王贞玉
(中国石油海洋工程公司钻井事业部,天津300280)
埕北812A井组完井电测遇阻卡分析及对策
王贞玉*
(中国石油海洋工程公司钻井事业部,天津300280)
完井电测是整个钻井过程中的重要一环,是录取地质资料、了解地层结构、获得油气资源资料的方法和手段。胜利油田埕北油区埕北812A井组在完井电测施工中屡次出现遇阻、遇卡等问题,延长了建井周期,影响了经济效益。对完井电测遇阻卡的原因进行了分析并提出了对策,通过探索实践,与目的层位相同的CB32井组完井电测情况相比较,本井组复杂情况明显减少,取得了较好的效果。
埕北812A井组;电测阻卡;分析及对策
完井电测是整个钻井过程中的重要一环,电测遇阻卡会影响钻井生产,浪费时间,消耗大量不必要的成本。国内外对电测遇阻卡原因的分析主要从地质、钻井工程和钻井液等方面展开。胜利油田埕北油区埕北812A井组在完井电测施工中屡次出现遇阻、遇卡等问题,经分析,发现地层存在多套压力系统、井眼不规则、井眼不清洁和钻井液与地层不配伍是造成电测遇阻卡的主要原因,通过探索,本井组后期几口井采用了与地层配伍的有机盐钻井液体系,并配合工程方面的有效措施,施工中复杂情况明显减少,取得了较好的效果。
本区块位于埕宁隆起埕北低凸起埕岛东部斜坡第一坡折带上。本井组主要开发东营组油藏,地层压力属于常压系统,自上而下钻遇的地层有平原组、明化镇组、馆陶组、东营组、沙一段、中生界(未穿)。地层岩性馆陶组下段为大套含砾粗砂岩、砂砾岩夹薄层泥岩,东营组为灰色泥岩与浅灰色粉砂岩、灰白色含砾细砂岩、浅灰色油迹粉砂岩、灰色油斑细砂岩不等厚互层,沙河街组为褐灰色油泥岩与油页岩。
埕北812A井组新布四口井为埕北区块的加密生产井,其井身结构如表1所示,四口井均为三开三段制定向井,二开技术套管封固馆上段及以上地层,三开钻遇馆陶组下段、东营组、沙河街及中生界地层。在钻井施工过程中,钻进及中完电测均顺利,在三开完井电测过程中频繁遭遇仪器阻卡,其中812A-4井遇卡电缆拉断仪器落井一次、卡仪器一次,812A-5井卡仪器一次。
表1 CB812A井组新布井位井身结构表
3.1 井眼不规则
本井组完井电测遇阻卡层位在东营组和沙河街。此段地层井壁围岩应力较大,东营组泥岩为伊蒙混层,加上地层倾角的影响,地层易于剥落坍塌,造成泥岩段井径较大,砂岩段较规则,砂泥岩互层频繁且厚度较薄,井内多处形成了糖葫芦井眼;由于停泵时环空压耗的消失造成井底压力的减小、起钻抽吸、定点循环等原因造成井下坍塌程度加剧形成大肚子;定向钻进时造斜扭方位过快造成狗腿度大,这些情况都容易造成井径不规则。
3.2 同一裸眼段存在多套压力系统
本井组投产层位已经开发过一段时间,由于采出原因,生产油层压力亏损,压力系数远小于正常地层压力系数,这就造成了主力油层位置地层压力低,与井内压力形成压差。钻开主力油层时钻井液中压滤失量小于3mL,高压滤失量小于10mL,所以钻开油层砂岩段井径规则,当测井仪器慢速通过此段时与井壁接触面积大,就容易产生粘附,卡住仪器。例如CB812A-5井完井第二趟电测仪器下至3120m卡死,而此层位为本井组的主力生产油层,此前投产的同井组4口井日产原油200m3,地层压力系数降至1.08,而完井时钻井液密度为1.20g/m3,现场打捞解释为粘卡。
3.3 井眼不干净,存在沉砂,形成砂桥
由于井塌形成糖葫芦或大肚子井眼,循环过程中,钻井液在此处上返速度低,或者岩屑在此处原地翻转,不能上返,滞流在大肚子井眼处,当停泵时岩屑就滑落出大肚子,在井径规则处形成砂桥。
3.4 钻井液性能的影响
钻井液流变性对三开钻进影响很大,钻井液的粘切低在一定排量下不能形成有利于携砂的层流流型,粘度太高又容易使岩屑粘在井壁上,造成井壁不清洁,钻井液的静切力低,不利于静止状态下钻屑的悬浮,这些情况都不利于完井电测。
钻井液滤失量及造壁性能对井壁稳定影响大,当井底API失水大于5mL,或者高温高压滤失大于15mL时,钻井液滤液的侵入会加快泥页岩的膨胀,加速井壁剥蚀坍塌。良好的泥饼质量致密薄韧光滑,当钻井液滤失量大固相含量高形成虚厚泥饼时增加了粘附卡仪器的风险。
钻井液的密度过大加大了井底压差,容易产生粘附卡仪器,密度过小不能平衡井壁围岩应力,加剧井壁剥落坍塌。
4.1 优选钻井液体系,合理确定钻井液参数
本井组三开通过比较优选海水有机盐钻井液体系,此体系具有强抑制性、良好的流变性和抗高温性能,在东营组和沙河街地层钻进期间根据设计三压力系数和实时的dc指数确定合理的钻井液密度,做好物理防塌。加强钻井液的抑制性能,使有机盐的含量达20%,加足抗高温包被剂0.4%~0.6%,复配使用细目钙2%~3%和井壁稳定剂5t封堵微裂缝,加足白沥青2%和固体聚合醇2%,做好化学防塌。
加大降失水剂的用量1.5%,将钻井液失水控制在4mL以内,高温高压失水10mL以内确保井壁稳定。
在保证良好携砂的前提下,还须保证钻井液的强润滑性,加入2%~3%的液体润滑剂和1%~2%固体聚合醇,以减少摩阻,防止粘卡,调整好钻井液性能,满足井下的要求,保证井眼的稳定。在钻进过程中,不断用胶液进行维护,保持各处理剂有效含量。
表2 CB812A-3井三开钻井液性能
表2所示CB812A-3井的钻井液性能参数,此井电测一次成功率为100%,表明有机盐钻井液体系具有良好的性能,与此地层配伍良好,能够抑制地层失稳,大大提高了电测成功率。
4.2 采用合理的工程措施,提高电测一次成功率
(1)使用PDC钻头时,每钻进300~500m,短程起下钻一次修复井壁,以低粘度钻井液大排量充分冲洗井壁,以携带钻进时滞留和粘附在井壁的钻屑。
(2)当井内存在糖葫芦井眼或者砂桥时,要通过计算雷诺数Re的值,确定钻井液粘度及排量,使井内流型达紊流状态把大肚子中的岩屑带出,再利用适量高粘度钻井液段塞(配方为井浆+0.3%XC)将岩屑充分洗出。
(3)当井内存在糖葫芦井眼或者大肚子时,要采取合适的钻具组合通井,尽量将井下台阶破坏掉。
(4)三开完钻后在井眼畅通的前提下充分循环,循环过程中加入1%的液体润滑剂和0.5%的固体聚合醇,起钻前配制高粘度润滑钻井液(配方为井浆+1%~2%极压润滑剂+0.5%塑料小球+0.3%XC+0.1%抗高温包被剂)封闭全部裸眼,托住剥落的岩屑,确保电测顺利。
(5)钻进及通井时,要保持固控设备全功能运转,及时清除钻井液中的有害固相,使固相含量控制在7%以内。
(6)用高粘度钻井液封闭裸眼后,进行短程起下钻干通复杂井段,提高电测成功率。
(7)控制起钻速度,避免压力激动造成井壁坍塌。
(8)钻进过程中平稳操作,避免造斜扭方位过快造成狗腿度过大,避免长时间定点循环。
(9)抓紧完井时效,减少井壁浸泡时间。
CB32井组的四口井的完井电测一次成功率仅为50%,而CB812A井组的电测一次成功率达到80%,其中CB812A-2、CB812A-3井的电测一次成功率达100%。说明采取的对策较为合理,基本能解决此区块完井电测遇阻卡的问题。
(1)电测遇阻卡由多方面的因素造成,井眼不规则、同一裸眼段存在多套压力系统、井眼不清洁和钻井液性能与地层不配伍是造成电测遇阻卡的重要因素。
(2)预防电测遇阻应综合地质、工程、钻井液等,采取配合措施,才能收到理想的效果。
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P631.1
A
1004-5716(2015)12-0085-03
2014-12-30
王贞玉(1986-),男(汉族),山东高密人,工程师,现从事海洋油气钻井工作。