充气钻井治理恶性井漏技术与应用

在钻井生产过程中,由于地层压力极低出现恶性井漏时,通常使用无固相钻井液强钻技术,但当漏失通道只漏液相不漏钻屑时会导致井下沉砂很快增多,井下安全无法保障,强钻技术不能正常实施。为了解决既能安全钻进又能有效带砂,在B001-1井215.9mm井段使用的充气钻井较好地解决了这一问题,为该井的安全有效生产创造了条件。     

基于充气钻井的川东地区防漏治漏技术研究与应用

总结了川东地区早期充气钻井试验存在的问题,结合充气钻井技术的特点,将充气钻井防漏治漏技术分为地层水压力系数小于漏层压力系数、地层水压力系数大于漏层压力系数两种情况,并根据每种情况提出了适合于川东地区的充气钻井防漏治漏技术方案,改进了充气钻井工艺.通过宝001-1、罐005- H2、温泉002-H2等井现场试验表明,该技术解决了川东地区地层出水与恶性井漏同时存在情况下的防漏治漏问题,减少了因井漏造成的处理复杂时间,提高了机械钻速,缩短了钻井周期,节约了钻井成本,经济效益明显.基于充气钻井的防漏治漏技术已在川东地区现场试验多口井,效果良好,建议大面积推广使用.     

充气钻井工艺技术的应用

充气钻井就是将空气通过地面设备连续不断地注入钻井液中,使其呈均匀气泡状分散于钻井液中,从而达到降低环空液柱压力之目的。环空返出的充气钻井液,经地面除屑、除气后重复使用。充气钻井属于低压钻井的范畴,主要是为了适应低压油气藏开发的需要。     

脉冲推挤膨润土水泥浆封堵流动水恶性漏失层

油气井在钻井过程中容易出现地层漏失,尤其是含有流动地层水地层的漏失问题,存在漏速高、漏失量大,常用堵漏方法效果差、成功率低的问题。针对含流动水地层恶性漏失的封堵难题,研制了膨润土水泥浆体系,通过增加堵漏水泥浆中膨润土的含量,来提高堵漏水泥浆的黏度,提升其抗冲稀性。对膨润土水泥浆流变性、抗压强度和流动性能进行考察。结果表明,在保证抗压强度满足现场要求的前提下,建议膨润土加量为2.0%～2.5%,膨润土堵漏水泥浆体系在初凝前静止10 min后流动度明显降低,处于高稠状态。针对膨润土堵漏水泥浆的性能,设计了脉冲间隔推挤水泥浆堵漏工艺,通过调控推挤排量和间隔时间,使高稠态膨润土水泥浆被推挤入漏层,接近初凝时间时推挤水泥浆到位,该工艺能够使膨润土水泥浆滞留于漏失通道并凝固,提高堵漏成功率。华北某井现场应用结果表明,使用膨润土水泥浆配合脉冲间隔推挤工艺,可一次性解决含流动水恶性漏层的封堵难题,该技术现场施工简单,成功率高,成本低。      

国外礁灰岩漏失地层钻井技术

礁灰岩漏失地层是一类结构脆弱,并含有大量孔洞和气体的特殊地层,常常是严重井漏与天然气的井喷井涌并存.解决这类地层的漏失问题对中国海相地层各种严重漏失地层钻井技术的发展有借鉴怍用.讨论了礁灰岩漏失地层的特点,综述了国外4个油田的礁灰岩漏失地层的钻井技术.礁灰岩漏失地层的流体通道是孔洞和岩石碎裂的裂缝,流体易出易进,渗透率极高,气体上窜速度快;岩石本体强度低,易碎裂,可钻性好;采用普通的堵漏工艺无法制服礁灰岩漏失地层的井漏.采用浮动钻井液帽(floating mudcap)技术钻礁灰岩漏失地层,能够快速穿过漏失地层,降低钻井成本.该技术的工艺要点为:用清水作钻井液、高粘度钻井液稠浆作清扫液,边漏边钻,将钻屑带入漏失地层;在钻井、起下钻、电测和下套管等全部现场作业中连续不断地灌入具有适当密度的高粘度稠浆作为环空压井液.运用float-ing mud cap技术的关键是井控技术的可靠性和水源、环空高粘度钻井液的储备.     

气体钻井遇地层出水时的充气钻井技术

气体钻井在我国油气田勘探开发中具有广阔的应用前景,但是川东地区多个构造实施气体钻井过程中,存在地层出水现象,严重影响了气体钻井的顺利进行,不得不改用充气钻井。充气钻井技术难点主要表现在：①井壁稳定性差,易引起垮塌卡钻; ②地层出水可能与井漏同存,气液比值难以确定;③环空液柱压力降低,带砂效果差,易导致沉砂卡钻;④浅层天然气易引起井下燃爆。通过分析上述难点,结合充气钻井现场实践经验,有针对性地提出了充气钻井过程的主要技术措施：① 钻井液维护处理技术;②井漏处理技术;③参数设计技术等。在川东地区3口井的现场应用效果表明：推行所提出的充气钻井技术措施,能有效避免井漏、提高机械钻速、缩短钻井周期,为川东地区遇地层出水情况下的气体钻井积累了经验。     

充气钻井技术在四川地区的应用

充气钻井技术作为欠平衡钻井技术的一个分支,通过合理调节液气比进一步降低钻井液密度,从而达到降低有效液柱压力的目的。运用充气钻井技术不但能够及时发现和保护油气层,同时还能够提高机械钻速,解决由井漏引起的井下复杂问题。近几年,在四川地区开展了多口井的充气钻井试验,成熟了工艺技术,研究了充气钻井参数的合理设置,发现并认识了存在的问题,总结了经验,为充气钻井技术的发展奠定了基础。图1表1参6     

土库曼斯坦超高压巨厚盐膏层和恶性漏失性产层钻井技术

土库曼斯坦阿姆河右岸气田Ｈｏｊｇ－２１井在巨厚盐膏层内钻遇超高压盐水透镜体,出现大产量高压盐水溢流,压井过程中多次发生井漏;在储层钻进中,钻遇垂直裂缝发育、密度窗口极窄、井漏和出气同层的地层而险象环生。阿姆河公司结合实际情况,应用成熟的盐膏层钻井、随钻堵漏、桥浆堵漏、凝胶堵漏和水泥堵漏等工艺技术,安全顺利完成了钻井任务。该井的成功钻探,完善了阿姆河右岸探区内的安全钻井技术,是阿姆河公司在超高压钻井技术领域取得的重大突破,在超高压巨厚盐膏层及恶性漏失性产层中实现安全钻井积累了宝贵的经验。     

亏空漏失地层封堵材料研究与应用

针对地层严重亏空、漏失、大孔道窜流井的近井壁封堵需求,分析了提高封堵材料强度和造壁性的原理和方法,研究开发了一种能够迅速在近井地带、亏空井壁、大孔道、裂缝入口处形成致密、网状薄壁的高强度封堵体系.该封堵体系利用油井水泥、超细水泥和硅灰的三级颗粒充填,降低了堵荆的孔隙度和孔隙直径,提高了堵荆田结强度;利用两级纤维交织,提高了堵剂的造壁性和封堵效果.进行了39井次的现场应用,应用效果良好.该封堵材料不仅成功解决了地层严重亏空、漏失、大孔道窜流井的近井壁封堵问题,同时也为老油田二次开发封层封井奠定了技术基础.     

充气钻井技术在罐005-H2井的应用

川东地区钻井过程中存在井漏严重、机械钻速慢等问题,制约了川东地区油气田的开发进程.针对该问题,在川东地区沙罐坪构造罐005-H2井开展了充气钻井技术试验,取得了较好的效果.充气钻井期间未出现井漏现象,防漏治漏效果显著,有效提高了机械钻速,创造了同构造平均机械钻速最高纪录.在治漏提速的同时,减少了井漏复杂处理时间,缩短了钻井周期,降低了钻井成本,行程钻速创造了同构造之最.该技术的试验成功,为充气钻井技术的发展积累了宝贵的经验,为推动川东地区油气田的开发进程提供了技术保障.     

空气充气钻井技术在矿2井的应用

当地层压力系数小于1时,常规钻井液钻井必然发生井漏,易造成井下工程事故,利用空气充气钻井技术对付地层既出水又发生恶性井漏的井,在川渝地区的钻井作业中,尚属一种全新的工艺技术,通过矿2井的空气充气钻井实践,解决了因井漏而引起的井下系列复杂问题,大大缩短了复杂井段的钻井作业周期,同时也降低了钻井作业综合成本.     

裂缝性地层充氮气钻井防漏治漏技术

论述了裂缝性地层的漏失特点、漏失形式及常规堵漏技术应用于裂缝性地层处理漏失的不足之处。如何有效处理此类地层的漏失问题,提出了应用充氮气欠平衡钻井技术应用于裂缝性地层堵漏的技术思路,并就充氮气欠平衡钻井防漏、制漏的机理进行了阐释。文中,对实施充氮气欠平衡钻井的工艺方法进行了介绍。最后,对充氮气欠平衡钻井在新疆油田百泉1井的应用情况、取得的效果进行了分析。     

充气钻井技术在子洲-米脂气田的应用

提高机械钻速、缩短钻井周期是节约钻井工程投资成本的一个重要手段。在子洲一米脂气田的产能建设过程中,刘家沟组的裂缝性地层漏失已经成为制约该区块开发速度的瓶颈。针对该区块内刘家沟组地层采用常规堵漏易“钻进失返”的特点。2008年在该区块的钻井开发过程中,对漏失严重的井,使用充气钻井抢钻刘家沟组的欠平衡钻井技术,在提高机械钻速、缩短钻井周期的同时,也节约了开发成本。主要对充气钻井技术在子洲一米脂气田的应用情况做了简介,同时对实施效果及投资成本方面进行了简单的评估。     

充气钻井技术在草古100区块上的应用

介绍了充气钻井技术在草古100区块3口井的应用情况及与同区块其他井的开发状况对比，采用欠平衡充气技术，降低了钻井液漏失量，达到了进一步释放油气层的目的，油进增产明显。     

页岩油钻井漏失机理及防漏堵漏技术

针对页岩油钻井过程中漏失频发的问题,以济阳坳陷页岩油开发为例,分析了页岩油钻井油基钻井液的漏失机理。分析发现,页岩油藏天然断裂系统发育,容易发生漏失;页岩脆性强,表面油润湿,长水平段压耗大,易产生诱导裂缝漏失;油基钻井液使堵漏材料摩擦系数降低,防漏堵漏难度大。基于页岩油油基钻井液的漏失机理,对弹性孔网材料进行了表面改性处理,优选了填充材料,研制了一袋式堵漏剂,并开展了室内长裂缝封堵评价实验和现场试验。结果表明,研制的一袋式堵漏剂封堵效果好,2 mm×1 mm长裂缝承压强度达10 MPa,现场堵漏一次成功,较好地解决了页岩油油基钻井液漏失难题,为保障页岩油藏的优质快速钻井提供了技术支持。      

俄罗斯处理钻井泥浆漏失的独特工艺

在钻井作业钻遇裂缝性和洞穴性碳酸盐地层时常会发生钻井液漏失，给钻井作业造成困难。采用常规堵漏工艺方法作业的效果经济性极差。为此，俄罗斯的研究人员经过研究推出了一些独特的堵漏工艺方法。本文介绍了在Ｒｏｍａｓｈｋｎｓｋｏｙｅ油田采用的注水泥封堵漏失层工艺方法和在Ｔａｔａｒｓｔａｎ油田采用液压－机械式封隔器进行堵漏作业的有关情况，同时介绍了由俄罗斯钻井工艺科学技术研究院研制的一种新型分离器，以及应用这种分高器有效进行堵漏作业的现场应用试验情况。     

侧钻井封堵封窜工艺实践

侧钻井技术已成为挖掘层间剩余油潜力的重要手段,而套管漏失问题逐步成为制约侧钻井发展的一个因素。侧钻井套管漏失可分为上部套管漏失、尾管顶悬挂器处漏失、小套管漏失或管外窜3种类型。分析了造成侧钻井不同类型漏失的主要原因,并结合典型井例,介绍了针对不同漏失类型的封堵封窜工艺,经现场实践,取得了理想的效果。     

充气连续循环钻井技术在深部易漏地层中的应用

深部易漏地层钻井液钻井井漏频繁,处理井漏复杂耗时耗材,本文论述了用于治理深部地层井漏复杂的充气连续循环技术,将充气钻井与连续循环钻井技术相结合,实现充气流体介质的持续循环,有效解决了深部井段常规充气钻井作业中存在的压力及液面波动大、中断后重建循环时间长等难题,维持环空稳定的ECD值,显著提高了邻井BQ1井充气钻井的安全性和时效性。通过在BY1井现场应用表明,该技术较好治理了风城组易漏层段2961.00～3161.00m、3740.00～3846.00m的井漏难题,同比邻井BQ1井节省了钻井液200m³,节约复杂处理时间12d,行程钻速提高1.6倍。     

裂缝性储层漏失机理及控制技术进展

裂缝性漏失及其引起的储层损害问题严重制约着裂缝性油气藏和深层油气藏钻探及开发进程。讨论了当前以封堵为主的桥接材料堵漏、化学堵漏和无机胶凝物质堵漏等漏失控制技术的特点，概述了漏失机理研究、计算机预测及诊断等方面的重要进展及现场应用情况。强调漏失控制必须以预防为主，防治结合。分析表明，实现近平衡或欠平衡钻进、采用暂堵一堵漏原理大幅度提高储层承压能力、改进工艺措施减少激动压力、建立压力屏障阻止裂缝延伸是漏失控制的关键。指出，亟待发展岩石裂缝参数变化动力学理论、油气层压力及漏层位置预测技术、新材料及新型工作液体系、漏失处理系统应用软件。     

含水漏失层段的气体钻井技术

钻井过程中,出现井漏特别是恶性井漏后,将给钻井工程带来一系列的难题。对于采用常规的钻井液堵漏方法不能解决的恶性井漏,应用气体钻井来钻穿漏失井段,可以避免在易漏失井段出现的漏失。在考虑漏失层特性参数对气体钻井影响的基础上,通过地层岩石吸水膨胀室内实验,分析了漏失层特性参数与气体钻井的关系,提出采用气体钻井来钻过漏失层或漏、水共层井段,解决了既有漏失层又有含水层或漏、水共层的井段的钻井难题。为钻遇复杂恶性漏失层井段选取欠平衡钻井方式提供了理论依据。