四川气田GM区块地层三压力剖面建立及应用

地层孔隙压力、坍塌压力、破裂压力剖面是钻井井身结构优化设计及安全钻井液密度窗口确定的基础。利用测井方法计算三压力剖面,结合现场实测三压力数据,建立了GM区块地层三压力剖面;在充分认识三压力剖面特征基础上,开展了GM区块井身结构优化及安全钻井液密度窗口制定。研究提出,该区针对须二目的层的钻井具备三开制井身结构优化条件,同时指出前期钻井以地层孔隙压力为依据制定钻井液密度存在不合理处,推荐J3p-T3x5段地层采用微超地层坍塌压力设计钻井液密度较为合理,T3x4段以深地层采用微超地层孔隙压力设计钻井液密度较为合理。研究结果为GM区块钻井工程设计及现场施工提供了科学依据,经现场应用,提高了钻井效率、降低了钻井成本,取得良好经济效益。图2表1参10     

中江气田HL区块三压力剖面建立及应用

利用测井方法计算并建立了中江HL区块地层孔隙压力、坍塌压力、破裂压力剖面。根据三压力剖面特征,开展了HL区块井身结构优化及安全钻井液密度窗口设计。研究指出,该区以地层坍塌压力为依据制定钻井液密度较为合理,针对沙溪庙组目的层的水平井钻井采用三开制井身结构有利于实现安全高效钻井。研究结果为HL区块钻井设计及施工提供了科学依据,经现场应用,提高了钻井效率,取得良好应用效果。     

基于安全风险评价的深探井井身结构设计方法研究

由于对地层压力的预测准确性较低,采用传统的井身结构设计方法不能设计出合理的深探井井身结构,致使井涌、井塌、井漏及压差卡套管等井下复杂情况频频发生。首先采用三角分布概率密度法分析了深探井所钻区块地层压力的不确定性,介绍了建立含可信度地层三压力剖面的方法;然后结合工程数据确定了预防井下复杂情况的钻井液密度,建立了含安全度的安全钻井液密度窗口;最后提出了一套基于安全风险评价的自上而下、由外向内的井身结构设计方法,并进行了实例设计与分析。实例设计与分析结果表明,采用该方法设计出的深探井井身结构能有效降低钻进过程中发生井下复杂情况的可能性,比常规方法更具合理性。     

福山凹陷三个压力剖面的建立及应用

进行地层三个压力预测对钻井施工十分重要 ,它是确定合理钻井液密度图版和井身结构的基础。利用自适应井壁稳定技术、邻井测井资料和钻井资料 ,系统分析了海南福山凹陷地层的三个压力剖面 ,并在花 X4井中进行了应用。现场施工结果表明 ,该方法有效地解决了流二段泥页岩地层的坍塌问题 ,该井与邻井相比钻井周期缩短 65 d。     

伊朗南帕斯海上气田SP11区块地层压力分布及对策研究

伊朗南帕斯气田SP11区块的地层漏失情况严重,地层压力分布不明确.为此,总结分析了该区块钻完井中的复杂问题,研究了邻井的钻杆测试、漏失试验等数据,依此建立了地层压力分布剖面,确定了安全钻井液密度窗口,并为钻完井作业提出了相应对策.该区块的地层情况基本清楚,压力分布剖面基本清晰,对井身结构设计、钻井液密度选择等具有指导意义.     

福山凹陷三个压力剖面的建立及应用

进行地层三个压力预测对钻井施工十分重要,它是确定合理钻井液密度图版和井身结构的基础。利用自适应井壁稳定技术、邻井测井资料和钻井资料,系统分析了海南福山凹陷地层的三个压力剖面,并在花X4井中进行了应用。现场施工结果表明,该方法有效地解决了流二段泥页岩地层的坍塌问题,该井与邻井相比钻井周期缩短65d。     

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.     

井底常压控制压力钻井设计计算

井底常压控制压力钻井(MPD)技术采用专用的控压装备,将井底压力控制在合理的范围内.建立井底常压MPD关于井口回压和钻井液密度的计算模型,运用迭代求解方法进行井口回压和钻井液密度的设计计算.利用该计算模型对克拉201井进行了实例分析,3 314 m处的环空压力对比表明,常规方式下无法设计合理的钻井液密度,采用井底常压法设计可保证环空压力在压力窗口之内;窄压力窗口段的回压和钻井液密度设计结果表明,采用井底常压法设计可安全钻穿2 800 m到目的层的井段,并可减少一层套管,节约建井成本.实例计算结果表明,MPD技术既降低了钻井液密度又满足了环空压力控制的需求,能精确地维持井底压力恒定,安全钻穿窄压力窗口地层,为优化井身结构、减少套管层次提供技术基础.     

南海西部某井区安全钻井液密度窗口的确定

莺歌海盆地深水区地质条件复杂,为典型的高温高压区域,压力预测极为困难,溢流、卡钻甚至上漏下喷等问题时有发生。为解决上述问题,结合L-1井区的实钻情况和独特的地质条件,建立了一套基于地震层速度资料的地层压力预测模型。采取伊顿法计算有测井资料的深部井段的孔隙压力,对于缺少测井资料的浅部地层,则采取基于地震层速度的孔隙压力预测方法。采用邓金根法预测破裂压力,对于坍塌压力则在确定地应力后将其代入库伦摩尔准则可得。确定了L-1井区地层压力剖面从而预测出安全钻井液密度窗口,为合理设计井身结构,精准确定不同井段深度处的钻井液密度值提供科学指导。     

渤海油田科学探索井地层压力预测技术

在油气钻探过程中,地层压力预测是一项十分关键的基础工作,特别是对于科学探索井,精确的地层压力预测能够为钻井液密度选择、钻井参数优化和井身结构设计提供科学依据。基于渤海某科学探索井的地震资料,以及周边区块已钻井的地质、地震、钻井、测井、测试等资料分析,得出了科学探索井地层孔隙压力、破裂压力、坍塌压力及漏失压力剖面,建立了合理的钻井液安全密度窗口。现场应用结果表明,该地层压力预测结果具有很高的预测精度,很好地指导了该科学探索井的钻完井施工,取得了良好的应用效果。     

埕海油田2区沙河街组地层井壁失稳原因及对策

埕海油田2区沙1段地层在钻井过程中,井壁失稳,垮塌严重。通过分析沙1段地层岩性、矿物组分、理化性能、三个压力剖面、钻井液的抑制性与封堵性对该段地层力学性能与坍塌压力的影响,认为造成该地层发生井壁失稳的主要原因是,钻井液密度低于地层坍塌压力当量钻井液密度（考虑实际井身剖面、地应力与岩石力学性能等因素计算）、钻井液封堵性与泥饼质量差。提出了以下技术措施:先根据地层特性选择钻井液体系,再根据所钻井实际井身剖面、地应力、岩石力学性能确定的地层坍塌压力系数确定钻井液密度,最后通过对钻井液进行维护处理增强钻井液的抑制性和封堵性。在张海21-21L井直径155.6 mm井眼侧钻过程中的应用表明,该技术措施较好地解决了沙1段地层的井壁失稳难题,顺利钻穿易坍塌的沙1段,仅用时7 d就钻至完钻井深（4 070 m）,且测井、下筛管和完井等作业均顺利完成。      

一种准确预测钻井液安全密度窗口的新方法

准确预测钻井液安全密度窗口是井身结构设计和钻井液密度合理选择的前提。常用的钻井液安全密度窗口预测方法是基于Mohr-Coulomb破坏准则和拉伸破坏准则而建立的。但是,由于Mohr-Coulomb破坏准则未考虑中间主应力的影响,预测的钻井液密度偏高,不利于钻井提速和储层保护。为此,引入Mogi-Coulomb破坏准则,建立了3种地应力状态下预测直井钻井液安全密度窗口的新方法,克服了传统方法计算坍塌压力过于保守和计算破裂压力未考虑剪性破裂的不足。将其应用于川西地区H1井砂泥岩地层的钻井液安全密度窗口计算中,结果表明,新方法的预测结果较传统方法的计算结果更符合实际情况,且精度高、实用性强,对解决钻井中的井壁失稳问题有重要的指导意义。     

新区块及未钻井深部地层孔隙压力预测方法——以准噶尔盆地南缘高压气井为例

地层孔隙压力预测通常基于声波和电阻率等测井数据来进行计算,并且只能在有已钻井或者目标井邻近存在已钻井的情况下才能进行。而新区块或未钻井深部地层由于资料有限,没有测试地层压力可以参考,给钻井液密度、井身结构的安全合理设计带来了风险。为此,在Eaton法中引入三维地应力和层速度来计算地层孔隙压力,首先由地震层速度计算未钻井地层的声波时差、岩石密度、最大地应力、最小地应力,然后由Gardner经验公式法代入地震层速度计算上覆岩石压力中的岩石密度,进而对目标区块三维精细地应力场进行有限元建模计算,从而得到了目标区块的精细地应力场三维数值解,获得垂直地应力(最大主应力)、最小水平主应力,最后得到了地层孔隙压力。采用上部已钻井地层所获得的测井密度、声波、地层破裂压力、地层压力等资料,对Eaton法得到的关键参数进行了校验。准噶尔盆地南缘X1井按上述方法设计四开钻进至上白垩统连木沁组4 131～5 650 m井段,发现气显示,表明该井段的孔隙压力与钻井液密度接近。结论认为,对于新区块或未钻井深部地层采用基于层速度和三维地应力预测地层孔隙压力的方法是可行的,该方法可以为类似地区的钻井设计提供借鉴和参考。     

低压气藏地层压力预测与校正

准确地计算地层三压力是实现安全快速钻井的必要条件,是确定合理的钻井液密度和进行井身结构设计等工程应用的基础。以鄂尔多斯盆地低压气藏为研究对象,分析低压气藏的形成机理,对井壁垮塌处的声波时差和密度测井曲线进行大井眼校正,建立并改进地层三压力计算模型,使之适用于鄂尔多斯盆地低压气藏,对盆地内多口气井地层三压力进行预测,同时结合实测地层三压力构建地层三压力剖面,并确定钻井液密度范围,有效地避免和减少钻进过程中复杂情况的发生。     

西部地区深井井身结构设计技术探讨

科学合理地确定井身结构及钻井液密度是深井超深井钻井的关键环节之一，其基础是准确建立地层孔隙压力、地应力、破裂压力、坍塌压力的钻前预测剖面。分析了西部地区目前深井井身结构的缺点和进行井身结构应考虑的问题，介绍了深探井井身结构的设计方法，并针对西部复杂地区的地层特点，建议采用3种增加技术套管的井身结构方案。塔河油田钻井实践表明，采用这3种井身结构方案后，深井机械钻速得到提高，钻井周期缩短，而且降低了钻井成本。     

坍塌压力与井身结构设计和井壁稳定技术关系初探

遇水后强度急剧下降,打开井眼后力学失稳而崩散是硬脆性页岩坍塌的主要原因,解决的有效途径是采取合理的井身结构和合理的钻井液密度,以平衡地层压力。从化学上应采用封堵剂,如磺化沥青、超压细碳酸钙等封堵微裂缝,采用造壁性强的处理剂改善滤饼质量,粘糊微裂缝,降低失水量,防止水分的侵入。井身结构设计的基础是地层压力体系,在地层压力体系中受外界影响较大的是地层的坍塌压力,有效的控制地层的坍塌压力是对井身结构优化和保持井壁稳定的主要因素之一,其关键是控制钻井液安全密度窗口。     

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。     

冀东油田水平井井身结构优化设计

冀东油田油藏、地层、井网复杂,确定适合冀东油田地层特点的水平井最佳井身结构至关重要,压力系数和相关参数的确定是井身结构优化设计的重要基础.针对冀东油田不同区块复杂地层和油藏特性及井身结构设计中的关键事项,利用三压力剖面预测技术,分析出不同区块的三压力剖面分布情况,根据相关参数的确定原则、方法和冀东油田多年研究和钻井实践,得出了不同区块的3个压力系数分布范围及井身结构设计工程系数范围,为合理确定井身结构提供依据.基于以上设计基础,按照井身结构设计基本原则,利用井身结构设计的具体方法和步骤,设计出了适合冀东油田的最优水平井井身结构.     

四川盆地彭州气田三压力剖面计算在复杂预防与处理中的应用

四川盆地彭州气田位于龙门山前构造带,由于地质情况复杂,前期钻井井涌、井漏、掉块、卡钻等复杂情况频发,增加了钻井周期和成本,影响了气田的高效勘探和开发。因此,有必要在计算三压力剖面基础上,找出复杂情况发生原因,为预防与处理复杂情况提供科学依据。通过优选伊顿法计算地层孔隙压力、库仑—摩尔强度准则计算地层坍塌压力、最大拉应力理论计算地层破裂压力等方法,建立地区三压力剖面。在此基础上,通过对三压力剖面、岩性、掉块形态、井径曲线等资料分析,弄清了复杂情况发生的原因。研究发现井涌是钻遇高压气层时钻井液密度过小,在压井过程中使用过高钻井液密度压破上部疏松地层;井壁掉块是因地层微裂缝发育,高密度钻井液易滤失沿微裂缝渗透进入地层,增大坍塌压力导致井壁失稳;四开卡钻是因马一段发育的页岩掉块卡入取心钻头和井壁。通过采取优化井身结构和改善钻井液防塌性能和封堵性确定合理钻井液密度等措施,钻井复杂情况减少59.5%,钻井周期减小29.8%,钻井提速显著、节约了钻井成本。     

火山岩地层孔隙压力测井预测方法研究

针对火山岩地层孔隙压力预测相对较难,充分考虑到火山岩剖面的地层特性,在岩石力学参数室内测试分析的基础上提出了利用有效应力法预测地层压力的方法;讨论了模型中利用岩石泊松比室内测试数据刻度测井资料计算的泊松比计算岩石有效应力,进而预测地层孔隙压力.建立的整套方法模型对准噶尔盆地×1井等井的火山岩井段进行了地层压力测井预测处理,给出了合理的地层压力剖面与泥浆密度,计算出不同井深与不同层位的地层压力.基于火山岩岩性复杂,不同岩性的泊松比变化较大,应分岩性建立地层孔隙压力预测模型,对具体模型进行检验修正,以逐步解决火山岩地层孔隙压力预测的难题.与实测地层压力对比表明,该方法从测井信息中提取火山岩地层压力是可靠的,且精度较高、实用性较强,能够用于火山岩地层地层压力剖面的建立和钻井液密度的设计.