沙漠膜地近平衡压力钻井技术和井控技术.pdf
2 2 石油钻 井工程 9 9 5 年6 月 ] 1 沙 漠 腹 地 近 平 衡 压 力 钻 井 技 术 和 井 控 技 术 圭 绛 金 维 一 审 校 塔 三 木 石 油 勘 探 钻 井 工 程 处 了 j . 摘要本 文 总 结 在塔 里 木 盆 地 沙漠 碰 地 油 气 劫挥 和 开二 使 用 平 拈 井 技 术 和 井 控 技 术 的 燕 验 . 通 过 实 践 摸 索 出 了 两 条 能 否 安 奎 起 下 的 。判 别 标 堆 和 两 步 法 压 井 技 术 对 深 井 拈 井 和 井 控 有 一 定 的 指 导 意 义 . 主 题词 压 笪 韭 丝 。 ≮ 1 前 言 在 钻 井 作 业 中 , 近 平 衡 压 力 钻 井 技 术 和 井 控 技 术 是 发 现 和 保 护 油 气 层 . 防 止 井 喷 和 井 喷 失 控 的 关 键 技 术 。在 沙 漠 腹 地 开 展 钻 井 工 作 与 其 它 地 区 相 比鞍 . 具 有 特 殊 性 和 复 杂 性 , 将 付 出 更 加 高 昂 的 代 价 . 目 此 。 在 沙 漠 腹 地 钻 井 作 业 中 . 虚 用 近 平 衡 压 力 钻 井 技 术 和 井 拄 技 术 更 为 重 要 . 目 前 , 沙 漠 腹 地 尚处 于 勘 探 初 期 , 以 钻 顶 探 井 和 详 探 井 为 主 .鼠 巳 完 钻 的 井 来 看 , 主 要 油 气 层 都 分 布 在 石 嵌 系 和 奥 向 系 地 层 中 . 其 主 要 特 性 如 下 表 层 位 探 虞 巾 产层类型 压力系数 油气比 石嵌 系 3 2 4 O ~3 5 4 8 诂气 层 1 . O 2 ~ 1 . 2 8 1 0 O ~“O 奥陶 系 3 5 6 5 ~3 6 4 4 诂气 层 1 . 1 9 ~ 1 . 2 2 6 o 0 ~3 6 0 0 为 了 加 快 沙 漠 腹 地 油 气 资 源 的 勘 探 和 开 发 速 度 , 更 好 地 发 现 和 保 护 油 气 层 , 杜 篼 井 喷及 其 失 控 事 故 的 发 生 , 近 平 衡 压 力 钻 井 技 术 和 井 控 技 术 的 应 用 , 应 当 受 到 高 度 重 视 . 2 近 平 衡 压 力 钻 井 技 术 在 沙 漠 腹 地 的应 用 近 平 街 压 力 钻 井 技 术 的 棱 心是 t 钻 井 作 业 中 . 在 保 证 井 下 安 全 的 前 提 下 , 尽 可 能 减 步 作 用 在 油 气 层 上 的 泥 浆 液 桂 压 力 与 地 层 压 力 之 间 的 压 差 , 控 制 泥 浆 侵 入 油 气 层 , 从 而 达 到 发 现 和 保 护 油 气 层 的 目的 。 围绕 这 个 棱 心 . 我 们 主 要 傲 了 以下 几 项 工 作 I 根 据 沙 漠 腹 地 的 油 气 层 主 要 特 征 、地 层 压 力 梯 度 曲 线 、地 层 破 裂 压 力 曲 线 、 岩 性 剥 面 及 通 过 理 论 计 算 和 概 率 统 计 方 法 确 定 出 抽 汲 压 力 允 值 、激 动 压 力 允 值 、泥 浆 密 度 允 值 、 井 捅 允 值 、 正 常 压 差 卡 钻 允 值 、异 常 压 差 卡 钻 允 值 等 六 十 基 础 参 数 . 进 行 科 学 的 井 身 结 构 设 计 . 尽 可 昭 避 免 在 棵 眼 井 段 出 现 两 个 压 力 梯 虚 不 同 的 产 层 . 为 实 现 近 平 衡 压 力 钻 井 创 造 了 条 件 . 2钻 井 液 密 度 的 确 定 以 棵 眼 井 段 的 最 高 地 层 压 力 为 基 准 , 严 格 地 控 { I j附 加 压 力 值 , 油 气 控 制 在 】.5~ 3 0 MP a. 气 层 控 制 在 2.0~3 5 MP a . 对 于 已知 地 层 压力 梯 度 的 维普资讯 第 2 卷第 2期 李锋 渺 漠腹地近平衡压力钻井技术和井控技术 2 3 井 , 附 加 压 力 值 拄 下 限 附 加 ; 对 于 地 层 压 力 梯 度 不 清 楚 的井 , I 甘加 压 力 值 按 上 限 附 加 . 3在 钻 开 油 气 层 过 程 中 , 不 论 是 垒 面 钻 进 还 是 取 芯 钻 进 , 起 钻 前 坚 持 循 环 观 察 有 无 油 气 显 示 l 发 现 袖 气 显 示 , 必 须 采 取 。 短 程 起 下 钻 , 循 环 观 察 的 方 法 来 检 查 起 下 钻 过 程 中 泥 浆 静 菠 柱 压 力 是 否 能 压豫 袖 气 层 。 在 短 程 起 下 钻 岳 , 循 环 观 察 到 油 气 显 示 , 我 们 采 用 综 合 录 井 仪 测 定 出 油 气 上 窜 速 度 , 并 用 岳 敷 反 应 气 体 全 量 分 布 曲 线 和 持 续 时 间 的 方 法 来 掌 握 井 内 气 量 和 气 体 的 动 态 , 经 过 反 复 对 比 。 制 定 出 两 条 安 全 起 钻 判 断 标 准 ① 在 起 下 钻 过 程 中 , 气 体 的 上 窜 高 度 在 井 r l 1 0 0 0 m 以 下 ; 在 起 下 钻 过 程 中 , 气 体 虽 然 上 窜 到 井 r l, 但 上 窜 至 井 口 的 气 体 体 积 较 小 , 不 足 以 影 响 井 内 的 压 力 平 衡 . 若 在 短 起 下 钻 后 , 循 环 观 察 测 定 的情 况 能 满 足 以 上 任 何 一 条 标 准 , 即 可 认 为 此 时 起 下 钻 是 安 全 的 t 否 则 t 需 要 提 高 泥 浆 密 度 . 由 于 总 结 出 了 这 套 科 学 的 测 定 方 法 和 判 断 标 准 , 避 免 了 盲 目 地 提 高 泥 浆 密 度 的 作 法 。 有 效 地 保 护 丁 油 气 。如 塔 中 四 井 ,油 气 压 力 系 教 为 1-2 2~ 1 .21, 我 们 使 用 了密 度 为 1.2 3~ 1 .2 2 g/ ‘的 泥 浆 实 现 了 安 垒 钻 井 在 塔 中 ‘01井 和 4 0 2井 采 用 同 样 的 技 术 , 也 获 得 丁 良好 的 效 果 . 4在 油 气 层 裸 露 情 况 下 , 起 下 钻 开 始 5 0 0m 内 ,起 钻 速 度 严 格 限 翻 在 0.3~ 0 . 4 2 n/ s范 晤 内 以 减 步 抽 援 效 应 I 在 整 个 起 钻 作 业 中 , 规 定 每 起 出 3~ 5柱 钻 杆 戚 1柱 钻 铤 向 井 内 灌 人 与 钻 具 体 积 相 同 的 泥 浆 。 严 格 控 嗣 井 内 泥 浆 藏 面 , 使 之 不 取 于 大 幅 度 下 障 . 提 倡 采 用 向 井 内连 续 灌浆 的 方 法 . 5 在 钻 进 中 发 生 溢 藏 , 立 即关 井 隶 压 .关 井 求 压 过 程 中 ,由 于 立 苗 压 力 受 气 体 上 窜 和 温 度 的 影 响 ,以 及 压 力 表 寮 I 度 较 大 影 响 读 数 的 准 确 性 , 以 致 难 以 作 为 确 定 压 井 泥 浆 密 度 的 确 切 依 据 . 为 此 , 压 井 作 业 一 般 甩 两 步 法 即 先 选 用 偏 低 的 泥 浆 压 井 . 若 投 有 压 话 油 气 层 , 再 循 环 加 重 泥 浆 压 尊 油 气 层 。 进 样 , 虽 然 压 井 作 业 时 间 相 对 增 长 了 , 但 是 保 证 了 近 平 衡 压 力 钻 井 技 术 的 实 施 . 3 井 控 技 术 沙 漠 腹 地 水 捃[ 缺 乏 , 气 候 恶 劣 , 运 糖 围 难 , 钻 井 成 本 高 。目前 主 要 是 钻 援 棒 井 和 详 探 井 . 根 据 这 些 特 点 。 我 们制 定 了 瑰 阶 段 沙 漠 腹 地 的 井 控 技 术 对 策 ,以 二 次 控 捌 为 重 点 , 同 时 认 真 做 好 一 次 井 控 工 作 , 采 取 各 种 措 施 防 止 井 喷 及 其 失 控 事 故 的 发 生 . 井 控 工 作 的 重 点 放 在 石 炭 系 和 奥 陶 系 .为 此 , 我 们 主 要 做 好 以 下 几 项 工 作 1 选 用 适 合 抄 漠 钻 井特 点 的 井 控 装 置 , 搞 好 配 套 和 安 装 . 强 化 井 控 装 备 的首 理 . ① 井 控 装 备 的 选 择 . 在 沙 漠 钻 井 的 韧 期 。我 们 主 要 从 质 量 着 手 来 选 用 井 控 装备 .通 过 比较 t 选 择 其 中 质 量 最 好 的 井 控 装 备 进 入 沙 漠 中 使 用 。经 过 一 段 时 间 的 实 践 , 我 们 认 识 到 井 控 装 备 在 使 用 中 难 免 告 出 现 选 样 或 鄢 样 的 问 题 , 为 了 避 免 嗣 现 场 维 謦 田 难 影 响 生 产 , 因 此 , 要 求 进 入 沙 漠 中 使 用 的 井 控 装 备 不 仅 要 质 量 好 . 而 且 还 要 现 场 堆 謦 方 便 . 随 着 对 沙 漠 钻 井 所 需 井 控 装 备 在 认 识 上 舳 莲 步 加 深 , 我 们 针 对 暴 露 出 的 目题 . 及 时 与 生 产 厂 家 舍 作 进 行 了 以 下 几 点 改 进 a .增 加 访 喷 器 控 制 系 统 蓄 瞻 嚣 的 窖 量 , 采 用 手 动 和 气 动 两 用 减 压 调 压 霸 ,提 高 防 喷 器 控 稍 系 统 工 作 的 可 靠 性 。 维普资讯 2 d 李锋 沙漠腹地近平衡压力钻井技术和井控拄术 第 2 卷第 2 期 b.改 进 远 程 控 制 台 活 动 房 的 设 计 , 提 高 密 封 性 ,增 加 防 冻 保 温 设 施 。 这 样 既 能 防 止 固 砂 侵 而 影 响 各 类 饲 件 、 { ; 器 寿 命 ,又 能 防 止 蓄 能 器 胶 囊 在 低 温 下 脆 裂 . c.在 节 流 管 汇 和 压 井 管 汇 上 增 设 防 砂 栅 , 既 可 以 防 止 风 砂 对 闷 寿 命 的 影 响 ,又 为 其 冬 季 防 冻 保 温 工 作 创 造 了 有 利 条 件 , 并 且 可 以 保 证 在 风 季 压 井 使 用 中 ,人 员 准 确 地 操 作 井 控 装 备 的 配 套 。根 据 抄 漠 钻 井 和 地 质 录 井 的 1 } 亭要 , 探 井 均 配 备 了 。 综 合 录 井 仪 ,为 及 时 发 现 滥 流 提 供 了 有 力 的 手 段 . 井 I Z l 配 套 使 用 套 管 头 , 不 仅 提 高 了 井 口 装 置 的 可 靠 性 , 而 且 为 井 控 设 备 试 压 、 检 修 以 及 滥 流 的 处 理 创 造 了 有 矛 口条 件 . 井 控 设 备 及 专 用 工 具 的 配 套 均 接 总 公 司 ‘科 学 钻 井 装 备 配 套 标 准 , 执 行 。 2以 二 次 控 制 为 重 点 , 摸 索 和 完 善 适 合 抄 漠 腹 她 的 井 控 工 艺 技 术 ① 认 真 做 好 井 控 设 计 。 根 据 全 井 最 高 地 层 压 力 和 井 身 结 构 选 择 井 控 装 备 的 压 力 等 级 和 尺 寸 , 并 且 确 定 出 各 砍 开 钻 前 井 控 装 备 的 试 压 值 为 了 防 止 井 喷 及 其 失 控 事 放 的 发 生 , 一 般 井 控 设 备 的 压 力 等 级 高 于 全 井 最 高 地 层 压 力 . 对 于 已 知 地 层 压 力 系 数 的 评 价 井 和 开 发 井 , 接 能 使 参 加 循 环 的 泥 浆 密 度 提 高0.0 5 g/ e r a ‘储 备 重 浆 或 加 重 材 料 . 对 于 地 层 压 力 系 统 不 清 楚 的 探 井 , 接 能 使 参 加 循 环 的 泥 浆 密 度 提 高0 .1 0g /姗 储 备 重 浆 或 加 重 材 料 . 严 格 执 行 钻 开 油 气 层 的 各 项 技 术 措 施 。 a.在 钻 开 油 气 层 过 程 中 , 要 求 。及 时 发 现 溢 藏 , 接 正 确 的 关 井 程 序 及 时 美 井 . 在 钻 开 第 一 十 油 气 层 前 5 0 m 至 完 井 , 必 须 进 行 啦 藏 监 测 和 泥 浆 工 坐 岗 观 察 相 结 合 的 溢 流 监 测 制 度 ,防 喷 演 习 接 四 七 动 作 进 行 。通 过 防 喷 演 习 提 高 钻 井 队 的 井 控 意 识 和 井 拉 技 术 素 质 , 从 而 选 到 。一 方 报 警 、两 方 关 井 的 井 控 技 术 要 求 .沙 漠 腹 地 在 钻 井 过 程 中发 生 过 6砍 溢 流 , 其 中 4扶 做 到 了 及 时 发 现 和 及 时 关 井 。 b . 在 井 内 油 气 层 裸 露 的 情 况 下 , 若 因 故 需 要 静 止 等 待 或 检 謦 设 备 时 同 较 长 时 . 要 求 将 钻 具 下 至 套 管 鞋 。 c .前 违 6砍 溢 流 中 , 其 中有 3次 溢 流 发 生 在 起 下 钻 过 程 中 . 针 对 这 一 实 际 情 况 , 我 们 先 后 用 分 段 循 环 压 井 法 压 回 基 辱 特 殊 压 井 方 法 成 功 地 处 理 了 溢 藏 . d.为 避 免 冬 季 在 关 井 求 压 和 压 井 施 工 的 间 隙 时 间 内 出 现 管 线 、 钻 具 冰 堵 的 现 象 , 我 们 制 定 了 相 应 防 冻 保 温 措 施 , 保 证 了 关 井 求 压 和 压 井 施 工 的 正 常 进 行 。 e .根 据 沙 漠 腹 地 风 季 的 特 点 , 要 求 从 节 流 管 汇 和 压 井 管 汇 分 别 接 出 一 条 1 2 7 Mi l l 放 喷 管 线 , 长 度 不 步 于 l 0 0 m , 保 证 放 喷 安 垒 .由 于 砂 于 之 闻 无 粘 接 力 一 固 定 放 喷 管 线 完 全 依 靠 水 泥 基 墩 的 重 量 ,因 此 , 沙 漠 腹 地 的 水 泥 基 墩 长 宽 高 尺 寸 各 为 l m,达 到 固 定 放 喷 管 线 的 要 求 . 及 时 总 结 和 制 定 对 付 高 压 盐 水 层 的 井 控 技 术 措 施 . 最 近 ,巴 东 2井 和 塔 中 1 8 井 相 继 在 钻 进 中 发 生 盐 水 滥 流 。 由 于 地 质 情 况 不 清 楚 , 突 然 钻 遇 高 压 盐 水 层 , 对 高 压 盐 水 的 危 害 性 、破 坏 性 认 识 不 足 , 处 理 操 作 不 当 ,造 成 恶 性 卡 钻 事 故 。 针 对 钻 员 高 压 水 层 的 7十 主 要 特 征 钻 时 加 快 、井 I Z l 啦 流 、 泥 浆 密 度 下 降 、粘 度 发 生 变 化 、失 水 增 加 、 C L 一含 量 上 升 、P H 值 下 降 等 翩 定 出 井 控 技 术 措 施 为 钻 谓 盐 水 层 后 , 应 立 即 停 钻 , 关 井 求 压 , 确 定 合 理 的 泥 浆 密 度 , 及 时 组 织 压 井 作 业 ; 或 井 下 情 况 比 较 危 险 时 , 可 转l 3 页 维普资讯 第 2 卷第 2 期 武子麒 夏子街气顶气藏中几十主要损害匿摩及预防措篙的研究 ‘1 3 1中强 程 度 的 水 域 性 , 渗 透 率 损 失 迭 71% . 2强 的 盐 缴 感 特 性 , 低 于 地 层 水 矿 化 度 时 渗 透 率 损 失 增 大 . 3 中 等 程 度 的 流速 敏 感 性 , 赦 粒 运 移 造 成 的 渗 透 宰 损 害 率 平 均 为 5 9 . 3 。 4强 的 水 锁 效 应 , 平 均 永 锁 损 害 率 达 7 3 .2 。 这 些 敏 感 性 因 素 的 存 在 , 会 对 气 藏 造 成 严 重 的 损 害 , 再 加 上 气 藏 率 身 具 有 的 高 压 力 敏 感 性 , 更 会 增 加 克 服 损 害 的 难 度 。 因 此 要 求 进 入 储 层 的 完 井 液 ,必 须 是 优 质 低 伤 害 的 , 要 具 有 良 好 的 封 堵 能 力 } 进 入 储 层 内 部 的 堪 液 性 质 . 必 须 与 储 层 特 性 相 匹 配 , 即 撼 旅 要 具 有 良好 的 抑 悄 性 及 髓培 有 效 减 轻 水 锁 效 应 的 特 性 .通 过 实验 研 究证 明 , 采 甩 以 下 措 施 综 音 治 理 , 方 可 有 效 地 预 防 、 减 少 各 种 损 害 的 发 生 1 使 用 封 堵 性 完 井 液 体 系 , 形 成 薄 而 致 密 的 滤 饼 及 浅 而 致 密 的 屏 蔽 层 . 对 储 层 裘 面 进 行 快 速 封 堵 . 可 最 大 限 度 地 靖 少 滤 液 对 储 层 的 侵 入 及 枵 条 , 防 止 后 续 工 作 藏 对 储 层 再 次 污 染 。 2 完 井 藏 泥 浆 中 妥 有 接 近 地 层 永 组 成 的 盐 类 及 矿 化 度 来 抑 悄 储 层 中 牯 土 矿 物 的 水 化 膨 胀 , 防 止 水 敏 损 害 . 3完 井 液 体 系 中 必 须 辩 加 能 与 储 屠 相 匹 配 的 、船 有 效 降 低 滤 液 表 面 张 力 的 助 剂 来 降 低 气 藏 的 毛 细 管 压 力 藏 含 水 饱 和 度 , 靖 轻 水 镀 效 应 对 储 层 造 成 的 损 害 . f 本篇责任编辑张育慈、 I l 9 9 5 0 3 一 l 8 J 接 2 4 页 根 据 现 场 实 际 情 况 立 即 将 钻 具 提 刊 安 全 井 殷 或 套 管 鞋 , 再 组 錾 l 压 井 分 殷 期 跟 到 底 , 恢 复 钴进 . 这 些 为 正 确 处 理 好 高 压 盐 水 层 奠 定 了 基 础 。 ④ 建 立 和 建 金 井 控 的 各 疆 规 章 翻 度 , 形 成 了 强 有 力 的 井 控 管 理 体 系 , 确 保 抄 漠 腹 地 井 控 工 作 的 顺 利 开 展 , 并 起 到 了 良好 的 保 障 作 用 . . 4 结 论 1 井 控 设 备 的 科 学 配套 是 实 施 近 平 衡 压 力 钻 井 和 井 控 技 术 的 物 质 前 提 . 2 在 实 践 中 摸 索 出 的 两 条 能 否 安 全 起 钻 的 判 断 标 准 和 。 两 步 击 压 井 是 及 时 发 现 和 保 护 油 气 层 的 技 术 . 它 在 深 井 中 有 普 遍 意 义 . 3 井 控 技 术 的 恻 度 化 是 近 平 衡 压 力 钻 井 和 井 控 得 以 落 实 的保 证 . 4 冬 季 井 控 管 线 的 防 冻 保 温 措 施 是 顺 利 实 施 二 戎 控 翻 必 须 考 虑 的 回詹 . 5 耍 认 真 对 待 盐 水 溢 沆 .设 计 上 要 综 合 考 虐 , 井 身 结 犄 应 留 有 亲 地 } 掌 握 盐 水 滥 巍 的 特 征 , 严 格 执 行 对 付 高 压 盐 水 层 的 井 控 技 术 措 施 . , 本篇青任编辑田效山\ l 1 9 9 5 0 l J 维普资讯