钻井地质环境—构造特征模拟及其应用

本文根据广义线性统计模型的理论,开发利用钻井数据库中已钻井获得的地层分层资料来模拟地层的构造特征,并导出了地层产状要素和地层与井眼轴线相交的几何位置计算公式,将钻井—计算机—地质相结合,扩充了井史数据库应用的领域,能够方便地生成钻井所需的部分地质环境,可用于指导定向井设计与施工,为定量分析地层产状、井眼几何因素对定向井实钻轨迹的影响规律提供必要的数据。用该方法对四川地区4个断块构造进行了模拟分析,且计算了部分井位的地层产状要素,并与美国斯伦贝谢公司来四川进行的地层倾角测井解释成果相比较,结果基本吻合。模拟结果已用于指导定向井的设计和施工。     

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在定向井、丛式井、水平井钻井中，对待钻井眼方位变化的预测，一直是个重要的问题，它直接影响到待钻井眼的设计，井下工具的准备、选择，影响到下部井段是否能顺利施工。为此，运用钻具力学分析和地层各向异性理论的研究成果，综合考虑上部井眼或邻井的实钻情况和地层产状要素等，利用钻具与岩层间的空间位置关系计算钻头的位移量，从而定量地推导出了待钻井眼方位变化率计算式，通过对川西南隆４０－１大斜度定向井的计算和川中莲池５０水平井的预测，其效果是满意的，与实钻情况相符。     

定向井井眼轨迹综合影响因素分析

随着油田勘探开发的不断深入,定向井数逐年递增,如何掌握定向井的漂移规律,为生产服务就显得极为重要。在江汉油田多年钻井实践基础上,重点剖析了井身剖面设计和评选、钻具组合、钻井参数、井眼几何形状、地层等因素对井眼轨迹的影响,探索出井斜和方位的变化规律,较好地指导了定向井的设计与施工。     

地层倾角测井在水平井钻井设计中的应用

介绍了地层倾角测井在L凹陷中的应用成果.用构造倾角分析地层产状和区域构造;利用移去构造倾角的矢量方位频率图对沉积相精细分析判断以及计算地层真实厚度.结合倾角处理的构造、沉积分析结果,为水平井钻井井眼轨迹设计提供依据,并取得了较好的地质应用效果.     

大邑地区大斜度井钻井难点分析及对策

大邑地区是中石化西南油气分公司天然气勘探新区,位于龙门山断褶带中南段的山前地区,西南与平落坝地区的水口场、三合场、高家场构造带相接,北东与德阳一彭县向斜相邻,东南部为安仁镇鼻状构造。从邻区钻探结果表明,该地区从上至下发育多套储层,在侏罗系、三叠系须家河组均有不同程度的油气显示。在2008年首批实施的大斜度定向井施工中,多口井因钻遇复杂地层导致井内复杂情况或事故,并导致填井侧钻。文章在该地区钻井工程及地质特征基础上,结合两口大斜度定向井施工情况,深入分析了大邑地区大斜度定向井钻井难点并提出了相应技术对策,为以后该地区大斜度定向井钻井施工提供了技术指导。     

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在南方海相川东断褶带黄金口构造带，由于受多期地质构造运动和沉积条件的影响，地层倾角较大，在毛坝1井直井钻探过程中发现，大部分地质构造表现出了较强的地层自然造斜能力，防斜和打快形成了尖锐的矛盾，该地区的其它直井也面临同样的矛盾，严重制约了该地区的勘探和开发进程，急需寻找经济有效的钻井技术提高机械钻速。对此开展了该地区的地层自然造斜规律研究，利用反演法、统计法和参比法等，结合毛坝1井地层倾角测井解释结果和实钻数据分析，反演出了该地区的地层倾角和走向，最终得到了地层自然造斜规律，其研究结果用于指导毛坝2井的井眼轨道设计和井眼轨迹控制施工，利用地层自然造斜规律设计定向井的方位角和轨道剖面，在实际钻井过程中，充分利用地层自然造斜规律优配钻具组合和优化钻井参数以控制井眼轨迹，已取得了解放钻井参数，减少定向钻进时间，提高钻井速度的良好效果。     

用常规定向井技术钻川东高陡构造大位移定向井

温泉11定向井的目标点位于平行岭谷区内的大山地形之中,受地理条件的限制,该井设计为一口水平位移达1650~1750m的定向井。该井使用F320-4DH型钻机设备及常规定向井施工技术,应用兰德马克井眼轨迹控制软件优化设计井身结构、井眼轨迹,并采用滑动钻具、满尺寸双稳定器等多种钻具组合来控制井眼轨迹,采用无固相和低固相聚合物钻井液、聚磺防塌钻井液来保证井壁的稳固。该井在实际施工中充分利用高陡构造地层的自然造斜规律,实钻斜深4332m,垂深3825.59m,最大井斜角45.49°,水平位移1705.57m,钻井周期238d,全井无事故和严重复杂情况的发生,是川渝地区水平位移最大的一口定向井。通过该井的钻井实践证明,在川东高陡构造中,只要技术措施得当,利用常规钻井技术和设备,完全能够完成水平位移小于2000m的定向井。     

广安构造定向井快速钻井技术

广安构造近年所钻井多为定向井、水平井,部分已完钻井出现复杂与事故占用钻井时间多、单次定向中靶难度大等问题,严重制约了广安构造钻井速度。本文针对影响广安构造定向井快速钻井的因素,总结出几点应对措施来提高广安构造钻井速度、提高广安地区钻井综合效益。     

导眼与扩眼组合钻进模式在定向井轨迹控制中的应用

定向井由于受诸多因素影响,其实钻轨迹有时并不沿着设计轨道钻进,给钻井施工带来很大挑战。不考虑地层特性、钻井参数、井眼轨迹等影响因素,采用简单实用且可满足工程要求的公式,计算和分析了单弯单稳螺杆钻具组合的理论几何造斜率。研究了井眼及钻具尺寸对造斜率的影响,发现相同条件下小井眼比大井眼更易获得高造斜率。由此提出在造斜率要求较高的井段,可先钻一个小尺寸导眼,再扩眼到设计尺寸的组合钻进模式。以X井为例,证实了在轨迹控制困难的定向井中,采用该组合模式后,满足工程要求且降低作业成本,缩短钻井周期。研究结果为井身结构设计和定向井轨迹控制提供了理论指导和借鉴。     

四川安岳区块定向井方位漂移规律研究

方位控制是定向井井眼轨迹控制中的关键部分。资料表明,四川安岳区块地层漂移规律不易把握,易造成二次或多次定向。通过分析影响定向井井眼方位漂移的地质和非地质因素,针对安岳西部、北部、东南部区域特点,统计分析了2010~2013年川西钻探公司在该区块所钻33口定向井方位漂移实钻资料。结合现有地层各向异性理论模式,得出安岳区块不同地区在不同方位漂移规律和方位漂移严重区、平缓区,及各地层方位漂移能力:须家河组须四方位漂移力最强,须六次之,须五、须三、须二、须一方位漂移力较弱;自流井组珍珠冲地层方位漂移力较强,其他层位方位漂移力较弱。并在部分定向井进行试验,吻合程度较高。两种理论模式结合,既可用于描述安岳区块地层对方位漂移的影响规律,也可用于实钻定向井方位漂移预测,预留方位钻井,减少滑动比例,缩短钻井周期。     

四川油气田定向井钻井液技术

通过四川油气田定向井钻井液技术的发展过程,依据四川地区独特的地质特性和定向井钻井工艺对钻井液技术的特殊要求,阐述四川油气田定向井钻井液体系的复杂性和先进性,并通过典型实例介绍,证实了四川油气田定向井钻井液工艺技术完全能满足和确保四川地区定向井钻探施工的顺利进行,并将推动四川地区定向井钻探工艺技术向前发展.     

基于电成像测井图像识别求取地层产状的新方法

正确识别地层界面并准确计算地层产状对于油气勘探非常重要。针对国内测井领域地层界面识别及产状求取方法存在的分辨率低、精度低及速度慢等问题,提出一种基于电成像测井图像识别求取地层产状的新方法:应用曲线斜率拟合法提取地层界面对应的正弦曲线,以提高地层产状计算的速度;采用双窗口检测、交互移动技术以及优选控制准则来提高地层产状计算的精度;通过设计不同步长、窗长组合分别检测地层宏观构造面与微观沉积层理面。理论地层模型与实测资料应用结果表明,该方法求取的地层产状较好地反映了地层实际情况。     

川西金马构造双靶点定向钻井技术分析

金马鼻状构造后川西新探区凹坳大断层构造。该构造地处四川西部丘陵地区，地层复杂，换层频繁，大小断层多，地层有一定倾角。针对该探区定向钻井的具体问题，介绍了探区JF1井双靶定向井的工程设计及现场施工工艺，并对井眼轨迹控制方面的钻柱组合，钻具造斜能力，地层方位漂移，套管可下人性及固井施工等进行分析和研究，总结出该构造上定向井施工规律。该探区定向井的成功经验为今后在该地区及西南局其他地区的定向钻井打下了坚实的基础。     

主曲率法预测顺北区块二叠系井漏研究

在石油钻井施工过程中若钻遇岩层构造裂缝,往往会导致不同程度的钻井液漏失。由于地层裂缝发育的非均质性特点,钻井施工现场尚无有效方法对裂缝发育情况进行预判,需在钻井井漏发生以后再采取堵漏措施,不仅造成了施工成本的增加还造成了钻井周期的延长。为此,提出一种用主曲率法预测因裂缝导致井漏的方法,将岩层视为一个几何实体,采用趋势面方法建立区域岩层构造模型,运用微分几何中的主曲率法来刻画岩层弯曲变形程度,以实钻井情况作为约束条件确定井漏的主曲率范围,从而以主曲率场的分布特征来指示构造裂缝发育区带,达到预测井漏的目的。该方法在西北油田顺北区块钻井现场进行了应用,结果表明主曲率法能有效预测井漏并指导钻井现场进行安全、高效地施工。     

不同地应力条件下定向井地层坍塌压力变化规律分析

掌握不同地应力条件下地层坍塌压力随井斜角和方位角变化的规律,对于定向井井壁稳定和安全钻井至关重要。采用数值模拟手段对三向地应力的4种大小顺序关系情况下地层坍塌压力当量泥浆密度与井斜角和方位角之间的相互关系进行了系统分析,弄清了定向井中地层坍塌压力的变化规律。其研究成果可为定向井钻井安全泥浆密度的确定提供一定的参考依据。     

大民屯凹陷沈229灰岩低古潜山构造储层认识

针对沈229古潜山地震品质差及其断裂与构造的复杂性,古潜山内幕和储层分布认识难度大的现实,利用完钻井地层对比找到断点和断失层位;利用成像、取心和倾角测井资料确定地层产状,在此基础上利用多条连井剖面组合古潜山内幕断层,落实了古潜山内幕构造.综合利用完钻井揭示的地层新老关系、地层产状、连井剖面等资料,认清了各类储集岩的空间分布规律,并提出了该古潜山下步部署方向.     

丛式井井眼防碰技术措施探讨

在丛式定向井作业中,防碰作业一直是定向井作业重中之重的工作。本文介绍了6个防碰技术措施的关键性因素,每个要素都要围绕最小允许分离规则来进行,贯穿了从定向井设计、施工、完成、数据备份的全过程,在钻井过程中的每一名人员都需要遵守,并且互相监督,才能够有效规避碰撞风险。     

高陡构造异常高压上限计算方法研究

地层孔隙压力是石油勘探、开发设计与施工的基础数据,地层孔隙压力的精确预测能够对钻井参数的选择以及井身结构的设计提供更加准确的数据,尤其对异常地层压力的预测,对钻井的实际施工具有更加重大的意义.常规的地层孔隙压力预测方法仍主要集中于欠压实因素导致的异常压力计算,对于构造挤压因素导致的异常压力计算方法研究,目前仍处于探索阶段.从力学角度出发,建立孔隙结构力学稳定模型,结合测井资料,详细分析高陡构造应力-异常孔隙高压体系中孔隙结构的力学稳定性,得出异常高压上限,为钻井设计及施工提供依据.与传统方法相比,该方法考虑了构造挤压因素的影响,不需要建立正常压实趋势线,有较好的适应性和精确度.     

红9-1浅层大位移定向井钻井技术实践

红9-1井是一口浅层大位移定向井,位于大港油田北大港构造带北翼的红湖构造上,设计垂深1150m,位移1668m,委深位移比为1:1.45。剖面为三开四段制,造斜点260m,655m时造斜结束,最大井斜76.22°,稳科至1392m,然后降斜至井底2300.58m,井斜角61°,是国内陆地上第一口浅层大位移井。由于地层浅,井斜角大,斜井段长,井眼轨迹控制、套管下入及测井都有很大难度,通过优化设计与施工,仅用16d14h的钻井周期钻定设计井深并加深82.58m,现已顺利交井。文中主要介绍了施工过程及钻井技术。     

测井资料在柴达木盆地重点探区钻井工程上的应用

基于传统的压实理论和经典的地层压力剖面求取方法 ,充分利用测井资料处理技术优势 ,在编制出地层压力剖面处理软件后 ,用该软件对柴达木盆地北缘冷湖 -南八仙构造带及西部的油泉子 -油南构造带的若干口重点井进行处理 ,并结合钻井、地质、钻井液及 RFT测试资料对上述 2个探区的地层压力变化规律进行较为系统的研究 ,计算的地层压力与试井求压资料误差多在 7%以内 ,基本上可以满足钻井工程设计及施工的需要 ,为上述 2个探区今后的钻探工作提供了较为科学的指导依据。该套软件及研究方法完全可以在柴达木盆地推广应用。