定容性构造泄压法压井技术

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根据这一技术,有些数据需要在化验室里完成, 比如岩石空隙度、地层倾角、含油气饱和度等资料。 在发明该项技术以前,对于特殊的疏松地层取样非 常困难,在常规取心工具内,用人力顶出已经变形的 岩心作为分析样品,其资料的准确性非常低,在计算 油层储量和制订开发方案时只能仅作参考,做出的 很多数据几乎没有用处。因而,用现在的保形取心 方法基本可以解决疏松地层的岩心取样问题,这是

22:25 13.8 7.7
关井
23:00 12.6 6.2
23:45 11.5 5.6

24:00 14.0 5.8

关井后计算出的地层压力当量钻井液密度为:
P=pn+Ps/9.8H =1.171 g/cm3
试油结束后反复采用反循环、正推循环、平推压
收稿日期:2008—12—03 作者简介:陈天成,高级工程师,1989年毕业于西南石油学院钻井工程专业,一直从事定向井、水平井、开窗侧钻井、深井钻井、岩石可钻 性、欠平衡钻井等方面的研究工作,现任中石化德州石油钻井研究所副总工程师兼技术市场部主任。地址:(253000)山东德州市,电话:0534— 2670153,E—mail:dzete@sina.corn
钻具组合:149 mm钻头+120 mm的0.75。单 弯+89 mm箭形回压凡尔2个+定向接头+89 mm 无磁承压钻杆+89 mm斜坡钻杆40根+89 mm的 HWDP30根+89 mm的DP50柱+311×410+127 mm的DP柱+127 mm斜坡钻杆300 m+下旋塞+ 133.35 mm六方钻杆。
地层为奥陶系灰岩裂缝。随后出现井涌,先后堵漏、
压井35次,发生溢流170 m3,共计漏失钻井液1 600 m3,发现地层当量钻井液密度由1.18 g/cm3上升到 1.44 g/cm3。经过钻杆地层测试之后,地层压力下
降很快,当量钻井液密度下降到1.20 r,/cm31次下。
通过两口井的实际压井说明,定容性油气藏地 层当量钻井液密度具有很强的不稳定性,加上裂缝
四、结论
(1)定容性油气藏,其地层压力具有较强的不
稳定性,随着井漏的发生压力上升,随着泄压的进行 压力迅速下降。
(2)为了准确认识储层的特性,钻杆测试时间
应该足够长,测试过程中,若井口压力一直下降,而 且难以稳定,应该考虑该储层可能是定容性构造。
(3)建议定容性构造采用泄压法压井技术。 (4)采取边喷边钻欠平衡钻井技术,可以有效
设计见表4。
在整个水平段采用欠平衡钻井,充分分相亍认为:
万方数据
(1)根据压井情况,欠平衡钻进一时也很难找 到平衡点,在先期钻进过程中将井涌频繁,地层仍然 出油、出气,很容易使螺杆定子橡胶老化涨裂,因此 必须严格控制螺杆的实际使用寿命。
(2)在水平段实施负压钻进过程,力求建立正 常的循环,找到压力平衡点,尽可能在钻进循环过程 中不漏、不涌,特别是尽可能减少储层的出油、出气 量,即避免井涌发生,避免出现套压、立压进行压井 作业,保证起下钻作业时套压、立压为零。
负压值的设计:奥陶系地层压力为1.08~1.10 s/cm3,如动负压值保持在0.5 MPa,那么四开钻井 液密度为1.03~1.08 g/cm3(根据该井5 453.5~ 5 544.33 m钻进过程中的漏失情况、井涌情况、节 流压井出口密度、测试情况等,把上限密度定在1.08 g/cm3),钻遇油气层之后,原则上维持该钻井液密
p=po+Ps/9.8H=1.147 g,/em’
式中:p一当量钻井液密度,g/era3; po—钻井液密度,g/cm3; B一立管压力,MPa; 日二井深,km。 使用1。20 g/cm3钻井液进行循环压井,打入钻
井液190 m3,实际环空容积+钻具内容积共计160 m3,为了一次压井成功,附加30 H13,返出物开始为
经过对地面设备及井控设施的充分检查后,采 用泄压法压井技术,先采用10 mm油嘴从钻杆内 “有阻”放喷1.24 g/cm3的钻井液37 m3,接着放喷 原油,套压随时问的变化见表2,防喷5 h后套压降 为0,泄压时间29 h,喷出量600~800 m3,关井立管 压力为2.5 MPa环空形成真空(封井器没有打开), 在钻杆内平推1.24 g/cm3的钻井液40 m3,套压立 压均下降为0,施工中压力的变化见表3。通过泄 压,压并成功起钻。
文章编号:1006—768X(2009)01-0024-03
一、定容性构造的特性及表现
定容性构造是在奥陶系碳酸岩地层中,溶洞及 裂缝的发育具有一定的定容性,具体表现为:溶洞或 裂缝与周边的连通性差,但内部连通性好,地层压力 下降较快,地层能量供给不足,井漏、井涌频繁,常规 法压井愈压愈强。钻井过程中遇到的典型井有
一182.63
北坐标 (m)
63.53 238.01
造斜率 (o/30m)
34.4 0
该井使用常规压井方法无效,而且是并下情况
越来越复杂,采用泄压法压井技术,一次成功。
三、欠平衡钻井技术在定容构造的应用
资料显示,美国在德克萨斯的奥斯汀地区,也遇 到了很多这样的井,为了对付这种定容性灰岩,采取
欠平衡钻井技术较好的解决了问题。为了进一步认 识该构造,对TK424井实行了侧钻,具体井眼轨迹
立管压力由11.8 MPa升高到16.5 MPa,后又 逐渐下降到11.5 MPa(没有稳压),套压由13.8 MPa逐渐下降到5.8 MPa,关井立管压力回生到14 MPa。套压5.8 MPa。出油以后的压力变化见表l。
时间 立压(MPa) 套压(MPa)
备注
表l压力变化记录表
21:44 15.3 9.O
TK424,TK424CH,TK846,TK806,TZ一451,TK746X
等。以遇到的第一口定容井TK424为例:TK424井 钻进到5 536 m在奥陶系灰岩时放空,放空1.16 Ill 未探到底,钻压由80 kN降到0 kN,立即上提钻具, 方钻杆接头出转盘面,发生溢流0.6 m3,关井求压, 立压1.5 MPa,钻井液密度1.12 g/em3,此时计算地 层的当量钻井液密度:
钻井液,然后为油气及钻井液的混合物80 m3,关井 立管压力11.8 MPa,环空和钻柱内经释放并无气 顶。此次计算出的地层当量钻井液密度为:
P=po+Ps/9.8H=1.4175 g/em3
采用原钻具测试,用8 mm油嘴求产,钻杆内放 出钻井液40 m3(钻具内容积40 m3),出油60 m3,折 合日产油540 m3,折合日产气1.7×104m3,原油密 度为0.913 g/cm’。
·24·




DRILUNG&PRODUCTION TECHNOLOGY
2009年1月
Jan.2009
定容性构造泄压法压井技术
陈天成 (中石化勘探开发研究院德州石油钻井研究所)
陈天成.定容性构造泄压法压井技术.钻采工艺,2009,32(1):24—26
摘要:在塔河油田的钻井施工中,打开奥陶系之后,经常遇到地层压力随着钻井液漏失进入储层而迅速升
2.5
17.5
16.5

14.2
24.8



23:37
13.5/停泵
40 O
井段
侧钻点 侧钻增斜段
水平段
斜深 (m)
5451 5559.6 5779.52
表4 垂深 (m)
545l 550l 550l
"TK424CH水平并设计剖面
水平位移 井斜
东坐标
(m)
(o)
(Ⅲ)
80 300
90
—48.75
90
钻井技术,通过几口井的实践证明,采用泻压法压井技术均一次成功,不仅缩短了压井时间与风险,而且大大的减
少了钻井液的用量和对储层的污染,因此,对于定容性构造压井,泄压法压井技术可以成功的解决定性构造压井与
钻井技术难题。
关键词:压井;泄压法压井;钻井液;密度;欠平衡钻井
中图Baidu Nhomakorabea类号:TE 28
文献标识码:A
性地层用常规法堵漏无效,给钻井施工带来彳艮大难
题,漏涌同层。随着地层的漏失的发生,地层压力不 断上升,随着溢流或钻杆测试的进行,地层压力又不
断下降,钻井过程中很难建立正常循环。
二、泄压法压井技术
对于TK424井,经过11次的常规压井,荏钻杆
内平推钻井液52 in3,立压为12.5 MPa,套压13.8 MPa,这时折算出的当量钻井液密度为1.47∥cm3 j 耗时20 d的压井,漏失钻井液和盐水共计10 000 in3,针对这一具体情况,经过技术人员的认真分析,‘ 决定采用泄压法压井技术。
(3)用盐水钻进,黏度、切力较低,携岩相对困
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DRILLING&PRODUCI'ION TECHNOLOGY
2009年1月
Jan.2009
难,容易在大斜度段、窗口和较长的水平段中部形成 岩屑床,有可能导致卡钻事故的发生,为了避免该现 象的发生需采取以下措施:短起下:每钻进30~50 ·m进行一次短起下,尽可能把岩屑床拉散和处理在 萌芽之中;稠塞顶替:每次短起下后或钻进过程中出 现蹩泵等现象,必须采取稠浆顶替,稠浆的具体用量 根据井下情况现场决定;通井:每钻进80~120 m左 右通井一趟,视井下情况适当增加通井次数。
度,但应根据实测地层压力进行调整。
措施后,顺利在边喷边钻的情况下完成该井施 二[,漏失钻井液及盐水2 500 m3左右,地层出油 3 000 m3左右,完钻压井采取了直接泄压,一直放到 乏套;压为0,直接用1.08 g/cm3盐水一次压井成功。
随后在TK846、TK806、TK746X等井中全部采
用欠平衡钻井和泄压法压井,全部一次性成功。
万方数据
第32卷第1期
V01.32 No.1




DRⅡ工JNe;&PRODUCllON TECHNOLOGY
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井无效,无法建立循环,决定钻具内外平推1.24 g/ cnl3的钻井液起钻换井口,然后下油管完井。 施工
牙井前立管压力11 MPa,套压9。0 MPa。环空采用 in3,停泵后立 31.5~28 L/s的泵速平推钻井液138 MPa。接着在 压升高到18.0 MPa,套压升高到13.5
钻井松软地层取心技术的一大进步,目前已大面积 推广应用该项技术。
六/、、、考结百论F匕
通过近两年对疏松及破碎地层取心技术的研
究,设计完成了岩心示压报警装置、解堵岩心筒、球 悬挂结构以及导向装置和全封闭岩心爪结构,通过 室内和现场试验,基本上达到设计目的和要求。配 合保形取心技术和各种取心钻头的研制,对解决松、 软、散地层的取心难点起到了推动作用,有利于提高 该地层的取心指标,对油田的勘探开发和合理制定 后期开采方案都会起到积极作用。
表2压力变化记录表
时间
18:20 20:40 22:50 4:00 16:00 22:00
立压(MPa) 6.4 19.0 14.2 7.6 O.7 2.5关井
套压(UPa) 13.8 8.7




时间 立压(MPa) 泵入量(m3) 套压(MPa)
表3压力变化记录表
23:00
23:15
23:25
对付定容性构造的钻井技术难题。
(编辑:黄晓i11)
I上接第23页)
在疏松沙岩地层取心常采用保形取心技术,即 在原内筒里增设衬筒,在出心时连同岩心一起顶出。 由于岩心比较疏松、散、不成形,因而在出岩心之前 需要岩心连同衬筒一起冷冻,按冰箱长度分段割开, 放人冰箱内进行冷冻,待岩心成形后从冰箱里取出, 用切割机将带岩心的衬筒纵向刨开(见图3),取出 已冷冻成形的岩心进行取样。按照含油情况取不同 规格的样品,进行拍照、封蜡、浸泡等不同方法进行 分析、化验处理。每进行一步都有现场地质技术人 员做好详细记录,放人岩心盒的岩心在盒壁上作好 岩心位置标记,距本筒岩心的底部位置和所在的井 深,并做好岩心的岩性描述。
高的现象,特别是对于定容性构造,这一现象比较突出,使用常规压井方法,套压越压越高,钻井液密度越压越大,
导致压井失败,但经过测试与地层能量的充分释放之后,压力迅速降低,这种定容性构造为钻井、压井带来了许多
不确定性和诸多难题,为了解决着这一问题,利用液体不可压缩和能量释放原理,采用了泄压法压并技术和欠平衡
钻杆内平推钻井液52 m3,立压为12.5 MPat,套压 13.8 MPa,这时折算出的当量钻井液密度为:
P=po+Ps/9.8H
=1.479/em3
平推法压井之后压力反而升高,压井失败[。
眩一51井,钻进到井深6 228.14 m,发生严重
漏失。钻井液有进无出,漏失钻井液178 mj,当时 的钻井液性能为:密度1.22 g/cm3,黏度50 s,所钻
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