克深13区块完井工艺评价与优化

塔里木油田克深13区块属于超深、超高压、高温气藏,地层易漏易喷,需要大规模储层改造,完井工艺难度大。总结了塔里木油田高压气井完井工艺现状,根据克深13区块的地质条件和工程要求,对比评价了射孔-改造-完井联作的一次完井工艺和先射孔、后改造-完井联作的两次完井工艺。一次完井工艺射孔枪耐温耐压满足不了要求,且存在井筒堵塞、射孔枪砂埋、生产测试受限等问题。二次完井工艺存在替浆不彻底,导致井筒堵塞和储层伤害的问题。为了解决二次完井替浆问题,开展了可溶筛管二次完井工艺研究。该工艺可以满足全井筒替浆、储层改造、生产测试的要求,同时避免了井筒堵塞和管柱砂埋,且有利于后期修井打捞。

塔里木盆地克深2区块储层裂缝数值模拟研究

储层裂缝定量预测是塔里木盆地克拉苏构造带克深2区块后期开发工作的重要保障。在对单井裂缝特征进行描述以及通过构造解析和反演拟合确定古今地应力的基础上,建立了研究区的力学模型,并结合地应力与裂缝参数之间的定量关系,对克深2区块巴什基奇克组的储层裂缝进行了数值模拟。结果显示,断层带是裂缝各项参数的高值区,背斜顶部具有裂缝线密度低而裂缝开度、裂缝孔隙度和裂缝渗透率高的特征,背斜翼部则与之相反。分析其原因认为,断层带附近裂缝密度大,沟通了单砂体,背斜高部位相对翼部裂缝密度低,但裂缝整体开度大,充填程度弱,有效性高。数值模拟结果与单井岩心裂缝、成像裂缝解释结果匹配较好,预测开发井裂缝渗透率符合率约75%,为塔里木盆地克拉苏构造带克深区块的天然气勘探与开发提供了一定依据。

大北-克深区块井壁失稳分析及研究

分析了大北-克深区块钻井过程中发生的主要复杂情况及层位,从物理、化学因素研究了该区块井壁失稳的机理,研究结果表明,黏土矿物含量和伊蒙混层所占比例较高以及岩石微裂缝发育是井壁失稳的主要原因。为此,计算出了地层坍塌压力,同时根据岩石力学理论确定了破裂压力,进而确定了该区块的安全泥浆密度窗口。研究结果在DB-10井获得了较好的应用效果,大大减少了井径扩大和阻卡问题的发生。

库车坳陷克深井区白垩系巴什基奇克组孔缝充填特征及流体来源

塔里木盆地库车坳陷白垩系巴什基奇克组为典型的超深层裂缝-孔隙型砂岩储层。通过岩石薄片观察和阴极发光分析对裂缝内充填的碳酸盐脉体和孔隙内赋存的碳酸盐胶结物进行了分析研究,结合微区原位元素测试等技术手段,对比分析了库车坳陷克深井区白垩系巴什基奇克组孔缝碳酸盐流体性质、期次和来源等。研究结果表明:(1)库车坳陷克深井区白垩系巴什基奇克组孔隙中赋存2期方解石胶结物和2期白云石胶结物;裂缝中充填2期方解石脉体和1期白云石脉体。(2)研究区白垩系巴什基奇克组孔隙中赋存的第Ⅱ期方解石胶结物与裂缝中充填的第Ⅰ期方解石脉体阴极发光均呈橙黄色,且具有相似的稀土配分模式(轻稀土富集,重稀土亏损,δCe弱负异常,δEu明显正异常),显示孔隙和裂缝中存在着同期同源流体,且该期流体的胶结倾向于发生在裂缝内,对裂缝周边孔隙的保存具有建设作用。

连续油管解堵技术在克深区块超深高压气井中的应用

塔里木油田克深区块属于超深高压气藏,区块气井油压异常、井筒堵塞问题严重,气井无法正常生产。采用常规修井作业解决井筒堵塞问题,成本高、风险大,采用连续油管负压冲洗和钻磨方式,成功疏通了管柱,恢复了气井生产,并查明结垢和出砂是造成井筒堵塞的主要原因。该技术在不动管柱的情况下,实现了安全、高效井筒解堵作业,为解决塔里木油田类似问题提供了技术储备和经验积累。

地应力对致密砂岩电阻率的影响机理及地应力校正电阻率模型的建立——以克深区块巴什基奇克组致密砂岩储层为例

塔里木盆地克深区块白垩系巴什基奇克组致密砂岩储层处于异常高压和强地应力状态,地层电阻率受地应力影响显著,常以高电阻率水层的假象出现,利用常规储层流体性质判别与饱和度计算方法无法正确评价该类储层。通过建立三应力与孔隙度之间的关系式并结合阿尔奇公式,从理论上进一步印证了地应力增大导致地层电阻率增大的结论。在准确计算高陡构造地应力的基础上,通过对未受地应力作用和受地应力作用情况下的阿尔奇公式进行分析,建立了适合研究区致密砂岩地应力校正电阻率模型,并利用该模型处理了工区多口井的电阻率测井曲线。利用校正后的电阻率计算的地层含气饱和度与试油测试结论及取心资料的符合率明显提高。

裸眼水基钻井液替换油基钻井液技术

塔里木油田库车山前克深区块"库姆格列木群"层位岩性属于复合盐膏层,该盐膏层具有压力系数高、裸眼长、易塑性变形等特点,均用油基钻井液钻进。KS603井钻遇该层位中途完钻时发生井漏,为避免油基钻井液在下套管过程中出现恶性井漏,采用欠饱和盐水钻井液替换油基钻井液完成中完作业。施工过程中,在隔离浆中加入高碱比抗盐钙降黏剂碱液,利用碱液的稀释特性与OH-离子对油基钻井液中Ca^(2+)的中和作用,使隔离浆始终保持较低黏切;因隔离浆中不能加入堵漏材料,在隔离浆之后的第一罐井浆中加入8%堵漏剂,提高井浆的防漏能力,避免替浆过程中发生井漏;为保证盐膏层井壁稳定,替浆密度为2.39 g/cm^3,严格控制钻井液中的Cl^-含量不小于1.8×105 mg/L,避免盐晶颗粒过多地溶入钻井液中,同时使用盐重结晶抑制剂NTA-2;下套管前进行承压堵漏作业。钻井液性能稳定,在中完作业过程中光钻铤、单扶、三扶、四扶通井、测盐层蠕变静止72 h后四扶通井、下套管、固井作业均一次性成功,井壁稳定、井下安全。

BH-VDT垂直钻井系统导向块结构优化设计及现场试验

我国多个油气田处于高陡构造、地层倾角较大地区,面临防斜打直和钻井提速的难题。渤海钻探自主研发的BHVDT5000垂直钻井系统在国内多个油气田进行了成功应用,但在个别井垂直钻井施工中发生导向块落井事故。通过导向块井下工作受力分析,认定事故发生的原因是单驼峰结构导致导向块接触井壁处于压缩状态时,弹簧销与导向块腰孔发生接触摩擦,从而磨损断裂。提出将导向块的单驼峰结构改为双驼峰结构的技术方案,同时在弹簧销内加入实体销和在导向块两侧设计挡板结构,防止复杂的工况把弹簧销带出。改进后的BH-VDT5000垂直钻井系统在塔里木油田山前克深1102井一开?558.8 mm和二开?431.8 mm井段进行了现场应用,取得了良好效果。

国产垂直钻井系统在克深区块开发中的应用

库车山前克深区块地质条件复杂,高陡构造地层广泛分布,直井防斜打直与优快钻进矛盾突出。在该区块开发中,引入了中石油西部钻探有限公司自主研发的垂直钻井系统,应用于6口井。与同区块克深901井应用Power-V垂直钻井系统相比,应用Φ445 mm系统的井段机械钻速提高了12. 3%,应用Φ333 mm系统的井段机械钻速提高了44. 6%,井斜控制效果相当。

库车地区双滑脱构造建模方法研究及应用

库车坳陷位于塔里木板块和南天山造山带的过渡部位,内部构造较为复杂,中部普遍发育厚度及岩性变化较大、塑性较强的两套膏盐岩。针对库车地区多滑脱层发育的特点,在深化克拉苏构造带盐构造建模的同时,充分考虑煤系滑脱层的作用,提出克深构造带受膏盐岩和煤系地层共同控制的双滑脱层构造解释模式,建立了典型剖面的地质解释模型。这一举措改变了对中生界基底断层和构造样式的认识,由基底卷入构造转变为受侏罗系煤系地层控制的滑脱逆冲构造,研究人员对双滑脱构造发育特征进行进一步的具有针对性的研究,并得到了克深2区块三维地震资料的证实,从而进一步明确了该区中生界断裂发育及构造变形机制,构造模式及断裂系统认识更加合理,使得双滑脱构造建模技术渐趋完善。

浅谈塔里木油田克深区块垂直钻井提速技术

本文主要分析了国产提速工具"ZS-VDS垂钻工具+多维扭力冲击器"在该区块三口井的应用,该工具在克深241-2井现场施工中提速明显,为后续克深区块定向井、水平井使用自动垂直导向钻井提速提供了宝贵的现场经验。

PowerV和复合冲击器组合在库车克深区块应用评价及可行性分析

克深区块位于库车坳陷克拉苏构造带,地质条件复杂,传统钟摆钻具组合和满眼钻具组合无法起到防斜打直效果。使用斯伦贝谢垂直导向工具PowerV可以有效控制井斜增长。复合冲击器除具备传统扭力冲击器的特点以外,还集成了轴向冲击功能,是综合2种冲击方式的钻井提速工具,配合其专用钻头进行一体化设计,不仅可以提高钻头在高硬度、高研磨性地层的钻进能力,还能使得Power-V距离钻头更近,提高工作效率。克深28井使用Power-V配合复合冲击器组合同时使用,该组合相互之间具备优良的适配性,且在服务井段内做到了直井纠斜和钻井提速的双保障,后期对其组合进行了可行性评价与分析,对未来克深区块复杂构造防斜快打、提高钻井效率有着重要的参考价值。

致密砂岩气层水锁机理及控制因素研究

致密砂岩气已成为非常规天然气勘探开发的重点领域,但由于自身的特性,在钻完井、生产、增产等作业过程中极易造成水锁损害,目前致密砂岩水锁评价方法主要关注水相侵入前后岩心尺度的渗透率变化,未从微观尺度上刻画其水相侵入过程.在深入认识水锁机理的基础上,利用克深J井区巴什基奇克组致密低渗天然岩心,基于毛管自吸实验和水相返排实验,采用核磁共振成像和T2谱技术对水相侵入过程进行了可视化、定量化研究,探讨了水锁过程的微观机理及控制因素.获得了以下认识:(1)离心法建立的初始含水饱和度主要占据相对较小的小孔喉;而T2>100 ms这部分孔喉,代表岩心中相对大的孔喉,自吸水速度快,易于饱和,当含水饱和度Sw=45%~60%时,这部分孔喉吸水就基本达到饱和;(2)核磁共振成像表明,致密岩心(渗透率≤0.02 m D)水相侵入过程中自吸速率较慢,水相饱和度在岩心中呈均匀增加;低渗岩心(渗透率>0.1 m D)水相侵入呈段塞式均匀推进,且自吸速率相对较快;裂缝-基质双重介质岩心水相优先沿裂缝推进,然后基质沿缝面自吸,微裂缝自吸速率最快.(3)物性、微裂缝、初始含水饱和度、侵入流体矿化度、黏土矿物类型及含量和生产压差是影响水相侵入及水相滞留的重要因素.深入认识了致密砂岩水锁机理,完善了水锁效应的控制因素研究,对有效勘探开发致密低渗气藏具有指导意义.

塔里木盆地库车坳陷克深区块深层致密砂岩气藏气水分布特征与成因机理

库车坳陷克深区块白垩系巴什基奇克组发育(超)深层裂缝性致密砂岩气藏,为高温高压系统,气水分布关系复杂,给勘探开发带来了挑战。通过系统剖析致密砂岩储层特征、气藏源储关系、气水分布特征等,结合相渗等实验,研究气藏的气水分布成因机制与模式。研究表明,巴什基奇克组致密砂岩基质储集空间以残余粒间孔、粒间溶蚀扩大孔为主,孔喉结构复杂,断层、裂缝形成不同尺度的裂缝网络系统,储层非均质性强;"源储显著分离"是克深区块有别于国内外其他典型"源储互层型或紧邻共生型"致密砂岩气藏主要特征;"源储分离"使得天然气需要通过断层、裂缝系统,经过较长距离的二次运移进入致密储层;天然气充注程度受断层—裂缝系统、裂缝网密度、岩石基质物性与孔隙结构影响,距离裂缝面越近,岩石基质中天然气充注强度越大;在膏盐岩直接盖层影响下,气藏地层水主要通过断层和裂缝网络反排,排替作用是天然气主要的成藏机制;进而将克深地区深层裂缝性致密砂岩气藏气水分布模式归纳为3类,缝网发育的正常气水分布模式、缝网不发育的气水分布模式和局部缝网发育的气水共存分布模式。