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欠平衡钻井技术研究与应用解读

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1998年,该油田完成的G2068井针对易漏失地层,采用0.45~0.60g/cm3的泡沫进行欠平衡,油气日产量百吨左右。

3.新疆吐哈油田的牛102井,是国内首次将泡沫欠平衡钻井工艺应用于水平井,并获得了成功。该井是一口评价井,为砂岩油藏,油藏压力系数为0.8左右,具有低压、低渗、水敏严重的特点,表现为坍塌严重,遇阻、遇卡事故频繁,并且易发生井漏。通过在1677~2098m实施采用非循环式泡沫流体,使得地面泡沫密度为0.005~0.1g/cm3,泡沫井筒当量密度为0.65~0.68g/cm3,满足了泡沫流体在水平井段的欠平衡压力要求。在421m的钻进过程中,井眼净化效果非常好,没有出现遇阻现象,机械钻速为7.6m/h,是普通钻井液机械钻速的3~4倍[5]。

4. 大港油田千米桥潜山灰岩油藏埋深超过4000m,地层压力超过40MPa,油气比高,属于气井,其中板深7井是该构造带上的一口重点探井,实施欠平衡技术获得成功。板深7井欠平衡钻进井段5461~5191.96m,平均机械钻速3.8m/h,采用低密度无固相钻井液。测试时,采用Φ12.7mm喷嘴,日产凝析油115.68m3,日产气27万m3,折合油当量385.68m3。

第3章 欠平衡钻井在胜利油田的研究现状与应用

3.1胜利油田欠平衡技术的应用现状

胜利油田自1997年开始进行欠平衡压力钻井技术研究,先后立项开展了“欠平衡压力钻井配套技术研究”、“欠平衡钻井监测与控制技术研究”和“全过程欠平衡钻井技术研究与应用”等三项中石化集团公司重点科技攻关项目的研究,其中“欠平衡压力钻井配套技术研究”获国家科技进步二等奖,中石化科技进步一等奖;”欠平衡钻井压力监测与控制技术研究”获中石化科技进步三等奖。迄今为止,已进行了150余口井的应用,在保护储层、提高油井产能、解决钻井复杂问题等方面发挥了重要的作用,取得了良好的经济效益和社会效益。

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欠平衡钻井技术和装备也日渐完善,欠平衡钻井技术由最初的液相欠平衡发展到气体、泡沫、充气、液相全方位的适合各种压力体系油藏的欠平衡钻井技术,由简单的钻进欠平衡发展到全过程欠平衡钻井。欠平衡装备由全部进口发展到全部国产化,由单一尺寸发展到适合多种井径、多种尺寸钻具,自动控制节流管汇、井下套管阀等国产先进设备也逐步完善[6]。

3.2欠平衡技术在胜利油田的应用实例

到目前为止,已在胜利油田、江汉油田、中石化南方勘探公司、中石化西北分公司塔河油田实施欠平衡钻井150余口井,应用的井别有预探井、详探井、评价井、参数井和开发井,井型有直井、定向井和水平井,欠平衡钻井方式有液体欠平衡钻井和充(氮)气欠平衡钻井。在发现油气层、正确认识评价油气层、减轻地层损害、提高油井产能、解决钻井工程复杂问题等方面取得了明显效果。

(1)探井应用 ?渤南油田渤601井

渤601井是在渤南油田布置的一口探井,设计井深4800m,实际完钻井深5007m,采用液体欠平衡钻井技术,欠平衡施工井段4213m~5007m。实施欠平衡钻进,有利于及时发现和评价油气层,三次中途测试,有两次获高产工业油流,证实该区块良好的勘探潜力,当年可上报探明石油地质储量1000×104t,充分显示了该地区良好的勘探开发前景。

?王家岗油田王古井1井

王古1井是王家岗油田的一口重点探井,设计井深4100m,实际完钻井深4192m。用1.02g/cm3的无固相复合盐水钻井液体系进行四开钻进。钻至井深3438.00m发生严重井漏(潜山界面3419m),通过采用充氮气欠平衡钻井技术,既有效地解决了井漏和无法地质录井的问题,又达到了保护油气层的目的,投产后产油67m3/d,天然气3504m3/d。充氮气欠平衡钻井技术为该井顺利钻达目的层提供了可靠保障,提高了勘探成功率。

(2)开发井应用 ?车571区块

富台油田潜山油藏压力水平低,灰岩裂缝发育,钻井过程中易造成近井地带污染,影响油井产能等问题,为加强油气层保护工作,充分发挥油气层潜能,采

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用欠平衡钻井装备和低固相钻井液进行近平衡钻井施工,施工中钻井液密度为1.03g/m3,投产井全部自喷生产,初期单井平均产油50t/d左右,同一区块采用常规钻井技术,投产初期不能自喷,抽油机抽汲后自喷,产油27t/d左右,应用欠平衡钻井技术取得了较好的开发效果,极大地提高了经济效益。

?渤深6区块

渤南油田渤深6—5井钻探目的是开发下古生界油藏,该井设计井深4500m,实际完钻井深4625m,在井段4282m~4625m实施欠平衡钻井,钻井液密度1.10~1.14g/cm3,在保证施工安全的前提下,采用欠平衡钻井装备和技术极大地降低了钻井液密度,施工火炬多次点火,火焰高6m~8m,而其邻井渤深6井施工时在同一层段采用的钻井液密度为1.26g/cm3。该井投产后,产油129m3/d,天然气100000m3/d,应用欠平衡钻井技术取得了良好的开发效果。

?埕北30区块

埕岛油田埕北30区块开发的目的层是古生界、太古界油藏,均采用欠平衡钻井装备和技术解决油气层污染和钻井施工中出现又漏又涌的技术难题,采用欠平衡钻井装备和技术后,使用海水低固相聚合物泥浆体系,使潜山油藏油层保护取得了前所未有的新突破,收到了十分显著的效果,在对CB30B-1井太古界进行钻杆测试表明,表皮系数为-2.9,说明油层得到了较好的保护。而2000年实施的CB30-3、CB30-4两口开发井钻井过程中,采用的是常规的钻井液体系,常规的钻井技术,对储层造成一定的损害,如CB30-4井试油测试表皮系数达到42。目前CB30区块已施工10口井,均货高产工业油流,取得了良好的开发效果,同时解决了钻井施工中又漏又涌的工程难题,保障了钻井施工的安全,缩短了钻井周期,节约了钻井成本[6]。

3.3胜利油田成功研制了微泡钻井液

胜利油田已研究成功配置可循环泡沫(微泡钻井液)的处理剂,只需在水中加入5%~6%的量,搅拌后即可配成,其性能与泡沫粒径分布见表3-1和表3-2。微泡钻井液泡沫稳定,在140℃下仍能保持稳定性能,在温度一定时,微泡钻井液密度随压力升高而增大,当压力增大到一定值后,密度不再增大,此时钻井液密度随温度上升而减小。可循环泡沫钻井液的微泡可在近井筒形成厚度小于lcm的暂堵带,有效地保护了油气层。胜利油田已在30多口欠平衡井中使用可循环

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泡沫钻井液,有效地防止或减少了低压易漏地层所遇到的严重井漏等井下复杂情况,减少了油气层损害。 表3-1 微泡钻井液性能 T/℃ /(g/cm3) FL/ml 泥饼/mm Gel/(Pa/Pa) YP/Pa PV/(mPa·s) 常温 0.54 6 0.1 2.5/14 12.5 34 80 0.54 7 0.1 2.5/14 12 33 100 0.53 7 0.1 2/14 18 27 120 0.4 12 0.1 2/14 30 17 140 0.4 8.5 0.1 2/14 33.5 15 表3-7 可循环泡沫钻井液微泡粒径分布 粒径/μm 含量/% 累计含量/% 粒径/μm 含量/% 累计含量/% 0.0-0.6 0.1 0.1 12.1-13.8 1.9 11.4 0.6-1.4 0.3 0.4 13.8-15.5 1.4 12.8 1.4-2.1 0.3 0.7 15.5-17.3 2.2 14.9 2.1-2.8 0.4 1.1 17.3-19.5 2.6 17.5 2.8-3.1 0.2 1.3 19.5-22.2 3.1 20.6 3.1-3.5 0.2 1.5 22.2-25.1 3.5 24.1 3.5-3.9 0.3 1.8 25.1-28.3 3.8 27.9 3.9-4.4 0.3 2.1 28.3-31.8 4.1 32.0 10

4.4-5.0 0.4 2.5 31.8-35.5 5.5 37.1 5.0-5.6 0.5 3.0 35.5-39.4 6.6 43.7 5.6-6.3 0.6 3.6 39.4-44.1 7.4 51.1 6.3-7.2 0.7 4.3 44.1-50.7 7.2 58.3 7.2-8.1 0.9 5.2 50.7-59.0 6.7 65.0

第4章 国内欠平衡钻井的发展方向

4.1欠平衡钻井技术发展方向

在1990年代中后期,该技术在国内迅速发展,并已取得显著成效。尽管如此,与国外相比,国内欠平衡钻井技术在规模及装备方面尚存在较大差距。

1、进一步研究欠平衡钻井工艺技术

虽然国内对欠平衡钻井技术已进行了一些理论上的研究,并已取得一些研究成果,但是,研究的范围较窄,过去的研究工作,主要放在自然形成欠平衡条件下的边喷边钻技术上,其它方式的欠平衡钻井技术,如使用空气、氮气、泡沫、

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欠平衡钻井技术研究与应用解读

1998年,该油田完成的G2068井针对易漏失地层,采用0.45~0.60g/cm3的泡沫进行欠平衡,油气日产量百吨左右。3.新疆吐哈油田的牛102井,是国内首次将泡沫欠平衡钻井工艺应用于水平井,并获得了成功。该井是一口评价井,为砂岩油藏,油藏压力系数为0.8左右,具有低压、低渗、水敏严重的特点,表现为坍塌严重,遇阻、遇卡事故频繁,并且易发生井漏。通过在16
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