塔河一區(qū)水平井鉆井液施工工藝技術(shù)

中國石油大學（華東）現(xiàn)代遠程教育 畢業(yè)設計（論文） 題目：水平井無固相鉆井液應用及研究 學習中心：大港油田學習中心 年級專業(yè)： 學生姓名：學號： 指導教師：職稱： 導師單位：中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東）遠程與繼續(xù)教育學院 論文完成時間：年月日 摘要 本文介紹了無固相鉆井液體系在勝利油田水平井中的應用，室內(nèi)試驗和現(xiàn)場應用表 明無固相鉆井液體系由于無固相鉆井液固相含量低，濾液抑制性強、鉆井液性能優(yōu)良， 能夠滿足水平井鉆井施工及其他相關工作的要求，油層保護效果好，具有良好的社會和 經(jīng)濟效益。 關鍵詞：無固相、鉆井液、儲層保護 目錄 第1章前言.........................................................................................................4

1 長慶油田吳起區(qū)塊水平井鉆井液工藝技術(shù) 胡祖彪、駱勝偉、何恩之、簡章臣 （長慶石油勘探局鉆井總公司） 摘要：針對長慶油田吳起區(qū)塊水平井鉆井施工過程中易發(fā)生井壁坍塌、粘吸卡鉆，井漏 等復雜情況的現(xiàn)狀，分段選用適合的鉆井液體系。上部井段采用強抑制無固相聚合物鉆井液 體系，以獲得最大的機械鉆速。斜井段和水平段采用低固相強潤滑聚合物鉆井液體系，既有 利于油層的保護，也有利于斜井段和水平段安全快速鉆井的要求。 關鍵詞：水平井吳起區(qū)塊井眼穩(wěn)定潤滑油層保護 前言 與常規(guī)定向井相比，水平井具有明顯的優(yōu)勢：單井產(chǎn)量高，可鉆穿多個層位 的油層，采收率高，開采時間長，綜合效益高。所以，對于低產(chǎn)低滲透油層，水 平井鉆井具有極大的意義和價值。近年來，在長慶油田水平井鉆井數(shù)量迅速增加， 特別是在吳起區(qū)塊的廣泛分布，為“三低”油藏的高效開發(fā)提供了更為有利的技 術(shù)手段，經(jīng)過不斷的摸索和

牛東油田區(qū)塊是吐哈油田新開主區(qū)塊,行政區(qū)劃分隸屬哈密地區(qū)伊吾縣管轄。地表為戈壁灘,地面海拔490m左右。構(gòu)造位置:三塘湖盆地牛東2號構(gòu)造。該區(qū)塊井井別為采油井,井型為水平井,設計井深:2400-3400m,目的層:石炭系。開發(fā)目的:通過壓裂提高本區(qū)塊油藏動用,現(xiàn)探討牛東區(qū)塊水平井鉆井液施工技術(shù)。

從鉆井液影響水平井井眼凈化的根本原因出發(fā),分析了正電膠鉆井液流變性方面的獨特性,證明其完全符合水平井井井眼凈化的要求,并用現(xiàn)場應用的實例證實了這一分析的正確性。

大位移井鉆井技術(shù)是伴隨著水平井、定向井逐步興起的一種高科技鉆井技術(shù),是水平井、定向井、深井、超深井等技術(shù)的綜合表現(xiàn),基本完全涵蓋了當前鉆井界上最為先進的技術(shù)[1-3].當前大位移水平井的位垂比是相對接近1:1的水平井,為了最低限度降低和客服井下磨阻扭矩,充分優(yōu)化井眼軌道鉆井工藝設計、施工方案、鉆具組合、相關鉆井參數(shù)、以及對鉆井液泥漿性能調(diào)控等關鍵技術(shù),從而實現(xiàn)對井眼軌跡的有效控制.

伴隨著水平井與定向井等諸多先進鉆井技術(shù)的興起,大位移井鉆井技術(shù)應運而生,其是集水平鉆井技術(shù)、定向井鉆井技術(shù)、深井鉆井技術(shù)以及超深井鉆井技術(shù)的一種綜合體現(xiàn),從技術(shù)涵蓋內(nèi)容的角度來講,大位移水平井鉆井技術(shù)是當前鉆井技術(shù)中最為全面的一項技術(shù).目前階段,大位移水平井鉆井技術(shù)與普通水平井鉆井技術(shù)之間的位垂比為1:1,為了能夠達到使井下磨阻扭矩降低的目的,并在此技術(shù)上有效優(yōu)化相關井眼軌道鉆井工藝設計、施工的具體方案以及鉆井參數(shù)等關鍵技術(shù),就一定要實現(xiàn)對井眼軌跡進行有效控制的目標.

由于水平井的鉆井周期和生產(chǎn)井段較長,鉆井液污染較為嚴重,部分水平井完井后投產(chǎn)效果沒有預期理想,而常規(guī)酸化處理只能解除鉆井液中的無機堵塞。通過室內(nèi)實驗研究了生物酶對鉆井液中淀粉、羧甲基纖維素、聚丙烯酰胺、黃原膠等聚合物及鉆井液濾餅的降解作用,介紹了生物酶浸洗清除水平井鉆井液污染的現(xiàn)場施工工藝和現(xiàn)場試驗效果,表明該技術(shù)是解除水平井鉆井液污染的可行方法,具有擴大試驗和推廣應用前景。

塔河油田深井穿鹽膏層鉆井液技術(shù)

86阿姆河右岸定向水平井鉆井工藝技術(shù)實踐

水平井鉆井優(yōu)化設計技術(shù)研究

遼河油田水平井施工技術(shù)以前多數(shù)是在稠油、超稠油油藏中應用。近幾年在古潛山油藏進行水平井施工,特別是在深層潛山設計施工水平井取得良好效果。

針對蘇里格地區(qū)低孔低滲砂巖氣藏的特點,依據(jù)ass-1全酸溶鉆井(完井)液在該地區(qū)探井的應用經(jīng)驗,研制出了復合鹽水低傷害鉆井完井液。該鉆井液在常規(guī)條件下對地層的平均傷害率僅為5.9%,在特殊模擬井下條件下,對氣層的平均傷害率為13.64%,暫堵性好,井壁上形成的暫堵濾餅通過氣層壓力完成解堵,簡化了完井、投產(chǎn)作業(yè)。該鉆井液在桃7-9-5ah井水平段施工過程中,起下鉆無阻卡,井底無沉砂,解決了因泥頁巖水化膨脹而引起的縮徑和坍塌、高摩阻大扭矩、pdc鉆頭泥包等一系列技術(shù)難題,創(chuàng)造了長慶區(qū)塊水平段一只φ152.4mm鉆頭810m進尺的記錄,并獲得無阻流量150×104m3/d的高產(chǎn)氣流。

q2-31h井是青西油田第一口套管開窗側(cè)鉆的小井眼水平井,通過優(yōu)化鉆具結(jié)構(gòu)、優(yōu)選鉆井參數(shù)、強化鉆井液的潤滑、攜帶能力以修正井壁和破壞巖屑床,總結(jié)出適合青西油田小井眼水平井的配套鉆井技術(shù),成功完成了q2-31h井的施工。

小井眼開窗側(cè)鉆水平井鉆井技術(shù)是在定向井、水平井、小井眼鉆井技術(shù)基礎上發(fā)展起來的一種綜合鉆井技術(shù),在一定程度上代表了鉆井工藝的發(fā)展水平。應用小井眼開窗側(cè)鉆水平井鉆井技術(shù)進行老井重鉆,使老井復活并增加產(chǎn)能,市場前景廣闊,經(jīng)濟和社會效益好,因而該技術(shù)在未來具有廣闊的發(fā)展前景。tk846ch水平井是由塔河油田老油區(qū)部署的一口小井眼開窗側(cè)鉆水平井,該井是塔河油田小井眼開窗側(cè)鉆成功的一個典型范例。

q2—31h井是青西油田第一口套管開窗側(cè)鉆的小井眼水平井,通過優(yōu)化鉆具結(jié)構(gòu)、優(yōu)選鉆井參數(shù)、強化鉆井液的潤滑、攜帶能力和加密短拉以修正井壁和破壞巖屑床,總結(jié)出適合青西油田小井眼水平井的配套鉆井技術(shù),成功完成了q2—31h井的施工。

阿密1h井是華北油田針對致密油領域在二連油田部署的第1口預探水平井,完鉆井深為2700m,水平位移長1218m,水平段長970m,水平井段巖性以大段硬脆性泥巖或砂泥巖為主。用鄰井泥巖掉塊做實驗發(fā)現(xiàn),掉塊在有機鹽/聚胺高抑制性溶液中的回收率很高,但浸泡實驗表明,巖屑塊仍然在短時間內(nèi)出現(xiàn)明顯的裂紋,長時間浸泡后掉塊水化分散明顯;掉塊在有機鹽/鋁合物封堵劑溶液中浸泡20h后,鋁合物在掉塊表面或裂縫處析出白色沉淀,緊密附著在巖屑上。因此決定采用具有良好抑制性的有機鹽鉆井液鉆井,并且引入了鋁合物封堵劑封堵硬脆性泥頁巖微裂縫。在現(xiàn)場施工中,該強封堵強抑制鉆井液克服了井眼水平位移大、井壁易垮塌、井眼軌跡復雜、完井作業(yè)時間長等諸多難題,滿足致密油特殊地層開發(fā)的鉆井需求。

分析了甲基葡萄糖苷的作用機理并構(gòu)建了無粘土相甲基葡萄糖苷水平井鉆井液體系。確定無粘土相甲基葡萄糖苷水平井鉆井液體系配方為:甲基葡萄糖苷基液∶海水(4∶6)+0.2%na2co3+0.5%流型調(diào)節(jié)劑vis+1%降濾失劑hfl+0.1%抗氧化劑,用caco3將體系密度調(diào)整到1.15g.cm-3。室內(nèi)研究結(jié)果表明,無粘土相甲基葡萄糖苷水平井鉆井液體系具有良好的動、靜態(tài)攜砂能力和流變性能、優(yōu)異的抑制能力、抗污染能力、潤滑能力以及儲層保護能力。

隨著石油開采量的不斷增大,鉆井技術(shù)不斷提高,為了更好的保持井壁的穩(wěn)定,防塌鉆井液成為了當前國內(nèi)外鉆井界重要的研究課題。鉆井液設計的首要目標就是保持鉆井井壁的穩(wěn)定,并且鉆井液好壞的主要判斷標志也是抑制防塌能力的大小。本課題根據(jù)防塌鉆井液和防塌抑制劑在穩(wěn)定井壁和防止地面塌陷方面具有的良好作用,介紹了防塌鉆井液和抑制劑的種類,并闡明了防塌鉆井液的防塌機理。通過分析研究不穩(wěn)定巖層的特點、井壁塌陷和控制的機理方法,分析了當前國內(nèi)防塌鉆井液技術(shù)的現(xiàn)狀和未來鉆井液發(fā)展研究的方向。本文研究了流變性優(yōu)于油包水鉆井液體和聚軌氟鉆井液的硅基陽離子鉆井液,分析了該鉆井液對低滲巖心的損害情況,發(fā)現(xiàn)具有良好的防止巖泥水化和防止井壁塌陷的能力。

根據(jù)頁巖水平井水平段頁巖裂縫發(fā)育、井壁坍塌問題,對油基鉆井液的封堵性進行了優(yōu)化,使用了多種剛性、柔性以及成膜的油基封堵材料進行了評價實驗形成了強封堵的油基鉆井液體系。泌頁hf1頁巖油氣水平井現(xiàn)場應用表明,該油基鉆井液體系封堵防塌能力強、濾失量低、破乳電壓高,具有較強的攜帶能力,避免了水平井段井壁垮塌問題,中石化河南油田泌頁hf1井三開水平段長1044m,鉆進、電測、下套管順利。

泌頁hf1井斜井段eh3ⅱ、eh3ⅲ地層以泥頁巖為主,黏土礦物含量高,頁理、裂隙發(fā)育,采用的水基聚合物鉆井液抑制性不強、封堵頁理、裂隙能力差。研究出一種強抑制強封堵水基鉆井液,其對泌頁2hf井eh3ⅱ段、eh3ⅲ段地層有強的抑制水化膨脹效果,在鉆井液中16h膨脹率分別為6%和0.88%;封堵能力強,api濾失量、高溫高壓濾失量低,井徑擴大率為2.17%,沒有發(fā)生鉆頭泥包、托壓和井壁垮塌現(xiàn)象;潤滑性好,摩阻系數(shù)低,只有0.0787。

焦石壩龍馬溪組非常規(guī)頁巖氣開采是中石化集團公司涪陵頁巖氣產(chǎn)能示范區(qū)開發(fā)的重點建設項目,首批非常規(guī)頁巖氣水平井水平段以油基鉆井液鉆進為主。該區(qū)塊已發(fā)現(xiàn)多處易漏地層,水平段漏失情況尤其復雜,不僅加大了施工難度,更增加了鉆井成本。為有效解決水平段油基鉆井液堵漏難題,室內(nèi)研究開發(fā)了一種水平井油基鉆井液水泥漿堵漏技術(shù),該技術(shù)的特點是采用柴油與淡水的混合物配制堵漏水泥漿,其與現(xiàn)場油基鉆井液可以任意比例混合而不會產(chǎn)生配伍性問題。實驗室對該堵漏水泥漿性能進行了系統(tǒng)研究,結(jié)果顯示,該堵漏水泥漿密度、稠化時間和抗壓強度均可調(diào),具有沉降穩(wěn)定性好、流動能力強的特點。試驗結(jié)果充分說明,該水泥漿堵漏技術(shù)在油基鉆井液水平段裂縫堵漏中具有廣闊的應用空間。

研究水平井井壁穩(wěn)定與鉆井方位之間的關系是正確設計水平井鉆井液安全密度窗口的重要內(nèi)容。在介紹水平井井壁力學分析的基礎上,使用測井資料計算水平井鉆井液安全密度窗口的一套系統(tǒng)方法,對川西氣田水平井施工井壁穩(wěn)定性進行了判斷,并計算出了在沿不同方位鉆進情況下的鉆井液安全密度窗口值。這對確保井壁穩(wěn)定,減少由井漏、井塌而引起的井下事故,促進水平井施工成功有著重要意義。