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贵州钻井欠平衡钻井适用地层及钻井效果影响因素分析

来源:    发布时间: 2017-10-26 09:16   205 次浏览   大小:  16px  14px  12px

    欠平衡钻井技术是开发低压油气田、减少储层污染、提高产量的重要技术手段,目前,在美国和加拿大的陆上油田,接近1/3的井是用欠平衡钻井技术完成的。据不完全统计,全世界欠平衡钻井的总数已达到了约12000口[

    欠平衡钻井技术是开发低压油气田、减少储层污染、提高产量的重要技术手段,目前,在美国和加拿大的陆上油田,接近1/3的井是用欠平衡钻井技术完成的。据不完全统计,全世界欠平衡钻井的总数已达到了约12000口[1-4]。四川石油管理局在川西、川中和川南等地区共开展140多口井的欠平衡钻井试验与应用,实现了欠平衡钻井技术的重大突破,其中,全过程欠平衡钻井完井的配套应用40口,取得了很好的经济技术效果。在研究方面,国外威德福公司开发一套软件——SURE系统(使用一次5万美元),可对储层欠平衡钻井进行技术和经济评价。西南石油学院开展了欠平衡钻井保护机理的研究。辽河、新疆、长庆等油田也开展了欠平衡钻井工艺技术[4-8]。大庆进行了多口井的液相欠平衡钻井和气体欠平衡钻井,在及时发现油气和提高钻井速度方面取得了一定的成绩,但没有见到明显的提高产量效果。欠平衡钻井用于什么地层易于获得经济效益,影响欠平衡钻井效果的因素有哪些,本文将对此问题进行讨论。

    1 贵州钻井欠平衡钻井适用地层分析

    1.1 技术上不适合欠平衡钻井开发的地层

    (1)高压油气层。对于产量特别高的高压油气层,欠平衡下由于地层出气造成欠压值继续增加无法控制,技术上难以实行。

    (2)不稳定地层。如果坍塌压力系数接近孔隙压力,欠平衡会造成井塌,则该类地层不能应用欠平衡钻井。

    (3)含有有害气体地层。如果地层含有有毒有害气体,欠平衡状态下会造成环境的污染,这种情况下不能使用欠平衡钻井。

    (4)地质情况不清楚的地层。如果地质情况不清楚,以上各种情况都可能发生,而且地层压力系数不详,井底压力如何控制无法确定,也不宜使用欠平衡钻井。

    1.2 技术上适合欠平衡钻井的地层

    当地层坍塌压力系数和孔隙压力系数有一定的差距,可以保证在一定欠压值条件下,不发生井壁坍塌,这时技术上可以应用欠平衡钻井。

    1.2.1 技术上适合欠平衡但经济上没有效益的地层

    有些地层虽然从技术上可以进行欠平衡钻井,有的也能获得一定的增产效果,但经济上并不划算。

    (1)干层。如果地层没有油气,用欠平衡钻井可以提高钻井速度,但对产量不会有贡献。

    (2)渗透率极低地层。渗透率极低的地层,由于孔隙很小,即使过平衡钻井泥浆的污染渗透也很有限,欠平衡不能提高太多自然产量,必须要压裂等方式才能获得好的产量。这种情况下虽然可用欠平衡钻井技术,但没有经济效果。

    (3)储层太薄地层。虽然可以提高产量,但如果用直井欠平衡提高的产量和投入相比,依然不划算。薄储层可以考虑应用欠平衡水平井。

    1.2.2 应用欠平衡钻井可能有经济效益的地层

    有些储层可用常规钻井也可以用欠平衡钻井开发,但用常规钻井效果差,低压低渗油气资源、孔隙性裂缝性储层、溶洞性地层、火成岩、碳酸盐、变质岩、煤层气,老油田改造等,都适合应用欠平衡钻井开发。但要取得好的开发效果,还要根据储层特性,选择合适的欠平衡方式、合适的欠平衡介质、合适的配套工艺措施和合适的井型。

    1.2.3 必须用欠平衡钻进的地层

    当孔隙压力和破裂压力接近时,应用过平衡钻井会造成严重的井漏,这时只能采用欠平衡钻井。

    2 影响欠平衡钻井效果的因素分析

    应用国内外其它油田的实例,分析不同的地层条件应用不同的欠平衡方式和不同的欠平衡介质,对欠平衡效果的影响。

    2.1 孔隙压力和破裂压力的影响

    哈萨克斯坦的肯基亚克油田是一个以盐丘为核心的穹隆短轴背斜隆起构造。石炭系的碳酸盐岩储层是主力储层(底水、块状油藏),平均孔隙度11%,平均渗透率10 md,埋深4150 m,超高压(压力系数1.84)。1971—1990年,在该构造共钻42口井,其中有40口井工程报废或地质报废,从而终止了该油田的开发。有3口井由于后期测试等原因报废,井喷失控事故的有4口井,有7口井盐岩的蠕动缩径造成报废,然而最多的还是非储层井段的高密度泥浆导致了压漏地层,超高的泥浆密度导致了压差卡钻和多发钻具事故。

    长城钻井公司采用了高压非储层“欠平衡释放压力钻井”的技术思路,同时在非储层段还采用了优质泥浆、充足水力能力、优选钻头和破岩参数、合理的喷嘴组合、以及制服盐膏层缩径卡钻等配套技术[2]。在储层段,针对石面料系主力储层裂缝发育、压力高、漏喷同层、储层易伤害的特点,采用了近平衡和欠平衡保护储层的技术,钻直井、水平井、并且先期裸眼完井以求获得高产。这些配套技术在肯基亚克的综合应用取得了明显成效。长城钻井公司钻井25口,成功率100%,过去单井产量为50 t/d,现在都是百吨、数百吨,最高的8010井产量达1143 t/d,创造了肯基亚克盐下油藏开发的奇迹。

    该实例说明,当孔隙压力和破裂压力接近,使用过平衡钻井很难钻成井,必须使用欠平衡钻井。

    2.2 欠平衡方式的影响

    2.2.1 欠平衡钻井过平衡完井的影响

    四川盆地陆续地开展了多口井的储层欠平衡钻井试验,取得了一些勘探上的发现,但并未形成提高产能的实用技术[7]。引起认识上巨大转变的最重要、最典型的一口井是充深1井。充深1井在须四至须二地层采用密度1.05 g/cm3 欠平衡钻进,钻至井深2203.16 m 储层开始产出油气,火焰最高达20 m,预计产气量在3.70×104 m3/d以上,这是老区新层勘探的重大发现。为得知储层准确产能,压井后进行了中途测试,测得产气量仅有3.70×104 m3/d、产油0.55 t/d,点燃火焰高度远小于欠平衡钻井时的火焰高度。中测后下钻继续过平衡钻进至完钻井深,再也未见油气产出。下尾管固井射孔完井,完井测试产量降为0.30×104 m3/d,产量下降了91.89%,后经解堵酸化产量仅为1.02×104 m3/d,产油0.18 t/d。


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