聚合物低固相钻井液在苏里格东部气田的应用.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,聚合物低固相钻井液在苏里格东部气田的应用,1,绪论,苏里格东部地层特点,苏里格东部气田钻井液技术,低固相钻井液在苏里格东部气田的应用效果,结论与认识,论文提纲,2,绪论,苏里格气田钻井液工艺技术，经过十多年来的不断发展和完善，已形成了在国内同行业中处于领先水平并适应苏里格气田不同地层特性的钻井液配套技术，这些配套技术在现场生产中的成功推广应用，有效地预防和解决了天然气井,长裸眼钻井过程,中容易发生的各种井下复杂问题，有力地保证了天然气井钻井生产在,安全、优质、快速、高效,地轨道上运行。同时，经过大量的室内处理剂筛选和体系、配方优选试验，使天然气井钻井液体系、配方得到了进一步优化和完善，所选择的钻井液体系更加适应于地层特性，更加符合环境保护要求。,聚合物无固相,和,聚磺钻井液,体系自从在天然气井中推广应用到目前，不但有力的保证了钻井生产的顺利进行，而且逐步实现了清洁生产，取得了良好的环境保护效果。,长庆油田公司第五采气厂,3,绪论,苏里格东部地层特点,苏里格东部气田钻井液技术,低固相钻井液在苏里格东部气田的应用效果,结论与认识,论文提纲,4,苏里格东部地层特点,地层（组）,大致厚度,(m),岩 性 描 述,特 点,第四系,10,100,黄土层,易垮塌,志丹组,200,500,桔红色砂岩，灰紫色、灰绿色泥岩,易缩径,安定组,100,200,紫红色泥岩，顶部泥灰岩，底部灰黄色细砂岩,易垮塌,直罗组,150,300,灰绿、紫红色泥岩，浅灰色砂岩互层,易垮塌,延安组,200,350,稳定,延长组,800,1200,深灰，灰黑色泥岩与灰色砂岩互层,稳定,纸坊组,150,250,灰绿、深灰泥岩与灰色砂岩互层,易垮塌,和尚沟组,50,150,灰绿、棕紫色泥岩夹灰绿色砂岩、砂砾岩,易垮塌,刘家沟组,200,350,棕红、紫红色泥岩夹同色砂砾岩,易漏,石千峰组,200,300,灰紫色、灰白色块状砂岩,易垮塌,石盒子组,200,300,棕红色、紫红色泥岩夹砂岩,稳定,山西组,50,150,上部为紫红色、黄绿色泥岩夹砂岩，下部为浅灰色块状砂岩、含砾砂岩与泥岩互层,稳定,本溪组,20,100,深灰、灰色泥岩，灰白色砂岩,稳定,第四系、纸坊组、和尚沟组、石千峰组注意防塌，第四系、刘家沟组注意防漏，志丹统、直罗组注意防出水，石盒子组、山西组注意防井涌、井喷，安定组、延安组注意防卡。,5,某些地层易塌：,安定、直罗、双石等地层不同程度存在地层掉块现象。苏东,*-*,井地层最大掉块的直径达到了,40mm,左右。,苏东,33-19,井循环出的地层掉块,苏里格东部地层特点,6,绪论,苏里格东部地层特点,苏里格东部气田钻井液技术,低固相钻井液在苏里格东部气田的应用效果,结论与认识,论文提纲,7,苏里格东部气田钻井液设计指导思想及技术难点,1.,第四系黄土层或流砂层,，由于胶结松散，分散度高，对流体冲蚀敏感，而且欠压实，地层承压能力差，容易,漏失,或发生流砂层,垮塌,。,2.,延安组和延长组,地层中上部有大段的砂泥岩混层，易发生泥页岩吸水膨胀，造成缩径，导致起钻困难，,遇阻遇卡,。,3.,安定组底部、直罗组、延长组底部属,砂泥岩互层，地层易吸水膨胀造成地层,坍塌,。,4,.,“,双石层,”,坍塌严重，井壁稳定问题突出。,5.,延长组、刘家沟组,承压能力低，容易发生,井漏,，严重时只进不出。,6.,定向井斜井段和水平井水平段施工中摩阻、扭矩大，尤其是滑动钻进困难。因此，钻井液必须具备良好的,润滑性能,。,7.,大斜度井段和水平井段,携砂,、润滑,防卡,和井眼,净化,也是关系,井下安全,的突出问题。,8.,钻井液技术应以施工中确保井下安全为前提，尽可能地,提高钻进速度，降低消耗，提高效益,。,9.,完井液体系和性能应突出有利于,气层保护,。,8,地层对比与钻井液选型,地层特点,钻井液,一开表层井段（,400,800,米）,应预防砾石层和流砂层的坍塌、黄土层的漏失。,采用普通的膨润土,CMC,低固相钻井,液。,二开至延长组底部,直罗组易坍塌，延安、延长组易缩径，造成起下钻遇阻、卡钻严重。,采用强抑制次生有机阳离子聚合物无固相钻井液体系，以防阻、卡，提高机械钻速。,纸坊至刘家沟组底部,纸坊组地层造浆性强，易发生井径扩大；刘家沟易发生压差井漏；石千峰组井壁易坍塌。,该段采用低固相次生有机阳离子聚合物钻井液体系，维持钻井液体系有足够的抑制和絮凝能力。,石千峰至气层顶部,“,双石”层坍塌和山西组煤层段的坍塌掉块。,该段采用低固相的次生有机阳离子聚合物钻井液。,气层段,为了保证安全钻井和保护气层，在打开气层前将钻井液处理成强抑制、低固相、低失水聚合物钻井液。严格控制气层段钻井液密度和失水量，要求钻井液密度：当地层压力梯度1MPa/100m,，钻井液密度,1.05g/cm3,；当地层压力梯度,1MPa/100m,，钻井液密度应在地层实际压力系数的基础上附加,0.07,0.15g/cm3,，失水,6ml,。,9,常用聚合物的种类及性能要求,纳羧甲基纤维素,【CMC】,最常用的降失水剂，它在降低泥浆失水的同时还有抑制泥页岩水化膨胀和巩固井壁的作用。并且可用来提高泥浆悬浮和携带岩屑的能力高粘的,【CMC】,还可用作无固相和低固相泥浆的增稠剂，,【CMC】,抗录化钠强，抗钙较差。热稳定性可达,90-140,度。,水解聚丙烯腈钙盐,【CPAN】,成品为浅黄色或灰白色粉末水溶性好，可实现泥浆的低粘度、低矢水、低密度、低切力等特点。,水解聚丙烯腈,【NPAN】,液体为黄褐色胶状产品，固体为白色粉末易溶于水，由于在高温下水解作用其分子中含有,NH4=,离子故在泥浆中能有效的抑制高压失水量。并且有较好的防踏作用。,水解聚丙烯腈钾盐,【KPAN】,成品呈土黑色粉末，易溶入水有降低失水、降摩阻、抗温抗污染和防塌等特点。（水解聚丙烯腈的、钾盐、钙盐、高温水解聚丙烯腈都是泥浆的降失水剂其分子量一般都在,20,万左右。）,聚丙烯酰胺,【PAM】,常作为不分散低固相泥浆的全絮凝剂、在泥浆中即能絮凝钻屑劣质粘土、又能絮凝搬土同时还可以改善泥浆的流动性，减少摩阻提高钻速。,聚丙烯酸钾,【KHPAM】,主要用作淡水及盐水钻井液的防塌剂，并兼有一定的降滤矢和增粘作用。,腐殖酸钾,【KHM】,主要用做防塌降滤失剂，有一定的降粘作用，抗高温不抗盐。,水分散沥青,【SR】,主要用做页岩微裂缝及破碎带的封闭剂而起到防塌作用并有较好的润滑能力。,RT-433,润滑剂,主要用做深井及定向井的防卡剂有减扭矩的良好作用，本品为液体直照荧光为,5,级对地质录井无干扰。,10,钻井液技术,聚合物无固相钻井液,聚合物无固相,钻井液体系主要用于,二开至石千峰底部,，一般,500-2800,米井段，若表层段无流砂层或砾石层等易垮塌地层时，可从表层开始使用到石千峰底部，近几年，由于应用水平的不断提高，部分井使用至石盒子组气层顶部，使用井段长达,3000,米,左右。,使用井段,二开至石千峰底,典型配方,水,+PAM(0.15-0.2%)+KPAM(0.1-0.15%)+KCL(0.5-1%),或,CaCL2(0.1-0.2%),主要特点,密度低，粘度低，抑制性强，无固相，含砂量低，相容性好,11,该井段钻进地层为安定、直罗组（防塌、防卡）、延安组（防卡、防地层出水）、延长组（防地层出水、防缩径）、纸坊组（泥岩段防塌）、和尚沟组（防塌、防漏）、刘家沟组（防漏）。该井段使用无固相钻井液提高钻速的同时，适当控制失水，并加强抑制性，增强井壁稳定性。,性能,指标,1.00,1.04g/cm,3,FV,30,45 sec,API FL,不控,30 ml/30min,PH,7,8,YP,1,3Pa,PV,5,20 mPa.s,钻井液常规性能,聚合物无固相钻井液,12,钻井液技术,聚磺钻井液,聚磺钻井液是在上部井段使用的聚合物无固相体系基础上转化而形成的，其基本组成成份为两大类：一类是具有抑制性的有机聚合物类，另一类是磺化处理剂，主要有磺化酚醛树脂，磺化褐煤，磺化栲胶和磺化沥青。,使用井段,石盒子气层以上易塌层至完钻井底,典型配方,聚合物钻井液,+SMP(1-2%)+SMC,或,SMK(1-2%)+,磺化沥青,(1-2.5%)+,膨润土,4-6%,主要特点,强抑制性、防塌、低失水、强造壁性、无毒、无腐蚀、无污染,13,性能,指标,1.05,1.25 g/cm,3,（具体根据井下情况确定）,FV,40,100 Sec,API FL,7 ml/30min,PH,8,10,YP,6,15 Pa,PV,18,30 mPa.s,YP/pv,0.3,0.5,静切力,3,6/5,12 Pa,MBT,30,60 g/L,S,C,0.3%,K,f,0.07(,滑块式摩阻仪,),聚磺钻井液在,600,多口天然气井石千峰底部至完钻井段推广应用,取得了良好的应用效果。,该钻井液体系具有很好的抑制性和防塌能力。,具有较低的高温高压滤失量,良好的造壁性及封堵能力和流变性。,具有良好的抗高温和抗盐、抗钙污染能力，能够满足深井阶段钻井要求。,使用井段较短，利用固控设备进行净化，易实现性能优化控制，不需要向外排放，避免了污染物的产生。,流动性易控制，只需选择加入,SMC,或,SMK,或有机硅腐植酸钾一种稀释剂即可获得满意的效果，淘汰了对环境污染很强的含铬离子处理剂铁铬盐。,聚磺钻井液,14,绪论,苏里格东部地层特点,苏里格东部气田钻井液技术,低固相钻井液在苏里格东部气田的应用效果,结论与认识,论文提纲,15,应用效果,密度低，喷咀粘度低，机械钻速高,井深（,m,）,钻井周期（,d,）,机械钻速（,m/h,）,2007,2993.4,19.28,13.00,2008,3109.5,17.88,14.64,2009,3302.04,14.18,17.19,由于其,密度低、粘度低,，大幅度地提高了钻井速度，缩短了钻井、建井周期，节约了钻井成本。由于钻井液体系的不断改进年平均机械钻速由,2007,年的,13m/h,提高到目前年平均,17.19m/h,钻井周期由推广前的平均,19,多天,缩短到目前的平均,14,天左右。,16,应用效果,抑制性强，防塌效果好，电测成功率高,苏里格东部气田延长组、石千峰组、石盒子组、安定组，地层极不稳定，泥岩发育易垮塌，是造成全井起下钻阻卡和电测遇阻的主要原因。,聚合物低固相钻井液具有良好的防塌、抑制能力及防膨胀性，从而保证了井壁稳定，起下钻顺利，电测成功率高。使用井段平均井径扩大率控制在,15%,以内，起下钻畅通，电测一次成功率,95%,以上。有效的缩短了完井周期，如苏东,*-*,井仅完钻电测遇阻通井损失,71.6h,。,序号,井号,队号,完钻井深,电测遇阻井深及层位,1,苏东,*-*,*,3090,2350m,石千峰,2,苏东,*-*,*,3145,1180m,延长,3,苏东,*-*,*,3135,530m,安定组,17,应用效果,密度低，有效地防止了延长组、刘家沟组地层的压差性漏失，避免了对地层水系的污染。,序号,井号,队号,漏失量（方）,漏失次数,漏失层位,1,*,*,2185.80,16,和尚沟，刘家沟,2,*,*,446,4,刘家沟，石千峰,3,*,*,1989.10,17,刘家沟,2010,年完钻70,口井中，只发生了以上,3,口井的漏失，说明聚合物低固相钻井液的使用已经有效地防止了刘家沟地层的压差性漏失，使刘家沟井漏复杂率降到了,4.2%,。,针对这种漏失情况，井队采取在钻井液中加入随钻堵漏剂的方法，来预防刘家沟组的漏失，并取得了成效，从现场应用可以看出：苏东,*,已经明显比苏东,*,漏失量减小，而且苏东,*,井场的第二口井,*,也没有发生井漏。,18,应用效果,减少储层污染,在推广聚合物无固相钻井液之前，全井段普遍采用的是,“,三磺,”,体系，由于钻进井段长，,“,三磺,”,体系易受地层造浆侵污，含砂量、密度上升快，钻井液净化困难，性能不易控制，往往需要向外排放大量钻井液而重新配制新浆，因此，而造成大量污染物产生，推广应用聚合物无固相体系后，则不需要向外排放钻井液。,该体系具有好的防塌能力和润滑减阻效果,性能稳定,粘度、切力较低,减小了有害固相及滤液对储层的伤害度。,聚磺钻井液,体系所选用的主要处理剂聚丙烯酰胺和聚丙烯酸钾无毒，无腐蚀，对环境无污染。,19,应用效果,优化钻井液性能处理，减少井下复杂、事故的发生,天然气井常见的井下事故为钻头事故、断钻具事故、卡钻事故。而这些事故的发生主要是由于地层缩径或者坍塌而引起的。聚合物低固相钻井液具有强抑制性，保持井壁稳定，有效得防止了地层缩径和坍塌的发生。,2010,年目前已完钻,70,口井，其中井下事故发生率为,零,20,现场钻井液的配置与维护,固相控制,利用振动筛，用,80,120,目的细筛网，如有除泥器、除砂器，效果会更好。,泥浆池总容积大于,200 m3,，泥浆量不少于,150 m3,，以便钻屑充分沉淀，因为钻屑在泥浆流速低时更易沉淀。,絮凝类材料选择：选用水解度,25,30%,，分子量,1500,万的聚丙烯酰胺，加量,500PPm,。,复杂地层，因为存在护壁防塌问题，要加一定量的分散剂，此时应增加絮凝剂、加量,5%,。,控制固相要从一进入二开就开始，首先是排净一开稠浆，然后就加絮凝剂，让钻屑一开始就能很好的沉淀下来，完钻前,50,米比重不超过,1.05 g/cm3,。,21,现场钻井液的配置与维护,二开钻井液的配置与维护,二开前在地面循环系统用,300-400m3,清水，按配方加入各种聚合物处理剂,并在地面循环系统循环、水化，使性能达到要求后方可开钻钻进。,采用地面大土池循环，快速沉淀钻屑，有效控制密度、含砂量，保持最低密度。工程上必须坚持好无固相钻井液钻井的强化措施，以保证井下安全。,进入直罗组以及延长组下部泥岩层钻进，加大高分子聚合物处理剂和抑制防塌剂的用量，进一步稳定井壁，克服阻卡，提高钻速。,纸坊组易坍塌发生井径扩大，且造浆性强，维持钻井液体系有足够的抑制和絮凝能力。同时，刘家沟组易发生井漏，钻遇该层以防漏为主，适当提高钻井液粘度，要保持足够的钻井液量，进刘家沟组前尽可能将密度控制在,1.03g/cm3,以下，以防止刘家沟组发生压力诱导性井漏。一旦发生严重井漏，可采用常规堵漏方法堵漏或打水泥堵漏。,起钻前使用,“,清扫液,”,清扫井眼，以保证起下钻无阻。,22,现场钻井液的配置与维护,斜井段钻井液的配置与维护,此井段着重解决好,“,双石层,”,泥岩段井壁稳定以及润滑防卡、携砂等难题。,执行设计配方，钻井液处理要突出强抑制，润滑防卡，良好携屑。,为了提高钻井液的防卡润滑性能,加入,1,2%,的液体润滑剂或石墨粉等固体润滑剂,使,Kf0.07,。,及时维护各种处理剂达到设计要求。,必要时每钻一定进尺,用,高粘切稠浆,清扫一次井眼,尤其在起钻前,保证井眼清洁,减小岩屑床的形成。,充分利用四级固控设备,严格控制含砂量和坂土含量,以保证钻井液的可控性,确保井下安全。,进入大斜度井段用石灰石粉加重钻井液，密度确定具体以满足大斜度井段的防塌要求为原则，同时控制失水。,23,现场钻井液的配置与维护,现场固控设备的使用,一级固控,（振动筛）,二级固控,（除砂器）,四级固控,（离心机）,三级固控,（除泥器）,24,现场钻井液的配置与维护,现场固控设备的使用,旋,转,粘,度,仪,降,失,水,仪,25,现场钻井液的配置与维护,现场固控设备的使用,比重仪,含砂量测量仪,漏斗粘度仪,26,绪论,苏里格东部地层特点,苏里格东部气田钻井液技术,低固相钻井液在苏里格东部气田的应用效果,结论与认识论文提纲,27,结论与认识,聚合物低固相钻井液体系的应用：,1.,大幅度地提高了钻井速度，缩短了钻井、建井周期，节约了钻井成本。,2.,解决了延长组遇阻卡问题，保证了井壁稳定性和电测成功率。,3.,利于保护气层，对储层改造提高单井产量起先决条件。,4.,减少了井下复杂事故的发生，确保了钻井工程的安全。,做为钻井工程现场管理人员我们应该切实抓好钻井液的固相控制与体系转换工作，保证施工质量。,1.,应继续加强日常检查，指导钻井液技术人员严格执行各项钻井液技术措施。,2.,通过各种途径将现用的各种钻井液处理剂的用途,.,加量及处理效果全面介绍给钻井队钻井液技术人员。使大家在使用这些处理剂时能做到有的放失。,3.,日常钻井液的维护一定要遵循小处理勤维护的处理原则。,4.,一定要处理好钻井液材料节约和保证井下安全之间的矛盾。在保证井下的安全的前提下，提倡节约，杜绝盲目节约而忽视井下安全的现象。,28,汇报完毕,敬请各位领导专家批评指正！,29,