欠平衡钻井在探井中的应用

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第21卷第2期2000年6门新疆石油科技信息·25·④勰欠平衡钻井在探井中的应用堕(新疆石油局钻井工艺研究院)摘要憨介绍了欠平衡井段负压差值的计算方法和泡津流体各参数的设计方法删用该技术在呼主题词功泡津童生竺至勘探钻井应用用十胬jn。f，科衣。【⋯吲【宽缓长轴背斜。呼图壁背斜沙湾组以上地层为一0简介完整背斜，安集海河组以下地层为东、西2个高欠平衡钻井工艺是60年代初在美国、加拿点，呼2井区紫泥泉子组气藏位于背斜东高点。大等国家兴起．90年代以来．随着技术水平的提以往所钻的井都将紫泥泉子组作为目的层。高和应用范围的拓展，欠平

2、衡钻井进入了第2个呼图壁气田的发现为1995年完钻的呼2井，发展高潮，目前欠平衡钻井的目的主要是为勘探完钻井深为4634．31m，完钻层位为白垩系东沟开发服务。欠平衡钻井按术在国际石油勘探开发组。1996年进行了呼001井、呼002井2口评价中迅速发展，据最新资料统计，美国全年有约1／4井。表1为呼图壁气田探井钻井复杂情况统计。的油气井和地熟井都不同程度地使用了欠平衡钻50~90年代钻探表明．该区钻井存在井下情况复井工艺技术。欠平衡钻井工艺技术在国外已比较杂，钻井周期长，钻井投资大等问题。在钻探过完善，它可根据不同的地层来选用不同的欠平衡程中，表现为上部地层水化分散强，

3、易造浆；安钻井工艺和完井方式．该项技术在国际石油市场集海河组具有低压、高应力的特点，表现为坍塌上已产生了相当大的经济效益。严重，遇阻遇卡事故频繁；紫泥泉子组目的层地所谓欠平衡钻井就是在钻井流体循环液柱压层压力系数低，易发生井漏。正是由于上述特点．力低于地层孔隙压力状态下的钻井技术，也称有考虑到沙湾组地层的圈闭构造特性与紫泥泉子组控状态下的“边喷边钻”工艺技术。该工艺包括：较相似，如果该层位具有工业油气流，将节约大空气钻井、惰性气体钻井、雾化空气钻井、泡沫量成本，具有重要的开发价值．于是组织进行了钻井、充气泥浆钻井、低密度泥浆钻井。与常规呼3井的勘探，设计井深为2500m

4、。泥浆钻井比较，其优点是：1)有利于保护和发表1呼圈壁气田探井钻井复杂情况统计现油气层，提高油气层产量；2)可实现边钻井、边生产；3)避免钻井液漏失和压差卡钻事故；4)对产层进行实时调查：5)较大幅度地提高机械钻速和钻头寿命，从而降低钻井成本。1呼图壁气田地质条件及以往钻井情况呼图壁气田位于新疆维吾尔自治区呼图壁县由于呼3井钻探目的是了解呼图壁背斜沙湾城东约4．5km．地质构造以呼图壁背斜为主。呼组的含油气性，并且该层位地层压力系数为图壁背斜位于北天山山前坳陷第3排背斜带．由0．96～0．98，常规钻井循环体系不能完全发现和西向东该构造带由西湖背斜、独山子背斜、安集评价

5、该地层的含油气能力，也不能避免该层位严海背斜、呼图壁背斜组成．均为沿东西向分布的重的漏失问题。因此，决定在该层段实施欠平衡维普资讯http://www.cqvip.com’26·陪石油¨i信息2000年6月钻井技术，选择泡沫作为钻井循环介质。譬l⋯．：旦}(5)】n2欠平衡井段合理压差的确定依据r。欠平衡钻井合理压差确定的3个原则：(1)式中凡——渗透半径；保持裸眼井段井壁稳定的极限压差；(2)利于保n——井眼半径；护储层的极限压差；(3)防止井喷的极限压差。p——地层孔隙压力(与，有关)。2．1保持井壁稳定的欠平衡钻井压差将上2式代^井壁表面廓力公式可求得地层柱坐标中

6、井壁周围岩石的应力状态可用3个产生拉伸破坏时的井内泥浆柱压力P，进而求得钻井压差。主应力(，、：)来表示。根据多孔弹性介质力学理论，可以推导出它们的表达式为2．2不同压差下油层损害半径计算(保护储层的极限压差)若对于具有一定塑性变形性质的中等强度砂岩，压差过大，并不直接造成井壁破坏，而是使O-a=-p,+一⋯卜㈤内孔隙结构发生破坏，造成渗透性降低，污染油气层。若给定压差，则可求出地层破坏半径，即o-(1—2cos26')+(1+cos28)油层损害半径，其公式为[一，)一卜(3)maxla(r,)，，()()J—vI2(1I—o-,)cos2~1min[()．盯()．盯

7、()]ctg(45。+2+(6)2Cctg(45。+2)式中——径向应力；一周向应力；由上武可求得塑性区半径，即油层损害半：——垂向应力；径。Pr．一泥浆密度：2．3气井保持井壁稳定的合理压差计算(防止井a、a——撮大、撮小水平主地应力；喷的极限压差)P——油藏孔隙压力；^——井眼半径：掣_生_=：0(7)一sinm+1m+l，——距井眼中心线的距离；一与撮大水平主地应力的夹角；式中。=(Po·tg#／C)。v——泊松比：p=tptg}c、，。_一孔隙度；C、——岩石的粘聚力和内摩擦角；——渗透性系数(井壁渗透=1，井Ⅲ——气体压缩性的系