处理井漏问题的新方法

处理井漏问题的新方法

Catali n Iva n et al.翻译:李双占　雷明平　单明敬　杨朝辉(中原油田井下特种作业处)校对:夏　力(大庆油田有限责任公司设计院)

摘要　一种探索和评价井漏问题的新方

法,与现有的资源相结合,用于建立具体计

划和解决方案。此方法用来评估具体项目的

井漏问题,结合现有的产品、系统和服务,

可帮助减少或防止由于井漏造成的巨大

损失。

主题词　井漏评估　计划程序　井漏控制

“井漏评估和计划程序”(LCAP)结构独特,已成功地应用于防止或减小一系列易漏失状况下的漏失问题,其中包括墨西哥湾深水条件下的次生裂缝和中亚地区的原生裂缝碳酸岩。

在钻井工业早期,井漏问题变得非常明显并相当普遍,尤其是在钻深井或钻遇衰竭地层时。钻井工业每年花费大量金钱来克服井漏问题及其造成的有害影响,如钻时损失、卡钻、偏离轨迹、井喷,甚至造成极为昂贵的损失。据估计每年花在井漏上的费用为8亿美元,而防漏就占到2亿美元。而且,井漏造成产量减少,导致生产测试和取样失败,而产层堵塞造成产能降低是产量减少的主要原因。

传统的井漏控制方法是被动的。LCAP程序则用来积极地开发和评估具体项目的井漏问题,并依赖于现存的产品和系统。

本程序集中现有产品(即传统的堵漏材料、特制的聚合体交联药物、软件工具)及使用现存的资源(周围井的分析、测井、矿物地质分析)来制定计划和解决方案。为获得最大的成功,重点应放在评估和计划上,而不是个体的产品。本方法能够预防和减少井漏问题,而不仅仅是事后处理,周密的预先计划简化了46个泥浆提供商所提供的177种产品的选择程序。

一、评估和计划:过程

将LCAP的思想与现有的解决井漏问题的产品、系统和服务相结合,有利于探究和评估具体项

首先在黑脚印第安人保留区的Tesoro3-14井旁打了1口成对井。Tesoro3-14井最初在1975年用泥浆钻至3300ft来测试Cutbank层。在Cutbank 层取了岩心,但未见油气显示,井便报废了。泥浆录井报告了弓岛层的顶部位置,但未见孔隙层段和天然气显示。2002年春季,K2能源公司采用RC2 CD钻井系统在该井旁边重新钻了Palmer Bow Island 3-14井,钻井总深度2400ft,在表层套管深度以下没有下入套管。

在钻井过程中,RCCD系统较常规钻井显示出的优点:砂样滞后时间短,钻屑不与上覆岩层接触,从而避免了污染;最重要的是,由于地层不承受返出钻井介质(泥浆或空气)静液柱压力,地层气体会进入井筒,并在放空管线出口燃烧。

TUC KER电缆作业公司对该井实施了空气测井,常规的四点法试井和达西评估显示弓岛层不产气。尽管如此,该井仍然进行了测试。弓岛层由于是低压储层,实施抽吸生产。相应地,Palmer Bow Island3-14井采用模拟生产的方式进行测试,在2in汞柱的抽吸作用下测试3d,采气1155〔108 ft3/d。

第2口井打在Sherburne Estate-1井旁边。Sherburne Estate-1井于1965年钻成,井深3351ft,用来测试Cutbank层。泥浆录井没有记录弓岛层,也未在弓岛层段发现孔隙层和天然气显示。K2能源公司在该井旁钻了Palmer10-2井。该井套管下到1800ft弓岛层顶部,下面600ft为裸眼。和Palmer Bow Island3-14井一样,该井在2in汞柱的抽吸作用下测试5d,采气0197〔108ft3/d。

两次实验显示RCCD系统可以用来钻开和开采致密的低压或欠压地层。这些地层如采用常规钻井可能会受到损害,用泥浆钻井时甚至不会有什么油气显示。RCCD系统可以广泛应用于低孔隙度/渗透性地层,包括页岩和煤气层。

资料来源于美国《World Oil》2003年3月

(收稿日期　20030406)

02 国外油田工程第19卷第9期(200319)

目的井漏问题。该程序着重使用现有资源来提出具体项目的计划和解决方案。它有5个主要因素:探索、开发、实施、执行和评估。

1,探索阶段

在此阶段,应组成一个包括各学科(经营者和服务公司的技术专家、服务公司现场专家、井队监督、钻井工程师、地质人员、后勤人员、地层评价人员)的小组。此小组筛选侯选井来执行LCAP程序,评估潜在的漏失程度,获得周边井的信息,制定战略计划并明确开发小组的作用和责任。

2,开发阶段

技术开发小组(项目工程师、钻井工程师、钻井监督)分析周边井的资料,结合现有的防漏产品和解决特殊问题的各项技术,确定最具漏失可能的地层。此小组也使用现有的工程手段(软件,最佳做法)来制定开发LCAP程序,为甲乙双方的工程人员制定培训课程。

LCAP程序(报告)代表了在开发阶段必须完成的最重要的文件,此程序就是送到井队执行的最终计划文件。为了开发LCAP程序,除了必需的工程手段和信息以外,还有4个主要步骤。

(1)收集处理与项目相关的、与具体问题相关的所有可用数据。这是与事后被动式漏失处理的主要不同之处,这些可用数据包括:

作为地质理论、岩性学和地层学分析的井漏模式;

孔隙压力和破裂梯度;

测井数据(即成像测井、钢丝绳测井、随钻压力测井、电阻测井);

钻井报告(标明漏失前/后的钻井情况、钻井事故等);

周边井井漏分析(所采取的措施和结果、所得到的经验);

水力分析、压力损失和ELD/ESD模拟;

与井漏相关的费用评估。

(2)此步骤包括如何确定最可能出现漏失的层段(类型和位置)。漏失层的类型指漏失区的本质(即次生裂缝、自然裂缝、渗透层),位置指漏失层的相对位置。确定漏失层可用的工具或方法有:压力传感器测量法、转子流量计测量(即UB I、CDR)法、热电阻测量法、放射性传感器测量法、温度测量法;最佳做法和漏失前征兆分析;实时地质机械分析方法。

若可能,使用井漏专家软件工具。而使用此软件需要对漏失前征兆有很好的理解和掌握。

(3)小组成员必须制定漏失层具体项目的防漏措施和方针。制定防漏失措施应适合于很可能遇到的每一个易漏失层(包括渗透层、自然裂缝、次生裂缝),并应成为整个钻井最佳做法的一个组成部分,但是不论漏失层的类型如何,以下措施是通用的:

保持ECD到最小值;

保持抽汲和激动压力最小值;

在钻井液中加入堵漏材料;

最小化环空负荷;

保持钻井液性能良好;

选择合适的地面装备和适应的井下工具;

确保人员受过培训并且经验丰富;

反应迅速。

(4)最后一步用于确定最佳的常规堵漏措施,并推荐出相应的专门应急措施(即交联物质、油泥物质),包括详细的操作程序。为确定传统的最佳/适合项目具体情况的堵漏材料和井漏特殊处理,可用的工具或方法有:

使用现有的井漏专家软件;

利用被证明的井漏决策树和流程图;

使用适合项目和井具体情况的最佳做法。

此步骤完成后,会形成一个具体项目的LCAP 程序提供给井队实施。推荐的防漏措施通常应包括常规的堵漏材料和措施(即颗粒、片状及纤维状材料的聚合物等),以及防漏特殊措施(即交联技术、油基胶凝剂等)。

钻井/定向工程师和MWD/L WD操作人员都应该落实井下工具内的最小通径(即在MWD工具内的最小间隙),确认所选择的堵漏材料中D90粒度分布是否能通过井下工具开口。对于所有需要混合的材料,应有详细的混合挤注程序,并作为一个独立的挤注处理程序。钻机的混合设备和泥浆罐也不可忽视,应该确定堵漏液的混合罐/池并测定不连通体积。在混合堵漏剂时,需要不停地关注不连通体积,对于全部交联剂来说,最佳做法包括使用灌浆设备来泵送和挤注。

3,实施阶段

在此阶段,技术和操作实施小组(服务公司现场专家、井队监督、钻井工程师、地质人员、后勤人员、地层评估人员)将防漏失计划交给执行小组,即将LCAP程序分发给所有成员,并进行项目管理和现场服务技术的培训。

4,执行阶段

执行人员(项目工程师、钻井工程师、钻井监

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