曙光地区高密度及高密度水平井钻井液技术应用.docVIP

曙光地区高密度及高密度水平井钻井液技术的应用与实践 研究单位：钻井液公司兴隆台项目部 研究人员：刘 榆 彭云涛 李云亭 刘 聃 牛作军 赵玉平 王文超 项目负责人：刘 榆 彭云涛 材料编写人：刘 聃 成果完成时间：2011年11月 引言 石油是重要的经济资源。21世纪，我国已成为世界石油消费大国，石油需求与供给之间的矛盾日益突出。目前，中国陆地石油勘探成度已很高，新发现油田规模总体呈变小趋势，新增储量日益困难，可动用性较差。因此，石油年产量的稳定和增长主要还是依赖已开发的主力油田的内部调整挖潜。以辽河油田曙光地区为例，为了提高石油采收率近年来所施工的开发井多以水平井为主，加之几十年的注水、注气影响，目前主力油层已进入高含水、含气开采阶段。钻井过程中，注水、注气对钻井液性能的污染及所导致的地层异常高压都给原本就较为复杂的水平井钻井工艺施工造成更大的难度。井、井漏、塌、卡钻等井下复杂。钻井低，井下安全性差，甚至发生井段或井眼报废事故，严重影响勘探开发的进程。,通过各种钻井液处理剂的合理配伍、优化使用，避免因钻井液原因造成井下事故发生，大大缩短了工程建井周期，创综合经济效益635.5万元。为今后在该地区高密度水平井实现安全、快速、高效、低成本施工提供了技术规范和操作指南曙光油田构造上位于辽河盆地西部凹陷西斜坡中段，累积探明含油面积185.79平方公里，探明地质储量41972万吨；动用含油面积141.38平方公里，动用地质储量36409.53万吨；全油田标定可采储量8854.80万吨，采收率24.3%，是一个涉及稀油、稠油、超稠油，涵盖近百个小断块的极为复杂的油田。1 曙光地区地质分层及岩性描述 地质分层 主 要 岩 性 描 述 界 系 统 组 段 新生界 第四系 更新统 平原组 顶部为厚层松散的砾石层及粘土，中下部多为灰白色中砂岩，灰色泥岩不等互层，底部为一套灰黄色泥质砂岩，与下伏地层明化镇组呈角度不整合接触。 上第 三系 上新统 明化镇 分为明上段和明下段。明上段为灰色细砂岩与灰色，灰黄。棕黄，棕红色泥岩呈不等互层，已砂岩为主；明下段浅灰色细砂岩与灰色泥岩棕红色、灰绿色泥岩不等互层以泥岩为主。 中新统 馆陶组 上部灰色灰白色砂岩，沙砾岩与灰绿色棕红色泥岩不等厚互层；中部为灰白色细砂岩，下部砂砾岩发育。 下第三系 渐新统 东营组 一段 上部为厚层,中厚层灰白,浅灰色细砂岩,砂砾岩及灰色，灰绿色泥岩不等厚互层。 二段 灰色、深灰色泥岩、粉砂质泥岩夹浅灰色细砂岩，粉砂岩、泥岩比较发育 三段 深灰色泥岩夹灰色细砂岩、粉砂岩。 沙河街组 一段 灰色泥岩与浅灰色细砂岩、粉砂岩不等厚互层。 二段 上部灰色灰白色细砂岩、粉砂岩与薄层灰绿色棕红色泥岩不等厚互层；中部为灰白色砂砾岩、泥质、钙质粉砂岩；下部色灰白色砂砾岩、砂岩发育与薄层棕红色泥岩不等厚互层，夹少量碳质泥岩。 三段 灰白色砂质砾岩、砂砾岩与灰绿色泥岩互层 四段 棕褐色、棕色砂岩、砂砾岩、细砂岩及灰白色泥岩不等厚互层 1.2工程概况 自曙光地区1975年正式投入试采至今，目前该地区所钻井型大多数以生产类定向井、水平井为主。其典型的井身结构设计方式如下水平井井斜o中完，水平井井斜o以上再降斜到90o中完，水平井水平段长m左右。馆陶地层松散，工具造斜能力不易控制，井身轨迹控制难度大，并且井径扩大严重，给带来很大困难。东营组、沙1+2段泥岩成岩性差，水化分散快，吸水膨胀率高大井眼环空返速低，井壁冲刷效果差，起钻过程中容易造成扶正器泥包抽吸Ф311mm井眼施工至704m，起钻下引子带双Ф308mm扶正器通井。下钻至558m时发现钻具内泥浆倒返严重，工程未按规定及时接方钻杆循环。而采取直接下钻到底，在开泵过程中，发现憋泵上提遇卡。经倒扣取出钻具5个单根，下套铣作业时发现自导管50m以下至井底210m发生井塌。此事故为典型的东营组地层缩径，工程操作不当造成“活塞效应”而抽空上部地层导致井筒内钻井液液面下降从而发生井壁坍塌。 2.2出油、出砂及地层污染问题 图 1 图 2 2.3防漏、堵漏问题m左右，这一段沙体单层厚度一般不超过20m, 但是由于气层压力高低相差大，提密度过程中也容易发生井漏；少数井在东营井段薄层砂砾岩也发生严重井漏，深度一般在800-1100m；部分水平井段裸眼完成，穿越油层井段长，而钻井施工中，由于上部防出油、出砂需要较高的密度平衡，以及邻井采油引起地层压力的降低造成部分