地層承壓能力的鉆井液堵漏作用機(jī)理

埕古19井是中石化一口重點(diǎn)高風(fēng)險(xiǎn)預(yù)探井,完鉆井深3215m,三開(kāi)鉆穿太古界地層1432m,鉆探目的是了解埕東凸起太古界內(nèi)幕含油氣情況;1920.00~2290.97m井段漏速達(dá)25.8m3/h,漏失鉆井液730.65m3,鉆井施工困難;本文對(duì)該井井漏狀況和發(fā)生井漏的原因進(jìn)行了分析,總結(jié)出適應(yīng)該井地層特點(diǎn)的無(wú)固相復(fù)合防漏堵漏鉆井液工藝技術(shù),有效控制后期鉆進(jìn)漏速小于0.5m3/h,中途測(cè)試采用無(wú)固相復(fù)合防漏預(yù)處理措施;現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明,該井凝膠堵漏、無(wú)固相復(fù)合防漏堵漏鉆井液技術(shù),預(yù)防及堵漏處理方法,解決了埕古19井太古界不同井漏的現(xiàn)象,測(cè)試前利用無(wú)固相復(fù)合防漏預(yù)處理措施鉆井液技術(shù),成功進(jìn)行了三次中途測(cè)試,無(wú)任何井下復(fù)雜情況的發(fā)生,保證了該井的順利施工。

對(duì)于低壓易漏地層,安全鉆井的關(guān)鍵是建造高質(zhì)量的人工井壁,提高井壁的承壓能力。為了保證鉆井的順利進(jìn)行以及高質(zhì)量的固井質(zhì)量要求,必須先提高地層的承壓能力。承壓能力的提高需綜合考慮地層情況、堵漏工藝水平,從而對(duì)固井質(zhì)量的要求及固井工藝水平進(jìn)行合理地確定。本文根據(jù)克拉美麗滴西地區(qū)地層井漏的特點(diǎn),分析了漏失原因,以滴西19井為例進(jìn)行了提高地層承壓能力技術(shù)研究,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用,提出了低壓易漏地層安全鉆井的技術(shù)措施。

王69區(qū)塊下部主力產(chǎn)層壓力比較高,而與主力產(chǎn)層以上層位孔隙壓力相對(duì)較低又同處一裸眼內(nèi),鉆井施工中容易造成井漏、井塌等復(fù)雜情況。分析認(rèn)為鉆井施工最大的問(wèn)題是:技術(shù)套管設(shè)計(jì)下深少,不能封隔同一裸眼內(nèi)的高、低壓同存的難題。為此,研發(fā)了一套:強(qiáng)抑制包被+隨鉆封堵+物理化學(xué)封固+有效應(yīng)力支撐[1]等具有多元協(xié)同作用,隨鉆承壓能力強(qiáng)的鉆井液技術(shù)。通過(guò)應(yīng)用證明該技術(shù)能提高漏失壓力和破裂壓力梯度,擴(kuò)大安全生產(chǎn)的鉆井液密度窗口,解決了該區(qū)塊同一裸眼井段內(nèi),不同壓力層系共存,易發(fā)生的漏失、坍塌和油氣層損害等技術(shù)難題,提高了生產(chǎn)時(shí)效,取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益,并且具有廣泛的應(yīng)用前景。

渤海石油職業(yè)學(xué)院 石油工程系 論文題目：水平井鉆井液技術(shù) 學(xué)生姓名： 所在班級(jí)：07鉆井工程3年6班 指導(dǎo)老師：王建云 完成時(shí)間：2010年5月1日 2 目錄 摘要??????????????????????.3 關(guān)鍵詞??????????????????????.3 一、水平井施工技術(shù)難點(diǎn)分析???????????...4 二、鉆井液方案的制定???????????????5 三、鉆井液的配置和維護(hù)處理????????????6 四、技術(shù)措施???????????????????8 五、鉆井液性能指標(biāo)和應(yīng)用效果???????????8 六經(jīng)濟(jì)效益分析?????????????????10 七、結(jié)束語(yǔ)???????????????????11 參考文獻(xiàn)?????????????????????12 3 水

馬2井為四川盆地川東北通南巴構(gòu)造帶馬路背構(gòu)造上的第一口預(yù)探井,不可預(yù)見(jiàn)的因素較多,存在鉆遇超高壓油氣層的可能性。要求每鉆開(kāi)一個(gè)產(chǎn)層前,必須對(duì)上部裸眼進(jìn)行承壓堵漏試驗(yàn),在使用核桃殼、鋸末、聚合物堵漏劑、非滲透封堵劑、凝膠等材料堵漏后,地層承壓仍然不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。選擇復(fù)合纖維水泥漿體系,優(yōu)選復(fù)合纖維的長(zhǎng)度、分布、比例,通過(guò)不同長(zhǎng)度、不同性能的纖維結(jié)網(wǎng)架橋,水泥顆粒充填固化并形成一定強(qiáng)度,取得較好的封堵效果,地層承壓當(dāng)量密度由1.76g/cm3提高到2.11g/cm3。保證了繼續(xù)安全鉆進(jìn)。實(shí)踐證明,復(fù)合纖維水泥漿體系可以有效堵漏并較大地提高地層的承壓能力。

鉆井工程-4-鉆井液

馬2井位于四川省通江縣青浴鄉(xiāng)9村1組,是中石化勘探南方分公司部署在通南巴構(gòu)造帶馬路背構(gòu)造東高點(diǎn)上的一口預(yù)探井,設(shè)計(jì)井深(垂深)5681m,該井在鉆進(jìn)過(guò)程中發(fā)生井漏11次,共漏失鉆井液3856.21m3。在承壓堵漏的過(guò)程中運(yùn)用了橋漿、復(fù)合交聯(lián)、凝膠纖維水泥等多種堵漏方式,取得了良好的效果,保障了馬2井的順利施工,文章對(duì)幾次關(guān)鍵的承壓堵漏進(jìn)行分析,提出了有意義的認(rèn)識(shí)和建議。

at5井是位于阿克庫(kù)勒凸起東南斜坡帶的一口預(yù)探井,其三開(kāi)鹽上裸眼井段可能存在灰?guī)r、砂巖、含礫砂巖、砂泥巖不整合面等漏失類(lèi)型,要求在鉆進(jìn)鹽層前進(jìn)行承壓堵漏作業(yè)。從地層資料分析、堵漏漿配方的確定及后期改進(jìn)、堵漏漿配制與注入、憋堵施工全過(guò)程介紹了該井的承壓堵漏技術(shù)。該井進(jìn)行了37次打壓憋堵,累計(jì)憋入198.21m3堵漏漿,憋堵壓力可穩(wěn)定到14.8mpa,鉆井液密度被提高到1.71g/cm3,達(dá)到了滿(mǎn)足鉆穿鹽巖地層的施工需要的目的。提出了幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)和建議。

川西地區(qū)中深井快速鉆井的鉆井液應(yīng)用技術(shù)

申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人:成都市川鋒化學(xué)工程有限責(zé)任公司申請(qǐng)日期:2000.02.25申請(qǐng)(專(zhuān)利)號(hào):cn00112708.x主分類(lèi)號(hào):c09k7/02本發(fā)明提供了一種石油天然氣鉆井作業(yè)中所使用的鉆井液處理劑。由天然單寧抽提物、褐煤腐植酸抽提物、乙烯基單體和有機(jī)胺單體按以下

針對(duì)固井時(shí)油基鉆井液與水泥漿摻混易產(chǎn)生接觸污染進(jìn)而影響施工安全的問(wèn)題,開(kāi)展了油基鉆井液各組分對(duì)水泥漿流變性、稠化時(shí)間、抗壓強(qiáng)度等性能影響的研究,同時(shí)結(jié)合掃描電鏡、x射線(xiàn)衍射儀、紅外光譜等手段,初步探索了油基鉆井液各組分對(duì)水泥漿性能影響的機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:油基鉆井液的摻混會(huì)使水泥漿流變性變差、水泥石抗壓強(qiáng)度降低,影響頂替效率及水泥環(huán)的封隔能力;柴油、主乳化劑、副乳化劑等單組分對(duì)水泥漿流變性能的影響不大,而由柴油、內(nèi)部水相與乳化劑攪拌形成的乳狀液則會(huì)對(duì)水泥漿性能產(chǎn)生幾乎與油基鉆井液同等程度的影響。研究結(jié)果表明:乳狀液圈閉了水泥漿中的自由水,導(dǎo)致漿體變稠,使水泥顆粒無(wú)法與自由水有效結(jié)合,阻礙水泥漿的水化,導(dǎo)致水泥石結(jié)構(gòu)疏松多孔,影響了水泥石的強(qiáng)度。對(duì)策建議:可使用添加合適表面活性劑的先導(dǎo)漿、隔離液等措施來(lái)緩解接觸污染。

duh2井是中國(guó)石化西北分公司部署在輪臺(tái)斷裂南盤(pán)的一口重點(diǎn)預(yù)探井,主要目的是落實(shí)評(píng)價(jià)白堊系下統(tǒng)巴什基奇克組、亞格列木組,奧陶系中、下統(tǒng)為主要目的層,兼顧下第三系、侏羅系、三疊系,探索各目的層段特征及含油性,實(shí)現(xiàn)該區(qū)新層位、新領(lǐng)域油氣突破。該井在5000m多次發(fā)生卡鉆事故,調(diào)整鉆井液性能、增強(qiáng)潤(rùn)滑性都沒(méi)有起到效果,根據(jù)卡鉆發(fā)生的過(guò)程,現(xiàn)場(chǎng)判斷為壓差卡鉆,并分析井下存在一段異常低壓地層,由于裸眼段穿越多套壓力體系,如果降低鉆井液密度,會(huì)造成井筒內(nèi)壓力不平衡,井壁失穩(wěn)。面對(duì)這一技術(shù)難題,技術(shù)人員大膽提出了采用承壓堵漏,提高異常低壓地層的承壓能力,堵塞該地層巖石空隙,減少鉆井液由于壓差作用向該地層濾失,使得井筒與該地層壓力保持平衡。

元壩1井是位于四川盆地川東北巴中低緩構(gòu)造帶元壩巖性圈閉的一口重點(diǎn)區(qū)域探井,由于該井在嘉陵江組2段存在高壓層,為滿(mǎn)足下部井段安全快速鉆進(jìn)的需要,需對(duì)上部裸眼井段地層進(jìn)行承壓堵漏作業(yè),使其承壓能力達(dá)到2.15kg/l以上。在室內(nèi)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,優(yōu)選應(yīng)用了凝膠復(fù)合堵漏劑nfj-1,并給出了適用于不同漏失的堵漏漿配方及現(xiàn)場(chǎng)承壓堵漏技術(shù)方案。該井須家河組、雷口坡組及嘉陵江組3段底部地層承壓堵漏作業(yè)獲得成功,地層承壓能力均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,從而保證了該井的順利完鉆,并為該區(qū)塊海相地層堵漏方案的確定積累了經(jīng)驗(yàn)。介紹了該井承壓堵漏技術(shù)研究、堵漏漿配方的確定、現(xiàn)場(chǎng)堵漏施工過(guò)程及效果等。

通過(guò)評(píng)價(jià)不同濃度橋塞堵漏鉆井液在不同擠注壓力下、不同粒徑砂粒配制砂床中的堵漏能力,對(duì)長(zhǎng)裸眼井段承壓堵漏工藝進(jìn)行了研究,介紹了該工藝在t914和p4-2井的應(yīng)用情況。應(yīng)用結(jié)果表明,采用承壓堵漏技術(shù)提高長(zhǎng)裸眼井段鉆井液安全密度窗口成敗的重要因素為:對(duì)漏失層的準(zhǔn)確判定與認(rèn)識(shí),對(duì)承壓堵漏鉆井液濃度的選擇,對(duì)擠注壓力的選擇與控制等;如果不能準(zhǔn)確確定漏失層段,需采用全裸眼井段封堵的承壓方法,避免因多層漏失造成的漏失層位無(wú)法判斷而需重復(fù)堵漏造成的損失。

1 第三章鉆井液 一口油氣井鉆井成功在很大程度上取決于鉆井液的性質(zhì)和性能。鉆井液始終是為鉆井工 程服務(wù)的，它的發(fā)展與鉆井工程的發(fā)展緊密相關(guān)。由于初期的鉆井液是由最簡(jiǎn)單的泥土和水 組成，“泥漿”就成為鉆井液沿用至今的代名詞。實(shí)際上，這種稱(chēng)呼既不正確更不準(zhǔn)確。鉆井 液的定義是指具有各種各樣功能以滿(mǎn)足鉆井工程需要的循環(huán)流體。 第一節(jié)鉆井液的功能、組成和類(lèi)型 一、鉆井液的功能 油氣鉆井的基本功能是打開(kāi)找油、找氣和采油、采氣的通道，是實(shí)現(xiàn)油氣勘探開(kāi)發(fā)的重 要工程手段。為油氣鉆井、完井服務(wù)是鉆井液的目的，鉆井、完井的需要是鉆井液發(fā)展的動(dòng) 力。因此，鉆井液的功能就體現(xiàn)在油氣井鉆井、完井的兩個(gè)方面，即在整個(gè)鉆進(jìn)過(guò)程中，要 保持安全優(yōu)質(zhì)快速低成本鉆井；在進(jìn)入油氣層時(shí)，要具有保護(hù)儲(chǔ)層的作用。所以，鉆井液的 功用也就是鉆井、完井對(duì)鉆井液的基本要求。 在鉆井方面，鉆井液的主要功能有 ①清洗井底，攜帶巖屑。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)錄井實(shí)踐及資料的分析,認(rèn)為鉆井液流量、體積、出入口密度、出入口溫度、出入口電導(dǎo)率等鉆井液錄井參數(shù)的變化通常直接反映井下地層流體的活躍程度及井筒壓力與地層壓力的平衡情況,重視鉆井液參數(shù)異常的預(yù)報(bào),可以避免井噴、井漏等重大事故的發(fā)生,及時(shí)處理油氣侵、鹽侵、水侵,為順利施工創(chuàng)造條件。鉆井事故發(fā)生的可能性貫穿于鉆井作業(yè)的整個(gè)過(guò)程,它是影響井身質(zhì)量、鉆井速度、經(jīng)濟(jì)效益和勘探效益的重要因素,也是威脅鉆井安全的主要隱患。綜合錄井使鉆井作業(yè)的全過(guò)程處于儀器的全天候監(jiān)控之中,實(shí)現(xiàn)了對(duì)鉆井工程異常的連續(xù)檢測(cè)和量化的分析判斷,從后期的被動(dòng)發(fā)現(xiàn)到前期的主動(dòng)預(yù)報(bào),并將井涌預(yù)報(bào)細(xì)分為4個(gè)階段;在檢測(cè)和預(yù)報(bào)鉆井事故、保證鉆井安全方面起到了鉆井監(jiān)視器的作用。分析了鉆井液相關(guān)事故類(lèi)型與鉆井液錄井參數(shù)響應(yīng)特征,有利于提高綜合錄井操作人員的現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)水平和工程異常預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率,可達(dá)到保障鉆井施工安全、減少投入、提高勘探開(kāi)發(fā)整體效益的目的。

在遼東灣、渤海灣及其鄰近的冀東油田和大港油田東部的鉆遇地層中存在易塌的火山巖地層。為了探尋適用于該地層的防塌措施,對(duì)冀東油田m27-27井巖心的巖石結(jié)構(gòu)、礦物組成、水分含量、線(xiàn)膨脹率、回收率和穩(wěn)定指數(shù)等進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,該套巖層含有大量蛋白石等粘土礦物,且非均質(zhì)性嚴(yán)重,成分復(fù)雜,裂隙發(fā)育。因此,在鉆進(jìn)過(guò)程中,該井段的鉆井液需要有強(qiáng)抑制、強(qiáng)封堵、低失水的性能。基于這一認(rèn)識(shí),優(yōu)選出了多元醇防塌鉆井液?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明,該鉆井液體系有效地保證了玄武巖井段的安全順利鉆進(jìn)及井眼規(guī)則性。

油田地層的承壓能力的高低在很大程度上影響開(kāi)采進(jìn)程能否順利進(jìn)行。如果承壓能力降低，容易導(dǎo)致在開(kāi)采過(guò)程中出現(xiàn)鉆井液泄漏的情況，從而不利于原油開(kāi)采效率的提高。主要是在分析承壓堵漏機(jī)理的基礎(chǔ)上，探析提高地層承壓能力的鉆井液堵漏作用的機(jī)理，以期起到拋磚引玉的作用。

低承壓地層是由于特殊巖性的形成、壓實(shí)過(guò)程中,未能形成良好的膠結(jié)和密閉構(gòu)造,在后期地質(zhì)運(yùn)動(dòng)中,發(fā)生巖變,導(dǎo)致地層承壓能力較低,易發(fā)生井漏、井塌等風(fēng)險(xiǎn),還可能造成油氣儲(chǔ)層的破壞。大港油田官962-17斷塊位的沙河街組的生物灰?guī)r、玄武巖、中生界安山巖巖體發(fā)育地層,為典型低承壓地層,鉆井中常出現(xiàn)嚴(yán)重漏失；本文針對(duì)該區(qū)塊低承壓地層井漏狀況和發(fā)生井漏的原因進(jìn)行了分析,依據(jù)官962-17斷塊生物灰?guī)r、玄武巖、安山巖地層特性,在官962-17斷利用雷特高承壓堵漏劑的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),取得很好的效果。

針對(duì)沁水盆地煤層氣鉆井中存在的井壁穩(wěn)定技術(shù)難題,采用x射線(xiàn)衍射、掃描電鏡、泥頁(yè)巖膨脹實(shí)驗(yàn)、頁(yè)巖分散實(shí)驗(yàn)測(cè)試了泥頁(yè)巖和煤巖體的組構(gòu)及理化性能,分析了井壁失穩(wěn)機(jī)理。依據(jù)"多元協(xié)同"防塌原理,研選出了高效包被抑制劑、封堵防塌劑和活度平衡劑,構(gòu)建了泥頁(yè)巖地層防塌鉆井液體系qsft和煤層鉆開(kāi)液qsmz。評(píng)價(jià)結(jié)果表明,qsft體系的粘度、切力適中,濾失量低、泥餅薄,對(duì)200μm裂縫的封堵承壓能力達(dá)3.0mpa;qsft和qsmz具有較強(qiáng)的抑制水化能力,并能顯著增加巖樣單向抗壓強(qiáng)度,對(duì)煤巖體巖心濕測(cè)滲透率的損害均低于30%,干測(cè)滲透率恢復(fù)值達(dá)到95%以上,可作為沁水盆地煤層氣井的鉆井液和儲(chǔ)層鉆開(kāi)液。

元壩16井三開(kāi)井段地層很復(fù)雜,易掉塊、易漏,引起阻卡、井塌、井漏及壓差卡鉆等復(fù)雜情況,而且掉塊硬很難破碎,極易發(fā)生卡鉆事故。針對(duì)這一施工難題,研究了一種強(qiáng)封堵聚硅醇非滲透鉆井液體系,室內(nèi)對(duì)該體系的防塌封堵率及抑制性進(jìn)行了評(píng)價(jià),并在元壩16井三開(kāi)井段進(jìn)行了應(yīng)用。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)施工應(yīng)用證明:該鉆井液體系具有強(qiáng)的封堵防塌、懸浮攜帶及潤(rùn)滑防卡能力,解決了該區(qū)塊易發(fā)生的掉快、井塌、井漏難題,避免了壓差卡鉆等事故,滿(mǎn)足了元壩16井三開(kāi)井段的鉆探要求。

at16井是位于沙雅隆起阿克庫(kù)勒凸起東南斜坡帶的一口探井,該井在石炭系巴楚組鉆遇長(zhǎng)達(dá)261m(5057~5318m井段)的鹽膏層段。由于該井鹽上地層為長(zhǎng)裸眼段,地層壓力系數(shù)低,易漏,因此鉆進(jìn)至井深5000m時(shí),應(yīng)使用承壓堵漏工藝技術(shù)對(duì)井身5000m以上的裸眼段進(jìn)行先期堵漏,使地層承壓能力提高,為鹽膏層順利鉆進(jìn)提供保障。本文對(duì)此次承壓堵漏進(jìn)行了分析,提出了自己的一些認(rèn)識(shí)和建議。