准噶尔盆地克拉美丽气田裂缝性火山岩井壁稳定性分析与研究

准噶尔盆地克拉美丽气田是裂缝性火山岩气藏,地层裂缝发育,钻井难度大。井壁稳定性分析研究
将为克拉美丽气田井身结构设计、水平井钻井方向选择、钻头选型、防漏堵漏等钻井难题的解决提供指导和依据。
利用测井资料所解释的各层位井段岩石弹性参数、强度参数、地应力剖面等数据,进行井壁稳定性分析研究,建立
了克拉美丽火山岩气藏地层坍塌压力、地层破裂压力随井斜角、方位角的变化关系图。此研究成果将为为后期钻
井提供理论支持。     

基于地质力学的裂缝性储层水平井井眼方位优化

由于裂缝性储层裂缝发育,裂缝性储层水平井与常规储层水平井相比,优化水平井井眼方位需要考虑的因素更多,也更为复杂。文中以地质力学为基础,在优选裂缝性储层水平井井眼方位的同时,考虑天然裂缝分布、天然裂缝的激发和井眼稳定性,从地质、钻井和压裂的角度出发,采用理论研究和数值模拟,形成了裂缝性储层水平井井眼方位优化方法。首先,根据井壁成像数据对天然裂缝分布进行统计分析,选择天然裂缝发育的方位;其次,通过建立天然裂缝面的应力模型,计算在一定压裂压力下容易滑动的天然裂缝方位;最后,通过建立裂缝性储层的井眼稳定模型,计算出在确定的方位范围内井眼相对稳定的方位作为优选的水平井方位。优选的裂缝性储层井眼稳定方位既有利于压裂裂缝与天然裂缝沟通,又相对容易激发天然裂缝,且井眼相对稳定,对于提高单井产量、减少工程复杂有重要作用。     

克拉美丽气田产能影响因素分析

克拉美丽火山岩气田包括滴西17、滴西14、滴西18和滴西10等主要气藏,不同井区开发效果差异明显,且同一井区不同井单井产能也存在较大差异,产能的不确定性严重影响了克拉美丽气田的高效开发。通过对克拉美丽火山岩气田的岩相、岩性、断裂发育程度和钻完井工艺等方面的分析,认为气藏的火山岩岩相、岩性是影响气井产能的主要因素,爆发相和火山角砾岩、正长斑岩、英安岩产能高。另外,裂缝的发育、欠平衡作业与水平井钻井也是促使克拉美丽气田产能较高的原因。     

水平井提高五百梯气田石炭系气藏低渗储量采收率可行性论证

从水平井产能数学模型出发,利用数值模拟技术开展了水平井产能影响因素机理研究,对五百梯气田石炭系气藏低渗区水平井应用地质条件进行了评价,结合实钻井开采效果分析,对水平井动用五百梯气田石炭系气藏低渗储量的可行性进行了论证,为五百梯气田石炭系气藏低渗储量提高采收率提供了技术参考。     

克拉美丽石炭系火成岩气藏勘探试气配套技术应用

针对克拉美丽气田石炭系火成岩储层裂缝发育、岩性复杂的地质特点,分析研究工艺技术的适应性,对中途测试、射孔、压裂及试气等工艺进行优化,形成了一整套适合于该区域多裂缝火成岩气藏综合试油配套技术,为克拉美丽气田从勘探、评价到快速投产提供技术保障。     

腹部滴西钻井提速配套技术

克拉美丽气田是新疆油田产能建设重点区块,克拉美丽气田位于准噶尔盆地陆梁隆起,主要开发二叠系梧桐沟(P_(3wt))和石炭系巴山组(C_2b)气藏。钻井施工过程中钻遇上部地层易漏、百口泉、梧桐沟、石炭系钻井机械钻速低,梧桐沟、石炭系为储层漏喷转换时常发生,诸多难点为钻井提速带来了的极大挑战,通过腹部滴西近几年的实钻井资料进行总结,对各个开次使用钻头、钻井液以及钻井施工过程存在普遍现象进行分析总结,为腹部滴西钻井提速提供了思路。     

基于测井数据反演火成岩力学参数模型的建立及其工程应用

以往对于准噶尔盆地克拉美丽气田火成岩气藏的研究主要集中在岩石物理性质、岩性识别等方面,尚未涉及岩石力学特征方面的研究。为了指导该区火成岩气藏钻井参数的优化设计,以克拉美丽山前石炭系为例,对8口井的岩心进行了室内力学性质测试,采用数理统计的方法,实现了岩心弹性参数动态值与静态值的转换,多元回归出火成岩力学参数的原位测井数据反演模型,绘制了典型井的岩石力学参数和地层压力剖面,优化出避免井筒复杂的钻井压力控制方式和钻井液密度设计范围。研究结果表明:(1)较之于沉积岩,火成岩具有抗压和抗剪强度大、杨氏模量高、泊松比小的特点,并且不同岩性的火成岩力学强度差异明显,井壁失稳和漏失风险取决于火成岩的岩性及裂缝发育程度;(2)所建立的火成岩各项力学参数测井模型的计算结果误差小于11%,可以准确计算出克拉美丽山前典型井的地层坍塌、漏失、破裂压力值;(3)通过分析克拉美丽山前火成岩坍塌压力和漏失压力随井眼轨迹的变化规律,得出了定向井段方位沿最小水平主应力方向虽然可以提高裂缝钻遇率,但是钻井风险更大、钻井液安全密度窗口更窄的认识。结论认为,该模型的建立方法具有很好的推广价值。     

塔中超深碳酸盐岩储层水平井轨迹优化技术及应用

塔里木盆地塔中凝析气田为超埋深(5000～7000m)复杂大型碳酸盐岩油气田,储层非均质性强,水平井水平段延伸长,纵向靶层识别难度大,导致水平井完井周期长和钻探成功率低,塔中气田稳产难度大。以往的碳酸盐岩储层水平井井眼轨迹设计,仅考虑了主应力方位,未考虑地应力综合特征,不能较好地保证水平井井眼钻遇优质储层发育带,无法优选有利于井壁稳定的井眼路径。以储层发育规律和储层地应力特征为基础,总结提出了储层钻遇率综合评价、储层顶面应力场预测和叠前叠后裂缝预测3项水平井轨迹优化技术。通过此3项技术的应用,水平井储层钻遇率明显上升,平均为46.5%,水平井钻井成功率在85%以上,实现了塔中气田的有效开发,同时为塔中地区及类似碳酸盐岩油气田的水平井井眼轨迹设计优化提供了依据和指导意见。     

克拉美丽火山岩气田产水来源综合分析

克拉美丽气田属于高孔、特低渗火山岩气藏,储集层非均质性极强,裂缝分布不均,气、水关系极为复杂,单井生产动态差异大,产水类型多样。对气藏产水的来源、机理和规律的认识还不清楚。在前人工作的基础之上,综合应用多种方法对克拉美丽气田的产水问题进行了研究,明确了克拉美丽气田的产水来源,并运用Mcketta-Wehe图版法定量计算了不同类型产水量,并分析了不同类型产出水对气井生产的影响。     

综合钻井及水力压裂的水平井井眼方位优化

地应力是井眼失稳和裂缝起裂的直接控制因素,如何分析不同断层机制下的井眼稳定性和水力压裂随井眼方位变化的响应规律对页岩气钻完井显得更加重要。为此,基于线弹性力学原理、改进的摩尔库伦准则及张性破裂准则,建立了井眼稳定性和裂缝起裂的力学模型,计算分析了不同应力状态下井眼稳定性和水力压裂对井眼方位的设计要求。结果表明,对于正断层应力状态,钻直井或沿最小水平主应力方向的小斜度井有利于井眼稳定,且裂缝的起裂压力主要受射孔方位角控制;对于滑移断层应力状态,钻水平井有利于井眼稳定,安全钻井方位处于最大水平主应力与最小水平主应力之间,且起裂压力受井眼方位角和射孔方位角双重控制;对于逆断层应力状态,沿最大水平主应力方向钻水平井有利于井眼稳定,而起裂压力主要受射孔方位角控制。最后,结合井眼稳定性和水力压裂分析结果,提出了井眼方位优化方法,并针对性地分析不同断层机制下的最优井眼方位。该研究为矿场井眼方位优化提供了理论支撑。     

克拉美丽气田石炭系火山岩压裂改造规律探索

准噶尔盆地克拉美丽气田石炭系火山岩储层的压裂改造是其“增储上产”和产能评价的重要手段,然而,储层发育部分连通性不佳的微细裂缝在压裂后易于形成复杂裂缝,包括转向裂缝、鱼刺状小裂缝、不同方位的多裂缝、同方位的多裂缝及纵向上的多裂缝等。为此,利用诊断复杂裂缝的近井筒效应分析技术、压裂施工过程分析技术、压后压力分析技术,进行了10井次的对比分析。结果表明：10口井压裂没有产生大的分支裂缝,但是全都产生了裂缝弯曲,其中有50%为轻微弯曲,20%为中等弯曲,30%为严重弯曲。进而得出了克拉美丽气田石炭系火山岩压裂一般不会产生较大的分支裂缝,但是总会产生不同程度的裂缝弯曲的初步认识。     

气藏中水平井的压裂

水平井压裂技术作为获取最大投资收益率的可行性完井选择，近年来赢得了广泛的认可，对于致气藏，此项技术尤其可靠。水平井具有独特的岩在同理和操作方法，它们可裂缝的产生、传播，并可控制与水平井相关的裂缝方位，已经证实，裂缝方位对水平井拉能和试井影响很大，根据与井眼相关的应力方位，裂缝可以是横向的或纵向的。本提供了一个在恒压条件下压裂水平井的操作模型，这种恒压条件最适用于数密气藏开采，该模型考虑了横、纵向     

低渗裂缝性气藏水平井参数设计

对于低渗裂缝性气藏,由于存在发育的天然裂缝,有利于水平井的开发,但气藏储层渗透率较低,需进行储层改造才能获得较大的气井产能,所以,对于水平井的位置、井眼轨迹和参数设计就显得至关重要.提出了确定水平井适应性区域、合理井眼轨迹的原则,并提出利用正交试验来确定水平井合理参数的方法.研究得出水平井的井眼轨迹应垂直于天然裂缝方向...     

涪陵页岩气田三维水平井大井眼导向钻井技术

涪陵页岩气田三维水平井二开斜井段井眼尺寸大,稳斜段长,砂泥岩地层交互频繁,存在井眼轨迹方位调整幅度大、钻具组合造斜率低且不稳定、机械钻速低等问题,为此,进行了三维水平井大井眼导向钻井技术研究。利用地层的自然造斜能力,对井眼轨道进行优化设计,降低造斜率,缩短稳斜段长度,减少井眼轨迹调整量,降低井眼轨迹控制难度;将“单弯双稳”钻具组合优化为“单弯单稳”钻具组合,并对钻压进行优化,以提高稳斜段复合钻进进尺,降低摩阻扭矩;应用水力振荡器降低扭方位井段的摩阻扭矩,以实现提高机械钻速的目的。该导向钻井技术在涪陵页岩气田焦石坝区块34口水平井进行了应用,二开斜井段平均定向钻进时间15.30 d,较同区块已完钻井缩短37.63%,平均钻井周期58.45 d,较同区块已完钻井缩短21.01%,井身质量合格率100%。应用效果表明,三维水平井大井眼导向钻井技术可以有效提高涪陵页岩气田大尺寸斜井段的机械钻速,缩短钻井周期。      

斜井水平井优势钻井方位确定方法研究

地应力是井眼失稳的直接诱因,合理优化斜井和水平井方位能有效避免井眼失稳、提高产能。在对贝28区地应力场研究的基础上,考虑到地应力和钻井液密度的影响,应用弹性力学?理以及改进的莫尔库伦准则建立了井眼稳定性力学模型,应用该模型分析了贝28区块井眼稳定区域、研究了贝28区块对钻井液密度的要求,结合岩石裂缝方向对产能的影响,确定该地区斜井水平井最佳钻井方位。应用地应力分布指导钻井轨迹,为井眼轨迹优化提供了新的研究方法。     

地质与压裂一体化布井技术在苏里格气田的应用

苏里格气田是形成于河流相背景下的低渗透致密砂岩气藏,沉积条件和储层物性决定了其开发难度大,水平井整体部署技术和压裂技术的结合应用可实现气田的少井高产高效开发。从水平井部署的地质依据出发,以综合经济效益为目标,对井网、井距、水平段长度、方位、井眼位置、压裂缝长、压裂规模等方面进行了优化并应用,在苏53区块取得了良好的开发效果。     

伊拉克米桑油田裂缝性地层非标井眼水平井钻井技术

伊拉克米桑油田位于扎格罗斯山前构造挤压带,油田地面地雷密布。为了解决井场建设难题及提高单井产量,设计采用直井段钻穿盐膏层后,采用水平井钻盐下易漏、易塌裂缝性石灰岩及白云岩地层开发Mishrif层位,形成了一套针对米桑油田裂缝性地层的非标井眼水平井钻井技术。结果表明:①米桑油田在最小地应力方位坍塌压力最低,定向钻进方位选择最小水平主应力方位最利于井壁稳定;②"AQUA-MAX钻井液体系"具有高效封堵能力,使用后有效提高了地层承压能力,拓宽了安全钻井的密度窗口,极大延伸了水平段安全作业长度,可有效抑制盐下裂缝性地层井段的井漏和井塌;③优选钻进排量、转速等钻井参数,优选钻井工具,合理控制钻井液密度,准确控制井底当量密度在安全当量密度窗口范围之内,可有效防范井漏和卡钻的风险。结论认为:该非标井眼水平井钻井技术克服了地层压力窗口窄、裂缝性地层岩性复杂、非标小井眼窄间隙环空作业等技术难题,降低了井下复杂情况和事故的发生,大幅提高了钻井效率。     

氮气钻水平井技术在大塔场构造的应用

大塔场构造沙一段气藏属于低孔、低渗透、低压气藏,由于储层物性差,采用常规直井开发投资大、经济效益差。为解决这一技术难题,在分析该气藏储层物性与敏感性以及井壁稳定性的基础上,提出了采用氮气钻水平井技术打开沙一段储层的技术方法。同时对气体钻水平井的环空流动规律和钻具组合进行了研究,提出了该气藏三次开钻152.4mm井眼水平井氮气钻井的水力参数及井眼轨迹控制方法,并在塔15-H1和塔19H-1井进行了现场实验。结果表明,实验井机械钻速和单井产量均有较大提高,设计的水力参数和钻具组合满足水平井氮气钻井的井眼净化和井眼轨迹控制要求。     

开窗侧钻水平井技术在克拉美丽火山岩气藏的应用

开窗侧钻水平井技术是石油勘探、开发过程中,为提高探井成功率和油气采收率,增加老井产能的重要手段。它是利用低产、停产井和套变井的部分井筒以及完好的地面设备,在原来的井筒上开窗,通过控制井眼延伸,向地下油气层进行钻进,并最终钻达新的目的层的钻井技术。该技术在新疆克拉美丽气田的成功应用,解决了储层动用程度低、单井稳产周期短、底水锥进速度快及普通增产措施效率低等难题。为下一步火山岩气藏拓宽气井增产途径和套管开窗侧钻水平井的推广应用奠定良好的基础,为气藏中后期开发提供技术支撑。     

石西油田水平井轨迹控制技术

石西油田石炭系油藏油层埋藏深度大，地层压力系数高，水平井钻井施工难度大。本文着重论述了已钻３口水平井的井眼轨迹设计特点、井眼轨迹控制影响因素、下部钻具组合特性、井眼轨迹监测技术以及有待于进一步研究和发展的内容，希望对于今后推广应用深井水平井钻井技术起到积极的作用。