氮气水平井钻井难点、处理对策及现场试验

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1、学兔兔www.xuetutu.com石油天然气学报(江汉石油学院学报)2014年6月第36卷第6期JournalofOilandGasTechnology(J．JPI)Jun．2014Vo1．36No．6氮气水平井钻井难点、处理对策及现场试验钟显禄(中石化西南石油局广西石油基地服务中心，广西南宁530023)胡挺(中石油西部钻探钻井工程技术研究院，新疆鄯善838202)[摘要]氮气欠平衡钻井技术是保护、发现油气层和提高单井产量的有效工艺技术手段之一，将氮气欠平衡钻井技术与水平井钻井技术结合应用，既能提高储层钻遇率，又

2、能对油气藏进行精细评价，是解决勘探开发难动用储层的一种有效技术手段。但是氮气水平井钻井中经常遇见地层出水、井壁失稳、水平段岩屑堆积、井眼轨迹不易监测与控制等技术难题，针对这些难点展开了论证，同时结合三塘湖油田牛东平l井和牛东8—13井两口氮气水平井的现场应用与试验，通过认真分析、总结，形成了一套氮气水平井钻井复杂情况的处理对策，可以对氮气水平井钻井提供借鉴作用。[关键词]氮气欠平衡钻井；水平井钻井；地层出水；井壁失稳；岩屑堆积[中图分类号]TE243．1[文献标志码]A[文章编号]10oo一9752(2014)06—

3、0087一O4随着氮气欠平衡钻井技术水平的提升和应用效果的展现，氮气欠平衡钻井技术已成为勘探开发的前沿技术手段，其主要优越性在于对地层无污染，可提高单井产能，提高机械钻速和有效评价储层。而氮气欠平衡钻井与水平井钻井结合则是高效勘探开发难动用储层的更有效方式。随着勘探开发的深入，氮气欠平衡钻井技术与水平井技术结合应用将是钻井技术发展的必然趋势。但气体水平井钻井中经常出现地层出水、井壁失稳等技术难点，是制约氮气水平井钻进技术发展的主要瓶颈。因此，加强相关难点技术的研究，制定相应的对策显得尤为重要。1氮气水平井钻井难点分析

4、与处理对策1．1地层出水吐哈油田实施氮气欠平衡钻井已达15余井次，通过实践表明，氮气欠平衡钻井实施成功的关键在于井壁稳定、地层含水少或不含水和有效的现场组织。为此进行氮气欠平衡钻井设计前首先需要做地层适应性论证，准确掌握地层含油、气、水情况。并制定合理的施工措施，确保氮气欠平衡钻井的施工成功率。1．1．I地层出水的预测方法目前预测水层的主要方法是依靠地震、地质和测井等资料，其中对测井资料进行详细分析是精准预测水层的最佳方法，当前常规钻井预测水层的主要测井方法有最小电阻率交会法、储层与泥浆电阻率交会法等对出水层进行有效

5、识别，但气体钻井识别水层较常规钻井要困难的多，经常出现水层漏判现象。为此，结合气体钻井的实际情况利用阿尔奇公式以及束缚水含水饱和度计算模型，通过计算、优选出能反映地层出水的敏感性参数(表1)，形成一套气体钻井水层预测技术，以便对气体钻井提供指导。表1氮气水平井钻井出水层位判断标准1．1．2地层出水地面现象分析结合吐哈油田氮气欠平衡钻井现场应用时遇到的实际情况，通过分析总结，将地层出水分为3个级[收稿日期]2014一O4—18[作者简介]钟显禄(1971一)，男，1995年江汉石油学院毕业，工程师，长期从事油气田开发与

6、开采技术管理工作。学兔兔www.xuetutu.com石油天然气工程2014年6月别：微量出水(O~2m。／h)，一般出水(2~5m。／h)，大量出水(Sin。／h以上)。地层出水主要体现在转盘扭矩、立管压力、注气压力、钻井速度等地面参数上，因此密切关注地面各项钻井参数的变化，是准确判断井下情况的最佳依据。表2给出了地层出水时的地面现象。表2地层出水地面现象分析及处理对策1．1．3地层出水的处理对策氮气水平井钻井技术成败的关键之一在于地层是否出水，施工中若钻遇到地层出水，那么首先应增加气量进行循环；若增大气量后不能保

7、持井下正常，则应视地层出水情况转换成泡沫钻井、充气钻井或液相欠平衡钻井。具体处理对策见表2^1．2井壁稳定性导致井壁失稳的原因主要有力学因素和物理化学因素两种。物理化学因素是指钻井液与泥页岩地层发生物理化学作用引起水化膨胀和分散，致使近井壁岩屑强度下降，导致井壁失稳。但氮气水平井钻井过程中不存在钻井液对井壁的物理化学作用，因此影响氮气水平井井壁稳定性的主要因素是岩石的力学性质。1．2．1氮气水平井井壁稳定性评价方法目前对氮气水平井井壁稳定性评价主要采用库仑一莫尔强度理论和剪切破坏理论，利用测井资料结合这两个理论公式可

8、以计算出影响氮气水平井井壁稳定性的固有内聚力和临界崩落内聚力，当固有内聚力大于临界崩落内聚力时，表明井壁比较稳定，井壁出现坍塌的可能性较小。当固有内聚力小于临界崩．落内聚力时，则表明井壁不稳定，出现坍图1牛东平8一l3井水平段井壁稳定性评价塌的可能性较大。图1以牛东平8—13井为例，绘制出了氮气水平井钻井的固有内聚力和临界崩落内聚力两条关系曲线