全过程欠平衡钻井技术.ppt

一 、摘 要 二、概述 1、井壁稳定分析 * * 全过程欠平衡钻井技术 新疆石油管理局钻井工艺研究院 陶冶 刘伟 罗维 一、摘要 二、概述 三、井壁稳定分析、合理压差计算是全过程欠平衡钻井的核心 四、套管阀（DDV）的开发和应用是全过程欠平衡作业的硬件基础 五、带压测井接头的研制和使用完善了欠平衡测井工艺 六、数据采集监测系统是欠平衡钻井施工的保证 七、夏72井、夏202井三开欠平衡钻井工艺的应用特点 八、认识及建议 目 录 所谓全过程欠平衡钻井技术，就是在钻进、起下钻、完井、测井等多种工况作业中均实现欠平衡，从而达到最大限度地保护储层的目的。这就对配套技术、相关设备及入井工具提出了更高的要求。近年来，新疆局钻研院在这方面取得突破，继2003年在夏72井三开井段首次实现了全过程欠平衡钻井施工，裸眼段钻进长度达到了1511m，创全国欠平衡钻井进尺最高记录之后，2004年在克89井、夏202井应用全过程欠平衡钻井技术再获成功。 实践表明：井壁稳定分析、合理压差计算是欠平衡钻井的核心；井下封井器（套管阀DDV）的开发和应用是全过程欠平衡作业的硬件基础；带压测井接头的研制和使用使欠平衡测井得以完善；数据采集监测系统的应用是整个欠平衡钻井施工的保证。 根据现场实践和大量调研发现，在以往欠平衡钻井施工过程中，由于地面设备、装置及入井工具的限制，加上施工工况的多元化、复杂化，地质因素的不确定性、多变性，以及欠平衡钻井工艺的不完善性等，往往不可避免地出现了过平衡状态。这种状态从短暂的瞬间到数十小时不等，由此可能使井内的循环介质或多或少地侵入并污染油气生产层，从而降低，甚至丧失先前的原始产能。如有的井在欠平衡钻井施工过程中油气显示良好，但经过起下钻、完井作业后，在后期投产中却发现产量并不高。 因此，为了真正、科学地开发、评价和解放油气生产层，达到最大限度地保护储层的目的，就必须尽量设法使整个的施工过程都维持欠平衡状态，即实现全过程欠平衡施工。 二、概述 夏72井、夏202井分别为新疆油田公司2003年度和2004年度的重点探井及评价井，位于准噶尔盆地西北缘乌夏断裂带下盘玛湖北斜坡夏40井背斜圈闭上。这两口井三开均采用了欠平衡钻井技术，所穿越的地质层位有乌尔禾组、夏子街组、风城组、佳木河组，岩性较为复杂。 在施工过程中，均使用了先进的欠平衡钻井设备Williams7100旋转控制头及地面配套系统、新疆局钻研院自行研制的带压测井连接头、欠平衡钻井数据采集系统以及必威体育精装版研制的井下套管阀。其中，夏72井应用的是美国Weatherford公司生产的套管阀，夏202井应用的是我院独立研制出的具有自主知识产权的国产套管阀。上述装置、设备的成功应用实现了包括边喷边钻、不压井起下钻、带压测井等全过程欠平衡施工。 二、概述 夏72井、夏202井应用全过程欠平衡钻井技术及时发现并有效的保护了油气层，两口井经后期压裂作业均获得高产油气流，使夏40井背斜二叠系风城组、佳木河组勘探获得重大突破。西北缘夏子街地区没有高效油田的历史一去不复返了。 1、井壁稳定分析 地层的坍塌压力、破裂压力是安全钻进的关键因素之一，其与地应力大小（构造应力系数）、地层强度、孔隙度、有效应力系数有关。欠平衡钻井过程中，通常选用的钻井液密度较低，此时要注意地层坍塌压力，以合理的钻井液密度保证井壁稳定。 三、井壁稳定分析、合理压差计算是欠平衡钻井的核心 地层坍塌的当量钻井液密度可由下式来计算为： 破裂压力的当量钻井液密度可采用下面两个公式进行计算： 三、井壁稳定分析、合理压差计算是欠平衡钻井的核心 1、井壁稳定分析 利用夏72井、夏202井邻井钻井井史及测井资料，通过分析计算可得出夏72井、夏202井三开所钻地层的坍塌压力分布规律，该井乌尔禾组地层坍塌压力梯度在0.8～1.15 MPa/100m之间，夏子街组中上部地层坍塌压力梯度为0.85～1.10 MPa/100m，其底部坍塌压力梯度降低为0.5～0.8 MPa/100m，风城组地层坍塌压力梯度为0.5～0.9 MPa/100m，地层相对不易坍塌。 三、井壁稳定分析、合理压差计算是欠平衡钻井的核心 1、井壁稳定分析 其次，对夏72井、夏202井邻井的岩矿理化性能进行了分析，发现乌尔禾组粘土矿物中，伊蒙混层含量为50%～75%，其中蒙脱石占到50%～85%。夏子街组伊蒙混层含量更高，达到71%～78%。风城组岩性主要为凝灰岩，粘土矿物主要为绿蒙混层，含量在50%～80%之间。从岩石理化特性分析可知，乌尔禾组、夏子街组和风城组井壁稳定性差的主要原因还与粘土矿物中各组份的水化程度不均一有关。 三、井壁稳定分析、合理压差计算是欠平衡钻井的核心 2、合理压差计算 欠