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貴州鑽井欠平衡鑽井适用地層及鑽井效果影響因素分析

來源:    發布時間: 2017-10-26 09:16   205 次浏覽   大小:  16px  14px  12px

    欠平衡鑽井技術是開發低壓油氣田、減少儲層污染、提高産量的重要技術手段,目前,在美國和加拿大的陸上油田,接近1/3的井是用欠平衡鑽井技術完成的。據不完全統計,全世界欠平衡鑽井的總數已達到了約12000口[

    欠平衡鑽井技術是開發低壓油氣田、減少儲層污染、提高産量的重要技術手段,目前,在美國和加拿大的陸上油田,接近1/3的井是用欠平衡鑽井技術完成的。據不完全統計,全世界欠平衡鑽井的總數已達到了約12000口[1-4]。四川石油管理局在川西、川中和川南等地區共開展140多口井的欠平衡鑽井試驗與應用,實現了欠平衡鑽井技術的重大突破,其中,全過程欠平衡鑽井完井的配套應用40口,取得了很好的經濟技術效果。在研究方面,國外威德福公司開發一套軟件——SURE系統(使用一次5萬美元),可對儲層欠平衡鑽井進行技術和經濟評價。西南石油學院開展了欠平衡鑽井保護機理的研究。遼河、新疆、長慶等油田也開展了欠平衡鑽井工藝技術[4-8]。大慶進行了多口井的液相欠平衡鑽井和氣體欠平衡鑽井,在及時發現油氣和提高鑽井速度方面取得了一定的成績,但沒有見到明顯的提高産量效果。欠平衡鑽井用于什麼地層易于獲得經濟效益,影響欠平衡鑽井效果的因素有哪些,本文将對此問題進行讨論。

    1 貴州鑽井欠平衡鑽井适用地層分析

    1.1 技術上不适合欠平衡鑽井開發的地層

    (1)高壓油氣層。對于産量特别高的高壓油氣層,欠平衡下由于地層出氣造成欠壓值繼續增加無法控制,技術上難以實行。

    (2)不穩定地層。如果坍塌壓力系數接近孔隙壓力,欠平衡會造成井塌,則該類地層不能應用欠平衡鑽井。

    (3)含有有害氣體地層。如果地層含有有毒有害氣體,欠平衡狀态下會造成環境的污染,這種情況下不能使用欠平衡鑽井。

    (4)地質情況不清楚的地層。如果地質情況不清楚,以上各種情況都可能發生,而且地層壓力系數不詳,井底壓力如何控制無法确定,也不宜使用欠平衡鑽井。

    1.2 技術上适合欠平衡鑽井的地層

    當地層坍塌壓力系數和孔隙壓力系數有一定的差距,可以保證在一定欠壓值條件下,不發生井壁坍塌,這時技術上可以應用欠平衡鑽井。

    1.2.1 技術上适合欠平衡但經濟上沒有效益的地層

    有些地層雖然從技術上可以進行欠平衡鑽井,有的也能獲得一定的增産效果,但經濟上并不劃算。

    (1)幹層。如果地層沒有油氣,用欠平衡鑽井可以提高鑽井速度,但對産量不會有貢獻。

    (2)滲透率極低地層。滲透率極低的地層,由于孔隙很小,即使過平衡鑽井泥漿的污染滲透也很有限,欠平衡不能提高太多自然産量,必須要壓裂等方式才能獲得好的産量。這種情況下雖然可用欠平衡鑽井技術,但沒有經濟效果。

    (3)儲層太薄地層。雖然可以提高産量,但如果用直井欠平衡提高的産量和投入相比,依然不劃算。薄儲層可以考慮應用欠平衡水平井。

    1.2.2 應用欠平衡鑽井可能有經濟效益的地層

    有些儲層可用常規鑽井也可以用欠平衡鑽井開發,但用常規鑽井效果差,低壓低滲油氣資源、孔隙性裂縫性儲層、溶洞性地層、火成岩、碳酸鹽、變質岩、煤層氣,老油田改造等,都适合應用欠平衡鑽井開發。但要取得好的開發效果,還要根據儲層特性,選擇合适的欠平衡方式、合适的欠平衡介質、合适的配套工藝措施和合适的井型。

    1.2.3 必須用欠平衡鑽進的地層

    當孔隙壓力和破裂壓力接近時,應用過平衡鑽井會造成嚴重的井漏,這時隻能采用欠平衡鑽井。

    2 影響欠平衡鑽井效果的因素分析

    應用國内外其它油田的實例,分析不同的地層條件應用不同的欠平衡方式和不同的欠平衡介質,對欠平衡效果的影響。

    2.1 孔隙壓力和破裂壓力的影響

    哈薩克斯坦的肯基亞克油田是一個以鹽丘為核心的穹隆短軸背斜隆起構造。石炭系的碳酸鹽岩儲層是主力儲層(底水、塊狀油藏),平均孔隙度11%,平均滲透率10 md,埋深4150 m,超高壓(壓力系數1.84)。1971—1990年,在該構造共鑽42口井,其中有40口井工程報廢或地質報廢,從而終止了該油田的開發。有3口井由于後期測試等原因報廢,井噴失控事故的有4口井,有7口井鹽岩的蠕動縮徑造成報廢,然而最多的還是非儲層井段的高密度泥漿導緻了壓漏地層,超高的泥漿密度導緻了壓差卡鑽和多發鑽具事故。

    長城鑽井公司采用了高壓非儲層“欠平衡釋放壓力鑽井”的技術思路,同時在非儲層段還采用了優質泥漿、充足水力能力、優選鑽頭和破岩參數、合理的噴嘴組合、以及制服鹽膏層縮徑卡鑽等配套技術[2]。在儲層段,針對石面料系主力儲層裂縫發育、壓力高、漏噴同層、儲層易傷害的特點,采用了近平衡和欠平衡保護儲層的技術,鑽直井、水平井、并且先期裸眼完井以求獲得高産。這些配套技術在肯基亞克的綜合應用取得了明顯成效。長城鑽井公司鑽井25口,成功率100%,過去單井産量為50 t/d,現在都是百噸、數百噸,最高的8010井産量達1143 t/d,創造了肯基亞克鹽下油藏開發的奇迹。

    該實例說明,當孔隙壓力和破裂壓力接近,使用過平衡鑽井很難鑽成井,必須使用欠平衡鑽井。

    2.2 欠平衡方式的影響

    2.2.1 欠平衡鑽井過平衡完井的影響

    四川盆地陸續地開展了多口井的儲層欠平衡鑽井試驗,取得了一些勘探上的發現,但并未形成提高産能的實用技術[7]。引起認識上巨大轉變的最重要、最典型的一口井是充深1井。充深1井在須四至須二地層采用密度1.05 g/cm3 欠平衡鑽進,鑽至井深2203.16 m 儲層開始産出油氣,火焰最高達20 m,預計産氣量在3.70×104 m3/d以上,這是老區新層勘探的重大發現。為得知儲層準确産能,壓井後進行了中途測試,測得産氣量僅有3.70×104 m3/d、産油0.55 t/d,點燃火焰高度遠小于欠平衡鑽井時的火焰高度。中測後下鑽繼續過平衡鑽進至完鑽井深,再也未見油氣産出。下尾管固井射孔完井,完井測試産量降為0.30×104 m3/d,産量下降了91.89%,後經解堵酸化産量僅為1.02×104 m3/d,産油0.18 t/d。


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