塔里木山前构造复杂地质条件下的钻井液技术在大古一井的应用

塔里木盆地山前构造带是国内钻探难度较大,难题较集中的地区之一。该地区地质条件极为复杂,上部为高陡地层,下部为多套高压盐水层、复合盐层、漏失层、坍塌层及高压气层,地层压力系数高。由于地应力大,裂缝发育,采用高密度钻井液钻遇盐岩、盐膏层、易塌页岩、大倾角易破碎地层时,极易发生井漏和井下出盐水,造成漏、塌、斜、涌、卡钻等复杂情况,严重时解卡无效只能被迫采用侧钻,严重制约了钻井生产速度的提高。介绍了天山南构造带超深井大古一井钻井过程中,针对多套高压盐水层,采用乳化石蜡封堵防塌、非渗透成膜钻井液提高地层承压能力、膨胀型堵漏三道新工艺技术,成功地解决了井塌、井漏、钻井液污染等复杂问题,使山前构造带超深井钻井液技术迈上了一个新台阶。     

阿姆河右岸EHojg-21D钻井工艺技术探索

东霍贾古尔卢克气田EHojg-21D井是阿姆河右岸合同区块的第一口定向探井,该气田地层复杂,上部地层以泥岩为主,易垮塌造成卡钻事故;中部基末利阶盐膏层是高压盐水风险极高地层,地层压力系数达2.30;下部目的层碳酸盐岩存在裂缝和溶洞,钻井作业中可能发生井漏或井喷。该井面临着高钻井液密度条件下盐膏层内定向轨迹稳斜控制难、定向钻遇高压盐水的处理、储层井漏的堵漏压井、井漏与产气同层的井控控制等技术难题。通过EHojg-21D定向探井钻井工艺技术的现场实施,探索解决这些技术难题,为今后地质勘探和钻井工程实施钻定向探井提供参考。     

土库曼斯坦超高压巨厚盐膏层和恶性漏失性产层钻井技术

土库曼斯坦阿姆河右岸气田Ｈｏｊｇ－２１井在巨厚盐膏层内钻遇超高压盐水透镜体,出现大产量高压盐水溢流,压井过程中多次发生井漏;在储层钻进中,钻遇垂直裂缝发育、密度窗口极窄、井漏和出气同层的地层而险象环生。阿姆河公司结合实际情况,应用成熟的盐膏层钻井、随钻堵漏、桥浆堵漏、凝胶堵漏和水泥堵漏等工艺技术,安全顺利完成了钻井任务。该井的成功钻探,完善了阿姆河右岸探区内的安全钻井技术,是阿姆河公司在超高压钻井技术领域取得的重大突破,在超高压巨厚盐膏层及恶性漏失性产层中实现安全钻井积累了宝贵的经验。     

琼库恰克构造分层段钻井液技术

塔西南凹陷琼库恰克构造上部地层严重阻卡，下部地层钻遇高压盐水层、盐膏层和二迭系“红层”，钻井过程中卡、塌、喷、漏等复杂情况频繁发生。本文分析了地层特性与引起钻井复杂情况的原因，根据试验研究和钻井实践提出了分层段的钻井液技术，经过现场验证，证明该技术是成功的。     

阿姆河右岸定向探井钻井关键技术探索与应用

阿姆河右岸区域地面和地质情况均很复杂,具有地层压力高、盐膏层厚和储层埋藏深等特点,且无定向钻探的经验借鉴。鉴于此,通过对地质情况研究、地层压力预测和对潜在复杂情况的分析,确立了定向探井的4层套管井身结构,并完善了适用于巨厚盐膏层的抗盐钻井液技术。通过对已钻井钻遇高压盐水的情况进行分析,优化了井眼轨道设计方案,将造斜点设置于盐膏层以上,在可能出现高压盐水的上盐层底部完成定向增斜,这样即使钻遇高压盐水,仍可采用稳斜或降斜方式钻达目标靶点。定向探井钻井技术已在3口定向探井上顺利应用,生产时效均达到95%以上,其中2号井日产量超过100万m~3。应用结果表明在阿姆河右岸实施定向探井钻井可行。     

土库曼斯坦阿姆河右岸B区高风险气藏安全钻井技术

在土库曼斯坦阿姆河右岸B区钻井史上,由于存在高压浅层次生气层、高压盐水层、高压高产气藏以及巨厚盐膏层的复杂地层,因而井喷、卡钻、高压盐水结晶导致井筒报废等事故频发,钻井成功率仅为64%,钻井安全风险极高,部分气田已禁止钻井施工。为此,针对性地开展了如下安全钻井技术试验与应用:(1)针对浅层次生高压气层,采用小尺寸领眼试钻,很大程度上减少了井筒容积,使进入井筒油气的量大大降低,减少了加重钻井液,加快了压井作业时间,提高了钻遇复杂层的安全性,同时在浅层气井区外围采用了钻大斜度井定向井强采方案;(2)针对高压巨厚盐膏层,优选了与盐膏层相配伍的欠饱和—饱和盐水钻井液体系,优选了盐岩蠕变模型,建立了盐膏层井眼缩径方程,形成了钻井液密度图版,确定了盐膏层安全钻井液密度,有效地提高了盐膏层段钻井液的抗污染性和抗蠕变性,保证了井筒安全。相关配套技术已推广应用近百口井,钻井成功率达100%,井喷发生率为零,解放了"钻井禁区",较好地解决了该区域高风险天然气井安全钻井难题。     

库车山前超深超高压盐水层安全钻井技术探索

库车山前深部巨厚盐膏层地质特征复杂,层间超高压盐水普遍发育,纵横向规律性差,地层压力变化大,预测难度高。盐膏层钻井过程中超高压盐水侵入井筒后,钻井液性能恶化,导致喷、漏、卡等复杂事故频发,严重影响安全快速钻井。结合超高压盐水层钻井特征,通过分析超高压盐水赋存的圈闭特点及实钻情况,在钻井液的盐水污染容量限实验模拟和评价的基础上,开展了超高压盐水层控压排水技术的探索与实践,形成了控压排水配套新技术,通过控制节流阀调节井口回压和钻井液排量等手段,让地层盐水按一定比例均匀侵入到环空钻井液中,单次放水量不超过环空钻井液量的10%,多次放出盐水,降低高压盐水层的地层压力系数。解决了库车山前超深超高压盐水层安全钻井难题。现场试验表明,采取合理的控压排水方法能够降低盐水层的压力,在溢流与井漏的矛盾中找到压力平衡点,有利于井控安全的井筒状态。      

阿姆河右岸复杂碳酸盐气藏上覆巨厚盐膏层优快钻井技术

阿姆河右岸钻遇地层具有浅层高压次生气藏、高压盐水层、高压目的层、高产储层、巨厚盐膏层等"四高一厚"的特征,高压层及巨厚盐膏层安全快速钻进、缝洞型高压储层保护难度大,严重影响高效安全钻井。为了实现稀井高产、高效开发的目的,需要大规模实施大斜度井整体开发,由于目的层上覆巨厚盐膏层,导致造斜段增斜段均在盐膏层中,对井眼轨迹控制提出更高要求。针对上述钻井技术瓶颈及生产需求,开展了分段式地层压力预测、井身结构优化、井眼轨迹优化及钻井液体系优选等技术攻关与研究,形成了浅层次生高压气藏安全钻井、巨厚盐膏层大斜度井钻井、高压缝洞型气藏及上覆巨厚盐膏层钻井流体等特色技术,基本解决了长期困扰阿姆河右岸气田开发的钻井技术难题。     

元素录井技术在塔里木油田现场录井中的应用

针对塔里木油田塔中、塔北、库车三大区块目的层埋深大、构造复杂、地层压力系统差异大、非均质性强以及钻井工艺提升导致的岩屑细碎、地质界面识别不清楚,碳酸盐岩地层划分、界面卡取及膏盐岩层界面卡取难,钻遇高压盐水层及孔、缝、洞发育段出现易漏、溢、卡的钻井复杂加大经济成本,影响钻井周期等一系列问题,在现场录井的基础上,利用元素录井技术将地层资料数据化、曲线化并成图,可直观反映地层变化特征。通过区域井应用元素录井技术并总结、寻找规律,进而对岩性进行有效识别、预判膏盐岩层底部界线、进行碳酸盐岩地层划分和层位卡取,在钻遇异常高压层及孔、缝、洞发育段实现提前预警、规避钻井复杂,在油气勘探开发领域切实发挥了元素录井技术优势。     

塔里木油田库车山前超高压盐水层精细控压钻井技术

塔里木油田库车山前巨厚盐膏层普遍发育超高压盐水,且盐膏层中夹杂破裂压力低的泥岩层,导致安全钻井密度窗口窄, 易发生井涌、井漏、井塌和卡钻等井下故障。通过精细描述钻井液循环系统流量变化特征,定量化钻井液出入口流量差与溢流量、漏失量及高密度钻井液弹性变形量间的相互关系,可以实时快速判断溢流和漏失,计算求取地层压力,并将自动控压排水与控压压回相结合,精确控制地层与井底的压力差,有效控制合适的盐水返出量,大幅降低溢流、井漏等井下风险,形成了超高压盐水层微流量精细控压钻井技术。该技术在克深A井和克深B井进行了现场试验,均安全快速钻穿超高压盐水层,大幅提高了机械钻速,缩短了钻井周期,降低了钻井成本。研究与应用表明,超高压盐水层微流量精细控压钻井技术可快速发现溢流和漏失,精确控制地层盐水返出或者钻井液漏入地层,实现可控微溢流或漏失,大幅减少了盐水排放时间,确保了井眼稳定,实现了安全快速钻穿超高压盐水层的目的,为超深井复杂地层高效钻进提供了新的技术手段。      

盐水溢流衍生黏附卡钻的机理研究

塔里木盆地区域内广泛发育盐膏层，地层系统复杂，在钻遇异常高压盐水层后易发生溢流，引发黏附卡钻。为此，通过建立黏附卡钻模型，进行了高压地层盐水溢流衍生卡钻方面的机理研究，开展了钻井液抗盐污染能力评价试验，研究了钻柱静止时间、轴向摩擦力与扭矩、摩擦因数及压差对黏附卡钻的影响规律。研究结果表明：基于室内试验结果拟合得到泥饼厚度和摩擦因数随盐水体积分数和时间的变化规律，拟合优度R²均大于0.9;轴向摩擦力与扭矩均随钻柱静止时间的延长呈对数型增加，随盐水体积分数的增加而急剧增加，随摩擦因数的增加先缓慢增加后快速增加，随压差的增大几乎持续稳定增加。所得结论可为油田制定防卡对策和安全钻井提供理论支撑。     

YD油田复杂地层井身结构的优化与应用

YD油田钻井中存在地质环境复杂、多套压力体系并存及高压沥青层溢漏同存等问题,给钻井施工和井身结构优化设计带来困难.在实钻资料分析、确定必封点及重新认识Gachsaran地层孔隙压力的基础上,采用自下而上的设计方法,先后形成了适合YD油田复杂地层钻进的3套井身结构.针对部分Gachsaran盐水地层存在异常高压层的情况,从安全钻进角度考虑,设计了高压盐水层井身结构;对于正常压力Gachsaran盐水层,为提高机械钻速和降低钻井成本,形成了简化高效的常规井身结构;对于Kazhdumi高压沥青层,从安全钻井实现地质目的考虑,形成了延长 244.5 mm技术套管和专打专封2种井身结构.优化后的井身结构在YD油田20余口开发井中进行了应用,取得了良好的应用效果.YD油田井身结构的优化,不仅为该油田"二期工程"奠定了基础,也对国内外同类型的碳酸盐岩油藏开发具有借鉴意义.      

HJS-1井钻井液技术的研究与应用

在HJS-1井的相邻地区钻井过程中钻遇高压水层、水化分散能力强的含膏泥岩、复合盐岩层、易漏灰岩等多套复杂层系,井壁失稳导致了复杂事故的发生。使用聚合物钻井液、KCl聚合物钻井液、超高密度盐水钻井液、聚合醇环保欠饱和盐水钻井液等多套体系,满足了钻井施工、地质录井的需要。现场应用表明,KCl聚合物钻井液抗盐膏能力强;超高密度盐水钻井液性能稳定,有效防止了盐层的塑性蠕动,井眼稳定;聚合醇环保欠饱和盐水钻井液,有效地保护了油气层。该区使用环保型水基钻井液顺利完成了全井施工,达到了地质勘探目的。     

超高压盐水溢流处置技术

塔里木山前地区深部地层盐膏层分布复杂,井下事故多发,特别是钻遇超高压(地层压力当量钻井液密度﹥2.30 g/cm~3或绝对压力﹥105 MPa)盐水,面临同一裸眼溢漏同存问题,处理难度大,超高压盐水溢流已成为近年来塔里木山前钻井提速的技术瓶颈之一。通过开展钻井液室内污染控制、盐结晶评价,最大关井压力评估,采用控压钻进及放水降压技术,并在2口井现场应用成功。     

土库曼斯坦亚苏尔哲别油田控压钻井技术

由于土库曼斯坦亚苏尔哲别油田存在两个高压、超饱和、窄密度窗口的盐水层,在钻井过程中易发生井漏和井喷事故。控压钻井技术能有效控制井筒液柱压力剖面,使井底压力与地层压力处于平衡状态,从而实现安全、高效钻井。在分析控压钻井技术应用条件的基础上,分析了控压钻井技术在土库曼斯坦亚苏尔哲别油田的适应性,并制定了钻穿高压、超饱和、窄密度窗口盐水层的控压钻井技术方案。控压钻井技术方案在该油田的4口井进行了应用,未发生井漏和井喷事故,顺利钻至设计井深并顺利下入套管。该油田应用控压钻井技术成功钻穿高压盐水层的经验,为今后处理钻井过程出现的类似问题提供了一种可行的解决方法。      

通南巴深井优快钻井技术

通南巴地区地层复杂,导致井斜控制难度大,机械钻速低,钻井周期长,钻井效率低.分析了该区钻井难点,从钻井工艺上提出了加快通南巴地区钻井效率的技术思路,重点是在上部井段实施空气钻井或垂直钻井;钻遇水层后转化为泡沫钻井或雾化钻井;钻遇须家河含气层时转化为氮气钻井;海相地层推广应用复合钻井技术.对提高通南巴地区钻井速度具有一定的参考价值.     

塔里木盐岩层,盐水层钻井调研分析

本文概述了塔里木盐岩层、盐水层的分布情况，具体介绍了塔里木钻遇盐水层、盐岩层时所遇到的井下复杂情况及其解决方法，阐明了盐水层、盐岩层的形成条件和机理，分析了其危害及复杂性，并归纳了其主要表现特征。认为：（１）钻此类地层时泥浆密度是首要因素；（２）采用合理密度的过饱和盐水泥浆可对付第三系的复合盐层；（３）采用密度的欠饱和泥浆，配合双心钻头的特殊工艺，钻埋藏深、裸眼段长的石炭系盐层，是行之有效的方法；     

巴楚探区深井钻井难点分析与技术对策

新疆巴楚探区是中石化在西北地区的一个重要勘探开发区域,勘探面积大,井深,完钻井少,可参考资料少。该区钻井施工难点主要是钻遇地层年代古老、岩性复杂而坚硬,部分地层存在石膏和膏质泥岩及高压盐水层,钻井工作存在钻速慢、缩径、卡钻及地层坍塌等技术难题,致使钻井复杂故障率高、周期长。针对这些难题,提出了上部地层采用KCl—聚合物钻井液体系、下部采用KCl—聚磺钻井液体系,优选封堵材料,优化钻具组合,深部地层优选钻头等技术对策。通过现场实施,钻井提速提效效果显著,为该区的进一步勘探开发提供较好的借鉴作用,并提出了用减速涡轮复合钻井方式、试用小弯度螺杆和井壁修复器等提速提效建议。     

钻遇高压低渗盐水层是否压稳钻进探讨

通过实例介绍了钻遇高压低渗盐水泥的正确判断，并且阐述了钻遇高压低渗盐水层如何确定合理的钻井液密度的方法。     

土库曼斯坦尤拉屯气田15、16井盐膏层钻井液技术

土库曼斯坦尤拉屯地区15、16气探井盐膏层属上侏罗系克里米得氏组,埋深约为3 400～4 000 m,地层温度、压力都很高,且含高压盐水,天然气和H2S,钻井风险极大.研究应用了高密度(2.40 g/cm3)KC1/饱和盐水聚磺钻井液,该钻井液克服了高压盐水侵、天然气气侵溢流以及盐膏层蠕动而引起的多次井下复杂情况,如多次发生井漏失返、溢流、阻卡等,充分满足了该盐膏层井段地层特性和安全钻井对钻井液技术的要求;同时对尤拉屯气田盐膏层地质特性有了更进一步的认识,为顺利完成土库曼斯坦钻井项目提供了关键技术.