建南地区巴东组以上地层气体钻井适应性分析.pdf

第 2 0卷第 1 期 江汉石 油科技 2 0 1 0年 3月 J I A N G H A N P E T R O L E U M S C I E N C E A N D T E C HN O L O G Y V0 1 ． 2 O N o ． 1 Ma r ． 2 01 0 建南地 区巴东组 以上地层气体钻 井适应性分析 邓 晓玉 张承平 江汉油田分公司天然气勘探开发处 摘要建南地 区巴东组以上地层钻井过程 中井漏频繁 ， 采用了多种堵漏治漏方法和措施 ， 效 果并不理想， 不仅严重制约 了钻井工程进度 ， 而且成本非常高。空气钻 井具有克服 井漏、 提 高机械 钻速、 延长钻头使用寿命等优点。本文通过对建南地 区巴东组 以上地层气、 水分布调查， 基本摸 清 了气、 水层分布规律 ； 结合建南地 区3口井空气钻 井实际应用情 况， 分析 了气体钻井技术在建南地 区巴东组以上地层钻井的适应性。研 究结果表明 在建南地 区巴东组 以上地层适合使 用空气钻井 技术。 关键词 气体钻井 巴东组以上地层适应性分析漏失空气钻井 1 概述 建南地区是指建南气 田及其周围的含气构造 ， 地处鄂西渝东褶皱交汇带， 属于大川东北油气 富集 带。其 巴东组 以上地层压力系数低 ， 常钻遇长井段 低压漏失带引起严重井漏。为缩短钻井周期、 节约 成本， 结合建南地区巴东组以上地层地质特点， 我们 从 2 0 0 6年开始在建南地 区二开钻进 巴东组以上地 层时引进了气体钻井技术 。截至 2 0 0 9年 3月 ， 建南 地区已有3口井实施了空气钻井， 较成功地解决了 巴东组以上地层钻井井漏等复杂问题 ， 同时提高了 钻井机械速度 、 延长了钻头使用寿命 、 降低了钻井成 本。气体钻井加快了建南地区钻井施工周期， 提高 了油气勘探开发效益。 2 建南地区巴东组以上地层漏失及气 水分布情况 建南地 区巴东组以上地层 ， 包括中三叠统 巴东 组、 上三叠统须家河组、 下侏罗统自流井组及中侏罗 统沙溪庙组 ， 缺失上侏罗统， 中侏罗统沙溪庙组遭受 不同程度剥蚀。 2 ． 1 建南地区巴东组以上地层漏失情况 建南气田详探以来， 钻井施工中井漏一直频繁 发生 ， 采用了多种堵漏治漏方法和措施 ， 效果并不理 想， 严重制约了钻井工程进度 ， 造成钻井成本太高。 随着钻井技术的发展 ， 堵漏技术及堵漏材料都有 了 改进， 但新一轮钻井 因井漏造成 的经济损失 以及对 地层造成的污染从未减少 ， 解决在 常规堵漏难以奏 效、 耗资巨大情况下的井漏问题成为建南气田发展 最为迫切的需求。建南地区巴东组以上地层钻井中 具体漏失情况见表 1 。 2 ． 2 建南地区巴东组 以上地层气、 水分布情况 通过对建南地区地质调查， 结合空气钻井实钻 情况 ， 分析认为建南地区 中三叠统巴东组以上的陆 相地层中可能钻遇的气 、 水层有四层 珍珠冲、 须 四 段、 须六段及 巴东组 见表 2 ， 且气水产量较小 出 水量小于空气钻井要求5 m ／ h ； 而巴东组以上地层 气、 水产量较大的井主要分布在建南构造北高点黄 金沟一带 建 2 9 井建 3 4井 区域 见图 1 ， 如建 4井 自流 井 组 8 3 5～8 7 0 m中途 测 试 气 产 量 3 3 7 5 m ， 水产量 2 5 4 m 。 3 建南地区巴东组以上地层气体钻井 适应性分析 3 ． 1 建南地区巴东组以上地层钻井面临的困难 由于建南地 区巴东组以上地层漏失层段多、 井 段长 、 漏层连续不断 ， 没有具体 的漏层位置 ， 采用常 规钻井液钻进时， 往往造成堵漏困难或出现“ 有进 第一作者简介邓晓玉， 女， 2 0 0 0年毕业于石油大学 华东 石油工程专业 ， 工程师， 从事钻井设计和钻井监督工 作多年。 第 1期 邓晓玉等 建南地 区巴东组 以上地层气体钻井适应性分析 3 l 建平 5井 自流井组 须家河 1 2 8 9 ． O 8 l 5 7 2 ． 7 9 6 ． 1 平均 8． 1 泥浆 1 0 8 泥浆 3 1 6 自流井 1 3 4 0 ． 7 9～1 3 7 5 建 平 7 井昙 ～ 须 家 河 217 47 26 ～9 21 451舛 。 有 进 无 出 有 进 无 出 6 ． 8 平均 泥浆 3 1 5 泥浆 3 7 5 泥浆 3 7 0 巴东组 2 3 5 6 2 6 1 8 4～6 泥浆 1 1 0 该井总计损失 时间 6 7 7 ． 5 h ， 总计漏失 泥浆 1 1 7 0 无出” 的恶性漏失 ， 如建评 7井 、 龙 8井 、 建 3 5 一 支平 1 井等都发生过严重井漏 。同时 由于地层压力系数 低、 地层承压能力弱 ， 严重影响了固井质量 ， 如建平 5井 固技套损失水 泥浆 2 8 5 m ， 1 5 0 0 m 以上无水泥 ； 建 3 5 一 支平 1井固技套水泥浆漏失造成 1 7 7 5 m 以上 无水泥 。发 生过漏失 的地层 由于地层承 压能力低 双凝双密度固井需上部地层最低承压能力 1 ． 4 5 ， 大部分 固井都会发生漏失泥浆 、 固井质量差 ， 为后期 气井正常生产及措施改造埋下隐患 。因此在建南地 区新井的快速钻进及优质固井是钻井完井工程首先 要予以解决 的问题。 对于这类长井段复杂井漏 ， 其地层承压能力低、 漏失层段多、 漏失通道对压力非常敏感等 ， 给堵漏及 钻井工程带来了很大 的难度。由于漏失通道没有 明 显的“ 喉道” ， 桥接堵漏材料难 以在漏失通道 中形成 稳定的“ 架桥” ， 加之对压力极为敏感 ， 采 用桥 浆堵 漏关井挤压时， 除漏失通道开口尺寸将发生变化外 ， 还容易诱发形成新 的漏失通道 ， 致使堵塞不牢 ， 即使 形成暂时堵塞 ， 在后续钻井作业 中， 受井筒压力波动 的影响 ， 堵塞物易 于从漏失通道 中“ 吐 出” 来， 造成 重复漏失 。由于漏失层段多 ， 且各漏失层段 的漏失 吸收系数不同， 即使用水泥浆堵漏， 施工中大部分堵 漏水泥浆进入较大开 口的漏失通道， 而进入较小开 口漏失通道中的堵漏水泥量相对较少 ， 甚至有 的小 漏失通道 中可能没有堵漏水泥浆进入 ， 因表层套管 下入深度较浅 ， 堵漏施工时的关井挤压受到限制 ， 难 以从根本上提高漏失井段的承压能力。因此 ， 对于 长段低压井漏 ， 采用单一 的常规钻井及堵漏的方法 ， 难以达到快速钻穿长井段复杂地层 的 目的， 建议综 合应用包括空气钻井、 充气流体钻井、 泡沫钻井、 雾 化钻井等多种技术 。 3 ． 2 建 南地区 3口井空气钻井应用情况 龙 8井位于重庆市万州区龙驹镇龙溪村五组凉 水井处 ， 构造位置为鄂西渝东区石柱复向斜龙驹坝 3 2 江汉石油科技 表 2 建南地区巴东组以上地层气水分布情况 图 1 建南构造北高点黄金沟一带产水量分布区域 构造中西部 ， 由江汉钻井公司5 0 7 8 6 J H钻井队承钻。 该井于2 0 0 6年 4月9日从井深4 6 0 m开始进行空气 钻井 施工 ， 空 气 排 量 为 1 2 0 m 。 ／ ra i n ， 立 管 压 力 为 2 0卷 2 M P a 。至 4月 2 5日钻至井深 1 3 4 0 ． 7 0 m 进入嘉五 段 1 2 9 ． 7 m 时， 立压升至 3 ． 0 MP a ， 地层 出水量超过 1 0 m。 ／h ，已无法继续进行空气钻井 ， 于是起钻后转 第 1期 邓晓玉等 建南地 区巴东组 以上地层 气体钻井适应性分析 3 3 表 3 龙 8井空气钻井施工参数表 表4 建4 3 1并二开空气钻井施工数据 空气 钻井 开 始 时 间 结 束 时 间 钻 段 卷 纯 繁 问 平 速 2 o o 8 ． 8 ． 1 3 2 o o 8 ． 9 ． 1 O 5 O 2 ～ 2 7 5 5 2 2 5 3 4 3 7 ． 2 5 表 5 建评 1 2井空气钻井施工参数表 表 6空气钻 井与常规钻井对 比分析数据表 化为钻 井 液钻 进。本 次 空气 钻 井钻 进 进 尺 8 8 0 ． 7 0 m， 共使用 4只钻头 ， 纯钻时间 1 9 4 ． 3 3 h， 平均机械 钻速 4 ． 5 3 m／ h 见表 3 。 建 4 3 1 井位于重庆市石柱县黄水镇清河村羊洞 组 羊洞乡 北 西 7 4 0 m， 构造位置是石柱复 向斜 中 部潜伏构造带建南构造 南高点东翼。该井 于 2 0 0 8 年 8月 1 3日从井 深 5 0 3 m开始进行空气钻进 ， 空气 排量 1 8 0 m ／ m i n ， 立管压 力为 2 MP a 。至 9月 1 0 日 空气钻进至 2 7 5 5 m 进入嘉五段 6 m ， 空气钻结束 ， 钻穿 巴东组。本次空气钻共使用 5只钻头 ， 纯钻时 间4 3 7 ． 2 5 h ， 总进尺 2 2 5 2 m， 平均机械钻速 5 ． 1 7 m ／ h 见表 4 。 建评 l 2井位 于湖北省利川市建南镇乐福店 管 理站平镇分站 ， 其构造位置是石柱复 向斜 中部潜伏 构造带建南构造 。该井于 2 0 0 8年 9月 2 1日从井深 2 0 8 m开始 进 行空 气 钻井 施 工 ， 空 气排 量 1 7 0 m ／ m i n ， 立管压力 11 ． 4 MP a ， 截止 1 0月 1 1日钻进 至 井深 2 0 8 7 ． 1 4 m 进入嘉五段 3 6 ． 1 4 m 时 ， 由于地层 出水停 止空 气钻 进 ， 总进 尺 1 8 7 9 ． 1 4 m， 纯钻 时 间 3 1 0 ． 1 7 h ， 平均机械钻速 6 ． 0 5 m ／ h 。空气钻井过程 中 共使用牙轮钻头 4只， 单只钻头最大进尺 7 9 6 ． O m， 最长纯钻时间 1 5 6 h 。施工参数见表 5 。 3 ． 3 建南地区巴东组以上地层气体钻井适应性分 析 通过对 巴东组 以上地层岩石、 物性及钻井 中的 漏失情况分析 ， 认为其储集类型为孔隙一裂缝型、 地 3 4 江汉石油科技 第 2 O卷 压系数 0 ． 9～1 ． 0 、 地层硬度大、 井壁稳定 ， 适合空气 钻井。根据龙 8 井、 建 4 3 1 井、 建评 1 2井 3口井空 气钻井实钻数据分析 ， 空气钻井是相 同条件下常规 钻井机械钻速的2 4倍 ， 而常规钻井钻相 同地层所 需钻头数量是空气钻井的 23倍 见表 6 。尽管 地质调查巴东组以上地层钻进 中珍珠冲、 须家河组 及巴东组地层可能出水或天然气 ， 但通过 3口井的 实际钻进， 认为建南地区巴东组以上地层产水量很 小 小于空气钻井 出水量要求 5 m 。 ／ h ， 天然气量也 在很低的范围内， 是符合空气钻井选井条件的， 所以 建南地区巴东组以上地层选用空气钻井是合适的。 尽管空气钻井实钻过程中也出现了断钻具、 出 水卡钻等问题， 但综合分析我们认为在建南地区巴 东组以上地层实施空气钻井工艺是成功的， 它确实 起到了提高机械钻速和防止低压地层井漏发生的目 的。空气钻井过程 中如何解决好地层出水 、 避免复 杂事故发生 ， 做好空气钻前期地质调研准备工作及 组织好现场监督工作是解决问题 的关键。建南地区 的空气钻井工作刚刚开始， 通过不断的摸索和努力， 结合巴东组以上地层地质特征、 找出规律， 不断优化 空气钻井方案， 实现建南地区巴东组以上地层优质、 快速钻进是完全可能的。 4 认识与结论 1 大力推广空气钻井技 术在建南地 区的应 用， 并且逐步扩展气体钻井的多样化， 加快建南地区 勘探开发工作节奏， 早 日 实现天然气的大发展。 2 在实施空气钻井前， 做好前期地质调查工 作 ， 精确预测可能钻遇气 、 水层位置， 井 队提前做好 应急预案及准备工作。 3 在空气钻井过程中， 要遵循钻井方式转换 原则 ， 严格按照空气钻井设计施工 ， 一旦出现必须转 换的条件 ， 要尽快转换钻井液体系。 4 空气钻井施工现场 ， 要成立现场指挥小组 ， 组织协调好现场的各项工作， 对空气钻井的紧急状 况能及时处理 ， 避免出现不必要的事故。 编辑汪孝芝 隐 蔽油 气藏 隐蔽油气藏的概念最早是卡尔提出来的。提出这一概念的根本原 因是在寻找背斜油气藏 的过程中发现了不受背斜控制、 形态各异、 成因不明、 难 以预测的非背斜油气藏 。 对于 目前隐蔽油气藏的概念 ， 概括起来有 3种 第 1种为广义 的地层油气藏 ， 包括狭义的 地层油气藏、 不整合、 古地貌油气藏和岩性油气藏； 第 2 种指所有的非构造成因所形成的油气 藏类型 ， 包括岩性油气藏、 地层油气藏、 混合油气藏和水动力油气藏 4大类 ； 第 3种是指用 目前 普遍采用的勘探方法难以圈定其位置的油气藏， 一般包括地层岩性型、 古地貌型和不整合型油 气藏。 在现阶段， 关于隐蔽油气藏的分类方案很多， 存在很多争议。通常， 根据隐蔽油气藏的成 因， 可将其分成构造型隐蔽油气藏、 岩性型隐蔽油气藏、 地层型隐蔽油气藏和复合隐蔽油气藏。 由于隐蔽油气藏固有的复杂性， 现有的地质认识和勘探技术远远满足不了精确的勘探要 求。但其发展趋势可归结为 1 对于盆地内油气整体分布规律进行系统总结认识 ， 分析盆地 内不同类型油气藏之间 的成藏制约关系 ， 未来储量持续增长的新领域等， 对复杂的非常规 隐蔽油气藏成 因机理、 预测 方法及勘探方向进行深入分析， 正确地进行资源评价和经济评价 ， 精确预测油气范围。 2 结合隐蔽油气藏多期成藏 ， 多期旋回调整的特点 ， 确定其构造变动时期和有效烃源岩 灶及生排烃状态， 深入研究其成因机理， 形成有效的预测方法。 3 多学科综合研究， 多技术协同作战。 4 地震探测将进一步向提高地震分辨率、 信噪比、 深层成像效果、 捕捉多信息的能力方 向发展 ， 全面、 系统地开展三维非均质体地质建模工作 ， 储层预测向半定量一 定量化转化发展。 5 加强隐蔽油气藏勘探风险分析。 江科摘 自 块断油气藏} 2 0 0 9 ， N o 4