深层钻井（共3篇）
深层钻井 篇1
摘要：石油产业在我国的经济发展中发挥了重要的作用, 而石油勘探技术对于石油产业的发展至关重要。我国目前的石油勘探技术还不够成熟, 在勘探的过程中还存在很多的问题。本文对于我国石油富集区的深层石油储层的钻井技术进行了分析研究, 为我国的石油勘探技术提供了有利的发展条件。
关键词：石油勘探,钻井技术,深层石油
1 深层石油储层的定义及类型
1.1 深层石油储层的定义
深层石油储层是一种特殊的古潜山石油储藏区域，其中经风化作用和构造运动形成的裂缝是这类石油储藏区域中石油的主要汇集区域，而侵蚀面以上沉积岩系的生油岩是深层石油储层石油的主要来源，其中深层石油储层石油的主要转移通道就是那些不整合面和一些断层。
1.2 深层石油储层的类型
当前我国的深层石油储层主要分为四种类型，分别是风化壳及低潜山深层石油储层、变质岩潜山内幕深层石油储层、沉积型潜山内幕深层石油储层、隐蔽型潜山深层石油储层这四种不同类型的深层石油储层。
2 我国深层石油储层油气富集区勘探的注意事项及相应技术难点的解决方案
2.1 明确深层石油储层的地质构造类型，结合其地质构造提出相应的地层分析方法
在进行深层石油勘探中最为重要的一步就对深层石油储层的地质构造进行研究，分析出其具体是属于哪一类的地质构造，然后对这种类型的地质构造进行分析研究，对储层的性质、特征和形成原因做出具体的分析，然后有针对性的制定出解决的方案，这是勘探工作最为重要的一个环节，对于后续工作的开展具有重要的意义。
2.2 有效利用地震勘探法来解决因深层石油储层地质的特殊性给勘探带来的技术难题
一般深层石油储层的地质特性都比较复杂，依靠常规的勘探技术是不能有效解决深层石油储层勘探过程中的各项难题的，而地震勘探法是针对深层石油储层那些复杂的地质特性，为有效解决深层石油储层勘探过程中的各种因地质的特殊性给勘探工作带来的技术难题，在常规的勘探技术的基础上作了相应改进的一种有针对性的深层石油储层的勘探技术，所以在深层石油储层勘探的过程中要充分利用地震勘探法来有效解决因深层石油储层地质的特殊性给勘探工作带来的种种技术难题。
2.3 充分利用成像测井解释勘探新技术，有效提高深层石油储层的勘探效率
成像测井解释技术是一项比较先进的技术，其可以对深层石油储层的空间排列和不连续性做出科学的分析判断，并且可以探测出详细的数据形成数据报告，根据成像技术可以对储层的状况有一个清晰的了解，从而可以提高勘探的效率。
3 我国深层石油储层的勘探钻井技术
3.1 深井和超深井深层石油储层钻井技术
深井和超深井钻井技术是深层石油储层勘探中比较常见的一种勘探钻井技术，所谓的深井是指井深在4500米至6000米范围内的钻井，而超深井为井深在6000米以上的钻井。深井和超深井深层石油储层钻井技术是深层石油储层勘探必不可少的核心技术，在我国对石油能源的需求日益显著的今天，我国深层石油储层分布比较广泛的西部和东部地区对深井和超深井深层石油储层钻井技术的需求将进一步增加，然而受限于深层石油储层地质构造的复杂状况以及深井和超深井深层石油储层钻井技术自身的缺陷，深井和超深井钻井技术在我国深层石油储层分布比较广泛的西部和东部地区的深层石油储层的勘探中并未得到充分的利用，显然实现深井和超深井深层石油储层钻井技术的改进，有效克服钻井施作的过程中因地质构造的复杂性而引发的勘探难题将成为深井和超深井深层石油储层钻井技术的发展方向。
3.2 特殊工艺水平井深层石油储层钻井技术
目前我国用于深层石油储层勘探的钻井大多属于半径适中的水平井。其中在这些半径适中的水平井中使用最为广泛的就是特殊工艺水平井，其中常见的特殊工艺水平井有多分支水平井、径向水平井以及侧钻水平井等。
3.2.1 多分支水平井钻井技术
对于多分支水平井钻井技术来说，不管采用的水平井是老井、新井、直井还是定向井中的哪一类，都允许在同一主干井眼中侧钻两口以上分支的水平定向井。此项技术多数应用于比较离散的深层石油储层勘探中，并且可以节省很大一部分成本。因为在此项技术中，可以有效的控制平台的数量，并且还可以提高石油的产量。此外，使用多分支水平井钻井技术环保性比较强，可以减少对环境的污染，在生态环境日益恶化的形势下，具有重要的意义。
3.2.2 径向水平井钻井技术
径向水平井钻井技术具有很大的优势，相对来讲，要比其他技术所需要的地面设备要少，节省了大量的空间，提高了钻井效率。其使用高压射流破岩的方法，配有专门的井下钻井系统。
3.2.3 侧钻水平井钻井技术
侧钻水平井技术所采用的水平井多是半径短小的小井眼水平井，而且这些水平井是在老井和工程报废井中进行侧钻处理的，侧钻水平井钻井技术主要用于老油气田的深层石油储层的勘探开采。
3.3 大位移井深层石油储层钻井技术
目前对大位移井的定义主要有以下两种：其一，所谓的大位移井就是指测深不小于垂深两倍的水平井或定向井，如果测深大于垂深的三倍时的水平井或定向井则称为特大位移井；其二，是指水平位移不小于垂深两倍的水平井或定向井。由于为了满足不同类型深层石油储层勘探钻井的需要，在大位移井钻井技术的基础上又形成了各种各样的大位移井改进的钻井技术。实际上大位移井深层石油储层钻井技术是对当前世界范围内深层石油储层勘探方面的最先进钻井技术的重要体现。
3.4 复合钻井深层石油储层钻井技术
复合钻井深层石油储层钻井技术多采用的是螺杆钻具配合PDC钻头的复合钻井技术，复合钻井深层石油储层钻井技术具有破岩效率高以及转速高的特点，与传统的转盘钻进机械相比，复合钻井深层石油储层钻井技术的钻速非常高。使用复合钻井深层石油储层钻井技术，可以有效改善钻井中钻柱的受力情况，从而有效控制钻柱的弯曲程度，杜绝钻具事故的发生。
结语
随着信息技术的不断发展，深层石油储层勘探技术也在不断的进步，并且随着时代的发展，勘探技术将向着智能化和自动化的方向发展。在信息化的时代背景下，各项新技术新设备在石油勘探技术中广泛的应用，为石油勘探技术提供了巨大的支持，并且在以后的使用中会发展得更加快速，为我国的深层石油储层钻井勘探技术创造有利的环境。
参考文献
[1]杲传良.水平井钻井技术在石油勘探开发中的应用与发展[J].山东科技大学学报 (自然科学版) , 2000 (02) .
[2]赵强先, 肖圣, 王环.石油勘探开发中测井放射源的安全保障[J].测井技术, 2011 (02) .
[3]赵改善.虚拟现实技术在石油勘探开发中的应用展望[A].中国地球物理学会年刊2002.
深层钻井 篇2
首先, 我们在深层钻取了一些盐岩作为实验样品, 然后针对样品进行阶梯蠕变的实验、变荷载蠕变的实验以及三轴蠕变的实验、单轴蠕变的实验, 通过对实验过程中的变化和对实验结果的分析, 使我们了解深层盐岩蠕变的本构关系。
1.1 阶梯蠕变试验。
在石油钻井、天然气施工、后期油田的开发中, 盐岩往往会因为受到一些外界因素的影响, 导致本身的荷载条件发生变化。因此, 在进行蠕变试验时, 我们要对应力路径的影响进行充分考虑。蠕变试验应当将轴压维持在37MP左右, 围压在两天时间内保持在7.2KP, 等实验逐渐进入到稳态应变的状态中, 再将围压减少至5.4MP, 并保持轴向应力不变。另外, 用类似的方法来减小围压, 直到进入单轴应力状态即可。
1.2 变荷载蠕变试验
在轴向应力为25.1MP、围压为3.6MP的条件下进行蠕变试验, 首先要将此种状态保持262个小时, 然后将荷载减到0, 并继续保持试验1 5个小时, 最后再通过加载, 让试验能够恢复到最初的荷载状态。
1.3 三轴蠕变试验
进行三轴蠕变试验时, 首先要对轴向应力的作用进行充分的考虑, 然后要对围压作用可能产生的影响进行考虑, 所得出的结果能够对对石油钻井工程应用、本构关系分析重要的帮助作用。因此, 为了能够对偏差应力作用进行考虑, 需要在不同的轴压、相同的围压下进行了4个试验。为了能够充分对不同围压作用进行分析, 我们在不同围压、相同的偏差应力下进行了44次的试验。在三轴蠕变试验过程中, 将围压变化范围控制在7.2MP~1.8MP的范围内, 轴向应力控制在13.5MP~28.7MP的范围内, 最后得出以下结果:
试中为稳态蠕变应变率, σ为有效应力。
在试验结束时, 三轴蠕变试验和单轴蠕变试验不完全相同, 没发生十分明显的损失和破碎。
1.4 单轴蠕变试验
进行单轴蠕变试验的过程中, 首先对岩石时效性进行了分析与研究, 对没有围压作用轴向压力能够对盐岩蠕变产生的影响和作用进行了评估。并对两种方法进行测试:高轴压下 (轴压为21.5MP) 测试的试样, 以及在低轴压下 (轴压为3.3MP) 测试的试样。
2 对各种试验结果的分析
通过对各种试验中出现的典型曲线试验结果进行研究发现, 盐岩蠕变曲线为瞬态蠕变, 发生时间和持续时间都较短, 并很快就过渡到了稳态的蠕变。在研究盐岩蠕变本构关系的过程中, 我们着重的对盐岩稳态蠕变本构关系进行了理论和实践方面的研究。同时, 我们根据科学实验推理出研究区内三维条件下盐岩稳态蠕变率表达式为:
3 关于优化泥浆密度三维数值模拟
钻井时, 在尚未下入套管之前, 地层会经历一段时间的裸眼期, 在此期间, 如果泥浆密度使用不合理, 那么当井钻遇到盐岩时, 便极有可能发生大型的盐岩蠕变变形, 致使井眼缩颈、下钻受阻, 情况严重时, 甚至还会造成卡死钻具的情况, 并诱发更大的事故。盐岩地层井眼缩颈率与泥浆密度、盐岩流变特性等因素有着密切的关系。只有制定盐岩地层的缩颈率和泥浆密度的相关关系图版, 才能真正确保石油钻井工程作业能够顺利进行。
通过对蠕变进行试验, 并对实验结果进行研究, 利用先进软件进行分析和计算, 我们知道通过实际工程实例的验证, 在石油钻井过程中, 严重缩颈现象比较容易发生, 所以, 我们的实际情况与计算结果大体符合, 证明本次研究得出的泥浆密度图谱是具有一定正确性、科学性和合理性的。
4 结论
通过大量的实验, 我们可以得出结论:盐岩蠕变通常有三个状态, 但是石油工程主要会受到其中的稳态蠕变控制。在盐岩蠕变初始阶段时, 应变率比较大;在稳态蠕变期间, 蠕变速率基本不发生变化。瞬时蠕变极限与稳态蠕变应变率呈现出线形关系。深层盐岩钻井的泥浆密度图谱在钻井泥浆密度设计中能够得到充分利用。随着科学技术的不断进步, 国民经济水平的不断提升, 我国的石油钻井技术也得到了长足的发展。通过对大量的石油工程现场盐岩蠕变进行试验, 研究盐岩蠕变特性, 并对稳态蠕变规律进行仔细分析, 总结出稳态蠕变的三维分析方程。通过对石油钻井工程的深层盐岩本构关系的试验研究和理论分析以及诸多的实际工程应用可知, 稳态蠕变的应变率以及瞬时蠕变极限之间为线形关系。通过研究和实验得出的石油钻井工程中深层盐岩泥浆密度图谱能够在石油钻井工程泥浆密度设计中发挥出自身的价值, 起到应有的作用。
参考文献
[1]丁萌, 王巧然.国际钻井装备与技术发展趋势及方向[J].资源导刊, 2O10 (1)
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[3]苏堪华, 龙芝辉, 石丽.石油工程专业钻井生产实习教学改革思路探讨[J].重庆科学学院学报 (社会科学版) , 2010 (5)
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[6]丁萌, 王巧然.国际钻井装备与技术发展趋势及方向[J].资源导刊, 2010 (I)
[7]田岚.石油天然气钻井工程风险识别与评价方法[J].钻采工艺, 2010 (2)
深层钻井 篇3
1 漏失原因分析
1.1 吉林油田长深区块地质概况
长深区块营城组上部发育中基性火山熔岩、火山碎屑岩, 中部发育细砂岩、砂砾岩和泥岩互层, 下部发育中酸性火山熔岩和火山碎屑岩, 其粘土矿物中含伊利石7.33%、绿泥石1.75%, 粘粒含量达14.92%, 粘粒中碎屑含量达4.5%。
1.2 施工中发生漏失的主要原因
(1) 长深区块营城组砂岩、砂砾岩、碎屑岩较发育, 易发生砂岩渗漏、裂缝性漏失等情况。
(2) 不同井段储层压力存在较大差异, 增加了发生井漏的风险。
(3) 下钻或接单根下放速度过快、可引发漏失。
(4) 钻井液及压井液中抑制封堵型处理剂加量不足。
2 防漏、堵漏措施
2.1 防漏措施
2.1.1 保持钻井液及起钻用压井液较低的液柱压力
欠平衡钻井施工时, 控制井底欠压值0.5-1.0Mpa, 钻进过程中及时清理沉砂罐, 固控设备达到四级净化要求, 最大限度清除钻井液中的有害固相;根据钻井施工中测得的气测值、捞取的砂样以及邻井压力情况, 科学确定起钻用压井液的密度, 以减少压持效应。
2.1.2 提高钻井液的携岩能力, 充分净化井眼
通过调整储层水平段配方, 引入高温提粘剂, 改善钻井液性能。
以上试验结果表明, 加入0.2%高温提粘剂后, 钻井液具有良好的抑制性、触变性, 较理想的塑性粘度、动切力和动塑比, 满足井眼净化要求。
2.1.3 使用适当浓度的随钻堵漏材料
配方a.钻井液+0.5%随钻堵漏剂
配方b.钻井液+1.0%随钻堵漏剂
配方c.起钻用压井液 (密度1.25g/cm3) +2%随钻堵漏剂
配方d.起钻用压井液 (密度1.25g/cm3) +3%随钻堵漏剂
在储层水平段钻井施工中, 向钻井液中加入0.5%-1%的随钻堵漏剂, 增强钻井液及压井液封堵裂缝的能力, 提高泥饼质量, 减少滤液对地层的侵入。
2.1.4 控制合理的机械钻速
储层水平段可钻性较好, 机械钻速较高, 若不能及时将钻屑携带出, 易形成岩屑床造成环空蹩堵, 导致漏失的发生。
2.2 堵漏措施
2.2.1 随钻堵漏
在储层水平段钻进中, 若发生轻微渗透性漏失, 采用边小排量钻进边补入纤维类堵漏剂随钻堵漏, 达到堵漏目的。
2.2.2 静止堵漏
采用起钻用压井液置替井筒内欠平衡用轻浆, 发生较大漏失时, 立即减小排量继续替换, 替换结束后, 将钻具起至技套内, 静止4-6小时后, 循环正常后继续起钻, 给漏失层位一个较好的沉积封堵过程。
2.2.3 使用多种堵漏剂复配进行堵漏
配方a.压井液+2%随钻堵漏剂+1%单向压力封闭剂
配方b.压井液+2%随钻堵漏剂+2%单向压力封闭剂
配方c.压井液+2%随钻堵漏剂+2%单向压力封闭剂+1%桥塞堵漏剂
配方d.压井液+2%随钻堵漏剂+2%单向压力封闭剂+2%桥塞堵漏剂
以上试验结果表明, 配方d的堵漏效果较好, 配以合理的工程技术措施, 能够满足长深区块储层水平段堵漏的技术要求。
3 现场试验应用
根据实钻经验及吉林油田长深区块的地质特点, 制订了防漏、堵漏技术措施, 在长深平5井进行了现场试验应用, 取得了良好的效果。
3.1 工程概况
长深平5井位于松辽盆地南部长岭断陷中部凸起哈尔金构造, 井深4827米, 水平段长1004米, 井身结构为三开井, 一开使用Ф444.5mm钻头钻至井深502m, 下入Ф339.7mm表层套管;二开使用Ф311.1mm钻头钻至井深3332m, 下入Ф244.5mm技术套管;三开使用Ф215.9mm钻头钻至4827m, 3100米至水平段前 (3823米) 下入Ф139.7mm油层套管, 水平段裸眼完井。
3.2 现场试验应用及效果
3.2.1水平段钻井液的维护处理
钻井液配方:膨润土5%+纯碱0.5%+烧碱0.8%+阳离子包被剂0.15%+磺化褐煤树脂3%+磺化酚醛树脂3%+180高效封堵降滤失剂2%+高温封堵剂2%+理想填充剂3%+隔离膜2%+白油5%+乳化剂2%+ZLR-101 3%+0.2%高温提粘剂。
钻进过程中, 根据现场消耗, 按配方及时补足各种处理剂, 确保钻井液性能稳定, 进入水平段前加入0.5%随钻堵漏剂, 以有效封堵微裂缝。
将制定的防漏、堵漏措施, 应用于长深平5井三开欠平衡施工, 钻井液流变性稳定满足施工要求。
3.2.2 水平段压井液的维护处理
技套候凝期间, 将储存的优质水基老浆经固控设备彻底处理后, 调配成起钻用压井液, 进入水平段起钻置替轻浆前, 向压井液中加入3%随钻堵漏剂;另通过加入2%随钻堵漏剂、2%单向压力封闭剂、2%桥塞堵漏剂将部分起钻用压井液配制成堵漏液, 置替开始后, 首先将堵漏液泵至裸眼段, 充分封堵裂缝后, 再替入压井液。
通过采取合理的防漏、堵漏技术措施, 长深区块储层水平段漏失问题得到有效解决, 钻井液漏失量大幅度降低, 建井周期显著缩短。
4 结论和认识
(1) 通过室内试验及现场应用表明:采取的防漏堵漏技术措施, 能够很好的解决长深区块水平井储层水平段漏失问题。
(2) 通过该防漏堵漏技术措施的应用, 能够大幅缩短建井周期, 节余钻井成本。
参考文献
[1]鄢捷年.钻井液工艺学[M].山东东营:中国石油大学出版社, 2006-07