计,分析结果在开发井钻井中取得了良好的应用效果,有效减少了钻井复杂问题。     

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。     

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。     

顺北油田破碎地层井壁稳定钻井液技术

针对顺北油田多口井钻遇破碎地层时发生坍塌掉块、阻卡频繁的技术难题,开展了地质研究、钻井液对策和室内优化研究及现场应用。研究发现,破碎地层岩性为非黏土矿物,钻井液或滤液侵蚀后使自发育孔缝网易增压连通,使层理界面黏合力降低,单元变得松散,进而诱发大规模剥落掉块和坍塌卡钻等。在岩性组成无黏土矿物但应力集中且地层破碎的基础上,实现亚微米-微米级(0.1～100μm)全面有效封堵,遏制钻井液或滤液侵入井周地层孔缝,保证钻井液具有高效携岩性,是破碎地层钻井液稳定井壁的关键。以原四开抗高温聚磺钻井液为基础,进行室内配方优化,研发了适合破碎地层的井壁稳定钻井液。四开应用全程未出现掉块阻卡等钻井事故,安全顺利钻达设计井深8014 m,创该区块储层段钻时最短记录。顺北Y井现场应用表明,井壁稳定钻井液性能优异,可防止破碎地层坍塌失稳,推广意义重大。     

地应力建模技术在井壁稳定性研究中的应用

西北油田麦盖提斜坡麦盖提1区玉北1井在钻井过程中发生垮塌、漏失、缩径、油气侵、盐水侵等多种复杂情况,给钻井工程带来巨大风险。出现诸多复杂情况的主要原因是对玉北1井区地质认识不是十分清楚,建立玉北1井区准确的地应力模型对进一步研究区域井壁稳定性问题具有重要的意义。借助麦盖提1区地应力建模和井壁稳定性研究成果,详细分析了玉北1井容易发生井壁失稳的根本原因,并进一步预测了玉北1井区的三压力剖面,最终得到了安全的钻井液密度窗口,有利于指导玉北1井区实施安全钻井。     

顺北油田破碎地层井壁稳定钻井液技术

针对顺北油田多口井钻遇破碎地层时发生坍塌掉块、阻卡频繁的技术难题,开展了地质研究、钻井液对策和室内优化研究及现场应用。研究发现,破碎地层岩性为非黏土矿物,钻井液或滤液侵蚀后使自发育孔缝网易增压连通,使层理界面黏合力降低,单元变得松散,进而诱发大规模剥落掉块和坍塌卡钻等。在岩性组成无黏土矿物但应力集中且地层破碎的基础上,实现亚微米-微米级（0.1～100 μm）全面有效封堵,遏制钻井液或滤液侵入井周地层孔缝,保证钻井液具有高效携岩性,是破碎地层钻井液稳定井壁的关键。以原四开抗高温聚磺钻井液为基础,进行室内配方优化,研发了适合破碎地层的井壁稳定钻井液。四开应用全程未出现掉块阻卡等钻井事故,安全顺利钻达设计井深8014 m,创该区块储层段钻时最短记录。顺北Y井现场应用表明,井壁稳定钻井液性能优异,可防止破碎地层坍塌失稳,推广意义重大。     

渗流对欠平衡钻井井壁稳定性的影响

欠平衡钻井过程中井壁稳定是保证欠平衡钻井成功的关键。在常规钻井时，井壁不稳来自力学和化学作用，而欠平衡加大了这些作用机理。在欠平衡钻井过程中，地层流体不断流入井内，井眼形成后井筒周围的应力将伴随地层流体的渗流而重新分布，进而影响井壁的稳定性。文章将由原地应力产生的应力与地层流体向井眼径向渗流产生的应力叠加而求得了欠平衡钻井井周应力的解析解，运用Mohr-Coulomb强度准则建立了欠平衡钻井坍塌压力的计算式。计算结果表明:在欠平衡钻井过程中，考虑地层流体在岩石中的渗流作用后、地层坍塌压力更大即井壁更易失稳，应用于塔中722井的井壁稳定性分析表明，理论结果与工程实际吻合，说明了模型的正确性，可进一步推广应用。     

莺歌海盆地DF13-1气田井壁稳定性研究

DF13-1气田是高温高压气田,温度会对井壁稳定产生很大影响。传统的井壁稳定模型多未考虑温度的影响,为研究东方13-1气田的井壁稳定,在室内试验的基础上研究了该气田地层强度纵向分布规律,建立了考虑温度效应的井壁稳定分析模型,分析了温度对井壁稳定性的影响。指出在DF13-1 气田钻井最大的挑战是井
壁温度降低使破裂压力大幅降低,从而导致钻井液漏失,而钻井液密度过低又无法压住地层高压,准确预测地层破裂压力是DF13-1气田安全钻井的关键。在高温高压储层钻井时,考虑井壁温度变化的影响能提高安全钻井液密度窗口预测精度,对实际钻井具有指导意义。     

DY地区须家河组地层井壁稳定性评价

从力学角度对DY地区井下复杂情况进行研究。结合声波时差和密度测井资料,运用ADS法间接求得现今地应力值。在此基础上,建立最小水平主应力与破裂压力的关系,并依此关系确定破裂压力的大小。运用经典岩石坍塌压力计算模型得到DY地区连续的坍塌压力剖面。通过实钻资料验证,证实了评价DY地区须家河组地层井壁稳定性方法的可行性和可靠性。     

涠洲12-1油田北块注水优化数值模拟研究

涠洲12-1 油田北块储层连通性复杂,非均质性较强,稳定注水开发存在原油产量低、采出程度低、稳产难度大等问 题。为了提高该油田综合开发效果,为油田下一步开发调整提供依据,利用油藏数值模拟技术对该油田进行了注水方案研究。通过对比分析,优化的不稳定注水方案比常规注水方案原油采收率可提高3 个百分点左右,为类似油藏的开发提供了借鉴。     

涠洲12-1油田中块油井结垢防治

涠洲12-1油田位于南海西部海域,富含SO42-的注入水(海水)与含有Ba2+、Sr2+的地层水不配伍,导致该油田中块油井结垢现象严重。所结垢为硫酸钡锶垢,硫酸钡含量约占70%,硫酸锶含量约占30%。分析了成垢机理,并对可能的7种防垢方案进行了对比分析,认为注入井调剖与油井注防垢剂组合方案是涠洲12-1油田中块油井防垢的最佳方案。     

涠洲12-1油田注气重力辅助稳定驱替机理研究

涠12-1油田涠四段油藏注采井网不完善,并且在钻完井过程中由于储层受到严重污染,注水较晚,最终导致涠四段油藏地层压力下降,开发效果不好。为改善该油藏开发效果,试图进行注气开发,为确定油藏注气开发的效果,结合油藏的地质油藏特点,综合运用带倾角的长岩心注气重力稳定驱、带倾角的注采井组二维均质剖面模型、层状剖面模型以及韵律剖面模型,并采用注气驱机理数值模拟的方法对注气驱替机理进行了研究。模拟结果表明,涠洲12-1油田中块涠四段注气非混相驱油的主要机理为重力分异辅助作用,储层非均质性、油气毛管压力和注入气黏度变化对注气驱油的采收率影响较小。采油速度不超过5%,注气近混相驱可以形成比较稳定的下倾气驱油界面,且比注水开发将提高采收率10个百分点以上。     

单筒三井技术在涠洲6-1油田的应用

单筒三井技术在国内首次应用于海上油田开发,不仅如此,涠洲6-1油田的开发难度与世界其他单筒三井的应用相比难度也较大。结合涠洲6-1油田的实际情况,系统阐述了单筒三井技术的工艺特点,介绍了单筒三井相关的重要技术,即单筒三井井口技术、表层钻进技术、表层套管的下入要点以及表层固井作业等。涠洲6-1油田单筒三井技术的成功应用是一个重大的突破,为今后同类井的应用积累了宝贵的作业经验。     

涠洲11—1平台桩基结构型式研究

涠洲11-1油田位于我国南海北部湾浅水区,是一个边际油田。按照常规工程结构设计思路,涠洲11-1油田这样规模的浅水平台桩基结构,通常采用主桩结构型式。通过数值模拟计算,综合考虑平台结构用钢量、施工方案、投资费用和工程地质风险等多种因素,对平台采用裙桩结构型式和主桩结构型式两种方案进行了对比分析,最终确定涠洲11-1平台采用裙桩结构型式。实践结果表明,我国浅海地区油田平台桩基结构可以采用裙桩结构型式,不仅可以有效回避工程地质风险,而且可以降低成本。     

井壁稳定性研究及其在盐城地区的应用

针对钻井中井壁失稳问题开展井壁稳定性研究,文中就井壁应力状态和失稳类型进行分析计算,并结合测井资料和岩心的室内实验结果进行分析,建立了一套计算地层坍塌压力的方法,结合盐城地区３口井应用对比,坍塌压力剖面基本吻合现场实际,为钻井液密度设计提供了一定的依据。     

井楼油田北区细分沉积微相研究

井楼油田北区物源来源存在争议,导致对砂体分布的认识不清,限制了油田高效开发。通过岩心、测井、分析化验等资料综合研究,认为井楼油田北区物源来自北东方向的古城三角洲。细分了储层沉积微相,研究区主要属于三角洲前缘末梢沉积,发育水下分流河道、河口坝、席状砂、河道间以及湖泥五个微相。结合砂体以及沉积微相分布规律,总结了研究区沉积相模式。并在沉积相模式指导下,对储层微相及砂体的平面分布规律进行了研究,确定了砂体在空间上分布特征及规律,研究结果对油田开发具有重要指导意义。     

WZ12-1油田南块涠四段油层有效厚度研究

针对WZ12-1油田南块涠四段低孔、低渗、低电阻率油层有效厚度划分中存在的问题,提出了油层有效厚度划分的图版参数。利用目的层段测井、地质和试油资料的统计分析和综合归纳,建立起储层岩性、电阻率、孔隙度、泥质质量分数、渗透率及含油饱和度的有效厚度下限标准。从而,在该区低电阻率、低孔、低渗、高水饱油层有效厚度评价中精细地反映储层岩性、物性和含油性特征,有效地剔除了钙质及泥质夹层、致密层、干砂层和不够标准的差油层,确定了各井油层的有效厚度,提高了测井解释和储层研究精度,为该区低孔低渗油田增储上产提供了有利目标。     

复杂断块油藏优势通道识别与定量描述——以涠州12-1油田北块6井区为例

海上断块油藏平面与纵向上非均质性强,注采井距大,长期注水开发易形成优势通道,水驱开发效果差;并且由于合采合注井较多,纵向各层注入、产出不清,单一的优势通道评价方法准确性较差。以涠洲12-1油田北块6井区为例,综合应用井间动态连通性分析方法、无因次PI值方法、示踪剂试井及流线模拟技术,对该区块优势通道发育情况进行识别和定量描述,并结合数值模拟相互验证,为后续的剩余油分布研究和制定合理的调整方案奠定基础。