定向井安全钻井液密度窗口测井计算方法

研究定向井井壁稳定与井眼钻进的井斜和方位之间的关系是正确设计定向井钻井液安全密度窗口的重要内容。在介绍定向井井壁力学分析的基础上，使用测井资料计算定向井钻井液安全密度窗口的一套系统方法，对某油田定向井施工井壁稳定性进行了判断，并计算出了在沿不同井斜、方位钻进情况下的钻井液安全密度窗口值。这对确保井壁稳定，减少由井漏、井塌而引起的井下事故，促井定向井施工成功有着重要意义。     

定向井坍塌压力上限对钻井安全密度窗口的影响

一般钻井安全密度窗口通过计算坍塌压力与破裂压力确定,钻井液密度过低会引起井壁坍塌。实际钻井情况反映,钻井液密度超过坍塌压力上限也会造成井壁坍塌。结合井壁成像测井,分析了高密度钻井液下的井周应力状态,建立了σ_z'＞σ_r'＞σ_θ'模式的坍塌压力上限计算模型,推导得出了直井的解析表达式与定向井的数值计算方法。结果显示:不论直井或定向井,对于强度低于某一临界值的地层,以传统的破裂压力作为安全密度窗口的上限将会低估井壁失稳风险;地层强度临界值的大小取决于主地应力、孔隙压力、有效应力系数。对定向井而言,坍塌压力上限随井斜角和方位角变化的敏感性较高,沿水平最小地应力方向钻进的井眼坍塌压力上限较高;随井斜角增大,坍塌压力上限与破裂压力值逐渐趋于接近。研究结果可防范高密度钻井液引起的井壁损伤和井塌现象。     

定向井井径扩大率计算模型及影响因素分析

井眼适度坍塌是缓解井壁稳定和储层保护矛盾的关键技术之一。根据弹性力学理论,建立了定向井井径扩大率计算模型,并分析了钻井液密度、井斜角和方位角对井径扩大率的影响规律。结果表明:对于任意井斜角、方位角的定向井而言,允许井壁适度坍塌,均可降低所需的钻井液密度;允许井径扩大一定程度的条件下,所需钻井液密度随井斜角增大呈增大趋势,但是随着钻井方位靠近水平最小地应力方位,此趋势逐渐改变为先减小后增大。通过该方法可得到任意井斜角、方位角井眼钻井液密度与井径扩大率的对应关系,根据钻井安全和储层保护的要求指导现场合理设计钻井液密度。     

定向井井壁崩落与钻进方向优化分析

在较低的钻井液密度下,井壁可能出现崩落掉块,然而一定程度的井壁崩落并不一定会造成井壁失稳坍塌。因此,允许不同井斜角的井眼具有不同的崩落程度,才能确保定向井钻进方向优化结果更合理。XX2-3井所在区块正处于构造活动较强的走滑应力状态,在要求井壁完整条件下,该井不存在安全钻井液密度窗口,然而该井钻井的过程中并未发生井壁失稳问题。文章根据孔弹性理论确定斜井井壁应力分布,允许直井井壁崩落宽度 为90o,水平井崩落宽度为30o,采用摩尔库伦准则对XX2-3井井壁稳定问题进行了分析,对该井顺利钻进给出合理解释。分析结果表明,在走滑应力状态下,于垂直钻进的井,通过增大井斜角来改善井壁稳定性没有必要。     

河南油田张店易斜地层大斜度井张3103井的设计与施工

介绍了河南油田张店易斜地层大斜度井张3103井的地质设计与工程设计情况,给出了施工中的难点,介绍了直井段,造斜、调整方位段及稳斜段的井眼轨迹控制方法。针对张3103井为大斜度双靶定向井存在的井壁稳定、井眼净化等问题,二开后选用聚合物润滑防塌泥浆体系。最后介绍了张3103井安全钻进的技术措施。     

大位移井井壁稳定机理及安全密度窗口分析

从井壁稳定的岩石力学机理出发,分析大位移井周的应力分布规律,建立大位移井井壁稳定的力学模型.根据库仑一摩尔强度准则和最大拉应力破裂准则,计算大位移井的井壁坍塌压力与泥浆安全密度窗口.利用Visual Basic语言编制了大位移井井壁稳定分析计算软件,分析影响大位移井井壁稳定性的因素,并计算大位移井的井壁坍塌压力与泥浆安全密度窗口.采用某油田的实际资料,计算出在不同井斜角和井斜方位角下的坍塌压力与泥浆安全密度窗口.计算结果表明,大位移井井壁坍塌压力、安全密度窗口与原地应力状态、井斜角和井斜方位角有直接关系,并提出了最优的井眼轨迹设计方案.     

钻前井壁力学稳定性研究

钻井过程中井壁稳定与否，关系到能否实现安全、快速的钻进，同时又能够尽可能的减少对储集层段的污染，减少钻井费用，所以对井壁力学稳定性的研究越来越受到重视，已经成为当今乃至将来研究的重点。通过使用地震反演的方法，将测井资料作为反演的约束条件，构建待钻井处声波和密度测井曲线，利用测井的方法计算岩石力学特性参数，计算3个压力剖面，进而预测安全钻井液密度窗口，为钻井设计提供了参考，并可指导安全钻井。通过对高石梯潜伏构造上王家1井的安全钻井液密度窗口的预测与实钻钻井液密度和录井数据的对比分析表明，利用地震反演法钻前预测的安全钻井液密度窗口是准确的，具有工程应用价值。     

徐闻X1井钻井液研究与应用

徐闻X1井是北部湾盆地的一口重点预探井,属于大井斜长稳斜段三靶点的高难度定向井,井深为4376.74 m,井斜为42.68°。根据地层情况,一开用复合金属离子聚合物钻井液钻进,二开用正电胶润滑防塌钻井液钻进,三开用正电胶硅磺润滑防塌钻井液钻进。现场应用表明,这3套钻井液体系具有较强的包被抑制能力、抗污染能力和润滑防卡能力。在硬脆性泥页岩地层采用正电胶硅磺钻井液钻进,钻井液塑性粘度低、动塑比高,具有较强的携带岩屑和稳定井壁的能力,在井底温度大于180℃时,钻井液性能稳定,解决了徐闻X1井携带岩屑、净化井眼和硬脆性微裂缝发育地层的井壁稳定问题,满足了徐闻X1井钻井施工要求。钻井过程中采用无荧光或低荧光处理剂,有利于地质资料录取和发现、保护油气层。     

各向异性地层定向井井壁坍塌压力计算方法

层理性地层的力学性质和强度特征具有各向异性,受层理弱面的影响,钻井过程中容易发生井壁失稳的问题。各向异性地层中的井壁坍塌压力分析方法与普通完整性地层不同,强度准则应选用弱面破坏准则,并且层理面的存在也对井眼周围应力分布产生影响。对于各向异性地层中定向井钻进时井壁稳定的分析,需采用有限元等方法进行数值求解。某油田层理性泥页岩地层中不同井斜角和方位角条件下井壁坍塌压力的计算结果表明：定向井钻井中存在最佳钻入角,解决这类地层的井壁失稳问题主要应从控制井斜角和钻井方位入手,避免在井壁坍塌压力较高的井斜和方位范围内钻进定向井。     

BZ34-2-P1S井井壁稳定力学分析及实践

对渤中34-2油田已钻井资料分析的基础上，利用井壁稳定分析技术，通过对地应力的分析，结合测井资料、测试资料确定了该油田安全钻井液密度窗口，并成功应用于该油田PIS井的钻井作业中。经过现场应用，有效避免和减少了井下复杂情况的发生，提高了钻井效率，为钻井工程设计、现场钻井液密度的合理调整和实现安全快速钻进提供了科学的依据，为成功钻成PIS井发挥了重要的指导作用。     

TK117H窄靶窗深水平井钻井技术

为了提高塔河1号油田窄靶窗深水平井的钻井速度和轨迹控制精度,在TK117H水平井施工过程中,根据该区地层的岩石理化特点和靶窗要求,采取滑动钻进与旋转钻进相结合的导向钻进方式,取得了较好的效果。介绍了该井的施工难点,即靶窗小、靶区要求严,油层埋藏深、地层稳定性差,容易黏附卡钻,与直井相比携岩比较困难等。从井身结构、井眼剖面设计、井眼轨迹控制及测量技术、钻头使用、钻井液性能等几方面介绍了施工时采取的措施,为今后同类型的钻井提供了经验。     

深井安全钻井液密度窗口影响因素

考虑钻井液渗滤造成井壁岩石孔隙压力变化和钻井液与地层岩石温差产生的附加应力和应变,推导了孔隙度与孔隙压力和温差的理论关系,建立了考虑孔隙压力、温差及孔隙度变化的深井安全钻井液密度窗口计算模型。应用模型计算结果表明:①深井钻井井壁岩石与钻井液温差一定时,随着钻井液渗滤作用的增强,井壁岩石孔隙压力增加,导致坍塌压力增大,破裂压力减小,安全钻井液密度窗口变小,不利于安全钻井。②当井壁岩石孔隙压力一定时,若钻井液使井壁岩石降温,则随着温差的增加,坍塌压力减小,破裂压力增加,安全钻井液密度窗口范围变大,有利于安全钻井;若钻井液使井壁岩石升温,则随着温差的增大,坍塌压力增大,破裂压力减小,安全钻井液密度窗口变小,不利于安全钻井。     

大位移井水力延伸极限研究

依据大位移井水力学原理,首次提出了大位移井水力延伸极限的概念,并给出了计算公式及步骤,分析了地层因素、泵能力、环空压耗和岩屑床高度对大位移井水力延伸极限的影响规律,结果表明,大位移井水力延伸极限随地层安全密度窗口和额定泵压的增加而增加,随环空压耗和岩屑床高度的增加而减小.大位移井极限长度的预测以及合理进行工程设计,为减少钻井风险提供了理论指导.     

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针对科探井高图１井压力系统复杂、油气显示活跃、区域性井壁失稳严重的特点，结合邻井安平１井实钻中遇到的难题，文章进行了大量的前期研究及预测工作，理清钻井液工作技术思路，制定了阶段性的目标及攻关计划及现场试验，使科研成果及进应用到钻井工作中去。选择和应用两套适合该井特点的ＫＣ１－聚合物钻井液和钾石灰－聚合物钻井液体系，并在合理确定钻井液密度方面进行了新的探索，确保了该井安全、优质、高效的完成。文章试图     

HALDA-1井井控技术

HAL DA-1井是中原油田5001钻井队在孟加拉国承包英国凯恩(Cairn Energy PLC)公司的1口深层高压天然气定向井。完钻井深4519.7m,最高钻井液密度2.2 g/cm3,在300~1500 m井段含有丰富的浅层气。文中从设备、工艺、浅层气钻井、顶部驱动钻井等几方面介绍了HALDA-1井在井控施工中的做法。     

基于测井资料确定迪那构造的漏层位置

"井漏"是指钻井作业过程中,钻井液漏入地层的一种井下复杂现象。它不仅会耗费钻井时间、损失泥浆、使钻探成本上升,而且还可能导致卡钻、井喷、井塌等井下一系列复杂情况,造成地层伤害。为了有效地实施堵漏作业,必须明确漏失井段的位置、漏失深度和漏失性质。迪那构造上第三系到白垩系砂泥岩地层存在异常高压、压力系数高达2.2,钻井液密度高、窗口窄造成井漏频繁、严重。根据钻井液漏失现象在测井资料上的响应特征,提出了通过常规测井资料结合成像测井资料寻找漏失层段和分析漏失性质的综合评价方法。将该方法用于分析迪那构造的6口井所确定的准确合理的漏层位置、井漏情况,效果明显,为钻井堵漏作业提供了直观可靠的依据。     

深井超深井安全钻井液密度窗口研究进展

随着深部油气藏的勘探和开发，深井及超深井的数量大幅度增加，而深井超深井在高温高压条件下，窄安全密度窗口内的安全钻井是当前国内外都未能很好地解决的重大技术难题。确定安全钻井液密度窗口是钻井设计的重要组成部分，对于深井超深井更是具有重大意义。研究表明：温变应力、水化作用及渗流产生的附加应力场对深井超深井安全钻井液密度窗口的确定有很大影响。为此，综合考虑各种影响因素可为准确确定深井超深井的安全钻井液密度窗口提供重要依据。     

利用测井资料确定安全钻井液密度窗口

钻井液密度是保持井眼稳定的关键参数。本文从直井井壁应力分布和岩石破坏准则出发,系统地阐述了利用测井资料确定安全钻井液密度窗口的方法。根据该方法,利用某油田一口井的资料进行实例验证,结果表明,利用测井资料能准确地确定安全钻井液的上限和下限,为钻井工程提供了科学的数据依据。     

温度及渗流对疏松砂岩储层钻井液密度窗口的影响规律研究

在井壁稳定分析中,将疏松砂岩储层作为孔隙介质,依据孔隙热弹性小变形应力叠加原理,建立温度及井壁渗流等多种因素影响下,疏松砂岩储层井眼周围有效应力计算模式,结合井壁岩石破坏准则,给出了地层坍塌压力、破裂压力计算模式,研究了温度变化和井壁渗流等因素对安全钻井液密度窗口的影响规律,为确定疏松砂岩地层的安全钻井液密度窗口提供理论依据.研究结果表明,随着地层渗透性增大,地层破裂压力降低,坍塌压力升高,安全钻井液密度范围变小;井壁温度降低,地层坍塌压力和破裂压力同时降低,安全钻井液密度范围变窄;井壁温度升高,地层破裂压力和坍塌压力同时升高,安全钻井液密度范围变宽.但在温度降低及井壁渗流综合影响下,地层承压能力大幅下降,地层坍塌压力也降低,为了保证钻井安全,应适当降低钻井液密度.     

塔里木KS101超深井套管开窗侧钻技术

在停产的老井井眼中进行套管开窗侧钻,可恢复老井产能,取得显著的经济效益。介绍了KS101C井在常规套管开窗工艺基础上,针对可钻性极差的地层,通过侧钻工艺优选、工具改造,优化工艺措施和钻头类型,成功实施超深井套管开窗侧钻工艺的思路和方法。阐述了超深侧钻井眼轨迹控制、钻井液技术等方面的成功经验,对同类井的施工有一定借鉴意义。