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1、胜利油田钻完井液技术及发展趋势 二零一三年二月 2020 4 7 1 前言 钻井液是钻井的血液 不仅要保障安全快速高效钻井 同时要保护好油气层和环境 近年来 随着深部钻探和复杂结构井技术需求 对钻井液在压力控制 井壁稳定 储层保护等方面要求日益提高 泥浆 mud 钻井液钻井流体 drillingfluid 发展历程 钻井液钻井完井液储层钻开液完井液 钻完井过程 2 前言 3 提纲 胜利油田钻完井液技术现状 钻完井油气层保护技术 技术差距和发展建议 井壁稳定钻井液技术 打的成 打的好 2020 4 7 4 胜利油田钻完井液技术现状 定向井 水平井 侧钻井一般采用聚 磺 水包油钻井液体系 5 10
2、 聚合物钻井液聚磺钻井液 2800m 2800 深度温度 5 胜利油田钻完井液技术现状 各特殊钻井液体系设计井数 强水敏区块采用纳米封堵 老168 钻井液体系或甲甙钻井液 垦东12 金家 致密砂岩采用强抑制钻井液 樊154 义123 无固相 海上埕北古7 海上馆陶组采用天然高分子聚合物钻井液 海上东营组 沙河街组的井采用有机盐钻井液 双膜承压 坨76 纯76 油基 页岩 钻井液费用分析 6 统计了5口具有代表性的不同井深的钻井液成本并进行分析 由于水平井及定向井增多 润滑以及加重材料费用占成本较大比例 5口井基本情况 胜利油田钻完井液技术现状 钻井液成本分析 7 胜利油田钻完井液技术现状 钻井
3、液成本分析 钻井液密度升高 加重材料占钻井液成本比例升高明显 密度达到1 45g cm3 加重材料成本占钻井液总成本高达40 控制钻井液加重和润滑材料的数量和质量是控制成本的重要方面 加重材料占钻井液总成本比例 润滑材料占钻井液总成本比例 8 近年井下复杂占非生产时间 小时 胜利油田钻完井液技术现状 有力保障了快速钻井 9 胜利油田钻完井液技术现状 有力保障了快速钻井 10 存在的问题 难度不断增大 油田老区由于长期注采施工及老井套管破损导致井复杂情况增多 新动用区 非常规井越来越深 温度和压力越来越高 都大幅度增加了钻井施工成本和施工风险 对油气层保护技术认识存在一定的偏差 油气层保护是一项
4、技术 是系统工程 不是单纯某一项处理剂能够解决的 在钻井过程中要钻井工程 钻井液体系 完井等各个技术环节共同协调完成 11 存在的问题 区块开发方案设计的针对性有待加强 虽然目前多数区块都有方案设计 但由于基础试验研究少 资料收集不充分 分析不足等因素 因此针对性有待提高 技术跟踪分析需要进一步深入 在目前的钻井液及油气层保护工作中 主要突出了执行阶段 特别是对实施油气层保护的油井 没有及时跟踪调查分析 相应的技术完善就有困难 12 提纲 胜利油田钻完井液技术现状 钻完井油气层保护技术 技术差距和发展建议 井壁稳定钻井液技术 打的成 2020 4 7 13 声波传递实验 岩屑回收率实验 压力传
5、递实验 动失水实验 泥饼强度实验 接触滑动角实验 油基钻井液 一 油基钻井液 岩样自吸水化后裂缝演变过程 适用于大段泥页岩易失稳井段 14 一 油基钻井液 15 施工过程中钻井液性能稳定 钻屑粒径规则均质 棱角分明 井径规则 井径扩大率1 9 井眼清洁 携带能力强 抗原油 H2S污染能力强 固相容限高 连续加重均保持良好的流变性 油基钻井液体系成功用于渤页平1井 完钻井深4335 54m 垂深2969 75m 水平段长1174 05m 16 一 油基钻井液 16 钻井施工未出现任何复杂事故 长水平段条件下摩阻6 7t 平均扭矩12KN m以下 电测成功率100 三开泥页岩电测井段井眼扩大率2
6、3 井壁稳定效果显著 渤页平2井应用效果 一 油基钻井液 17 2 进行了油基钻屑处理装置研制和现场试验 采用油基钻井液回收和清洗分步实施工艺 钻屑油基钻井液回收率 90 节约成本 清洁环保采用生物酶技术技术 处理后钻屑含油量 1 达到现场排放环保要求处理能力达到5m3 h 满足了钻进随钻处理要求 现已试验3口井 振动筛排出 井底上返的高含油钻屑 清洗之后螺旋干燥机排出的干净钻屑 一 油基钻井液 2020 4 7 18 二 水基钻井液 油基钻井液完全能够满足复杂地层钻探需求 但为了为更好降低成本 替代油基钻井液 开展了水基钻井液技术研究 砂泥岩互层 提高油水比 有机盐 19 1 铝胺钻井液体系
7、该钻井液技术在大芦湖地区以及许多深探井上进行了成功应用 在樊家区块储层段地层相对稳定 砂泥岩互层很少 此种钻井液体系应用已经比较成熟 钻井指标屡创新高 二 水基钻井液 20 具有储层薄 横向变化快的特点 砂岩与泥岩 灰岩呈互层 泥岩夹层易水化膨胀 造成井壁失稳 2 高混油比钻井液 二 水基钻井液 21 在渤南地区已完成7口井 义123 平1井2012年4月6日经压裂投产 自喷日产油43 4t 见到良好效果 为全面动用义123块致密特低渗油藏的开发提供了配套技术 其中义123 9HF创造了胜利油田东部油区水平井井深最深 5340米 和该区块同类型井钻井周期最短 67 58天 水平段最长 1450
8、米 三项纪录 高混油比水基钻井液现场试验效果 二 水基钻井液 2020 4 7 22 3 高混油比有机盐钻井液 二 水基钻井液 胜利油田首口滩坝砂油藏非常规水平井滨435 1HF水平段试验成功 解决了砂岩与泥岩 灰岩互层 泥岩夹层易水化膨胀 地层水矿化度高等造成的井壁失稳难题 完钻井深5007米 水平段长1161米 其中钻遇砂岩483米 泥岩512米 砂泥岩层166米 2020 4 7 23 提纲 胜利油田钻完井液技术现状 钻完井油气层保护技术 技术差距和发展建议 井壁稳定钻井液技术 打的好 2020 4 7 24 钻完井油气层保护技术 保护油气层技术是一项涉及多学科 多专业 多部门并贯穿整个
9、油气生产过程中的系统工程 25 钻完井油气层保护技术 20世纪30年代 油气层伤害问题引起了一些石油公司的关注 50年代开始了机理研究 至70年代中期 油气层保护研究开始发展起来 70年代前的油气层保护以钻井液 完井液基本成分伤害特征为主要研究内容 80年代是以机理性研究兴起为标志的发展阶段 90年代机理性 智能性分析 预测 评价技术得到了突飞猛进的发展 21世纪从钻井 完井 开发等各方面综合发展 国外油层保护发展历程 26 钻完井油气层保护技术 胜利油田主要油层保护技术措施 一 主要考虑钻井液成本 使用上部钻井液加入储层保护处理材料直接转换 二 主要考虑储层保护效果 采用专门的储层钻开液 三
10、 完井后采用完井液进行完井 进一步减少储层伤害 四 采用区块一体化保护技术 针对重点开发区块 制定针对性的油层保护措施 实现全过程油气层保护 27 钻完井油气层保护技术 一 储层保护处理材料 28 钻完井油气层保护技术 一 储层保护处理材料 提高泥饼致密性 降低滤液和固相侵入量和深度 提高钻井液滤液抑制性 减轻敏感性 降低滤液表面张力防止水锁伤害和乳化堵塞 29 该技术适应于所有碎屑岩储层 胜利油田使用的该类材料数量最多 主要有主要有6大类 12小类 1 暂堵材料类 钻完井油气层保护技术 2020 4 7 30 暂堵技术进展 钻完井油气层保护技术 31 理想充填技术 通过理想充填软件计算结果对
11、钻井液粒度进行了优化 模拟了不同钻井液粒度分布钻井液固相的侵入深度和伤害程度 最终选择出最优化的钻井液粒度分布 钻完井油气层保护技术 理想充填技术 在现河史3 史106等区块90余口井进行了应用 史深100区块未应用的井自然产能较低 应用该技术的7口油井平均单井日油8 6吨 钻完井油气层保护技术 理想充填技术推广使用情况 史深100区块产量对比 2 粘土防膨类 甲甙 在郑家 王庄 金家 青东 垦东12等强水敏区块2012年应用150余口井胺基抑制剂 在王家岗孔店组强水敏储层的探井设计中使用了有机胺复合盐钻井液体系 钻完井油气层保护技术 该技术适合于水敏性较强的储层 必须针对不同储层进行优选 才
12、能确定适合该水敏储层的抑制剂 驱替评价实验 处理前后返排压力的变化 返排实验中 加入防水锁剂后返排压力明显降低 且渗透率恢复值明显提高 3 防水锁剂类 该技术适合于能够自然见产的低渗透储层 渗透率范围10 50md 2012在现河史3 史106 纯17等低渗储层区块进行了应用 钻完井油气层保护技术 六口试验井日产液共计44t d 日产油共计24 6t d 平均单井日液7 3t d 平均单井日油4 1t d 较未添加防水锁剂的井 单井日产液水平提高了17 6 钻完井油气层保护技术 36 二 储层钻开液 钻完井油气层保护技术 不漏或漏失量小的井选用无固相钻井液地层压力较低的井 使用漂珠钻井液潜山
13、火成岩易漏失地层 采用泡沫钻井液 37 1 无固相钻井液技术 钻完井油气层保护技术 主要解决过平衡条件下固相对裂缝性岩心伤害严重的问题 2012年在潜山和火成岩地层应用20余口井 埕北古7井组已完成4口井 现场最高温度达136 投产3口 油气层保护效果显著 38 对于地层压力低 又易漏的地层 使用漂珠钻井液体系 密度最低可降低至0 85g cm3 在昌73 斜6井 昌97 青东251等井上进行了应用 2 漂珠钻井液 钻完井油气层保护技术 昌97井钻井液密度变化曲线 39 坨深4井是胜利油田首口产层气体钻井 机械钻速3 12m h 是常规钻井0 8m h的3 9倍 获取了地层的自然产能 澄清了以
14、往常规钻井低产或无产的原因 有助于济阳坳陷深层裂解气勘探战略目标的落实 4 气体钻井 2012年在郑家潜山 昌潍火成岩易漏失地层 采用泡沫钻井液体系应用15口井 3 泡沫钻井 钻完井油气层保护技术 40 三 完井液技术 钻完井油气层保护技术 生物完井液推广使用情况 永8区块4口井均获得高产 合计日产油近100吨 其中永8 平16井日产18 7吨 永8 平17井日产16吨 永8 平18井日产30吨 永8 平21井日产24 8吨 41 四 区块一体化保护技术 优选什么样的钻井液 钻完井油气层保护技术 室内研究阶段 42 现场实施阶段 钻完井油气层保护技术 科学研究是前提 优化方案是基础 标准制度是
15、保障 有效监督是关键 43 老168块平均单井钻井周期比方案设计提前3 4天 与老163块对比 建产周期缩短一年投产初期单井平均日油提高了4 8吨 成为油田一体化管理的样板工程 老168区块 四 区块一体化保护技术 钻完井油气层保护技术 44 河50调整按照 技术应用集成化 方案论证科学化 运行监督精细化 钻采配套一体化 的产能建设模式 进行油藏 工艺 地面一体化调整 油藏与工艺相结合 优选非渗透处理剂油层保护技术与低失水塑性微膨胀水泥固井技术 降低油层伤害 提高固井质量 实现固井合格率100 投产7个平台22口井 初期平均单井日液21 6吨 单井日油12 1吨 含水43 9 比单元低52 河
16、50区块 钻完井油气层保护技术 45 提纲 胜利油田钻完井液技术现状 钻完井油气层保护技术 技术差距和发展建议 井壁稳定钻井液技术 2020 4 7 46 国内外钻井液新技术差距 在处理剂 体系 评价技术等方面全面落后 47 发展建议 攻关赶超二项新技术 试验推广二项新成果 统筹运行四项新举措 48 49 常规油基钻井液体系低固相油基钻井液体系无粘土油基钻井液体系逆乳化油基钻井液体系全油基油基钻井液体系微粉加重材料油基钻井液体系微乳液油基钻井液体系低密度油基泡沫钻井流体 国外油基钻井液技术 系列成熟配套经济 开展微乳液油基钻井液技术研究 开展低密度油基泡沫钻井流体技术研究 常温常压下油基泡沫状态 威德福公司的油基泡沫钻井流体技术 由共聚物 表活剂及柴油组成 美国在墨西哥湾首次应用油基泡沫流体进行欠平衡钻井 井深5568m 温度232 达到预期目标 目前2口 针对问题 强水敏性储层 易漏地层 枯竭储层 超低压储层及出水地层 50 开展大位移井钻井液技术研究 国外已钻成了数百口大位移井 水平位移超过10000m的井6口 其中埃克森美孚在俄罗斯远东海上钻成水平位移11475米的特大位移井 高
