欠平衡钻井条件下气体采集与解释评价

从欠平衡钻井的工艺原理和施工流程角度出发,阐述了欠平衡钻井对气测录井的影响。对比实验结果表明,在欠平衡钻井条件下,从振动筛脱出的气体不仅可以反映地下气层的组分特征,而且有利于实时录井分析和解释评价。结合YS1井资料,提出了利用钻时判别储集层物性,以气测值、气体流量的变化来衡量地层含气量的高低,参考套管压力、立管压力和钻井液参数的变化并观察钻井液槽面变化及火炬的燃烧情况,来综合识别和评价气层的方法。该方法经测试验证是有效的。     

欠平衡钻井参数实时数据分析处理系统的开发与应用

用常规钻井方法打开储层，容易造成储层伤害，影响勘探效率和降低勘探成功率，欠平衡钻井技术是一种很好的解决办法。虽然探井欠平衡钻井效果明显，但是应该看到欠平衡钻井是一项复杂的技术。在低压低孔渗火山岩气层上实施探井欠平衡钻井仍存在诸多困难，如欠平衡井段钻遇地层压力变化较大，岩性成份交互变化，地层坚硬，中途需多次起钻换钻头压井，压力难以预测准确，岩性不稳定，低压欠压值难以控制等。欠平衡钻井参数实时数据分析处理系统的开发与应用有效地解决了这一难题。文章系统地介绍了欠平衡钻井参数实时数据分析处理系统实现的功能、创新点及关键技术、存在问题，以及系统在生产中应用产生的效益。     

松辽盆地北部深层天然气勘探钻井技术

松辽盆地北部深层天然气勘探的主要储层营城组火山岩为裂缝和孔隙双重储集介质,富含凝灰质或为凝灰岩储层,常规钻井施工中,储层污染严重;井底压差高,井径不规则,影响录井和测井对气层的发现和评价,这些问题直接影响到对天然气的发现和探明。近几年来,根据常规钻井中存在的问题,开展了井身结构优化、与地层流体性质和储层压力系数相匹配的低密度钻井液体系研究与应用、欠平衡井底负压值控制技术研究、欠平衡钻井参数自动采集及分析系统的开发、欠平衡随钻井底压力和温度测量工具的研究、地层压力求取与压井液密度确定技术等7 项工作,形成了配套的近平衡、欠平衡钻井完井工艺技术。通过在松北深层徐深1 井等3 口井应用近平衡钻井技术,卫深5 井等8 口井应用欠平衡钻井技术,钻井过程流钻点火,及时发现和有效保护气层,压裂后试气获得高产商业气流,取得了非常好的勘探效果,为松辽盆地北部深层徐家围子地区天然气勘探展现1000×108m3 储量规模起到了关键作用。     

大港油田板深7井钻井液工艺技术

板深7井是大港油田板桥古潜山构造的一口重点超深探井,完钻井深5191.96m。该井针对不同的地层采用不同的钻井液体系。二开选用聚合物钻井液和相应的技术措施,有效地抑制了地层造浆;三开选用硅基防塌钻井液,性能保持低粘度、低切力、高动塑比,利于携砂、脱气,具有良好的流变性和防塌性;四开实施欠平衡钻井技术,采用无固相钻井液体系。现场应用表明,在清水中加入1％的碱式碳酸锌、0．2％的缓蚀剂和适量烧碱,用可溶性盐来调节钻井液密度,防止了二氧化碳、硫化氢对钻具的腐蚀,保护了油气层,满足了欠平衡钻井的施工要求。     

胜利油田欠平衡钻井技术

欠平衡钻井是伴随着水平井、多底井面发展起来的先进井技术。采用这项技术,可以有效地防止钻井过程中对产层的伤害,有利于保护油气层,提高钻速、降低成本,减少井漏及压差卡钴等复杂情况。根据国内外现状,结合胜利油田具体情况,制定了一套包括常用井身结构及钻具组合、井控装置、欠平衡钻井施工要点为主要内容的胜利油田欠平衡钻井技术。     

氮气欠平衡钻井技术在定向深探井中的应用

川西3000 m以深井段普遍存在机械钻速慢、储层保护技术单一等问题,常规欠平衡钻井均不能很好地解决以上问题。为了更好地保护和发现油气藏,提高深井勘探成功率,西南分公司引进了氮气钻井技术,通过大量地质工程论证,在DY1井四开4652.26~4775.56 m产层段进行了氮气欠平衡钻井技术应用试验。试验表明,在深井段采用氮气钻井技术可大幅度提高钻井速度,该层段平均机械钻速达8.36 m/h,与邻井相比提高8~9倍,在提高钻速的同时还直观有效地发现了一个裂缝性气层。该技术在深探井中的成功应用加快了气体钻井技术向深层推广的步伐,对同类地区的钻井具有较高借鉴意义。     

欠平衡钻井技术在碳酸盐岩超深水平井TP127H井中的应用

塔河油田托甫台地区奥陶系碳酸盐岩储层安全压力窗口窄,储层以裂缝、缝洞为主,钻井中易漏、易涌。TP127H井是该区一口碳酸盐岩超深水平井,钻至井深6 914.39 m,漏失钻井液量1 538.67 m3,水平段钻进钻遇多个溶洞,为安全顺利钻至设计井深,对该井实施了欠平衡钻井工艺。论证了该井欠平衡钻井的可行性,分析了欠平衡钻井技术的钻井液密度、井口控制压力和井底压力,研究成果应用于TP127H井欠平衡钻井施工中。应用结果表明,该技术有效地解决了TP127H井漏失难题,对同类油藏的钻井施工提供了借鉴。     

充氮气泥浆欠平衡钻井技术在百泉1井中的应用实践

通过对充百泉1井井漏等复杂实际情况描述,结合氮气泥浆欠平衡钻井技术特点的阐述及该项技术在百泉1井应用可行性分析,利用欠平衡钻井工程软件,优化充氮气泥浆欠平衡钻井参数,制定合理工艺措施,为该井利用充氮气泥浆欠平衡钻井技术实现控制井漏、发现油气藏及适当提高机械钻速,提供了有力的保障。     

稠油油藏氮气欠平衡钻完井技术研究与应用

氮气欠平衡钻完井技术可及时有效地保护和发现油气层,实现了对储层的零污染和零伤害,还能有效地提高机械钻速,因此氮气欠平衡钻完井技术越来越受到广泛的青睐。文章对氮气钻井的特点、适应性、软件模拟、参数优选、施工工艺、完井工艺等进行了研究,在吐哈油田西峡沟区块稠油油藏评价井马207井进行了现场试验,效果表明稠油氮气钻不仅能使单井产量大大提高,同时提速效果相当明显,取得了良好的经济效益和社会效益,展现了该技术良好的应用前景。     

全过程欠平衡钻井关键技术及在沙特MTLH-1井的现场实践

介绍了全过程欠平衡钻井的关键技术和关键配套设备.在沙特MTLH-1井全过程欠平衡钻井实践中,进行了设备优选,配套了性能可靠的关键设备,为全过程实施欠平衡钻井作业提供了基础.同时进行了欠平衡钻井关键参数设计与计算,为钻井参数、钻井方式、钻井液性能等的设计与选择提供了施工依据.在施工中,成功应用了全过程欠平衡钻井的关键技术...     

国外欠平衡连续油管钻井技术

９０年代以来,欠平衡钻井受到人们高度重视,欠平衡钻井技术迅速发展,钻井数逐年地加,从而也促进了连续油管在欠平衡钻井中的应用。欠平衡连续油管钻井,可减少钻井过程中对地层和产层的损害,可提高机械钻速,安全介绍了国外欠平衡连续油管钻井概况,着重介绍了欠２压力条件下采用连续油管钻井的特点,钻井所需的地面设备及底部钻具组合,并介绍欠平衡连续油管钻井成功的实例。     

塔北地区碳酸岩储层欠平衡压力的钻井技术

塔北地区碳酸盐储层地层压力低,钻井中易发生钻井液漏失,对产层造成污染,甚至导致提前完钻,近两年该地区应用了欠平衡压力钻井技术后,较好地解决了上述难题,为增储上产,扩大勘探区域起了积极的作用,本文介绍了欠平衡压力钻井应考虑的问题,钻井参数设计方法以及该技术应用效果。     

Numerical Model of Countercurrent Spontaneous Imbibition in Underbalanced Drilling: Formation Damage Investigation

Abstract

Although mud filtrate invasion is mostly concerned in overbalanced drilling (OBD), it is shown that it also occurs during underbalanced drilling (UBD) operations. UBD is a drilling operation in which the hydrostatic head of a mud column is maintained at a pressure less than that of fluid in the porous medium. Formation damage due to mud invasion in OBD could be eliminated in UBD. However, this benefit of UBD can be missed when pressure suddenly turns to overbalance and/or spontaneous imbibition. During UBD it is difficult to maintain mud pressure less than formation pressure especially for short periods of time for operational reasons such as bit trips, and it will cause major damage due to nonexistence of internal and external mud cake. Also, spontaneous imbibition, which occurs in low-permeable reservoirs, causes drilling fluid invasion. In this case, the hydrostatic head of drilling mud is less than formation pore (oil phase) pressure, but it may be higher than water-phase pressure in the formation because of capillary pressure. This causes the flow of water into the formation, which causes formation damage. The aim of this study is to present a model for spontaneous imbibition of water into the water-wet formation during underbalanced drilling and to investigate the effect of drilling fluid, reservoir rock, reservoir fluid, and drilling operation parameters on the extension of damage in nonfractured formations. The numerical solution of governing equations and sensitivity analysis on different parameters are presented. The results show that in the case of strong capillary pressure, (1) the damage due to spontaneous imbibition is considerable and (2) the most effective criteria are temporary overbalanced and static drilling fluid situations where both increase the extend and amount of drilling filtrate invasion. Also, it was concluded that a low UBD pressure difference causes damage, whereas the very high UBD pressure difference is inefficient.     

国外边喷边钻技术发展

为了保护油气层,降低地层损害,提高油气产量等,发展了欠平衡钻井技术,国外早期的欠平衡钻井技术,主要对低压地层采用空气和充气钻井液作为循环介质。随着欠平衡技术及井控设备技术的发展,在90年代初,国外又发展了采用液体钻井液对高层地层进行边喷边钻的欠平衡钻井技术,该技术已应用于定向井和水平井,并且已成熟地在世界各地推广应用。国内在60年代就开始了边喷边钻技术实践,但因诸多原因制约了该技术的发展,目前,该项技术已成为国内重点研究发展项目,文中重点讲座了建立边喷边钻欠平衡状态下必须考虑的关键技术;选择边喷边钻钻井液,选择地面设备和井下工具,施工的操作步骤和受限制使用的范围。在分析实例的情况下,对国内边喷边钻技术提出了3点建议。     

控压欠平衡钻井工艺实现方法与现场试验

控压钻井是国外新近发展起来的一项新的钻井技术,为解决复杂地层安全钻进问题提供了一个新方案,国内对其研究才刚刚起步,尚无可资借鉴的经验。为此,系统分析了欠平衡钻井技术与控压钻井技术的异同,比较分析了控压过平衡、近平衡与欠平衡钻井的工艺特征,提出了一套控压欠平衡钻井关键工艺的实现方法,包括：循环钻进、起下钻和接单根等不同工况的控压钻井程序,并在川中蓬莱9井进行了控压钻井欠平衡现场试验。结果表明：该项控压欠平衡钻井工艺技术能实现循环钻进、起下钻、接单根等工况的压力平稳衔接,钻进过程中压力误差值在0.2 MPa左右,起下钻、接单根过程压力误差在0.5 MPa左右,并且能实现“有控制”的边喷边钻。采用控压欠平衡钻井技术在保障井下安全、提高机械钻速的同时,还达到了有效发现储层的目的。     

欠平衡钻井技术在冀中饶阳凹陷长6井的应用

欠平衡钻井技术是准确发现和评价油气资源的方法之一,尤其适合评价和开发低压低渗油气层。针对长6井的钻探存在邻井资料少、地层可钻性差、钻井深度大、施工难度大的情况,通过优化井身结构、优选钻头、钻具组合及钻井液体系,采用欠平衡钻井技术,取得了较好的钻井效果。现场应用表明,采用欠平衡钻井技术,能及时准确地发现油气藏并有效保护储层,提高机械钻速,缩短钻井周期,节约钻井成本,为华北油田潜山油藏欠平衡钻井技术的大规模应用奠定了较好的基础。     

欠平衡钻井随钻监测系统的开发及应用

欠平衡钻井技术具有突出优点,因而得到了广泛应用,但欠平衡钻井条件下,施工设备、流程和钻井液体系等诸多变化常导致常规监测技术不能满足现场工作的要求。针对欠平衡钻井的特殊性,开发了一套适用于欠平衡钻井的随钻监测系统。该系统将地层和井筒看作一个系统,通过监测注入参数、返出参数和钻井工程参数,结合井筒多相流模型及地层渗流模型来对地面、井筒和地层进行综合监测与评价;通过对地层产出流体的监测,井筒压力及流态的监测,地层压力和孔隙度的监测,钻井安全、井控和有害气体的监测,实现了对欠平衡钻井状态下的包括流量、压力和气体组成等多参数的监测;结合地层渗流及井筒多相流耦合模型,可以实现对所钻井段井筒压力、地层压力、储层特性和流体特征进行全面监控与评价。通过在欠平衡钻井现场的多次实际应用,验证了该监测系统的合理性与实用性。该成果有助于提高欠平衡钻井的工艺水平和储层保护效果,同时还有利于早期识别和控制井下复杂情况。     

新技术在广安构造水平井开发中的应用

广安构造储层具有低孔、低渗、低压特征,储层水敏、盐敏、应力敏感,储层遇到损害后,很难用其它措施恢复产量。欠平衡水平井钻井技术是开发广安构造的主要手段。广安构造使用了中空玻璃微球欠平衡、油包水欠平衡、气体欠平衡等欠平衡技术;使用了长水平段水平井技术、分支井技术、旋转地质导向技术、电磁波随钻地质导向技术等先进的水平井技术。通过对多种技术的结合使用,完善了各项工艺技术,总结出了几套适合广安构造开发的水平井钻井方案。     

玉北1-1井欠平衡钻井技术应用与分析

玉北1-1井是在新疆玉北地区部署的第2口欠平衡井,钻探目的是评价奥陶系中-下统鹰山组含油气特性,为研究该区油气成藏条件提供依据。介绍了该井的钻井液密度、欠压值及水力参数等关键参数设计,并结合实钻过程论述了井底欠压值、井口压力控制技术。该井钻探过程中,选择合理的欠压值和井控技术进行欠平衡钻进,有效防止了该区奥陶系中-下统鹰山组裂缝、溶洞型储层的漏失问题,保护了储层,提高了深井钻井速度。最后针对新疆巴麦地区低压储层段的欠平衡钻井技术应用提出了建议。     

液流钻井下的负压差设计与控制

在地层压力系数大于１．０５－１．０８的高压地层,可以用清水、盐水或密度低的钻井液实施欠平衡钻井,国外称为“液钻井”,有人也移“边喷边钻”。文中讨论了在这种情况下,负压差的设计原则及合理的确定钻井液密度的方法。