水化作用对南海东部泥页岩地层井壁坍塌的影响分析

在我国南海东部油气田钻遇韩江组和珠江组的钻井过程中,常遇到泥页岩井壁坍塌问题,制约了钻井速度,造成了一定的经济损失。为此,分析了该地区泥页岩地层井壁失稳机理,通过试验确定了泥页岩吸水扩散系数,研究了泥页岩吸水对其抗压强度、弹性模量等力学参数的影响规律,根据Mohr-Coulomb准则计算了泥页岩水化后井壁坍塌压力随井眼钻开时间的变化规律。这对解决该海域泥页岩地层井壁坍塌问题有较大的指导意义。     

钻井卸载对泥页岩地层井壁稳定性的影响

钻进泥页岩地层时井壁易失稳,且井周岩石极易因钻井卸载产生诱导缝,导致岩石强度降低,从而加剧井壁失稳。因此,为确保泥页岩地层井壁的稳定,采用三轴力学试验仪模拟钻井卸载过程中的岩石应力变化过程,分析了卸载对泥页岩力学特性的影响,采用回归方法回归了泥页岩内聚力、内摩擦角与卸载幅度的关系,并将该关系引入到常规井壁稳定性模型中,建立了考虑卸载作用的泥页岩井壁稳定性模型。结果表明:卸载会使泥页岩的强度降低,随着卸载幅度变大,泥页岩强度的降低幅度增大;考虑卸载作用后,泥页岩地层的坍塌压力增大,尤其在高地应力和各向异性较强的泥页岩地层,由卸载造成的坍塌压力增量更为明显;井筒与最小水平主应力的夹角较小时,可以降低卸载对泥页岩井壁稳定性的影响。研究结果表明,卸载对泥页岩地层坍塌压力的影响不可忽视,进行钻井液设计时应考虑卸载对坍塌压力的影响。      

考虑三向应力作用的渤南泥页岩地层坍塌压力

渤南区块罗家地区沙三储层以泥页岩为主,泥页岩厚度大、分布广,有机碳含量高,富含油气。但是该组地层微裂缝发育,岩石强度各向异性明显,加上水化作用影响,水平井钻井过程中井壁稳定问题突出,使用传统坍塌压力预测模型不能有效计算泥页岩储层的坍塌压力,普通考虑弱面的分析模型通常忽略了中间主应力对岩石强度的影响,预测结果也不如意。在对罗家地区泥页岩矿物成分和微裂缝分布情况分析的基础上,基于弱面强度理论,综合考虑三向应力的影响,建立了更精确的坍塌压力预测模型。实例分析表明,对于该区域的泥页岩钻井,一味地增大钻井液密度并不能保证井壁稳定,该区块岩石碳酸盐矿物含量较多,原始强度较高,且地层孔隙度低,如果使用控压钻井,使井底压力略低于地层压力,可增加岩石强度,增大井壁稳定性,并降低钻井成本,增加钻速。      

优质低密度钻井液试验研究

水基钻井液大多要增加地层坍塌压力,且不同钻井液体系引起地层坍塌压力增加的幅度不同。通过研究地层岩石与钻井液作用前后力学性质及强度变化和它们对地层坍塌压力的影响,以现用钻井液体系为基础,加以改进、完善而研究出能将所钻地层坍塌应力明显降低的钻井液体系及其应用技术。YT1-7井及YT3井的现场试验表明:优质钻井液的密度比邻井钻井液密度大幅度降低,并且井壁稳定,机械钻速显著提高。     

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...     

利用测井资料计算泥页岩地层的坍塌压力

本文利用测井资料和非线性弹性理论对某油田X区块的地层坍塌压力进行计算。通过现场资料检验,该方法和结论对于保护X区块的井壁稳定及钻井设计和施工都具有指导意义。     

江苏句容地区水化膨胀泥页岩坍塌压力研究

针对江苏句容地区井壁失稳问题的研究，通过理论与室内实验确定了泥页岩水化的水化应力和岩石强度变化规律，计算出该地区不同井深不同层位所需的钻井液密度，为该地区的钻井液密度设计提供科学依据。     

泥页岩渗透水化作用对井壁稳定的影响

钻井过程中,当存在水基钻井液化学渗透作用时,泥页岩井壁将更加不稳定.建立了力学-化学耦合作用下井壁周围应力分布模型,通过采用有限差分法对该模型求解,得出了井壁周围应力分布,通过利用破坏准则计算井壁坍塌压力,得出了合理的防塌钻井液密度,同时研究了井周应力分布和坍塌压力的时间效应.研究表明,泥页岩地层的膜效应较好时,渗透水化作用越大,膜效应不存在时则不发生渗透水化作用;维持泥页岩井壁稳定所需的防塌钻井液密度是随时间增大而增大,当使用钻井液溶质浓度低时,破坏发生在地层内部,需使用高密度钻井液防止井壁坍塌,对于过平衡钻井,当使用高浓度钻井液时破坏发生在井壁,对实际钻井有理论指导意义.     

地层坍塌压力的计算及应用研究

地层坍塌压力是地层三大压力之一,它的准确确定对于井壁稳定及安全钻井至关重要,文内利用某油田Ｘ区块的测井资料计算了该地区的地层坍塌压力,该方法和计算结果对于保护Ｘ区块的井壁稳定及钻井设计和施工都具有指导意义。     

硬脆性泥页岩井壁稳定渗流-力化耦合研究

硬脆性泥页岩发育弱面结构且具有水化特性,易造成钻井过程中井壁失稳问题。在室内定量分析了钻井液对岩石弱面强度、基体强度、孔隙空间的影响程度。基于实验结果,利用线弹性理论和单一弱面准则,建立了考虑弱面结构、水化和渗流作用的渗流-力化耦合井壁稳定模型。实例计算表明：弱面结构的存在使得坍塌压力上升;弱面结构产状变化,造成坍塌压力分布复杂,不再存在单调变化的井斜方位;渗流应力变化对钻井初期坍塌压力影响较小,但在后期影响明显。该模型能准确地计算硬脆性泥页岩地层坍塌压力,对钻井工程有一定指导意义。     

可循环泡沫钻井完井液研究及应用

为了解决钻井过程中的井漏和减少对低压低渗油气藏的伤害,研究了适合于长庆油气田地层特点的可循环泡沫钻井完井液体系。试验表明:这种可循环泡沫钻井完井液体系稳定、密度低(0.7~0.96 g/cm3),防漏堵漏效果明显,有微孔暂堵作用,对产层保护效果好,试验井油气产量提高。为钻井防漏堵漏和油气层保护提供了新的技术手段,在鄂尔多斯盆地低压低渗油气田有较好的应用前景。     

长北气田长水平井段裸眼钻井（完井）液技术

介绍了用于长水平井段配合裸眼完井工艺特点的无黏土低伤害暂堵钻井（完井）液体系及其现场应用情况。室内和现场实验结果表明，无黏土低伤害暂堵钻井（完井）液体系性能稳定、密度低、失水低、润滑防卡性能优良、暂堵效果好，能有效保护气层。在整个水平段长时间施工过程中，完全能够适应长水平段钻井，同时对气层暂堵好，井壁上形成的暂堵滤饼可以通过气层压力完成解堵，很大程度上简化了完井、投产作业。经过测试，该体系对地层的伤害与其他体系相比，更有利于保护地层，更有利于工程施工，在常温条件下对地层的伤害仅有4.6%~5.1%，在特殊模拟井下条件下，对地层的伤害仅有6%~14%，是一种新型高效的完井液体系。该体系应用于长北气田CB1-1井，裸眼完井并直接气举投产，获得无阻流量218×10⁴m³/d的高产气流，创长北地区气田产量之最。     

水平分支井钻井及完井技术

QHD32-6油田于2001年10月投入生产,该油田属河流相沉积,储层分布非常复杂。为了最大程度地动用油田石油地质储量,提高经济效益,在油田现有开发井的基础上,结合油田生产现状,决定在原有的丛式井平台上补钻水平分支井QHD32-6-D27ma井。文中介绍了QHD32-6-D27ma井的钻井及完井技术难点及应对措施,包括井眼防碰技术、领眼钻井技术、地质导向钻井技术、分支井眼侧钻技术、大斜度井段固井质量检测技术、克服摩阻技术、油层保护技术和裸眼内下入筛管的完井技术。另外,还对所用的Schlumberger公司的PowerDrive旋转导向工具做了介绍。     

侧钻水平井钻井液研究与应用

高160-侧平38井是大庆油田在φ139.7mm(5?in)套管内段铁开窗侧钻的水平井。根据大庆油田地层特点,开展了侧钻水平井钻井液体系的室内、现场试验。经室内试验,评选出了适合于侧钻水平井钻井液体系。该钻井液体系具有好的流变性和抑制性;研制出了新的润滑防卡剂RF及屏蔽封堵剂。通过现场试验,该钻井液体系满足了携带岩屑及钻井工程的需要,保证了井身质量和电测及固井的顺利施工。     

九龙山浅层水平井钻井施工的经验教训与建议

水平井是油气开发、 提高单井产量的重要技术手段, 在九龙山区块珍珠冲储层应用水平井技术进行开发成为必然。但在该区块水平井钻井施工中, 遇到了地层研磨性强、 可钻性差等诸多施工难点, 导致了起下钻次数多、 钻井周期长、 易发生钻头和钻具事故。龙０ ０ ２－Ｈ ３和龙０ ０ ２－Ｈ ２井是四川盆地九龙山地区部署的第一批水平井, 通过对龙０ ０ ２－Ｈ ３和龙０ ０ ２－Ｈ ２在施工中遇到的难点和采取的对策进行分析, 为九龙山构造后续的钻井施工提供宝贵的第一手资料。     

韦5径向井钻井液工艺技术

韦5径向井是利用原韦5井直接在8号油层部位钻径向水平井眼，目的是增大油层的泄油面积，开采韦5块剩余油。设计了暂堵型保护油气层有机正电胶段铣钻井液体系，该体系利用黑色正电胶BPS的高正电性，将钻井液中膨润土连接成网，从而配制出动切力在10Pa以上的段铣钻井液，满足了铁屑的携带和悬浮；设计了甲酸盐无固相射流钻井液体系，该体系不含污染油层的固相颗粒，配浆水取自原来韦5井地层水，避免了液相对油层的损害；设计了钻井液的密度、切力、硬度、pH值，讨论了钻井液的现场配制、维护措施；韦5径向井钻井液满足了工程需要，保护了储层。     

克拉玛依油田水平井钻井液及油气层保护技术

克拉玛依油田水平井钻井,从"八五"开始攻关到现在规模化推广应用,从起步、发展到成熟,已经形成了完善配套的技术体系。钻井液技术针对水平井钻井实际需要,对钻井液体系、井眼稳定、减阻防卡、井眼清洁、防漏堵漏和油气层保护等关键技术开展研究,不断取得新的进展,并通过实践应用和再认识,形成了具有本油田特色的水平井钻井液与油气层保护技术。     

元坝高含硫气藏超深水平井完井技术研究及实践

元坝长兴组气藏属于超深、高温、高压、高含硫碳酸盐气藏,水平井完井的经济性与安全性矛盾非常突出,作业工况及井下条件复杂,风险和效率是该类气井完井需要考虑的重点。为此,通过大量的理论研究、模拟计算、室内实验、现场试验,形成了元坝高含硫气藏超深水平井完井技术。Ⅰ-Ⅱ类较多的礁相储层,以衬管完井方式为主,Ⅰ-Ⅱ类较少的叠合区、滩相储层,底水较为发育区域,采用射孔完井;完井材质选用4C类镍基合金;完井工具采用具有自平衡功能的井下安全阀、具备可回收功能的锚定密封插管封隔器;完井管柱采用复合油管,原则上不设计坐放短节、不采用伸缩节;通过优化封隔器坐封位置减少镍基合金套管使用长度。通过以上措施,既能满足酸化及长期安全生产要求,便于后期作业,又极大程度降低了完井成本,为该区的勘探开发提供了重要的技术支持。     

松南气田火山岩气藏水平井钻完井关键技术研究

松南气田是中石化正在进行产能建设的重要气田,目前正采用水平井技术进行整体开发。该气田地质情况非常复杂,上部易缩径、掉块、垮塌并含有浅层气,下部地层坚硬、研磨性强、地温梯度高并含有水层;主力储层为火山岩,孔洞是主要的储集空间和储集类型,裂缝是沟通孔隙的渗流通道,易漏失、易污染并含二氧化碳。复杂的地质条件,给该气田施工水平井带来了钻井效率低、储层易污染、轨迹控制难度大、钻井液性能难维护、完井工艺复杂等难题。通过技术攻关,目前已成功钻成两口高产水平井。文章详细介绍了松南气田施工水平井的主要技术难点及关键技术。
     

防漏防塌钻井液技术在滴西油田的应用

滴西地区地层比较复杂,根据已钻井资料显示:该区地层具有上部地层易漏失,下部易垮塌等特点.通过对配方配伍性研究,采用钾钙基聚磺钻井液;现场应用表明:钾钙基聚磺钻井液配伍性好、抗污染能力强、防塌能力强、流动性好;尤其是配合凝胶堵漏剂QZ,防漏效果好,适合滴西油田钻井施工和储层保护的需要,可进一步推广应用.