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空气-泡沫钻井条件下水层判别方法探讨

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空气 泡沫 钻井 条件下 水层 判别 方法 探讨
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收 稿 日 期 : 2005204205作 者 简 介 : 许 文 革 (1966 - ) , 男 , 吉 林 扶 余 人 , 工 程 师 , 从 事 地 质 录 井 技 术 工 作 。空 气 /泡 沫 钻 井 条 件 下 水 层 判 别 方 法 探 讨许 文 革(大 庆 油 田 有 限 责 任 公 司 地 质 录 井 分 公 司 , 黑 龙 江 大 庆   163411)摘 要 : 空 气 /泡 沫 钻 井 过 程 中 , 使 用 泡 沫 钻 井 费 用 比 使 用 空 气 钻 井 高 出 很 多 , 但 空 气 钻 井 携 砂 能 力 明显 差 , 不 利 于 井 壁 稳 定 , 所 以 出 水 层 段 必 须 使 用 泡 沫 钻 井 , 因 此 在 空 气 /泡 沫 钻 井 过 程 中 , 及 时 发 现和 识 别 水 层 , 及 时 更 换 循 环 介 质 是 十 分 重 要 的 。 在 伊 朗 19 + 2气 井 项 目 钻 井 过 程 中 , 对 综 合 录 井 资 料进 行 重 新 的 认 识 和 解 释 , 探 索 出 了 一 套 水 层 识 别 方 法 。关 键 词 : 水 层 ; 空 气 /泡 沫 钻 井 ; 录 井 参 数 ; 排 屑 口 状 态 ; 矿 化 度中 图 分 类 号 :     文 献 标 识 码 : 南 部 的 塔 波 那 克 ( 地 区 , 井 下 地质 环 境 非 常 复 杂 , 以 前 在 钻 井 过 程 中 经 常 发 生 卡 、漏 、 塌 等 复 杂 工 程 情 况 , 钻 井 施 工 十 分 困 难 , 影 响 了该 区 块 油 气 勘 探 的 进 度 。 该 区 块 第 一 口 井 1井由 伊 朗 钻 井 队 施 工 , 钻 井 过 程 中 工 程 事 故 频 繁 发 生 ,钻 井 周 期 长 达 452 d。 2由 中 国 钻 井 队 施 工 ,钻 井 周 期 长 达 221 d。 钻 井 周 期 长 的 原 因 之 一 是 水 层判 断 不 准 , 导 致 无 法 在 泥 浆 钻 井 、 空 气 钻 井 、 泡 沫 钻井 之 中 选 择 合 理 的 钻 井 方 法 。 因 为 该 区 块 水 层 的 压 力窗 口 非 常 小 , 使 用 泥 浆 钻 井 , 即 发 生 井 漏 ; 使 用 空 气钻 井 , 即 发 生 井 涌 , 且 携 砂 能 力 明 显 变 差 , 井 壁 不 稳定 。 针 对 该 情 况 建 立 了 空 气 /泡 沫 钻 井 过 程 判 别 水 层方 法 , 及 时 发 现 水 层 , 缩 短 钻 井 周 期 。1  应 用 立 管 压 力 参 数 判 断 地 层 含 水 性立 管 压 力 (以 下 简 称 立 压 ) 传 感 器 是 装 在 泥 浆入 口 导 管 上 , 用 来 测 量 泥 浆 注 入 压 力 的 。 空 气 /泡 沫钻 井 过 程 中 , 泡 沫 或 空 气 及 其 所 携 带 岩 屑 的 流 体 平 均相 对 密 度 非 常 小 , 泡 沫 岩 屑 的 流 体 平 均 相 对 密 度 小 于0115, 使 用 纯 空 气 则 更 小 , 所 以 循 环 时 , 其 在 井 筒 内造 成 的 压 力 非 常 小 , 当 量 压 力 梯 度 远 小 于 1。 在 正 常空 气 /泡 沫 钻 井 条 件 下 , 泡 沫 流 量 或 空 气 流 量 在 井 筒内 稳 定 , 井 筒 内 上 返 流 体 压 力 保 持 稳 定 , 与 其 相 对 应的 钻 井 液 注 入 压 力 也 保 持 平 稳 。 当 地 层 出 水 时 , 由 于地 层 水 的 密 度 在 1104 g/ 右 , 这 势 必 造 成 井 筒内 上 返 流 体 当 量 密 度 升 高 , 增 大 了 循 环 系 统 的 负 荷 ,进 而 造 成 注 入 流 体 入 口 立 管 压 力 升 高 , 由 此 , 根 据 立管 压 力 变 化 可 判 断 出 钻 遇 水 层 , 进 行 及 时 预 报 , 采 取一 些 工 程 措 施 , 以 防 事 故 出 现 。 14井 钻 至 井深 1 099 立 管 压 力 明 显 升 高 , 录 井 现 场 判 断 钻遇 水 层 , 录 井 数 据 工 程 师 马 上 通 知 泥 浆 工 程 师 采 集 流体 样 品 , 证 明 了 地 层 确 实 出 水 (图 1)。图 1  地 层 含 水 时 立 管 压 力 变 化 图2  应 用 电 导 率 参 数 判 断 地 层 含 水 性由 于 在 伊 朗 19 + 2气 井 项 目 区 块 地 层 主 要 是 海 相地 层 , 地 层 水 一 般 具 有 高 矿 化 度 , 当 钻 进 至 不 含 水 的地 层 时 , 电 导 率 参 数 值 保 持 相 对 稳 定 , 当 钻 遇 含 水 地层 时 , 地 层 水 进 入 循 环 系 统 , 使 电 导 率 参 数 值 发 生 明显 变 化 。 在 15 井 钻 井 过 程 中 , 钻 至 井 深2 10713 综 合 录 井 仪 测 得 的 电 导 率 曲 线 明 显 抬高 , 说 明 有 高 矿 化 度 的 地 层 水 进 入 到 井 筒 中 (图 2)。图 2  地 层 含 水 时 电 导 率 参 数 变 化 图3  根 据 机 械 钻 速 判 断 地 层 水在 伊 朗 19 + 2气 井 项 目 区 块 , 钻 遇 地 层 主 要 是 海·02· 第 24卷     增 刊     大 庆 石 油 地 质 与 开 发     2005年 8月相 地 层 , 地 层 水 主 要 为 高 矿 化 度 的 盐 水 , 地 层 水 的 储存 空 间 主 要 为 孔 洞 和 裂 缝 。 14井 自 四 开 泡 沫井 段 开 始 (1 108 m) , 至 1 330 , 地 层 岩 性 没有 明 显 变 化 (均 为 云 质 灰 岩 ) , 但 在 1 126~ 1 222 有 钻 速 明 显 增 加 现 象 , 说 明 该 段 为 裂 缝 或 孔 洞 发育 带 , 裂 缝 发 育 带 为 地 下 水 流 动 提 供 了 通 道 。 裂 缝 发育 带 (或 高 渗 孔 隙 带 ) 也 是 地 下 水 层 的 重 要 标 志 。因 此 可 以 利 用 机 械 钻 速 间 接 判 断 地 层 水 (图 3)。图 3  地 层 含 水 时 机 械 钻 速 变 化 图4  根 据 排 屑 口 状 态 判 断 地 层 水在 空 气 /泡 沫 钻 井 过 程 中 , 当 地 层 不 出 水 时 , 排屑 口 返 出 的 是 携 带 岩 屑 的 低 含 水 稳 定 泡 沫 , 泡 沫 粘 稠成 膏 状 (低 气 液 比 时 ) 或 呈 分 散 、 飘 飞 的 絮 团 状(高 气 液 比 时 )。 当 钻 遇 含 水 地 层 时 , 地 层 水 大 量 进入 到 井 筒 内 , 井 口 返 出 的 是 高 含 水 的 低 稳 定 性 泡 沫 ,出 口 泡 沫 接 近 水 状 (低 气 液 比 时 ) 或 雾 状 (高 气 液比 时 )。 因 此 可 以 根 据 排 屑 口 状 态 判 断 是 否 钻 遇 到 含水 地 层 (图 4)。图 4  排 屑 口 状 态5  根 据 井 口 返 出 液 的 矿 化 度 变 化 判 断地 层 水当 钻 遇 含 水 地 层 时 , 高 矿 化 度 的 地 层 水 大 量 进 入到 井 筒 内 , 井 口 返 出 液 的 矿 化 度 会 升 高 , 因 此 , 连 续测 量 返 出 液 的 矿 化 度 变 化 , 可 以 判 断 是 否 钻 遇 到 含 水地 层 。 在 14井 钻 井 过 程 中 , 井 场 配 浆 用 水 矿(下 转 第 24页 )·12·  2005年 8月                 许 文 革 : 空 气 /泡 沫 钻 井 条 件 下 水 层 判 别 方 法 探 讨趋 势 来 直 观 判 断 显 示 目 前 意 义 不 大 , 但 此 方 法 在 纵 向上 把 握 整 体 油 气 层 位 置 , 尤 其 是 判 断 油 水 层 界 面 则 比之 枯 燥 的 数 据 清 楚 形 象 得 多 。 随 着 以 后 数 据 的 增 多 ,此 方 法 将 逐 渐 完 善 , 根 据 地 化 曲 线 的 幅 度 、 连 续 性 和垂 向 变 化 规 律 判 断 出 临 近 的 缺 失 数 据 的 地 层 的 性 质 。剖 面 法 是 从 全 井 的 角 度 , 从 宏 观 上 考 察 某 一 储 集 层 的地 化 显 示 情 况 , 直 观 可 靠 , 储 集 层 显 示 好 坏 、 显 示 级别 一 目 了 然 , 对 低 级 别 异 常 层 的 识 别 具 有 很 大 的 技 术优 势 。 图 1为 印 尼 地 化 录 井 综 合 图 。图 1  地 化 录 井 综 合 图2  结 论 与 建 议对 于 显 示 级 别 较 低 层 的 评 价 , 比 值 法 和 地 化 剖 面法 在 现 场 应 用 无 疑 是 方 便 快 捷 的 , 不 仅 可 以 应 用 于 低显 示 油 气 层 识 别 与 评 价 , 也 可 以 指 导 常 规 油 气 层 的 识别 和 评 价 。 但 在 储 层 评 价 方 面 , 在 时 间 和 条 件 允 许 的情 况 下 还 是 应 利 用 烃 类 恢 复 系 数 法 对 储 集 层 进 行 定 量准 确 的 评 价 , 通 过 大 量 数 据 建 立 起 整 个 区 块 的 模 板 ,用 来 更 准 确 的 计 算 储 集 层 含 油 丰 度 、 饱 和 度 , 预 测 产能 , 对 原 油 性 质 和 储 集 层 性 质 进 行 定 量 评 价 。参 考 文 献 :[ 1 ] 郎 东 升 , 岳 兴 举 1油 气 水 层 定 量 评 价 录 井 新 技 术 [M ] 1北 京 :石 油 工 业 出 版 社 , 20041[ 2 ] 郎 东 升 1储 层 流 体 的 热 解 及 气 相 色 谱 评 价 技 术 [M ] 1北 京 : 石油 工 业 出 版 社 , 19991编 辑 : 李 安 峰(上 接 第 21页 )化 度 为 : 0114% ; : 01013% ; :01025% , 当 钻 至 井 深 1 126 井 现 场 测 量 地 层返 出 泡 沫 液 矿 化 度 开 始 升 高 , 钻 至 井 深 1 135 返 出 泡 沫 液 矿 化 度 开 始 升 高 至 3178% ; :01050% ; : 0124% , 因 此 可 以 判 断 于 井 深 1 126 钻 入 水 层 。6  实 施 效 果从 表 1可 以 看 出 建 立 了 空 气 /泡 沫 钻 井 过 程 判 别表 1  各 井 水 层 判 准 情 况井 号 实   际水 层 数 判 准层 数 判 准 率/% 井 号 实   际水 层 数 判 准层 数 判 准 率/% 1 14 3 2114 18 14 14 100 2 15 6 4010 19 14 14 100 3 15 15 100 20 13 13 100 6 14 14 100 26 14 14 100 14 14 14 100 27 14 14 100水 层 方 法 之 后 , 实 施 效 果 非 常 好 , 自 3及 时 准确 发 现 水 层 100% , 有 效 地 缩 短 了 钻 井 周 期 , 平 均 每口 井 缩 短 了 钻 井 周 期 5012 d。7  结   论通 过 空 气 /泡 沫 钻 井 条 件 下 水 层 判 别 方 法 的 建 立 ,应 用 录 井 仪 器 房 内 的 录 井 参 数 进 行 初 步 水 层 判 断 ; 根据 排 屑 口 状 态 判 断 地 层 水 ; 根 据 井 口 返 出 液 的 矿 化 度变 化 判 断 地 层 水 , 保 证 了 及 时 准 确 地 发 现 水 层 , 又 节省 了 人 力 。 在 伊 朗 19 + 2气 井 项 目 17口 井 的 空 气 /泡沫 钻 井 施 工 中 应 用 , 极 大 地 提 高 水 层 的 判 断 精 度 、 缩短 了 钻 井 周 期 。 综 合 应 用 了 包 括 录 井 参 数 在 内 的 所 有在 钻 井 现 场 所 能 获 得 的 手 段 进 行 水 层 判 断 , 但 本 方 法仅 是 定 性 的 判 断 水 层 方 法 , 未 涉 及 定 量 判 断 水 层 方 法的 探 讨 , 所 以 , 不 能 精 确 地 计 算 出 地 层 出 水 量 。编 辑 : 李 安 峰·42· 大 庆 石 油 地 质 与 开 发                 第 24卷   增 刊In a DC is m m of l in en t B , 63411, J ag ep a in a in p It is to of p J in wa in a dr , 63411, In p of is of a p be in In p in In 9 + 2 p is to a of of l , 63411, a so it of of on p of of of p p ic a ag a , 63411, ic ag of in U in in to p ic ia o il ga s dr da ta of t , 63411, a of to is a of U a of of is p it is to a of L p p of dr e of in of ic , 63411, of p of of a of p of It to of p 2 ]         O  
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