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枯竭油气藏储气库钻井技术38344010

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枯竭 油气藏 储气库 钻井 技术 38344010
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    作 者 简 介 :董 德 仁 ,工 程 师 ;1986 年 毕 业 于 重 庆 石 油 学 校 钻 井 工 程 专 业 ;目 前 在 大 港 油 田 集 团 钻 采 工 艺 研 究 院 钻 井 工 程 所从 事 定 向 井 设 计 和 研 究 工 作 。 地 址 : (300280) 天 津 市 大 港 区 三 号 院 团 结 路 东 。 电 话 : (022) 25925320 ,13072277868。 油 气 藏 储 气 库 钻 井 技 术董 德 仁   于 成 水   何 卫 滨   刘 在 桐   王 育 新(大 港 油 田 集 团 公 司 钻 采 工 艺 研 究 院 )董 德 仁 等 . 枯 竭 油 气 藏 储 气 库 钻 井 技 术 . 天 然 气 工 业 ,2004 ;24 (9) :148152摘   要   钻 注 采 井 是 建 设 枯 竭 油 气 藏 储 气 库 的 重 要 环 节 。 在 建 设 大 张 坨 储 气 库 时 ,大 港 钻 采 工 艺 研 究 院 对 枯竭 油 气 藏 地 下 储 气 库 注 采 井 的 钻 井 工 程 进 行 了 详 细 研 究 ,形 成 了 该 类 储 气 库 注 采 井 的 钻 井 技 术 ,并 对 大 张 坨 、 板876、 板 中 北 高 点 地 下 储 气 库 进 行 了 钻 井 工 程 设 计 。 从 完 井 测 试 及 注 采 生 产 情 况 来 看 ,应 用 效 果 较 好 ,基 本 能 够 满足 储 气 库 建 设 的 要 求 。 文 章 以 大 张 坨 储 气 库 为 例 ,从 井 口 布 置 及 井 眼 轨 道 优 化 、 井 身 结 构 设 计 、 套 管 柱 设 计 、 套 管柱 设 计 、 固 井 设 计 、 钻 井 液 体 系 和 储 层 保 护 设 计 、 重 点 施 工 措 施 以 及 钻 探 效 果 等 方 面 阐 述 了 利 用 枯 竭 油 气 藏 建 地 下储 气 库 的 钻 井 技 术 。主 题 词   地 下 储 气 库   钻 井   井 身 结 构   储 层 保 护   固 井   井 口 布 置   大 张 坨 气 田大 张 坨 储 气 库 是 用 于 城 市 用 气 季 节 调 峰 的 枯 竭油 气 藏 天 然 气 地 下 储 气 库 ,位 于 天 津 市 大 港 区 千 米桥 以 西 的 泄 洪 河 道 内 ,设 计 日 供 气 能 力 为 500 ×104需 要 新 钻 注 采 井 12 口 。 建 成 后 的 生 产 工 况 为每 年 的 4~ 11 月 注 入 天 然 气 ,当 年 12 月 至 次 年 的 3月 采 出 天 然 气 。 钻 井 工 程 必 须 达 到 以 下 要 求 : ① 各层 套 管 全 程 固 井 ,特 别 是 生 产 套 管 ,既 要 保 证 储 层 井段 的 固 井 质 量 ,又 要 将 水 泥 返 至 井 口 ; ② 枯 竭 油 气 藏储 层 高 孔 、 高 渗 ,压 力 亏 空 严 重 ,在 钻 井 期 间 必 须 保护 好 储 层 ; ③ 在 泄 洪 河 道 内 钻 井 井 口 要 集 中 ,减 少 土地 占 用 和 地 面 建 设 ,便 于 今 后 安 全 生 产 管 理 。一 、 大 张 坨 构 造 开 发 简 况 及地 层 压 力 情 况1. 开 发 简 况大 张 坨 构 造 地 层 由 上 到 下 有 第 四 系 平 原 组 、 上第 三 系 明 化 镇 组 、 馆 陶 组 、 下 第 三 系 东 营 组 和 沙 河 街组 。 储 气 库 目 的 层 为 沙 一 段 下 层 板 Ⅱ 凝 析 油 气 藏 ,平 均 垂 深 2650 m。 该 构 造 1975 年 首 次 发 现 高 产 油气 流 ,原 始 地 层 孔 隙 压 力 为 29. 77 . 储 层 压 力 测 试为 建 设 储 气 库 获 得 当 前 真 实 地 层 孔 隙 压 力 数据 ,在 1999 年 对 4 口 井 进 行 了 静 压 测 试 ,结 果 表 明 地层 孔 隙 压 力 已 经 降 到 20 右 。3. 三 项 压 力 预 测为 了 使 注 采 井 能 够 获 得 安 全 钻 井 ,应 用 老 井 电测 资 料 对 大 张 坨 地 层 进 行 了 压 力 测 算 ,其 结 果 如 下 。① 孔 隙 压 力 系 数 :明 化 镇 组 0. 95 ,馆 陶 组 0. 98 ,东 营组 0. 99 ,沙 一 段 上 层 为 1. 00 ,沙 一 段 中 层 为 0. 99 ,沙一 段 下 层 为 0. 73。 ② 坍 塌 压 力 系 数 :明 化 镇 组 0. 80 ,馆 陶 组 1. 00 ,东 营 组 1. 00 ,沙 一 段 上 层 为 1. 05~1. 18 ,沙 一 段 中 层 为 0. 5~ 1. 05 ,沙 一 段 下 层 为 0. 73。③ 破 裂 压 力 系 数 :明 化 镇 组 1. 55 ,馆 陶 组 1. 55 ,东 营组 1. 60 ,沙 一 段 上 层 为 1. 60 ,沙 一 段 中 层 为 1. 60 ,沙一 段 下 层 为 1. 60。二 、 井 口 布 置 及 井 眼 轨 道 优 化1. 井 口 布 置大 张 坨 油 气 藏 构 造 的 地 貌 较 为 特 殊 ,处 于 泄 洪河 道 内 ,有 些 地 方 常 年 积 水 ,芦 苇 丛 生 ,生 态 环 境 较好 ,有 时 可 能 会 泄 洪 。 为 了 减 少 土 地 占 用 ,保 护 环境 ,有 利 于 井 口 的 生 产 管 理 和 安 全 管 理 ,方 便 于 井 口保 护 ,采 用 了 丛 式 井 钻 井 方 式 。 并 且 针 对 地 质 设 计目 标 的 分 布 ,将 12 口 井 分 布 于 两 个 井 场 上 ,每 个 井·841·工 程 建 设                             天   然   气   工   业                                   2004 年 9 月场 6 口 井 ,井 口 顺 水 流 方 向 一 字 排 开 ,井 口 距 离 30m。 井 场 位 置 及 井 眼 分 布 见 图 1、 2。ł 钻 井 井 场   ● 地 质 设 计 目 标   ○ 老 井图 1   井 口 位 置 在 构 造 上 的 示 意 图— — — 井 眼 在 水 平 面 上 的 投 景   ● 钻 井 目 标(库 6 井 是 直 井 ,因 此 水 平 投 影 只 有 一 个 点 )图 2   井 眼 分 布 示 意 图2. 井 眼 轨 道 优 化虽 然 每 个 井 场 上 有 6 个 井 眼 ,但 井 口 彼 此 相 距30 m ,为 井 眼 轨 道 的 优 选 和 防 碰 提 供 了 方 便 ;每 口 井仅 有 1 个 地 质 目 标 ,对 储 层 段 井 眼 的 井 斜 角 无 特 殊要 求 。 因 此 ,井 眼 轨 道 主 要 采 用 了 “ 直 — 增 — 稳 ” 形三 段 制 剖 面 ,可 减 少 事 故 与 复 杂 ,提 高 钻 井 速 度 。 只有 一 口 井 为 了 与 板 深 3 - 1 井 防 碰 ,设 计 了 五 段 制 井眼 。 为 了 提 高 固 井 质 量 ,满 足 分 级 箍 对 井 斜 角 的 要求 ,有 利 于 井 眼 轨 道 的 控 制 ,将 井 斜 角 控 制 在 20° ~25° 。 各 井 眼 主 要 参 数 见 表 1。三 、 井 身 结 构 设 计从 大 张 坨 断 块 老 井 的 钻 井 情 况 可 知 ,施 工 都 很 顺利 ,地 层 比 较 稳 定 ,没 有 异 常 压 力 和 异 常 岩 性 地 层 。从 三 项 地 层 压 力 预 测 可 看 出 ,板 Ⅱ 油 组 的 上 覆岩 层 的 孔 隙 压 力 、 坍 塌 压 力 和 破 裂 压 力 都 是 正 常 的 ,仅 在 沙 一 段 中 有 大 段 泥 岩 层 ,其 坍 塌 压 力 高 于 其 他地 层 。 受 开 发 影 响 ,板 Ⅱ 油 组 的 孔 隙 压 力 系 数 比 较低 。 在 钻 井 中 必 须 防 止 泥 岩 坍 塌 ,防 止 伤 害 储 层 。从 钻 井 方 式 看 ,采 用 了 丛 式 定 向 井 钻 井 方 式 ,在定 向 井 钻 井 施 工 比 钻 直 井 要 复 杂 ,定 向 施 工 时 间 较长 ,在 正 常 钻 进 中 要 不 断 地 跟 踪 测 斜 ,为 了 控 制 好 井表 1   大 张 坨 储 气 库 注 采 井 井 身 轨 道 设 计 主 要 参 数 表井 号 造 斜 点(m) 造 斜 率[ (° ) / (30 m) ] 井 斜 角(° ) 方 位(° ) 垂 深(m) 斜 深(m) 水 平 位 移(m) 剖 面 类 型 井 口 位 置库 1 300 2. 4 28. 78 232. 3 2715 3021. 8 1225. 9 三 段 600 1. 8 21. 68 117. 6 2720 2863. 1 769. 9 三 段 1100 2. 4 22. 55 241. 4 2722 2840. 8 614. 4 三 段 1400 2. 4 24. 16 78. 0 2716 2823. 1 521. 6 三 段 1450 2. 4 24. 05 255. 4 2645 2739. 6 465. 3 三 段 0 0 2667 2667. 0 0 直 井 1550 2. 4 23. 70 78. 2 2695 2782. 3 436. 6 三 段 400 1. 8 21. 10 278. 2 2730 2880. 8 830. 6 三 段 1600 2. 4 23. 20 308. 9 2730 2815. 2 428. 2 三 段 0 400 1. 8 20. 00 19. 8 2725 2792. 7 432. 3 五 段 1 1300 2. 4 20. 94 4. 4 2710 2797. 4 489. 0 三 段 2 400 1. 8 21. 09 41. 9 2730 2880. 5 830. 2 三 段 迹 需 要 多 次 起 下 钻 更 换 钻 具 组 合 ,因 此 必 须 保证 浅 层 井 眼 的 稳 定 。经 过 管 流 计 算 和 地 层 产 能 预 测 ,要 求 生 产 套 管的 尺 寸 为 `177. 8 张 坨 板 Ⅱ 油 组 在 建 库 之 前 ,仍 然 在 开 采 凝 淅油 气 ,孔 隙 压 力 系 数 为 0. 8 ,在 钻 井 过 程 中 可 采 取 较简 单 的 屏 蔽 保 护 措 施 ,即 可 满 足 储 层 的 保 护 ,因 此 ,为 了 加 快 储 气 库 建 设 速 度 ,降 低 建 设 成 本 ,选 用 二 开井 身 结 构 。 为 了 保 证 `177. 8 管 的 固 井 质 量 和水 泥 环 具 有 较 大 厚 度 与 强 度 ,二 开 井 眼 尺 寸 必 须 `241. 3 为 防 止 浅 层 流 沙 层 、 黏 土 层 等 松 软 易 造浆 地 层 的 垮 塌 ,将 表 层 套 管 延 伸 至 700~ 1000 m。 选·941·第 24 卷 第 9 期                                 天   然   气   工   业                             工 程 建 设用 `374. 6 头 钻 进 表 层 井 眼 ,下 入 `273. 1 ,缩 小 下 部 井 眼 与 上 部 套 管 的 直 径 之 差 ,提 高 钻井 液 在 上 部 套 管 内 的 返 速 ,将 钻 屑 及 时 带 出 井 口 ,防止 钻 屑 不 能 及 时 被 清 洗 出 井 眼 而 造 成 卡 钻 。 另 外 ,选 择 `273. 1 管 也 可 降 低 套 管 成 本 。 河 道 的 地表 是 湿 地 ,有 较 厚 的 淤 泥 层 或 沙 土 层 ,为 保 证 表 层 井眼 的 安 全 钻 井 ,防 止 钻 井 液 将 井 口 冲 毁 ,开 钻 之 前 在井 口 下 入 20 m 的 导 管 建 立 循 环 。 既 然 是 湿 地 ,地 面就 会 有 积 水 ,到 了 冬 天 积 水 结 冰 膨 胀 ,将 挤 压 井 口 ,因 此 下 入 导 管 的 另 一 个 目 的 是 加 强 井 口 的 抗 挤 压 能力 ,防 止 冬 季 结 冰 时 将 井 口 挤 毁 。 导 管 尺 寸 选 用 `508 、 套 管 柱 设 计1. 套 管 柱 强 度 设 计导 管 与 表 层 套 管 由 于 下 入 浅 ,仅 具 有 封 固 裸 眼井 壁 的 功 能 ,只 要 能 够 达 到 强 度 要 求 即 可 ,没 有 其 他特 殊 要 求 。 生 产 套 管 是 注 采 天 然 气 的 通 道 ,不 仅 要封 固 裸 眼 井 壁 ,还 要 求 使 用 寿 命 长 ,满 足 今 后 储 层 压裂 改 造 的 要 求 。按 照 一 般 油 田 生 产 井 设 计 ,壁 厚 为 9. 19 钢级 为 套 管 即 可 满 足 要 求 。 但 是 在 今 后 的 注 采生 产 中 ,生 产 套 管 完 全 处 于 全 掏 空 状 态 ,应 将 抗 挤 安全 系 数 提 高 到 1. 125 ,提 高 套 管 在 掏 空 状 态 下 的 安 全性 ,此 时 上 属 套 管 已 经 不 能 满 足 要 求 。 因 此 ,选 用 级 ,壁 厚 为 9. 19 `177. 8 管 作 为生 产 套 管 。 强 度 校 核 见 表 2。2. 生 产 套 管 扣 型 选 择B 标 准 螺 纹 套 管 ,其 螺 纹 ( 在 如 下 的 问 题 ,啮 合 螺 纹 间 存 在 泄 漏 通 道 ,用在 普 通 采 油 井 上 主 要 借 助 纹 脂 加 强密 封 。 脂 属 油 基 质 螺 纹 脂 ,最 大 的 缺 点 是表 2   大 张 坨 储 气 库 生 产 套 管 强 度 校 核 表套 管 名 称 井 段 (m) 外 径 (壁 厚 (扣 型 钢 级 抗 外 挤 安 全 系 数 抗 内 压 安 全 系 数 抗 拉 安 全 系 数生 产 套 管 0~ 3005 177. 8 9. 19 特 殊 扣 . 16 2. 28 2. 7注 :3005 m 是 井 眼 斜 深 。在 高 温 或 长 期 服 役 过 程 中 油 脂 逐 渐 挥 发 或 变 质 ,从 而 导致 密 封 性 (尤 其 是 对 气 的 密 封 性 )下 降 。 因 此 , 准 螺 纹 套 管 不 能 用 做 高 压 注 采 井 生 产 套 管 。特 殊 螺 纹 采 用 了 金 属 与 金 属 的 密 封 ,大 大 提 高了 螺 纹 的 抗 泄 露 能 力 ,使 其 具 有 良 好 的 气 密 封 性 能 。在 上 扣 时 扭 矩 台 肩 起 主 要 的 控 制 作 用 ,使 螺 纹 抗 黏扣 、 抗 过 扭 矩 、 抗 压 缩 和 抗 弯 曲 变 形 能 力 提 高 。 螺 纹连 接 强 度 基 本 达 到 了 管 体 强 度 。 因 此 ,储 气 库 生 产套 管 的 连 接 方 式 必 须 采 用 金 属 密 封 的 特 殊 扣 ,实 现对 气 体 的 密 封 ,达 到 抗 泄 漏 要 求 。五 、 固 井 设 计1. 固 井 工 艺 选 择大 张 坨 地 区 板 Ⅱ 油 组 地 层 破 裂 压 力 为 40 生 产 套 管 如 果 采 用 常 规 单 级 固 井 方 式 ,将 水 泥 浆 返到 地 面 时 的 井 底 压 力 高 达 50 右 ,势 必 会 将 地层 压 裂 。 如 果 采 用 低 密 度 水 泥 浆 ,则 不 能 保 证 储 层井 段 的 固 井 质 量 和 水 泥 石 的 强 度 。 因 此 ,必 须 采 用双 级 注 水 泥 固 井 工 艺 ,一 级 固 井 首 先 保 证 储 层 井 段的 固 井 质 量 ,二 级 固 井 将 水 泥 浆 返 至 地 面 。2. 水 泥 浆 体 系 设 计为 满 足 储 层 井 段 对 水 泥 石 强 度 的 要 求 ,防 止 发 生 气窜 ,一 级 固 井 水 泥 浆 必 须 用 1. 85 g/ 泥 浆 密 度 ,并且 控 制 小 于 50 防 止 大 量 的 失 水 进 入 储 层 。根 据 固 井 参 数 模 拟 测 算 施 工 压 力 和 地 层 破 裂 压 力 比 较 ,将 分 级 箍 安 放 在 距 井 底 700 m 的 套 管 注 上 。 为 了 降 低失 水 和 防 止 气 串 ,设 计 一 级 固 井 水 泥 浆 体 系 为 : 井 水 泥 +降 失 水 剂 +缓 凝 剂 +防 气 窜 剂 +分 散 剂二 级 固 井 主 要 是 为 了 填 充 分 级 箍 以 上 的 环 空 井段 ,并 且 具 有 一 定 的 水 泥 石 强 度 ,将 水 泥 浆 返 到 地面 ,保 证 全 程 固 井 。 根 据 地 层 破 裂 压 力 测 算 ,对 固 井参 数 进 行 模 拟 测 算 ,大 张 坨 采 用 了 1. 55 g/ 度的 水 泥 浆 。 为 了 能 够 达 到 水 泥 浆 低 密 度 的 要 求 ,设计 二 级 固 井 水 泥 浆 体 系 为 : 井 水 泥 + 降 失 水剂 + 缓 凝 剂 + 分 散 剂 + 漂 珠 。六 、 钻 井 液 体 系 和 储 层 保 护 设 计采 用 枯 竭 油 气 藏 建 设 储 气 库 ,在 新 钻 注 采 井 时 ,保 护 储 层 十 分 关 键 。 因 目 的 层 压 力 严 重 亏 损 ,必 须尽 可 能 减 少 钻 井 液 滤 液 进 入 储 层 和 防 止 井 漏 的 发生 ,同 时 尽 量 减 少 固 相 颗 粒 堵 塞 喉 道 ,提 高 渗 透 率 恢复 值 ,保 证 注 采 井 能 够 达 到 设 计 注 采 能 力 。1. 钻 井 液 体 系 设 计从 老 井 的 实 钻 情 况 进 行 分 析 ,在 馆 陶 组 以 上 井·051·工 程 建 设                             天   然   气   工   业                                   2004 年 9 月段 使 用 聚 合 物 钻 井 液 基 本 能 够 维 持 正 常 钻 井 ,在 馆陶 组 以 下 井 段 必 须 使 用 硅 基 防 塌 钻 井 液 才 能 防 止 沙一 段 厚 度 为 430 m 泥 岩 井 段 的 坍 塌 。聚 合 物 钻 井 液 的 抑 制 性 强 ,能 够 防 止 泥 岩 地 层黏 土 的 水 化 分 散 ,稳 定 井 壁 ,抑 制 明 化 镇 组 钻 屑 分 散造 浆 ,降 低 膨 润 土 含 量 ,减 少 钻 井 液 的 排 放 量 ,稳 定钻 井 液 性 能 。 同 时 ,它 具 有 良 好 的 剪 切 降 粘 特 性 ,有利 于 携 砂 和 发 挥 水 力 破 岩 作 用 ,提 高 钻 速 。有 机 硅 钻 井 液 体 系 防 塌 能 力 强 ,特 别 是 对 大 张坨 地 区 沙 河 街 地 层 防 塌 效 果 十 分 显 著 。 钻 井 液 性 能稳 定 ,维 护 周 期 长 ,有 利 于 防 止 井 下 事 故 复 杂 的 发生 。 固 相 容 量 高 ,抗 岩 屑 污 染 能 力 强 。 抗 温 能 力 强 ,钻 井 液 体 系 抗 温 可 达 到 200 ℃ 。 该 体 系 有 利 于 保 护油 气 层 ,在 大 港 油 区 几 百 口 应 用 该 体 系 井 中 ,渗 透 率恢 复 值 都 在 80 %左 右 。因 此 ,将 各 井 段 钻 井 液 体 系 设 计 如 下 。0~ 20 m `660. 4 眼 :采 用 膨 润 土 钻 井 液 ;20~ 700 m ` 374. 6 眼 :采 用 聚 合 物 钻 井液 ;700 m — 馆 陶 组 底 `241. 3 眼 :采 用 聚 合 物钻 井 液 ;馆 陶 组 底 — 井 底 `241. 3 眼 :采 用 有 机 硅防 塌 钻 井 液 体 系 。2. 储 层 保 护 设 计从 板 Ⅱ 1 储 层 的 岩 心 分 析 试 验 获 得 其 地 层 物 性 。该 储 层 砂 岩 孔 隙 度 10. 2 %~ 29. 3 % ,一 般 为 20 %~25 % ,渗 透 率 一 般 为 0. 27 × 10 - 3~ 15. 4 × 10 - 3μ 物 性 较 好 的 岩 性 最 大 连 通 孔 隙 半 径 达 10. 62μ m ,平均 喉 道 半 径 6. 49μ m ;物 性 中 等 的 岩 性 最 大 连 通 孔 隙半 径 为 3. 1μ m ,主 要 喉 道 半 径 1~ 5. 4μ m ;物 性 最 差的 岩 性 最 大 连 通 孔 隙 半 径 0. 88μ m。储 层 中 黏 土 矿 物 为 蒙 脱 石 型 ,其 次 为 粒 间 高 岭石 和 粒 表 伊 利 石 、 绿 泥 石 。 地 层 水 为 型 ,总 矿 化 度 大 于 7000 L。 因 此 ,在 钻 井 过 程 中 ,储层 可 能 存 在 以 下 潜 在 伤 害 因 素 : ① 储 层 中 黏 土 矿 物蒙 脱 石 相 对 含 量 高 ,若 遇 外 来 液 体 与 之 不 配 伍 ,可 引起 黏 土 膨 胀 分 散 损 害 储 层 ; ② 储 层 主 要 连 通 喉 道 直径 在 10~ 20μ m ,钻 井 液 中 一 些 分 散 较 细 的 固 相 颗 粒等 ,可 能 会 侵 入 储 层 ,引 起 堵 塞 孔 喉 ,造 成 伤 害 ; ③ 地层 孔 隙 压 力 系 数 低 ,钻 井 液 易 进 入 储 层 ; ④ 地 层 水 中 含 量 较 高 ,如 遇 高 钙 液 体 侵 入 ,会 产 生 ,沉 淀 物 将 堵 塞 喉 道 。针 对 以 上 存 在 的 伤 害 因 素 ,采 取 屏 蔽 暂 堵 与 控制 钻 井 液 性 能 的 办 法 来 保 护 储 层 。屏 蔽 暂 堵 剂 类 型 为 203 复 合 油 溶 暂 堵 剂 ,其 配 比 为 :架 桥 粒 子 为 40 % ,填 充 粒 子 为 20 % ,可 变形 粒 子 为 35 % ,分 散 剂 为 5 %。 并 且 根 据 岩 石 喉 道直 径 要 求 架 桥 粒 子 的 分 选 比 例 为 0~ 10μ m 占 10 % ;10~ 20μ m 占 60 % ;20μ m 以 上 占 30 % ,根 据 储 层 温度 要 求 可 变 形 粒 子 的 软 化 点 为 90~ 100 ℃ 。在 钻 井 液 性 能 上 ,要 求 在 能 够 平 衡 住 坍 塌 压 力的 情 况 下 ,尽 量 降 低 钻 井 液 密 度 ,并 且 将 含 砂 量 控 制在 0. 3 %以 内 ,高 温 高 压 失 水 控 制 在 12 内 。七 、 重 点 施 工 措 施(1)根 据 河 道 内 不 得 在 雨 季 期 间 进 行 任 何 工 程施 工 这 个 特 殊 情 况 ,12 口 井 用 6 部 钻 机 分 两 轮 进 行钻 井 施 工 ,雨 季 前 与 雨 季 后 各 施 工 6 口 井 。 这 样 可满 足 2000 年 12 月 竣 工 投 产 的 要 求 。(2)井 较 深 、 位 移 大 、 靶 圈 半 径 小 (30 m) ,分 级 箍对 井 斜 角 的 要 求 安 全 工 作 范 围 小 于 等 于 25° ,大 部 分井 的 造 斜 点 深 于 1000 m ,井 口 距 离 较 近 。 因 此 ,在 钻上 部 直 井 段 时 ,必 须 加 强 井 斜 角 的 控 制 ,勤 测 斜 ,适时 调 整 钻 井 参 数 ,防 止 井 眼 严 重 偏 斜 后 撞 上 邻 井 或影 响 下 部 定 向 施 工 。 采 用 无 线 随 钻 仪 或 有 线 随 钻 仪进 行 定 向 施 工 ,提 高 井 眼 轨 迹 质 量 ,保 证 下 部 井 眼 施工 的 安 全 顺 利 ,为 井 眼 中 靶 提 供 较 好 基 础 条 件 。(3)采 用 五 级 净 化 装 置 对 钻 井 液 进 行 处 理 ,严 格控 制 钻 井 液 性 能 ,抑 制 明 化 镇 地 层 造 浆 和 坍 塌 ,提 前在 钻 井 液 中 加 入 单 向 压 力 封 闭 剂 ,提 高 地 层 承 压 能力 ,防 止 馆 陶 组 漏 失 钻 井 液 。 在 进 入 目 的 层 前 调 整好 钻 井 液 性 能 ,特 别 要 控 制 好 失 水 量 和 含 砂 量 ,使 高温 高 压 失 水 量 小 于 12 含 砂 量 小 于 0. 3 %。 在 揭开 目 的 层 前 在 钻 井 液 中 加 入 配 制 好 的 油 溶 性 暂 堵剂 ,循 环 混 合 均 匀 后 ,再 进 行 揭 开 目 的 层 的 钻 井 作业 。(4)在 下 生 产 套 管 前 ,用 柴 油 对 套 管 丝 扣 进 行 认真 清 洗 ,确 保 套 管 柱 的 密 封 性 能 。(5)套 管 柱 居 中 是 保 证 固 井 质 量 的 重 要 因 素 ,因此 ,浮 鞋 以 下 、 浮 箍 位 置 、 分 级 箍 上 下 各 装 1 个 刚 性扶 正 器 ,浮 鞋 以 上 5 根 套 管 、 井 口 2 根 套 管 各 装 1 个弹 性 扶 正 器 ,其 余 每 30 m 安 装 1 个 扶 正 器 ,使 套 管 居中 ,使 环 空 具 有 较 均 匀 厚 度 的 水 泥 环 。 固 井 施 工 前充 分 循 环 钻 井 液 ,尽 可 能 清 除 井 内 岩 屑 及 井 壁 上 的虚 泥 饼 ,在 注 水 泥 浆 前 ,先 注 入 清 水 + 稀 水 泥 浆 前 置液 ,对 井 壁 上 的 泥 饼 进 行 清 洗 ,使 水 泥 浆 与 地 层 达 到充 分 胶 结 。(6)在 固 井 前 ,根 据 实 钻 情 况 对 固 井 参 数 进 行 详·151·第 24 卷 第 9 期                                 天   然   气   工   业                             工 程 建 设细 模 拟 计 算 ,优 化 固 井 参 数 ,控 制 固 井 液 体 对 地 层 的压 差 ,始 终 保 持 流 动 液 体 的 压 力 ,小 于 地 层 的 破 裂 压力 ,防 止 压 漏 地 层 。 在 注 水 泥 浆 前 ,先 注 入 井 壁 清 洗液 和 前 置 液 ,保 证 固 井 水 泥 浆 与 地 层 充 分 接 触 和 胶结 ,防 止 天 然 气 从 套 管 外 窜 漏 。 在 生 产 套 管 的 一 级固 井 水 泥 浆 中 加 入 防 气 窜 剂 ,防 止 储 层 中 的 天 然 气窜 入 水 泥 浆 中 形 成 窜 槽 。八 、 钻 探 效 果1. 储 层 保 护 较 好在 钻 井 过 程 中 ,由 于 针 对 地 层 的 物 性 对 储 层 进行 了 屏 敝 暂 堵 保 护 ,严 格 控 制 钻 井 液 的 性 能 ,有 效 降低 了 对 储 层 的 伤 害 。 经 测 井 评 价 和 试 井 分 析 ,12 口井 的 机 械 表 皮 系 数 均 接 近 于 零 或 小 于 零 ,使 注 采 井的 产 能 达 到 设 计 要 求 。 其 中 有 9 口 井 12. 7 嘴试 采 ,单 井 日 产 量 达 到 25 × 104~ 30 × 104 而 且 生产 压 差 仅 为 0. 3230. 58 . 钻 井 周 期 短各 井 钻 井 机 械 钻 速 较 高 ,钻 井 施 工 顺 利 ,没 有 出现 井 下 复 杂 与 事 故 。 因 此 ,大 大 地 缩 短 了 钻 井 周 期 ,加 快 了 储 气 库 建 设 步 伐 。 与 同 区 老 井 钻 井 周 期 相 比钻 井 周 期 大 约 缩 短 50 %。3. 井 身 轨 迹 符 合 设 计 要 求大 张 坨 断 块 属 于 板 桥 断 裂 带 ,从 以 前 的 钻 井 经验 可 知 ,板 桥 地 层 在 钻 定 向 井 时 ,井 眼 方 位 及 井 斜 角都 易 于 变 化 ,不 好 控 制 。 在 库 1 — 库 12 井 的 钻 探 中充 分 应 用 导 向 钻 井 先 进 井 眼 控 制 技 术 ,适 时 监 控 井眼 轨 迹 ,即 时 调 整 钻 井 参 数 ,制 订 针 对 性 较 强 的 措施 ,使 各 井 眼 轨 迹 得 到 有 效 控 制 。 井 眼 轨 迹 与 设 计符 合 率 较 高 ,全 部 一 次 中 靶 成 功 ,没 有 脱 靶 现 象 ,这也 是 安 全 钻 井 、 缩 短 钻 井 周 期 的 有 利 条 件 。4. 固 井 质 量 合 格经 声 幅 测 井 检 查 ,生 产 套 管 一 级 固 井 质 量 全 部达 到 优 质 ,无 一 漏 失 水 泥 浆 现 象 ,二 级 固 井 质 量 全 部达 到 标 准 要 求 ,为 储 气 库 的 安 全 运 行 提 供 了 保 障 。至 今 已 经 过 两 个 注 采 生 产 周 期 ,气 库 安 全 平 稳 运 行 ,生 产 井 眼 完 全 满 足 安 全 生 产 要 求 ,有 力 地 证 明 井 筒质 量 完 全 合 格 。九 、 结 论 与 认 识(1)通 过 对 大 张 坨 储 气 库 注 采 井 的 钻 井 工 程 研究 ,形 成 了 枯 竭 油 气 藏 储 气 库 钻 井 、 完 井 和 储 层 保 护技 术 ,为 今 后 储 气 库 的 建 设 提 供 了 参 考 依 据 。(2)大 张 坨 储 气 库 注 采 井 ,在 储 层 孔 隙 压 力 较 低的 情 况 下 ,采 用 了 具 有 针 对 性 的 储 层 保 护 措 施 ,达 到了 储 层 保 护 目 的 ,使 新 钻 注 采 井 的 生 产 能 力 达 到 了预 期 效 果 。(3)储 气 库 注 采 井 为 了 生 产 安 全 管 理 的 方 便 、 少占 用 土 地 、 保 护 环 境 、 减 少 建 设 投 资 、 降 低 地 面 建 设的 复 杂 性 ,应 钻 丛 式 定 向 井 ,使 井 口 尽 可 能 集 中 。(4)储 气 库 注 采 井 不 仅 生 产 套 管 要 采 用 气 密 扣 ,而 且 固 井 水 泥 浆 都 应 返 到 地 面 ,保 证 气 库 盖 层 顶 界以 下 生 产 套 管 的 固 井 质 量 ,确 保 气 库 安 全 使 用 。(5)储 气 库 钻 井 技 术 是 一 项 新 课 题 ,应 进 一 步 深入 研 究 与 探 讨 各 种 类 型 气 库 注 采 井 的 钻 井 技 术 ,形成 我 国 天 然 气 地 下 储 气 库 建 设 的 配 套 技 术 。参   考   文   献1   钻 井 手 册 (甲 方 ) 编 写 组 . 钻 井 手 册 (甲 方 ) . 北 京 :石 油 工业 出 版 社 ,19902   李 克 向 主 编 . 保 护 油 气 层 钻 井 完 井 技 术 . 北 京 :石 油 工 业出 版 社 ,19933   何 鲜 主 编 . 国 外 深 层 气 藏 水 平 井 定 向 井 完 井 技 术 . 北 京 :石 油 工 业 出 版 社 ,20014   刘 爱 平 等 . 我 国 长 封 固 段 固 井 技 术 探 讨 。 见 :石 油 勘 探 工程 技 术 论 文 集 (钻 井 ) . 北 京 :石 油 工 业 出 版 社 ,20005   郭 小 阳 等 . 长 庆 油 田 提 高 固 井 质 量 与 套 管 防 腐 技 术 研 究 石 油 勘 探 工 程 技 术 论 文 集 (钻 井 ) 北 京 :石 油 工 业 出 版社 ,2000(收 稿 日 期   2004207204   编 辑   居 维 清 )·251·工 程 建 设                             天   然   气   工   业                                   2004 年 9 月 of of of in of of is of a - 972. 8 , 610500) , (028) 81065003N I’ , n - ) v. 24 , 9 , 145 - 147 ,9/25/ 2004. 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