曙光地区高密度及高密度水平井钻井液技术应用

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1、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

2、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。井涌、井漏、出油、出砂、井塌、卡钻等井下复杂情况时有发生。钻井时效低，井下安全性差，甚至发生部分井段或井眼报废事故，严重影响该区块勘探开发的进程。本项通过分析曙光区块地层概况及钻井工艺特点，针对以往在该区块施工的高密度及高密度水平井（以下简称为高密度水平井）在工程施工中所遇到的复杂情况和技术难点。科学合理地制定出一套相应的钻井液体系，并通过一年来在该区块的实践、应用，不断完善和规范施工各阶段技术管理措施和维护处理方案,通过各种钻井

3、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。1、曙光地区生产概况1.1地质概况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。整体构造呈一长条状单斜构造。地层倾角为2～7

4、°。完钻井揭露的地层自下而上为：古近系沙河街组的沙四段、沙三段、沙一+二段，新近系馆陶组、明化镇组和第四系平原组。目前，主要开发目的层系是兴隆台组油层和馆陶油层。兴隆台组油层，油层埋深750～800m，平均厚度52.7m。原油在50℃地面脱气粘度为16.815×104mPa.s。馆陶油层，油层埋深564〜708m，平均厚度95.3m，原油在50℃地面脱气粘度为16.38×104mPa.s。该区块埋藏较浅，兴隆台组和馆陶组油气层砂岩破裂压力较低，钻井液密度较高时易发生井漏；东营组和沙河街软泥岩发育，易缩径导致起钻抽吸。表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

5、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

6、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（三开）：Ф444.5mm/Ф339.7mm（表层套管

7、）+Ф311.1mm/Ф244.5mm（套管封上部注采段及定向水平起始段）+Ф215.9mm/Ф177.8mm或139.7mm（封水平段套管及割缝筛管），油层钻遇率达到100%。本区块常规水平井井斜达到90º中完，非常规水平井呈“鱼钩状”，定向时井斜达到100º以上再降斜到90º中完，目前该区块多为非常规水平井。水平段一般长300m左右。2、曙光地区钻井液工作的技术难点2.1井壁稳定问题曙光地区上部馆陶地层松散，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，会给后期施工钻井液携带悬浮带来很大困难。东营