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2007欠平衡测井实践与认识(发言材料)

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2007 平衡 测井 实践 认识 发言 材料
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中国石油天然气股份有限公司勘探与生产工程监督中心§ § § § § § § § § § § § § § § § § § § § § § §欠平衡测井实践与认识前 言欠平衡钻井技术在发现和保护油气层、减少钻井工程事故、提高钻井时效、最终提高综合勘探效益方面具有比常规钻井不可替代、更独特的优越性,打开了低渗储层勘探的局面,成为解放和保护低渗油田的根本措施。一、国内外技术现状二、欠平衡钻井对测井带来的影响三、欠平衡测井技术攻关情况四、总结提 纲一、国内外技术现状目前世界上已有 20多个国家推广应用欠平衡钻井技术 , 并获得显著的经济效益 。美国欠平衡钻井数量及百分比增长图( 1) 用空气 /雾在老井中进行欠平衡开窗侧钻 ;( 2)用雾钻井液进行欠平衡钻井;( 3)用氮气作为循环介质进行欠平衡钻井;( 4) 使用泡沫钻井液进行欠平衡钻井;( 5)使用充气钻井液欠平衡钻水平井;( 6)使用空气欠平衡钻探井;( 7) 边喷边钻;( 8)欠平衡连续油管钻井。斯伦贝谢欠平衡测井仪器国内欠平衡钻井情况 我国实施欠平衡钻井始于五、六十年代 进入八十年代后我国才真正开展欠平衡钻井工艺技术研究和现场应用。新疆局一九八四年九月在红 29井进行了第一口浅井泡沫钻井,随后又相继开展了充气泥浆钻井和空气雾化钻井等钻井技术的研究应用。 2004年玉门油田引进威德福公司的空气钻井技术,分别在3口井上进行了成功试验,其中Q2-17空气钻井井段平均机械钻速提高了5倍以上,钻井周期缩短了17天。 2004年7月四川局在白浅111H井采用尾气钻井、天然气钻井与水平井结合的钻井方式。测试无阻流量10万立方米,明显高于邻近直井压裂和常规水平井压裂后的产量,探索了低压低渗储层的开发新方式。 。 2004年,中国石油共完成欠平衡钻井50口,在欠平衡钻井技术上继续发展了天然气、柴油机尾气、微泡沫等气体作为循环介质的欠平衡钻井技术,发展完善了欠平衡钻井完井方式,尝试了欠平衡钻井套管阀技术的应用。欠平衡技术能够有效地保护油气层,有利于油气层的及时发现,并能够提高油气井的产量。近几年来,中国石油应用先进适用的工程技术的力度日益加大,欠平钻井井数快速增长,今后几年还将逐年增加。欠平衡测井作为实现全过程欠平衡建井工艺中的重要一环,近几年也取得了较大进步。欠平衡测井实际上就是带压测井,即是在地层压力大于井筒流体压力状态下的一种测井方法。国内欠平衡技术0102030405060井数1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005年 份四川欠平衡钻井统计气体介质常规泥浆0102030405060708090井数1999 2000 2001 2002 2003 2004年 份四川欠平衡钻井统计按井次统计2004年四川欠平衡钻井 仅 33井次 ,约占四川钻井总数的20%而中油集团从上世纪末至2005年 6年时间,欠平衡钻井共 150余口(不完全统计),占钻井总数不到 1%二、欠平衡钻井对测井带来的影响1、井口带压2、井筒介质变化3、侵入状态有所不同由于欠平衡井井口要保持一定的压力,如何在井口密封、带压条件下进行测井施工作业是实现真正意义上的欠平衡井口带压测井的技术关键。测井仪器在密封状态下入井,不能像钻具一样通过旋转防喷器密封入井。因此,需要专门的测井井口压力密封系统,该系统必需具备以下三方面功能:一是能够与钻井双闸板防喷器有效对接;二是能够在测井过程中全程密封并能承受一定的压力;三是其自身可组装和拆卸,同时又能够方便测井仪器的组装和换接。欠平衡测井作业主要有以下四种方式:(1)“大通径防喷管”欠平衡测井工艺。(2)“套管阀”欠平衡测井工艺。(3)连续油管欠平衡测井工艺。(4)存储式随钻测井。欠平衡测井基本原理1、对测井作业的影响• 井口密封• 仪器长度受限• 作业的工具和工艺新的要求• 安全性要求更高2、对测井解释的影响• 井筒介质对不同测井方法有限制或有不同程度的影响• 侵入状态的变化对传统的解释方法有影响泥浆侵入模型双侧向中子密度声波冲洗带 侵入带 原状地层探测深度( 一 ) 需要解决的技术问题( 二 ) 工具的研制( 三 ) 工艺研究( 四 ) 解释方法三、欠平衡测井技术攻关情况(一)欠平衡测井需要解决的技术问题第一 , 井口带压情况下 , 如何实现测井仪器的安装 、 拆卸和起下 ?第二 , 测井过程中 , 电缆处于活动状态 , 如何实行动密封 ?第三 , 与钻井的井口装置的配接 。第四 , 测井工艺技术 。 由于井口防喷器长度的限制和特殊的测量条件 , 对部分测井仪器进行了改装 , 对提高测井质量的工艺技术进行了研究 。0123456789井次2002 2003 2004 2005年四川欠平衡测井统计2000年开始井口装置的设计和加工2002年投产,至 2006年测井 32井次2004年 12月开始气体介质测井试验欠平衡测井历程(二)工具的研制1. 大直径电缆高压动密封控制头2. 大通径高压防喷管系统3. 大直径电缆高压封井器4。 加工了加重装置 、 试验仪器进入防喷管方法 , 设计并加工了防落器和压力平衡管线等部件:• 电缆控制头• 防喷管• 防喷器井口装置全封半封套管头油管头转换法兰双闸板防喷器环形防喷器旋转防喷器电缆防喷器接手动液压泵大通径流管大直径防喷管压力表由壬变径接头接注脂泵接泄流阀防落器接井口法兰接注脂泵测井装置组合图(三)工艺的设计1. 深浅双侧向由于钻井平台高度的限制 , 深浅双侧向加长电极不能使用 , 对深浅双侧向仪器进行了改装 。 试验了缩短加长电极和使用硬电极的办法 , 并对测量效果进行了对比分析 , 初步满足了测量要求 。2. 声波测井在气层欠平衡条件下 , 声波能量衰减严重 , 声波时差严重跳波 , 不利于储层参数的计算 。 对提高声波测井质量的方法进行了研究和试验 , 在仪器选择和测量方式上进行了多口井的分析和对比 , 取得了较好的效果 。 选取了补偿声波和长源距声波的进行测量对比 。邛西4井常 规深侧向-欠平衡深侧向交会图y = 0 100 150 200 250欠平衡深侧向常规深侧向1米的自然电位隔离短接 +老水平井的隔离短接校正系数 测资料校正实际井中测量资料校正测前准备(1)欠平衡测井施工作业对测井任务承担方的要求。接到欠平衡测井施工任务后,测井作业方应根据钻井设计和测井设计等内容确定测井施工作业队伍并检查评估其是否具备完成欠平衡测井项目的能力,制定测井施工设计及突发事件应急预案。(2)先期现场考察。欠平衡测井施工前,施工方应派欠平衡施工作业专家赶赴施工作业现场,对施工场地、井架类型、井架高度、防喷器类型、井身结构、质量、压力、油气显示、钻井液性能等现场信息进行全面了解,并向井队和甲方提出下一步测井施工现场需要准备的工具以及设计中存在的不足,需要改进的地方。(3)井口装置的准备及检查。在选好测井施工作业队伍后,立即根据现场井口装置及压力情况实施压力控制系统、转换法兰盘的准备工作以及压力控制系统、电缆流管的检查准备工作。现场作业条件(1)井场提供吊车一台(提升吨位在20t以上),以便安装井口防喷设备。井场有足够的空间能够摆放测井仪器绞车、井口泵车、吊车和测井工作车。仪器绞车与井口之间不能有钻具、套管和其它障碍物,地面平整。井口泵车和吊车离井口最远不能起过4m。钻台面到二层平台的高度大于30m以上,钻台设备完好,具有气动提升设备,第二鼠洞深度大于15m。(2)在测井前,必须通井循环钻井液。在正常情况下测井时间超过72小时,应通井循环钻井液。复杂或钻井液性能较差,在测井过程中,出现遇阻、遇卡严重,应通井循环钻井液。钻井队应24小时专人值班,观察井场和井内情况,发现异常立即通知测井小队。(3)在测井施工前,井队要检查环形防喷器以下井口的密封情况,确保井口密封良好, 无泄漏后方可进行测井施工。(4)测井过程中,禁止使用游动滑车和与测井相关的设备,在测井人员的指挥下开关井口双闸板防喷器。在仪器进入井内后,禁止关闭环形防喷器和双闸板防喷器。足测井冲洗电缆和下井仪器用水。测井施工中,井队应停止一切有碍本次施工的作业。(5)测井施工作业时,井队要将钻台清洗干净,并提供测井用电和充足井场照明。欠平衡测井施工作业召开三方协调会,并根据井队和甲方提供的井下情况基本数据对测井施工设计进行最后核实和修订。(1)防喷系统试压压力应高于现有井口压力10MPa以上,稳压30min,确认系统密封可打开钻井井口防喷装置,实施测井。(2)在打开井口仪器下井前,必须保证井筒内压力与防喷控制系统的压力平衡。防止井内与防喷系统内压差过大,井内流体突然上涌,造成仪器损害和安全事故。要求在井口试压完成后,通过井口压力表确认井筒内流体压力,用高压泵控制防喷系统内的压力到高于井筒压力5MPa,再打开双闸板防喷器,调节高压泵输出压力,使其于井筒压力平衡。(3)任何时间仪器上提、下放速度不得超过4000m/h,并注意观察电缆控制头的动密封情况,如有泄漏,必须降低速度,达到完全密封。(4)上提电缆时,将自然伽马刻度器放置井口(紧贴封井器),当上提电缆时观察到自然伽马计数时,绞车停车,计算伽马探头到仪器底部长度,上提电缆,确认仪器全部进入防喷管内,方可关闭双闸板防喷器,防止切断仪器造成仪器落井。(5)双闸板关闭后,高压泵停止工作,通过旁通短节,释放防喷系统中压力,待压力计指示为零时,方可拆卸仪器,结束测井。从 2002年邛西 3井实行欠平衡测井以来,连续在潼南 1、邛西 4、公 54、天池 2、潼南 2、白浅 105、公 54、白浅 106、公 59、邛西 10、邛西 6、白马 9、莲深 2、潼南 6等 32井次进行了全程的带压测井。均顺利完成测井作业。试验了自然伽玛 、 双侧向 、 补偿中子 、 岩性密度 、 补偿密度 、长源距声波 、 全波列声波 、 补偿声波 、 井斜方位 、 自然伽玛能谱 、井斜方位 、 自然电位 、 电阻率成像 、 旋转式井壁取心 ( 潼南 1井 )等测井项目 , 取得了合格测井资料 。欠平衡测井情况欠平衡测井实例分析现将邛西 3井、潼南 1井测井施工作业及采集资料情况简要介绍如下:1) :测井基本条件及测井项目邛西 3井井深 :3580m,套管程序 : 1783477m, 钻头尺寸 : 1523580m,泥浆比重 :粘度 :46S,井口回压: 3~ 5井项目 :自然伽玛 、 双侧向 、 补偿声波 、 补偿中子 、 补偿密度 。测量井段: 3477m~3580m。潼南 1井井深: 2260m;套管程序: 9 5/8 × ,钻头尺寸: 8 1/2 × 2260 米;泥浆密度: 粘度 67s;井口回压: 5~ 7井项目:深浅双侧向,自然伽玛能谱,补偿中子,补偿密度,全波列声波,井径、旋转式井壁取芯。测量井段: 2260m。深浅双侧向:由于深侧向回路的改变 ,邛西 3井 在致密层段出现明显的负差异;而改进后的 潼南 1井 双侧向测井资料基本正常 。潼南 1井测井曲线图邛西 3井测井曲线图深浅双侧向效果补偿声波:邛西 3井 在气层段出现明显的 “ 跳波 ” 现象,而 潼南 1井 声波测井资料变化正常,跳波得到了较好的控制。补偿中子及补偿密度:与常规测井条件没有明显的异常变化。潼南 1井测井曲线图邛西 3井测井曲线图补偿声波效果井温异常储层参数计算补偿密度:可以用于储层参数计算。天然气介质处理结果 原油介质处理结果带压测井实现了全过程钻井完井欠平衡作业,达到了保护油气层的目的。四川测井公司研制了作业的工具,探索了工艺技术,试验了各种测井方法,积累了作业经验。但仍有许多问题需要深入研究,例如:• 欠平衡测井仪器遇卡事故处理• 测量条件的限制:井条件限制,井口压力因素,井筒介质等• 气体介质条件下的测井系列优化和解释技术• 欠平衡水平井、连续管或挠性管测井五、总 结思考题 1、简述 欠平衡测井基本原理? 2、 欠平衡测井施工作业注意事项?
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