伊朗雅达油田压差卡钻技术对策及应用效果

来源 :中国石油和化工标准与质量 | 被引量 : 0次 | 上传用户:flysky1979
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  【摘要】本文从统计和分析所遇卡钻事故类型入手,通过对此类卡钻机理的分析,提出了从泥浆工艺措施进行有针对性的调整,并配以相对应的工程措施的技术对策,并将该套技术对策及时应用于一期Fahliyan井段。
  【关键词】早期生产 卡钻 压差 机理 技术对策
   1 雅达F型井概述及易卡钻井段地层特征
  1.1 雅达F型井概述
  (1)F井目的层位:位于白垩系下统的Fahliyan地层,Fahliyan地层由于存有两套不同压力体系的地层而又被细分为Fahliyan Upper和Fahliyan Lower。为达到合理开采,一般钻抵层位为Fahliyan Lower。
  1.2 易卡钻井段地层特征
  (1)易卡钻井段地质分层和岩性描述
  (2)易卡钻地层压力系数及实用钻井液密度。
  见表2。Fahliyan Upper空隙压力當量钻井液密度在1.45~1.60g/cm3,Fahliyan Lower空隙压力当量钻井液密度在1.20~1.40g/ cm3,在使用1.63~1.75g/cm3钻井液密度的情况下,钻井液液柱压力与Fahliyan Lower地层孔隙压力间的压力差会达到10MPa以上。另外,相对于同是低压的Gadvan地层,Fahliyan Lower的空隙发育较好。
  (3)地温梯度。
  通过测试求得测试层位温度,回归求得雅达油田地温梯度为2.89℃/m。
   2 压差卡钻情况统计及分析
  早期生产的8口井中,除KSK1和F5井外,其余6口井都发生过卡钻事故。
  除F7井因设备原因导致的可能的干钻外,卡钻事故发生的过程均非常短:静止时间不超过5分钟或者无静止,事故发生后均能建立循环且卡钻前后泵压无差异,而且在泡解卡剂后大部分均能实现顺利解卡。另外,对于某些发生卡钻的井,在简化钻具组合后均能顺利安全地实现完钻。结合上述特征,可以判断:伊朗雅达油田Fahliyan地层早期生产常现的卡钻属于压差卡钻类型。
   3 压差卡钻的机理和影响因素分析
  3.1 压差卡钻的机理分析
  在钻井施工过程中,钻井液的正压差使钻井液向渗透性地层中渗透,在井壁形成一层滤饼。由于井眼轨迹客观上存在或大或小的曲率,钻具自重、轴向拉伸挤压、弹性变形产生的侧向力,使钻具紧贴井壁上的滤饼。
  3.2 造成压差卡钻的主要因素分析
  钻井液静液柱压力与地产呢个压力之间存在压差:压差越大,形成粘附力越大。
  有统计资料表明:当压差小于6MPa时发生压差卡钻的可能性很小;当压差大于10MPa后发生压差卡钻的可能性大大增加。
  钻具与井壁之间的接触面积:受井眼轨迹、钻具结构、钻井参数、钻具悬重和井眼缩径等因素影响,接触面积越大,粘附力越大。
  井壁滤饼的抗承压能力:抗承压能力越小,形成的密闭接触面越大;同时,钻具与井壁间的摩擦系数也越大。
  诱发的主要因素:钻具在井内的静止时间。静止时间越长,接触面越大,发生压差卡钻的几率就越大。
   4 防压差卡钻的技术对策及其应用效果
  4.1 泥浆技术对策
  尽可能减小钻井液静液柱与地层压力之间的压差控制钻井液密度,加强检测。及时检测泥浆液面和泥浆性能变化,及时发现、处理井漏,根据实际钻进和各种工况显示情况,及时调整钻井液密度;保持井眼状况稳定:避免由于泥浆因素造成的井眼锁径、坍塌或掉块等保证钻井液体系中K+含量和防塌剂含量,利于井壁稳定和防塌:调整滤饼固相颗粒的粒度分布:良好的固相颗粒分布规律,利于形成薄而致密的滤饼。现场施工中选用不同粒径的刚性封堵材料,改善泥饼的粒度分布;控制固相含量,特别是劣质固相的含量为有效控制固相,用抑制包被剂抑制钻屑水化分散,同时充分利用四级固控设备,改善钻井液固相颗粒级配。
  4.2 工程技术对策
  面对井下大多数的复杂情况,都需要工程和泥浆互相配合,群策群力来共同推动解决。因此,为有效地解决压差卡钻问题,不能仅仅只从泥浆工艺上作出调整,工程方面也需要根据井下情况,作出相应的调整:减少钻具与井壁之间的接触面积。F灰岩地层岩性松软,可钻性强,进尺快,钻具在小井眼中柔性大,钻进过程中难以做到防斜打直。为控制井眼轨迹质量,在钻时较快的油层适当控制钻压,以达到吊打降斜的目的。简化钻具结构,可以减少钻具与井壁的接触面积。从上表3的统计结果看:卡钻后,简化钻具组合一般都能顺利完钻。利用增加加重钻杆来替代钻铤的方法,优化后的井下钻具组合为:钻头+浮阀+钻铤2根+扶正器+钻铤3根+加重钻杆+震击器。
  4.2.1 协调提高滤饼的抗承压能力
  (1)为了防止钻屑和有害固相吸附在井壁,尤其是在低压的F Lower地层,每钻进一柱,正划眼和倒划眼3遍,最大限度地靠钻具把吸附在井壁的虚厚泥饼和有害固相刮掉,以提高滤饼的抗承压能力;
  (2)划眼过程中,增大排量以对井壁实现有效地冲刷,清除虚泥饼的同时,也能把井眼清洗干净。
  4.2.2 劲量缩短钻具在井内静止的几率和静止时间
  (1)协助泥浆对地层的封堵:每钻进3柱或100米,将高润滑封堵泥浆打入井底,短起至套管鞋,开泵大排量循环:利用循环压耗将LCM挤入地层,封堵后下钻时进行分段循环,防止堵漏材料造成的井眼缩颈而卡钻;
  (2)起下钻作业或接单根(立柱)时,要求钻工动作要快,尽量减少钻具在井内的停留时间;
  (3)为尽量减少测斜过程中钻柱静止而卡钻的风险,在下吊测时,尽量保持钻具上下活动。另外,钻至完钻井深后,不再进行测斜;
  (4)钻井施工过程中,维护保养好钻井设备良好进行,避免在施工过程中因为设备问题,而造成钻具在井内停止,若遇见此情况,应尽可能的上下活动钻具。
  4.3 技术对策的应用效果
  经过将上述泥浆及工程技术对策应用于实际现场,截止目前2011年12月为止,一期已完钻的6口Fahliyan井中,无一口井出现过卡钻情况。良好的现场应用结果表明:雅达油田Fahliyan地层压差卡钻问题,可由上述技术对策得以完全解决。
   5 认识及建议
  (1) 通过卡钻特征和统计情况分析:伊朗雅达油田Fahliyan地层早期生产常现的卡钻属于压差卡钻。
  (2) 解决井下复杂情况,事故类型的判断是基础,从事故机理进行分析并采取相应的正确措施是关键。
  (3) 为有效地应对压差卡钻,单纯的仅从泥浆或工程进行调整无法有效地解决。只有通过工程和泥浆的紧密高效的配合,群策群力才能真正地预防压差卡钻的发生。
  参考文献
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