土库曼斯坦阿姆河右岸巨厚盐膏层钻井液技术研究与应用

土库曼斯坦阿姆河右岸盐膏层平均厚度达750m,最厚达1100m,具有埋藏深、非均质、盐岩与石膏互层等特点。部分构造存在高压盐水层并含硫化氢,压力系数最高达2.30。要确保钻井工程的顺利实施,应针对性地从钻井液体系选择、处理剂优选和抗盐膏污染能力评价等方面开展研究。56口井现场应用证明,研究的高密度(欠)饱和盐水钻井液性能优良,能够满足巨厚盐膏层安全钻井的要求,突破了过去长期困扰该地区钻井的技术"瓶颈",为阿姆河右岸盐下气田100%钻井成功率提供了重要的技术保障。

阿姆河右岸复杂碳酸盐气藏上覆巨厚盐膏层优快钻井技术

阿姆河右岸钻遇地层具有浅层高压次生气藏、高压盐水层、高压目的层、高产储层、巨厚盐膏层等"四高一厚"的特征,高压层及巨厚盐膏层安全快速钻进、缝洞型高压储层保护难度大,严重影响高效安全钻井。为了实现稀井高产、高效开发的目的,需要大规模实施大斜度井整体开发,由于目的层上覆巨厚盐膏层,导致造斜段增斜段均在盐膏层中,对井眼轨迹控制提出更高要求。针对上述钻井技术瓶颈及生产需求,开展了分段式地层压力预测、井身结构优化、井眼轨迹优化及钻井液体系优选等技术攻关与研究,形成了浅层次生高压气藏安全钻井、巨厚盐膏层大斜度井钻井、高压缝洞型气藏及上覆巨厚盐膏层钻井流体等特色技术,基本解决了长期困扰阿姆河右岸气田开发的钻井技术难题。

巨厚盐膏层固井用过饱和氯化钾水泥浆

为提高巨厚盐膏层固井质量,解决固井过程中的盐溶问题,提出利用过饱和氯化钾溶液(相当于38%盐浓度氯化钾溶液)配制水泥浆,通过优选抗盐降失水剂CG80S、增强防窜剂GS12L以及非渗透剂BX-80等材料,构建了一套过饱和氯化钾水泥浆体系。室内对过饱和氯化钾水泥浆体系的物理性能、抗污染性能以及界面胶结性能进行了评价研究。实验结果表明,过饱和氯化钾固井水泥浆体系稠化时间以及失水量可控;68℃、24 h养护抗压强度大于15 MPa,混入5%的石膏、芒硝或页岩岩屑均不会对水泥浆的性能产生较大的影响,界面胶结实验显示该水泥浆能够显著提高水泥浆与盐岩地层的胶结质量,能够保障巨厚盐膏层一、二界面的胶结质量。

高压巨厚盐膏层大斜度井工程设计优化

南霍贾姆巴兹气田位于土库曼斯坦东部,该气田盐膏层厚,地层压力高。前苏联时期在该区用直井钻探,钻井成功率极低,没有钻探定向井先例。中国石油获得该气田开采权后,已完成一口直井和一口小井斜定向井,为了提高单井产量,提高气田开发速度,有必要进行大斜度井开发可行性的研究。SHojb-102D井是土库曼斯坦南霍贾姆巴兹气田上一口大斜度定向井,该井靶区范围小,盐膏层厚达1085 m,地层孔隙压力系数达到2.2~2.3,还存在高压、直井段不直、键槽、缩径、黏附、井漏、钻具事故等多种钻井风险,文章主要通过对几种井身结构、井眼轨迹、控制方式优缺点的对比分析,优化出安全可靠、易于实现的钻井工程设计,进行现场实践,为该气田用大斜度井、水平井开发做技术储备。

阿姆河右岸B区巨厚盐膏层大斜度井安全钻井

为提高单井产能,实现高效开发,阿姆河右岸B区块采用大斜度井和水平井钻井。但该区块地质条件复杂,储层压力高、气藏埋藏深、盖层盐膏层厚,存在次生气藏和高压盐水层,大斜度井和水平井的钻井难度大,对钻井液性能和井眼轨迹控制均提出更高要求,需要针对巨厚盐膏层大斜度井定向井段进行优化设计,降低施工风险。文章构建了目标区块钻井的岩盐蠕变模型,计算出了安全钻进时间和钻井液密度,优化了钻井液性能及体系,同时,综合考虑目标气藏埋深、盐膏层稳定性和造斜工具能力,优化了盐膏层大斜度井水平段段长、井眼轨迹和井身结构,确定了盐膏层中上盐层造斜的方案。

高密度饱和盐水钻井液在DN2-29H井的应用

库车山前深部巨厚盐膏层地质特征复杂,地层压力变化大,预测难度高。盐膏层钻井过程中,钻井液性能恶化,喷、漏、卡等复杂事故频发,严重影响安全快速钻井。针对以上难点,DN2-29H井以高密度饱和盐水钻井液体系为基础,引入新型材料稀释稳定剂,并优化了钻井液维护措施。实践证明,引入新型稀释稳定剂后,体系在盐膏层钻进过程中性能稳定,复杂工况明显降低,工期缩短,起下钻顺畅,电测、下套管均一次成功。本井经验对钻遇巨厚盐膏层具有重要的参考意义。

阿姆河右岸B区复杂地层大斜度井和水平井钻完井技术

通过对已钻直井的实钻资料研究,分析总结出该区域地质特点及大斜度井钻井施工难点,通过井身结构与井眼轨迹优化,优选穿越长段盐膏层的钻井液体系及配方,研究成果已在该区域钻成8口大斜度井,钻井成功率100%,经测试产量为该区域直井的2~3倍。通过实钻作业形成了该区域大斜度井/水平井的井眼轨迹控制及复杂盐下气藏安全钻井技术;解决了巨厚盐膏层使用高密度钻井液情况下的定向钻井技术难题;实践了在使用高密度钻井液,喷漏同存、处理困难复杂情况下的完井方式,形成了巨厚盐膏层及高压含硫产层大斜度井特色钻完井技术,目前大量推广的大斜度井正在施工。大斜度井和水平井钻完井技术为该项目地区实施＂稀井高产、少井多产＂的开发方案提供了可靠的技术支撑和产能保障。

土库曼斯坦阿姆河右岸B区高风险气藏安全钻井技术

在土库曼斯坦阿姆河右岸B区钻井史上,由于存在高压浅层次生气层、高压盐水层、高压高产气藏以及巨厚盐膏层的复杂地层,因而井喷、卡钻、高压盐水结晶导致井筒报废等事故频发,钻井成功率仅为64%,钻井安全风险极高,部分气田已禁止钻井施工。为此,针对性地开展了如下安全钻井技术试验与应用:(1)针对浅层次生高压气层,采用小尺寸领眼试钻,很大程度上减少了井筒容积,使进入井筒油气的量大大降低,减少了加重钻井液,加快了压井作业时间,提高了钻遇复杂层的安全性,同时在浅层气井区外围采用了钻大斜度井定向井强采方案;(2)针对高压巨厚盐膏层,优选了与盐膏层相配伍的欠饱和—饱和盐水钻井液体系,优选了盐岩蠕变模型,建立了盐膏层井眼缩径方程,形成了钻井液密度图版,确定了盐膏层安全钻井液密度,有效地提高了盐膏层段钻井液的抗污染性和抗蠕变性,保证了井筒安全。相关配套技术已推广应用近百口井,钻井成功率达100%,井喷发生率为零,解放了"钻井禁区",较好地解决了该区域高风险天然气井安全钻井难题。

土库曼斯坦阿姆河右岸地区定向钻井技术

土库曼斯坦阿姆河右岸存在巨厚盐膏层,盐膏层易蠕动变形,内部高压盐水分布无规律,压力系数难预测,盐层与石膏层的特性差异大,极易造成各类井下事故,因此一直是钻井工程的难点之一。针对该区的特点,进行了定向钻井难点分析,从造斜点开始,全程使用弯螺杆控制井眼轨迹,对井眼有一定的扩眼作用,降低了盐膏层缩径卡钻风险,也有利于适时调整井眼轨迹,对提高机械钻速,进行快速钻进有一定益处。采用的"直-增-微增-增-稳"五段制剖面,较好的结合了地质特点,充分利用了定向工具滑动和复合钻进的造斜能力,实现了安全快速钻进的目的,也增加了设计井眼轨迹适应地层变化的能力。