愛華網(wǎng)???? 泥頁巖油氣藏是一種非常規(guī)的油氣藏，是勘探的新領(lǐng)域，具有巨大的開拓性。所謂非常規(guī)油氣藏就是指不能用常規(guī)的方法和技術(shù)手段進(jìn)行勘探開發(fā)的另一類資源，其埋藏、儲存狀態(tài)與常規(guī)油氣資源有較大的差別，開發(fā)難度大，在我國還處于初步的勘探階段。江蘇油田本著油氣資源接替的戰(zhàn)略思維對這一領(lǐng)域進(jìn)行初步嘗試，橋7平1井就是第一口分段壓裂的非常規(guī)開發(fā)水平井，該井位于金湖縣橋河口橋7斷塊，是江蘇油田泥頁巖油氣藏開發(fā)的主意區(qū)塊。 1 地質(zhì)工程概況 一開Ф342.9mm×508m，下入表層套管Ф273.1 mm×505.5 m；二開直井段使用Ф241.3 mm×2096.18m，斜井段上部Ф222.2 mm×2851.57 m，定向井深2096米。下部水平段使用Ф216mm×3003.11m，最大井斜92°，中完電測口袋使用Ф152.4mm×3015m。一次成功。下入技術(shù)套管Ф177.8 mm×3000.04m；三開用Ф152.4mm×3592m。水平段電測結(jié)束后，按設(shè)計進(jìn)行四次通井；2012-3-2<鉆具順利下至設(shè)計位置，分割器安置成功；頂替鉆井液，座封成功。地質(zhì)分層及巖性描述見表1。 2 技術(shù)難點 1）鉆鹽城組、三垛組時，適當(dāng)提高鉆井液的粘切,保證良好的攜砂能力，工程上配合采用大排量洗井，確保井眼清潔暢通。 2）戴南組中上部地層要防泥巖縮徑，加足聚合物同時配合胺基抑制劑提高鉆井液抑制系，防止泥巖的水化分散。戴南組下部地層與阜寧組地層破碎，構(gòu)造裂縫發(fā)育，要防硬脆性灰黑色泥巖垮塌。 3）本井為較長水平段、大位移水平井，大斜度和水平段易沉砂，形成巖屑床，增加井下摩阻，產(chǎn)生托壓現(xiàn)象。提高鉆井液懸浮性能，潤滑防卡，降摩阻也是本井段的重點。 4）水平段鉆遇硬脆性泥巖地層，易發(fā)生剝落掉塊，井壁穩(wěn)定是關(guān)鍵。預(yù)防硬脆性泥頁巖裂縫性漏失的發(fā)生。 5）小井眼鉆井液環(huán)空間隙小，約10%的壓耗損失在環(huán)空，保持鉆井液低的固相含量，良好的流變性能，抑制性，潤滑性是預(yù)防井漏垮塌以及保證良好攜巖防止卡鉆的必備條件。 3 室內(nèi)試驗 3.1聚胺抑制性評價 3.1.1抑制性評價（1） 注：紅棕色軟泥巖極易水化分散，聚胺水溶液，100℃×16h老化 3.1.2抑制性評價（2）（邵x20巖芯3000-3200m劃眼返出，深灰色片狀） 從上面2個表格數(shù)據(jù)分析，胺基抑制劑最佳加量在0.2-0.5%之間，超過0.5%的加量抑制性提高不明顯 3.1.3聚胺抑制性評價（3） 胺基抑制劑的加量雖然只有防塌劑加量的十分之一，但從垮塌巖芯回收率實驗來看，無論一次還是二次回收率均高于以上種類的防塌劑，說明他的加入可以協(xié)同提高鉆井液的抑制性，從抑制性方面提高井壁穩(wěn)定性是有效的。 3.1.4 TJX鈉土容量限評價 配制1%的聚胺水溶液，分別取等體積的聚胺水溶液，分別加入5%,10%,15%,20%,25%的鈉土，水化24h，用六速旋轉(zhuǎn)粘度計測量性能。 通過實驗對比清水中鈉土的容量限13-15%，而1%的聚胺水溶液的鈉土容量超過了20%，從而也證明聚胺強(qiáng)的抑制性。 3.1.5 復(fù)配回收率實驗（聚胺與大分子復(fù)配抑制性評價） 從上表數(shù)據(jù)可以看出，0.2％胺基+0.2% MMCA的組合無論是一次二次巖心回收率，還是頁巖膨脹降低率均最好，說明這個組合抑制性可以達(dá)到最佳。 3.2 大分子聚合物的優(yōu)選 從上表數(shù)據(jù)可以看出，0.2%MMCA的一次二次軟泥巖回收率均最好，所以本井選擇MMCA為主抑制劑。 結(jié)論：從鄰井的資料調(diào)研可以看出，該區(qū)塊在井深2200-2700米之間是最容易出現(xiàn)井壁不穩(wěn)定的井段，而通過大量室內(nèi)實驗的評價聚胺可以協(xié)同提高鉆井液的抑制性，因此橋7平1從2000米以后就使用聚胺來進(jìn)一步提高鉆井液抑制性，以預(yù)防井壁不穩(wěn)定的發(fā)生。 3.3防塌劑的優(yōu)選 該區(qū)塊在井深2200-2700米之間是最容易出現(xiàn)井壁不穩(wěn)定的井段，所以從戴南組底部就要做防塌預(yù)處理，所以有針對性的進(jìn)行了防塌劑的優(yōu)選，通過垮塌巖芯回收率實驗2% FT-1+2%KLG的組合效果比較明顯。聚合醇防塌劑封堵微裂縫，F(xiàn)T-1磺化瀝青類封堵大的裂縫，改善泥餅質(zhì)量。 3.4 懸浮性能調(diào)節(jié)劑的優(yōu)選 分析上表數(shù)據(jù)，0.5% XSJ-1和0.5%BPS的加入使得鉆井液的動塑比都有比較大的提高，但0.5%BPS的加入使得塑性粘度增加的比較多，結(jié)構(gòu)比較強(qiáng)，適合鉆進(jìn)中打稠漿段賽掃井使用，而0.5% XSJ-1適合起鉆前作為封閉液，對不穩(wěn)定地層進(jìn)行封閉，懸浮巖屑。 3.5 鉆井液潤滑劑優(yōu)選對比實驗 三開以后，由于排量小，氣溫低，原油大量的從鉆井液中析出，影響到鉆井液的潤滑性，最后只好換成機(jī)油，通過上組數(shù)具室內(nèi)驗證，機(jī)油的極壓潤滑系數(shù)降低率在老化前后都是最好，所以本井最終水平段鉆進(jìn)也選擇機(jī)油作為潤滑劑。 3.6不同井深含油量般含測試評價 從不同井深出鉆井液性能檢測結(jié)果可以看出，本井使用的配漿水基本屬于正常范圍，鉆井液不會受到各種離子的干擾。從不同井段的般含跟蹤數(shù)具也可以看出軟泥巖地層的造漿得到有效控制。 4 現(xiàn)場施工 4.1一開井段（0～508m）井眼尺寸：Φ342.9×508m 鉆井液處理措施： 1)一開前用鈉般土5t、純堿0.3t，配漿80m3，預(yù)水化16h以上。一開用預(yù)水化般土漿鉆進(jìn)。 2)大井眼鉆進(jìn)為保證懸浮性能補(bǔ)充少量大分子聚合物提高鉆井液的粘切，根據(jù)返砂情況，配合添加HV-CMC形成稠漿段塞，清掃井筒，定期補(bǔ)充鈉鹽調(diào)節(jié)流行。鉆井液粘度控制在48-55s之間。鉆進(jìn)中加入KD-23封堵膠結(jié)疏松的砂巖微裂縫，減少鉆井液的過多滲漏。 3)工程配合采用大排量洗井（40L/S），確保井筒中的砂子能及時帶出來保證井眼清潔暢通。打完表層進(jìn)尺，使用土粉1t，配稠漿段塞再次清掃井筒，下套管前大排量循環(huán)洗井，充分凈化井眼，確保下套管順利。 4)鉆進(jìn)中使用好固控設(shè)備，結(jié)合人工清砂，降低鉆井液的有害固相。二開前徹底掏罐清砂，降低鉆井液中的含砂量、固相含量，為后續(xù)鉆井液維護(hù)處理打好基礎(chǔ)。 4.2二開直井段，井眼尺寸Φ241.3mm，井深508-2235m 鉆井液處理措施： 1）鉆水泥塞時，加入純堿，鈉鹽處理水泥污染 2）在一開漿中邊打鉆邊加入，0.1%-0.2%MMCA、0.5%-0.6%Na-HPAN混合膠液處理鉆井液。 3）由于該井段為Φ241.3的大井眼，而且所鉆層位砂礫巖發(fā)育，鉆井液消耗量大，鉆進(jìn)中及時根據(jù)鉆井液消耗情況，通過添加土粉或HV-CMC，保證鉆井液良好的攜砂效果，也保證了鉆進(jìn)中有足夠的泥漿量。 4）為保持井眼清潔，大井眼鉆進(jìn)中工程上繼續(xù)要采用大排量洗井，確保攜巖效果。砂礫巖地層膠結(jié)性差，鉆井過程中要加強(qiáng)坐崗觀察，通過補(bǔ)加石灰石粉或少量的單封隨鉆鉆進(jìn)，增強(qiáng)鉆井液的封堵性，防止?jié)B漏。 5）進(jìn)入三垛組地層之前加足主聚物MMCA和降濾失劑，并配合使用陽離子乳液聚合物DS-301,增強(qiáng)鉆井液抑制性，控制軟泥巖地層水化分散造漿。鉆進(jìn)中通過等濃度維護(hù)，繼續(xù)添加。進(jìn)入軟泥巖地層及時補(bǔ)充RH4，防止鉆頭泥包。 6）合理使用固控設(shè)備，要提高離心機(jī)的使用效率，降低鉆井液中的有害固相。振動篩的篩布逐漸更換成110目，并結(jié)合人工清砂，保持鉆井液清潔。 7）按設(shè)計要求將鉆井液的密度提到1.1-1.2 g/cm3，防止軟泥巖地層的縮徑，根據(jù)該區(qū)鉆井資料提示，垛一段與戴二段交界處發(fā)育斷層，易發(fā)生漏失，因此鉆至三垛組底部可加入單封0.5%-1%隨鉆防漏，并堅持坐崗，觀察泥漿液面變化。 8）從1900米以后，該井就進(jìn)入戴二段地層，根據(jù)地層的變化，以及從鄰井資料的調(diào)研，本區(qū)塊2200米以后的七尖峰深灰色泥巖，極易垮塌，造成長時間的劃眼和其他復(fù)雜，所以在進(jìn)入戴二段前就做了防塌預(yù)處理，分兩次補(bǔ)充FT-1 ,OSMA-K各1t，并及時將鉆井液的密度提高到1.2 0-1.23g/cm3。 9）同時從2000米過以后通過在日常維護(hù)的混合膠（MMCA:NH4-HPAN:TJX-1=1:5：0.5；8m3的罐兩袋MMCA,6-8袋銨鹽，半桶-一桶聚胺）中加入TJX-1(聚胺)來進(jìn)一步提高鉆井液的抑制性，以達(dá)到井壁穩(wěn)定的目的。轉(zhuǎn)化之前必須及時補(bǔ)充降失水劑將中壓失水將至5ml以內(nèi)。 4.3二開斜井段（2235～2851.57m）井眼尺寸：Φ222.2mm。 二開水平段（2851.57～3003.11m）井眼尺寸：Φ216mm；（3003.11～3016m）井眼尺寸：Φ152.4mm 技術(shù)要點： ?、僭摼文鄮r具有中-強(qiáng)水敏性，且裂縫發(fā)育，易產(chǎn)生滲透壓，增加坍塌應(yīng)力，易垮塌。保持鉆井液具有較強(qiáng)的抑制性、封堵性，控制較低濾失量，提高泥餅質(zhì)量，控制合理的鉆井液密度，防止井壁垮塌； ②大斜度井段要加強(qiáng)鉆井液的攜砂能力，并與工程的短起下緊密配合，防止和破壞巖屑床的形成； ③及時補(bǔ)充足量潤滑劑，防止發(fā)生粘卡，防止井下摩阻增大，減少托壓的發(fā)生。 鉆井液處理措施：（聚胺潤滑防塌鉆井液體系） 1)從2235米開始定向滑動鉆進(jìn)，根據(jù)設(shè)計的要求及時混入原油5.2t，并配加固體乳化劑SN-10.1t，提高原油乳化效果和鉆井液的潤滑性能。后面的鉆進(jìn)方式任然以滑動鉆進(jìn)為主，因此鉆進(jìn)中以“少食多餐”方式定期補(bǔ)充原油，另外根據(jù)摩阻的變化交替混入懸浮乳液潤滑劑RHJ-1,以確保隨著井深井斜的增加鉆井液中含有足夠的油量，保持鉆井液具有良好的潤滑防卡性能。（此井段累計使用原油34.35t，RHJ-16t，SN-11t） 2)鉆井液日常維護(hù)任然以混合膠（MMCA:NH4-HPAN:TJX-1=1:5：0.5；8m3的罐兩袋MMCA,6-8袋銨鹽，半桶-一桶聚胺）等濃度補(bǔ)充，以保證鉆井液性能的穩(wěn)定。鉆遇大段泥巖地層，增大聚胺抑制劑的加量，進(jìn)一步提高鉆井液防塌抑制性，抑制因濾液滲入而產(chǎn)生水化膨脹、掉塊甚至垮塌。嚴(yán)格控制API和HTHP濾失量分別在5ml、15ml以下，防止阜二段硬脆性泥巖掉塊、垮塌。 3）該區(qū)塊E2d1和E1f2儲層粘土礦物以伊利石、綠泥石、高嶺石為主，質(zhì)地硬、脆，裂隙發(fā)育，在鉆井中易發(fā)生剝蝕掉塊。鉆進(jìn)中及時補(bǔ)充2%QS-4和2%FT-1，配合適量液體防塌劑KLG，超低滲透處理劑LXJ-Ⅰ等封堵防塌材料，改善泥餅質(zhì)量，增強(qiáng)鉆井液封堵防塌能力。每班補(bǔ)充燒堿0.1t，保持PH在≥9。 4）根據(jù)設(shè)計逐步將鉆井液密度提高到1.25 g/cm3，鉆至井深2684m起下鉆，在2670m處下鉆遇阻，接方鉆桿沖劃到底，從振動篩返出的砂子看有深灰色硬脆性泥巖的薄片掉塊，在隨后的鉆進(jìn)中逐漸將鉆井液密度提高到1.26-1.27-1.28 g/cm3。 5)此井段鉆進(jìn)中工程配合措施
?、俳訂胃好看蛲暌粋€單根劃眼，停泵無阻卡接單根，遇阻、遇卡不能硬壓硬拔，要開泵循環(huán)活動鉆具沖通。 ?、阢@進(jìn)過程中，控制機(jī)械鉆速，均勻送鉆，蹩鉆即停，活動鉆具劃眼；早開泵，晚停泵，減少巖屑下沉。 ③每鉆進(jìn)50-100m或鉆頭超過使用24h工程配合短起下一次，下鉆到底大排量洗井，有助于破壞巖屑床、清潔井眼。 ?、芄こ膛c地質(zhì)加強(qiáng)結(jié)合，及時進(jìn)行軌跡計算和預(yù)測，確保中靶，減小軌跡調(diào)整。 6）使用好四級固控設(shè)備，最大限度清除鉆屑，控制較低固相含量，含砂量要嚴(yán)格控制小于0.2%。此井段震動篩和雙除的篩布全使用140目，強(qiáng)調(diào)離心機(jī)的使用，特別是后期，混油次數(shù)頻繁，密度調(diào)節(jié)也頻繁，堅持每班使用離心機(jī)4-5h，密度不夠再補(bǔ)充重晶石。勤測雙除底流密度，以判斷其使用效果，此井段除砂器的底流密度1.30-1.36 g/cm3，除砂器的底流密度1.36-1.42g/cm3，離心機(jī)的底流密度1.12-1.16 g/cm3。 6.4三開水平井段（3003.11-3592m）井眼尺寸：Φ152.4mm； 技術(shù)要點： ?、匍L水平段易形成巖屑床而發(fā)生粘附卡鉆和托壓現(xiàn)象，因此，要確保本井段鉆井液的攜巖清巖、潤滑防卡。 ?、诒緟^(qū)E1f2砂巖儲層單層厚度較薄，一般在1-3m、個別可達(dá)4-6m，可能會鉆入緊鄰的硬、脆性泥巖層，極易發(fā)生垮塌掉塊，另外為保證座封器的密封設(shè)計要求該井段的平均井徑擴(kuò)大率必須控制在4%以內(nèi)，所以提高鉆井液的封堵、抑制、防塌性能也是本井段安全鉆井的關(guān)鍵技術(shù)之一。 ?、坌【坫@井液環(huán)空間隙小，約10%的壓耗損失在環(huán)空，保持鉆井液低的固相含量，良好的流變性能，抑制性，潤滑性是預(yù)防井漏垮塌以及保證良好攜巖防止卡鉆的必備條件。 鉆井液處理措施：（正電膠聚胺潤滑防塌鉆井液體系） 1）三開于2012年1月28日開鉆，使用Φ152.4mmPDC鉆頭先打套管附件，由于是小井眼，環(huán)空間隙小，壓耗損失在環(huán)空里的比較多，保持鉆井液低的固相含量，良好的流變性能，抑制性，潤滑性是預(yù)防井漏垮塌以及保證良好攜巖防止卡鉆的必備條件。 2）三開前徹底清除錐形管和一號罐里的沉砂，保持鉆井液低的固相含量，此井段為保證在油層中穿行，嚴(yán)格控制井斜，并保持井深軌跡的圓滑，以復(fù)合鉆進(jìn)為主，每根單根滑動1-2米。 3）鉆井參數(shù)：鉆壓3-4噸，泵壓19-22mpa,排量13-13.4l/s，井底循環(huán)溫度72°。 4）日常維護(hù)以混合膠液（MMCA:NH4-HPAN:BPS:KLG=1:4:4:4, 8m3的罐1袋MMCA,4-6袋銨鹽，2桶BPS：2桶KLG）等濃度維護(hù)。為實現(xiàn)三開水平段平均井徑擴(kuò)大率小于等于4%,鉆井液密度保持在1.26g/cm3，鉆進(jìn)中及時補(bǔ)充QS-4和FT-1，配合適量液體防塌劑KLG，超低滲透處理劑LXJ-Ⅰ等封堵防塌材料，預(yù)防泥巖夾層的剝落掉塊，垮塌,造成井徑的擴(kuò)大。 5）由于氣溫驟冷，排量小，井底的溫度不能及時帶出地面，罐里的鉆井液由于溫度太低混在鉆井液中的原油大量的析出，成團(tuán)的浮在液面，振動篩篩布完全被析出的瀝青覆蓋，厚度達(dá)到6-10厘米，大部分從振動篩和雙除上除掉。使得鉆井液中原油含量大大降低，鉆井液的潤滑性得不到保證，最后經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)換機(jī)油最為潤滑劑，且含油量不得低于12%。（本井段混入原油一次4.9t，累計使用泥漿機(jī)油16.2t，優(yōu)質(zhì)機(jī)油 10.88t，固體潤滑劑2.5t，RHJ-11.4t）后期水平段含油量超過15%。 6）為保證鉆井液良好的攜砂效果，混合膠中持續(xù)的補(bǔ)充黑色正電膠BPS，保持鉆井液的動塑比大于0.4，切力保持在3/10。每鉆進(jìn)50米，通過配置10-12m3,含量達(dá)到0.4%XSJ稠漿，清掃井筒，帶出沉砂。每鉆進(jìn)50m或鉆頭超過使用24h工程配合短起下一次，下鉆到底后大排量洗井，有助于破壞巖屑床、清潔井眼。 7）使用好四級固控設(shè)備，最大限度清除鉆屑，控制較低固相含量，含砂量要嚴(yán)格控制小于0.2%。此井段震動篩和雙除的篩布全使用150目，強(qiáng)調(diào)離心機(jī)的使用，每班堅持使用離心機(jī)4-6h，比重降低后用重晶石加恢復(fù)，使比重始終保持在1.26 g/cm3左右。 8）工程上一直強(qiáng)調(diào)各工種之間的溝通與配合，銜接；嚴(yán)格司鉆操作，防粘鉆具在井內(nèi)的靜止時間不得超過3min，循環(huán)嚴(yán)謹(jǐn)定點循環(huán)，循環(huán)鉆具的活動范圍要大于6米；正電膠鉆井液靜止時間長后結(jié)構(gòu)比較強(qiáng)，起下鉆或短起下到底前兩根單根單反爾開泵，開通后在雙凡爾循環(huán)；嚴(yán)禁在套管鞋處開泵，轉(zhuǎn)動螺桿，防止水泥環(huán)掉落；下鉆遇阻不超過50～100kN，連續(xù)下三柱鉆具井口不返漿，必須起鉆至正常井段接方鉆桿開泵循環(huán)或頂通，起鉆必須連續(xù)向井內(nèi)灌注鉆井液，保持液柱壓力。 5 認(rèn)識與建議 1）原油含蠟以及瀝青質(zhì)的比較高，氣溫低時會大量的從鉆井液中析出，從固控設(shè)備上除掉，影響其使用效果，建議以后的使用中要適當(dāng)考慮季節(jié)的變化，及時調(diào)整潤滑劑，以保證井下安全。 2）鉆井液密度的確定除參考地層壓力系數(shù)外，還必須密切監(jiān)測振動篩的返砂情況，泥巖段如有掉快，及時做調(diào)整，避免垮塌的嚴(yán)重。 3）井壁穩(wěn)定任將是我們以后重點公關(guān)的方向，增強(qiáng)鉆井液封堵和抑制性，通過化學(xué)物理相結(jié)合的方法，進(jìn)一步提高鉆井液防塌性。 4）非常規(guī)水平井的潤滑問題，摩阻控制，與潤滑劑的含量有一定關(guān)系；固相的控制，巖屑床的破壞也是關(guān)鍵。除了與工程配合外還應(yīng)及時配置稠漿段賽掃井。 5）致密砂巖的開發(fā)鉆井液體系的選擇為高性能水基鉆井液，泥頁巖儲層建議最好使用油基鉆井液。 參考文獻(xiàn) [1] 崔海林, 陳建隆, 牛洪波, 張佃賓, 劉曉蘭. 勝利油田首口小井眼長水平段水平井鉆井技術(shù)[J]. 石油鉆探技術(shù) , 2011.05 [2] 張奎林. TH4-8-1水平井順利完鉆[J]. 石油鉆探技術(shù) , 2002.06 [3] 劉汝山, 王寶新, 王振光, 都振川. 勝利油田水平井鉆井技術(shù)[J]. 石油鉆探技術(shù) , 1999.05 [4] 劉偉, 高德利, 王世澤, 蔣祖軍, 潘登雷. 川西須家河組致密砂巖氣藏水平井鉆井關(guān)鍵技術(shù)[J]. 天然氣工業(yè) , 2011.04 [5] 孫煥泉. 頁巖油氣勘探:勝利油田成功起步[J]. 中國石化 , 2011.09 [6] 汶鋒剛, 朱冠芳, 高鵬鵬. 世界油頁巖生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)展[J]. 國外油田工程 , 2009.01
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