涪陵页岩气水平井油基钻井液技术

涪陵焦石坝区块采用水平井开发方式,水平段长1 500 m以上,水平井段为龙马溪组下泥岩段,页岩黏土矿物含量高,脆性强、微裂缝发育,易发生垮塌掉块造成井下事故;井底垂深大于3 500 m,深层页岩气开发,面临着井温升高、携岩带砂要求越来越高、部分井发生垮塌掉块、起下钻遇阻卡的问题,部分井发生失返性漏失,消耗了大量的人力、物力。对柴油基钻井液体系进行了研究,结果表明该体系具有良好的抗温性、在低油水比(70∶30)下仍然具有稳定的性能,随钻堵漏材料(粒径级配的高纯超细碳酸钙+有机胶凝漏失控制材料)能够封堵2 mm的裂缝,承压强度达7 MPa,纳米封堵剂(纳米石墨粉和超细海泡石纤维组成的混合物)能够封堵0.1 mm裂缝,承压达到20 MPa。现场应用结果表明,该体系具有良好的井壁稳定能力,井径扩大率低,平均小于3%,润滑性好,起下钻摩阻低,钻井液性能稳定,易于维护处理,能够解决井漏、井垮等复杂情况。柴油基钻井液完全适用于涪陵区块的页岩气水平井钻井施工。

焦石坝页岩气高性能水基钻井液的研究及应用

针对焦石坝地区韩家店、小河坝、龙马溪组为大段硬脆性泥页岩,地层层理、微裂缝发育,易剥落掉块、坍塌,地层承压能力低,大斜度井段摩阻高,扭矩大,定向托压严重等问题,通过采用提高低剪切速率黏度、抑制深层泥页岩水化膨胀、纳米封堵技术、高效仿油基润滑技术等方法,在室内研究开发了一套高性能水基钻井液体系,该体系具有强抑制性、低剪切速率黏度高、封堵性强、润滑性好、失水低、配方组成简单等特性。该体系在焦页103-2HF井现场应用表明,该钻井液适合韩家店、小河坝、龙马溪组等地层的需要,能够提高井壁稳定性和地层承压能力,具有极大的推广应用价值。

柴油基钻井液在涪陵页岩气田开发中的推广应用

焦石坝页岩地层层理发育,属硬脆性泥页岩,易剥落掉块而引发井下事故,为了保证井壁稳定和钻井液的润滑性能,在钻井过程中特采用柴油基钻井液。该钻井液体系在焦石坝地区200多口井的使用中,未出现因钻井液导致的井下故障,起下钻通畅、无掉块,完井电测、下套管均一次性成功,井径规则,井径扩大率低。应用情况表明,柴油基钻井液具有性能稳定、抑制性强、井壁稳定性好、井径扩大率小、润滑性强,起下钻摩阻低等特点,适合于涪陵区块的深层页岩气水平井钻井施工。

应用反褶积方法评价页岩气井压裂改造效果

用微地震、产剖测试、示踪剂监测等方法,研究页岩气多级压裂水平井缝网形成特征,评价压裂改造效果,由于受施工条件、经济和环境等因素影响,难以取得明显成效。以涪陵页岩气开发试验井为例,应用反褶积方法,结合不稳定生产动态分析,研究多级压裂水平井线性流、拟稳态流(或边界控制流)响应特征,评价压裂改造体积(SRV),可以取得良好效果,为钻完井、压裂试气工艺优化提供了技术依据。

涪陵页岩气井焖井时间与产能关系分析

涪陵页岩气井压裂后,多数井经历了3天以上的焖井,再进行钻塞后放喷排液、测试求产。随着焖井时间的变化,气井初始产能相差较大。根据调研资料表明,焖井期间人工裂缝内压裂液滤失、微裂缝沟通、页岩浸泡等因素共同影响近井地带的储层物性,进而影响气井产能。进一步统计、分析涪陵页岩气井焖井时间与压裂液返排率、气井初始产能的对应关系,认为焖井20天以上能大幅度改善气井近井地带储层物性,提高单井产能。

地质导向方法在涪陵地区页岩气井的应用

地质导向实现方法与井下工具功能密切相关。国内地质导向工具还处于起步阶段,引进国外设备费较高,涪陵地区主要采用的是恒泰产MWD＋LWD设备,仪器盲区长（17-20m）,满足不了实时监控：结合涪陵地区海相龙马溪组页岩储层横向厚度分布稳定,提出了＂等厚法＂、＂海拔法＂两种地质导向方法综合运用,弥补了导向工具不足,取得了良好的效果;以涪陵地区XX-3HF井为例,运用＂等厚法＂建立合适的地质模型,通过实钻地层参数,判断钻头位置,及时修正地质模型,保证了轨迹准确入靶,在水平段导向中,结合地震资料,采用＂海拔法＂保证了轨迹最大限度在页岩储层中穿行。该井水平段1500m均在页岩储层中穿行,其中在最优页岩储层穿行13-70m,该井测试无阻流量达103万m^3/d。

塔河油田S53-1井快速钻井液技术

S53-1井是位于塔里木盆地的一口油藏评价井,完井井深近6000m,地层复杂。邻井S53井在钻进过程中,发生了卡钻和井漏事故;邻井QG101和QG102井在吉迪克组钻遇"高压盐水层"。要保证S53-1井钻进顺利,必须分段选择合适的钻井液体系。通过对地层岩性和邻井资料的分析,优化本井4个井段的钻井液体系:444.5mm井眼表层采用膨润土聚合物钻井液体系;311.2mm井眼上部采用KCl聚合物体系,下部采用聚磺防塌钻井液体系;215.9mm井眼采用聚磺防塌钻井液体系;149.2mm井眼采用低固相聚磺体系。

焦石坝地区中深层防漏堵漏技术研究及应用

涪陵页岩气国家示范区在开发过程中遇到的主要问题是井漏,通过分析近5年的井漏资料,结果表明中深层井漏主要的分布地层韩家店、小河坝组,以裂缝漏失居多,大多是以诱导性漏失为主,采用胺基硅醇-纳米乳液强抑制强封堵钻井液技术,并且保持钻井液较低的密度和低粘低切流型,起到较好的防漏堵漏效果。

水平井投球暂堵压裂炮眼封堵的有效性及影响因素研究

水平井投球暂堵压裂封堵炮眼技术是油气增产的重要技术之一,可有效地提高非常规油气资源开发效率。水平井中暂堵球运动和封堵炮眼过程较为复杂,存在井下暂堵位置不确定、暂堵球易脱落等问题。文章采用DEM—CFD耦合方法建立水平井投球暂堵数值模型,分析了水平井筒流场特性及暂堵球封堵炮眼的过程,以及不同工况参数对暂堵球封堵炮眼有效性的影响。结果表明:水平井压裂中射孔分流能力具有差异性,改变压裂液排量、黏度对改善簇内射孔分流均匀性不明显;当暂堵球在炮眼处满足封堵临界力学条件,可有效封堵炮眼,反之则脱离炮眼;只增加注入排量对封堵炮眼效率提高不明显,进入射孔簇前减小暂堵球与炮眼垂直距离,有利于暂堵球封堵炮眼;通过增大直径比、投放浮力球或悬浮球可以有效提高暂堵球封堵炮眼效率。该研究对认识水平井投球暂堵压裂工艺过程具有指导意义,为优化水平井炮眼封堵工艺提供理论和技术支撑。

气侵硬关井时井口的安全性分析

本文重新推导了水击压力公式,对钻遇浅层气采用硬关井的情形进行模拟计算,从理论上证明硬关井时井口的安全性。

旋转导向技术在涪陵页岩气井中的应用

随着焦石坝页岩气国家示范区开发区域南移,页岩气水平井的垂深逐渐增加至3000m左右,二开定向工作难度增加,主要体现在稳斜段长、扭方位工作量大。目前常规的单弯螺杆+PDC钻头的钻具组合在施工中存在定向段轨迹不平滑,稳斜段控制难度大,极易造成后期扭方位段的定向拖压、粘卡,导致机械钻速低,定向时效不高等问题。为了解决这些问题,在52-3 HF二开扭方位段使用了指向式旋转导向钻井技术,该技术采用全旋转式导向钻进,拖压、粘卡风险低,轨迹平滑,具有常规定向钻具不具有的优势。

连续油管新型钻塞胶液在JY25-1HF井的应用

在连续油管钻磨桥塞施工中,由于连续油管设备及钻塞液的限制,钻屑难以返出井口,易出现憋泵、卡钻等复杂情况。为此,对现有连续油管钻塞液进行优化改性,引入多糖类高分子化合物为流型改性剂,通过材料优选及性能对比,研发出新型钻塞胶液。通过判别,该新型胶液属于幂律流体,计算得出,原钻塞胶液在管柱内和环空内均为紊流,循环压耗均为0,而新型钻塞胶液在管柱内为紊流,在环空内为层流,而循环压耗分别为1.7 MPa、0.116 MPa。新型钻塞胶液在涪陵JY25-1HF井连续油管钻磨桥塞施工中进行了试验应用,在注入10 m3时循环泵压最高,为1.80 MPa,与理论计算结果基本吻合,误差在1.80%。应用效果表明,新型钻塞胶液综合携带能力显著提高,携带量提高了2倍以上,值得进一步推广应用。

陆相泥页岩地层三压力预测及井壁稳定性分析

复兴地区东岳庙段沉积了一套滨浅湖相泥页岩,钻井表明该地层以中碳页岩夹纹层介壳层互层为主,呈现低杨氏模量、高泊松比特征,粘土含量高,塑性强,复兴地区X-1井为高压页岩气藏,期间水平段发生2次严重井垮,在自流井组采用1.86g/cm^(3)钻井液发生漏失,低于1.80g/cm^(3)气侵严重,安全泥浆窗口窄,井控风险高,结合实钻数据开展了三压力预测及井壁稳定性分析.提出了合理的安全泥浆窗口,为后续钻井及井身结构设计提供了技术支撑。

震旦系陡山沱组高钙质页岩酸性滑溜水压裂改造工艺

为增加储层的改造效果,降低油气渗流压差,对陡山沱组的高钙质页岩压裂段采用了酸性滑溜水体积压裂工艺。室内实验表明,酸性滑溜水浸泡高钙质页岩可以大程度增加储层的基质渗透率,形成非均勾刻蚀面和降低岩石的破裂强度;现场应用效果表明酸性滑溜水不仅具有常规滑溜水的减阻效果和携砂性能,还能增大裂缝系统的导流能力和裂缝的复杂程度。EYY2HF井首创的酸性滑溜水压裂试验的成功,为高钙质页岩储层的压裂改造提供了参考和借鉴。

基于被动MPD抑制浅表层出水的钻井方法

涪陵地区浅表层属于喀斯特地貌,多发育裂缝、溶洞。部分裂缝和溶洞为地表-地下水系运移通道,在涪陵工区多平台浅表层钻井施工时均出现钻遇水层记录。且由于地层联通性良好而出现“井筒呼吸”现象,严重影响了钻井时效和井下安全。如何降低或避免钻遇水层过程中的“井筒呼吸”现象使该地区浅表层安全钻井面临着重大挑战。本文阐述了被动MPD的原理和方法,以实际施工井为实例,证明了在渝东地区浅表层水层钻井施工时,被动MPD钻井方法具有良好的适应性和针对性,为后续同类复杂地层钻井提供了相应的技术支撑和成功范例。

一种快速识别地层岩性的方法

依靠随钻自然伽马测量值评价钻遇地层岩性成为一种常规手段,但受到测量仪器类型、数量及费用的限制,不可能所有井段均使用类似于PathFinder的近钻头测量工具。常规随钻测量工具测量盲区达到了17m,单纯采用自然伽马进行地层岩性识别会出现识别结果滞后严重的现象,导致无法中靶或严重影响储层穿行率。对不同地层岩性在钻井工程参数及地质模型上的响应特征进行分析,拾取对应点的各项特征指标,利用BP神经网络进行建模和计算,可以在钻井施工现场快速识别钻遇地层岩性,为地质导向工作的开展提供较为有力的数据支撑。