泌陽凹陷頁巖油長水平段水平井鉆井技術(shù)研究.pdf

《泌陽凹陷頁巖油長水平段水平井鉆井技術(shù)研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、長江大學學報(自科版)2013年7月號石油中旬刊第1o卷第2o期JournalofYangtzeUniversity(NatSciEdit)Ju1．2013，Vo1．10No．20泌陽凹陷頁巖油長水平段水平井鉆井技術(shù)研究劉霞，劉魁威(中石化河南石油工程有限公司，河南南陽473132)程波(中石化河南油田分公司工程技術(shù)研究院，河南鄭州450000)黃孝權(quán)(中海油服油田化學事業(yè)部塘沽基地，天津300452)[摘要]為開發(fā)泌陽凹陷豐富的陸相頁巖油氣資源，河南油田開展了頁巖油長水平段水平井鉆井研究和實踐。針對泥頁巖井壁垮塌、水平段長、摩阻扭矩大、

2、井眼軌跡控制難度大、管壁及井壁的油基界面難以清除等難點；通過采取井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化、井身剖面優(yōu)化，采用旋轉(zhuǎn)導向、油基鉆井液、彈韌性水泥漿、驅(qū)油型前置液等技術(shù)，順利完成中國石化第一口陸相長水平段頁巖油水平井泌頁HF1井的鉆井施工。[關(guān)鍵詞]頁巖油氣；旋轉(zhuǎn)導向；油基鉆井液；彈韌性水泥漿；驅(qū)油型前置液；長水平段水平井[中圈分類號]TE256．1[文獻標志碼]A[文章編號]1673—1409(2013)20—0069—03河南油田陸相頁巖油氣資源豐富，預(yù)計泌陽凹陷深凹區(qū)頁巖油氣資源量11．01×10。t。泌陽凹陷深凹區(qū)頁巖儲層埋藏深，垂深2400~26

3、00m，水平井開發(fā)技術(shù)是當前頁巖油氣開發(fā)的主流技術(shù)，大多采用大位移水平井，水平段長達lO00m。1長水平段水平井鉆井技術(shù)難點(1)定向造斜段黏土礦物含量高(30)，2061m處巖屑滾動回收率56，易造漿使鉆井液性能不穩(wěn)定、井壁易垮塌。隨著井斜增加，坍塌壓力增大，井壁穩(wěn)定難度大。頁巖儲層脆性礦物含量高達73．47，易破碎掉塊；黏土礦物(含量1O～2O／o／)中伊利石相對含量達8O以上，易水化膨脹，井壁易剝落，造成井徑擴大。采用水基鉆井液，水相易引起黏土礦物水化膨脹，導致井壁坍塌。(2)頁巖水平段長達1500m，已鉆井速度較慢(3．02m／h

4、)，采用常規(guī)螺桿鉆進，摩阻扭矩較大(15t／(2kN·m))，軌跡控制難度大，機械鉆速低，鉆井周期長，井眼質(zhì)量差。長水平段井壁浸泡時間越長，井下安全風險越大。要求鉆井速度快，鉆井周期短。(3)目的層為低孔低滲的頁巖氣儲層，后期多級分段壓裂對固井質(zhì)量要求高，在滿足生產(chǎn)井段水泥漿膠結(jié)質(zhì)量良好的前提下，要求水泥石具有高強的抗沖擊能力和柔韌性。三開水平段采用油基鉆井液，管壁及井壁的油基界面成分對固井頂替效率、水泥石強度及二界面膠結(jié)強度影響大。2井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化與井身剖面優(yōu)化2．1井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化根據(jù)地層特點、地層壓力情況、后期多級分段壓裂及目前鉆井工藝技

5、術(shù)狀況，依據(jù)有利于安全、優(yōu)質(zhì)、高效鉆井設(shè)計原則，技術(shù)套管封隔大井眼泥頁巖段易垮塌地層，為三開水平段提供穩(wěn)定的上部井眼環(huán)境。井身結(jié)構(gòu)采用三開井身結(jié)構(gòu)[1]：一開采用444．5mm鉆頭，339．7ram表層套管下深300～400m，主要封固廖莊組上部成巖性差，膠結(jié)疏松地層，水泥返到地面；二開采用311．2mm鉆頭，244．5mm技術(shù)套管原則下至A靶點以上，一方面考慮到為地質(zhì)導向調(diào)整著陸點，預(yù)留一定井段，另一方面為減少下一開次水平裸眼段施工難度，降低摩阻、扭矩，固井水泥返到地面；三開采用215．9ram鉆頭，下人j2『139．7ram的油層套管

6、，固井水泥返到地面，保證固井質(zhì)量。[收稿日期]2013—03—13[基金項目]中國石油化工股份有限公司科技攻關(guān)項目(P12067)。[作者簡介]劉霞(1981一)，女，碩士，工程師，現(xiàn)主要從事鉆井液科研、設(shè)計與新技術(shù)推廣方面的研究工作。石油中旬刊*油氣田開發(fā)工程2013年7月2．2井身剖面優(yōu)化陸相頁巖水平井井身剖面設(shè)計除應(yīng)滿足地質(zhì)設(shè)計要求外，還必須考慮所鉆地層的地質(zhì)條件及參數(shù)、下部鉆具組合特性、測量儀器的下人、摩阻扭矩、完井管柱及后期多級分段壓裂和采油工藝要求等因素的影響。目前常見的剖面類型有單弧剖面(“直一增一水平”)、雙弧剖面(“直一

7、增一穩(wěn)一增一水平”)、三弧剖面(“直一增一穩(wěn)一增一穩(wěn)一增一水平”)，由于雙弧剖面突出特點是在2段增斜段之間設(shè)計了一段較短的穩(wěn)斜調(diào)整段，以調(diào)整由于工具造斜率的誤差，又滿足采油掛泵要求，摩阻扭矩相對三弧剖面小。泌頁HF1井采用直一增一穩(wěn)一增一平的雙弧剖面，剖面數(shù)據(jù)如表1所示。表1泌頁HF1井井身剖面設(shè)計數(shù)據(jù)2O0O．ooo．o0O．OO2OOO．0OO．OOO．OO2O55．OOo．ooO．O02055．O0O．0Oo．oo2288．3335．OO18O．OO2274．O969．08o．oo2315．6935．o018O．002296．5o—

8、—84．77O．00266O．3191．2918O．OO2446．OO—380．0Oo．oo2672．O192．0718O．O02445．66一391．70o．oo366O．9592．O718