欠平衡水平井钻井技术在BelZ1井的应用

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学兔兔www.xuetutu.com第5期一17。欠平衡水平井钻井技术在Bel-Z-1井的应用吕永科,张瑞典,杨桃,刘强,杜友如(1.西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室。四川成都610500)(2.中国石油大学(北京)化工学院,北京102249)(3.西南石油局固井公司,四川德I~B618000)[摘要]Bel—Z-1井是中石油在乍得z区块的第一口欠平衡7K-'F并,是该技术在海外的首次成功应用。欠平衡钻井技术可有效减轻钻井过程中固相和液相对储层的侵入损害,保护储层。水平井与欠平衡钻井技术的结合是高效开发复杂油气藏,获取最大单井产能的有效途径。本文详细介绍了本区块的概况,重点介绍了施工参数、欠平衡水平井的可行性论证,对相应的技术措施进行了深入探讨。[关键问】欠平衡钻井;水平井;储层损害;井壁稳定;轨迹控制Be1Z.1井是中石油在乍得z区块的第一口欠过分析已有数据和测试结果,认为在此区块采取平衡水平井。乍得z区块位于欧玛盆地西北部,面常规钻井技术很难取得开发上的突破,必须采用积8000平方公里。该区块的主要构造特征是北北一种新的钻井技术来开采储层,降低储层损害,西一南南东至北西一南西的逆断层,在此区块西提高油气产量。在安全、环保的前提下,为及时北部有两个油气藏,其中Belketaief~气藏较浅,有效地完成此区块的开发任务,经长达6个月的深是由北东一南西的沉积断层形成的结构圈闭,该入分析和反复论证,一致认为采用欠平衡水平井油藏有两个构造高点,根据地质勘探研究,本技术是最佳选择。区块储层属于泥盆系地层,主要有Gedinnian,1可行性研究Siegenian,Emsian三个储层。其中砂岩地层Siegenian层是典型的高压低渗透夹杂灰泥岩Siegenian是区块的重点储层,孔隙度l3%,但是的致密砂岩储层,埋深2063.7m至2668.32m,平均渗透率较低,只有0.01md一0.52md。在Be1.Z一1井之厚度604.62m。根据邻井Bel一1,Bel一2,Bel—E一1三前,此区块已经布置了3口井,分别是Be1.1:产油口井的数据得知,储层参数如下:量3—4m/h;Bel一2井(1962年)产气量160m/h,岩性:夹杂灰泥岩的致密砂岩;原始空隙压同时伴有其它一些碳氢化合物;Be1.E一1(2007力:29.88Mpa,压力系数1.45;压力系统:单压力年),经酸洗和水力压裂后,产油量1.29m/d,产气量5726md。~EBel—E一1井之后,中石油建议系统;地层温度:67℃;孔隙度:10—18%;镜像测井和岩心显示:存在一定的裂缝;地层流体:Bel—z.1采用欠平衡水平井来开发Belketaief的产能,同时进一步测试Siegenian地层的油气产量。气体;C0:含量:无;HS含量:0.1%;边水或底水:无:地应力:33—34Mpa。基于以上数据和邻Bel—z一1设计井深2737m,钻至Siegenian地层。在井测井及测试资料分析如下:Bel—Z一1欠平衡水平井之前,国外几大石油公司在此区块连续钻了十几口井,所有井都没有产出工1.1井壁稳定性分析业油气流。经过详细的地质和工程分析得知:钻根据邻井收集的地层岩心资料,综合分析可井液密度较高和地层渗透率较低,钻井过程中钻知泥盆系主要发育有泥岩、砂岩、砂砾岩、火山井液侵入储层,造成严重的储层损害。中石油的角砾岩和凝灰岩。对于砂岩和凝灰岩地层岩石较Bel—E一1井~flMeg一2井气测值高达900000ppm,然而为致密,岩石强度很高,岩石稳定性好。粘土矿中途测试的结果仍然没有达到预期产量。为了完物以蒙脱石、伊蒙混层为主,水敏性很强,一旦全消除由于钻井液带来的储层污染,提高油气产与水接触,泥质胶结物膨胀,产生水化应力,胶,量,对Bel—E一1井进行了一系列酸洗和大规模水力⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯作者简介:吕永科(1984一),男,河北石家庄人。西南石压裂,其中裂缝长达75m,然而测试的结果仍然令油大学油气井工程硕士研究生,研究方向:欠平衡钻井与储层人失望,产油量达4.8m/d,产气量5800m/d。通保护。 学兔兔www.xuetutu.com18一■论文广场石20油与化工设备一11年第14卷结强度大大降低。因此对于泥质和钙质胶结的砂及钻完井工艺要求,在满足水平段低摩阻低扭矩砾岩和火山角砾岩整体岩石强度较低,在外力扰的情况下,采用五开井深结构设计。动下砾石颗粒脱落,若有水侵入地层,一方面裂2.2井眼轨道设计缝发生扩展延伸,另一方面砾石颗粒之间的胶结井眼轨道优化设计是为了最大程度地减少井物发生水化作用,产生水化应力,胶结强度也将下摩阻、扭矩,在有效地控制井眼的同时提高钻降低,岩层的稳定性降低。井效率。尤其在复杂的地质构造段,井眼轨迹设因此,Siegenian层不稳定的地层主要为裂缝计是否合理是决定后期钻井难度和成败的决定性十分发育的泥质胶结砂砾岩和火山角砾岩,尤其因素,选择不同的造斜点、不同的造斜率、不同是发育在家木河组顶部的角砾岩地层,稳定性较的剖面设计会遇到不同的钻井情况。差,钻井时应特别注意。3施工难点及相应技术措施1.2地层流体产出情况3.1施工难点在进行水平井欠平衡钻井可行性评估过程(1)该井采用五开井身结构,在四开井眼定中,地层流体的产出评价分析十分关键,对于油向,因地层研磨性强,定向困难,定向时钻速较基欠平衡钻井,地层大量出水,将直接影响钻井慢。液的性能。根据邻井试油资料,AP2组地层水层产水较少,Bel—E一1井2575m-2632m试油结论认为油(2)井眼摩阻大,钻具托压严重,钻头加压水同层,日产水6.95m,其它水层产水量较小;困难。zone组水层日产水量在几立方米左右。泥盆系AP2(3)二开时,钻井液排量较低,使岩屑上返组项部风化剥蚀带地层井壁稳定性差,砾石颗粒困难,容易形成岩屑床而造成井下复杂情况。间为泥质胶结物,地层产水将降低井壁稳定性,(4)由于二开井眼尺寸较大,井壁稳定性较因此对于上部地层zone组产水段地层需要进行封差,对钻井液的性能要求较高。堵,降低对下部水敏性地层的水化作用,提高井3.2技术措施壁稳定性。(1)采用无线随钻测量系统(FEWD),加1.3地层压力分布情况密测量各井段井斜、方位,并依照测斜数据及时在进行待钻区块井壁稳定分析后,还需详调整轨迹设计,以确保精准中靶要求。细了解该区块的地层压力分布情况。在钻进过程(2)直井段水平位移沿设计方向延伸过多,中,当地层空隙压力与钻井液液柱压力差值较增大了水平井控制的施工难度,为了满足原地大于岩石的抗张强度时,近井壁岩石将可能发质、工程设计的要求,在综合分析直井段的测斜生拉伸崩落失稳,该区块AP2组地层压力系数为数据基础上,应用Landmark软件重新进行了井眼1.2~1.5,ZOne组压力系数为1.3~1.4。轨迹设计。在进行井壁稳定性评价过程中需要考虑井壁(3)优化钻具结构,使用加重钻杆代替钻表面岩石的拉伸崩落失稳,并与坍塌压力对比分铤,减少钻具与井壁的接触,降低摩阻,减少托析,地层空隙压力和坍塌压力的最大值作为钻井压现象的发生;定期对所有钻具进行探伤检查,液密度窗口的下限值。对于异常高压地层,井壁防止各类钻井事故发生。表面岩石的拉伸力大于地层的抗拉强度,地层便(4)采用优质的硅基阳离子钻井液体系,优会出现拉伸崩落,对于这种异常地层,需考虑地化钻井液各项性能,保证岩屑能顺利返出井口。层的剪切垮塌失稳。(5)为解决钻压传递问题,一方面在斜井段通过以上井壁稳定性分析和地层压力分析及水平段采用斜坡钻杆,减小钻具在水平段的摩及地层流体分布分析,专家一致认为在Siegenian擦阻力;另一方面采取及时短起下钻,破坏已形层进行欠平衡水平井作业完全可行,虽然风险存成的岩屑床,保证井眼贯通,便于钻压的传递。在,但完全可以控制。(6)增加钻井液中的原油含量,提高润滑2主要工程参数性,降低摩阻及复合钻进时的扭矩。2.1井深结构设计4井眼轨迹优化设计根据该区块的地质特点,地层三压力数据以 学兔兔www.xuetutu.com

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