27、吐哈鉆采院]吐哈低壓低滲儲(chǔ)層氮?dú)忏@井技術(shù)

1、吐哈低壓低滲儲(chǔ)層氮?dú)忏@井技術(shù)164吐哈低壓低滲儲(chǔ)層氮?dú)忏@井技術(shù)呂金鋼張克明李建忠田軍（吐哈石油鉆采工藝研究院，新疆鄯善火車站，838202）【摘要】吐哈盆地儲(chǔ)層屬典型的低壓、低滲、低產(chǎn)“三低”儲(chǔ)層，許多井在鉆井過(guò)程中油氣顯示活躍但完井后卻未獲得理想的工業(yè)油氣流，如何有效儲(chǔ)層保護(hù)、提高單井產(chǎn)量問(wèn)題日漸突出。利用氣體鉆井技術(shù)在保護(hù)儲(chǔ)層的優(yōu)點(diǎn)是吐哈“三低”儲(chǔ)層發(fā)現(xiàn)油氣層、提高單井產(chǎn)量一條行之有效的途徑，氮?dú)忏@井由于其靈活的供氣系統(tǒng)在吐哈盆地天

2、然氣源缺乏的區(qū)域具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，本文闡述了吐哈鉆采院經(jīng)過(guò)多年的研究與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐而形成的一套針對(duì)儲(chǔ)層從鉆井到開采的全過(guò)程氮?dú)馇菲胶忏@井技術(shù)，使吐哈“三低”儲(chǔ)層在鉆井過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)油氣層、大幅度提高單井產(chǎn)量、大幅度提高機(jī)械鉆速得到實(shí)現(xiàn)，為吐哈加快勘探開發(fā)步伐探索了一項(xiàng)新的技術(shù)?！娟P(guān)鍵詞】低壓低滲氮?dú)忏@井全過(guò)程欠平衡保護(hù)儲(chǔ)層設(shè)備配套井下條件1吐哈地區(qū)儲(chǔ)層概況吐魯番哈密盆地油氣層主要分布在侏羅系的七克臺(tái)組（J2q）、三間房組（J2s）、西山窯組（J

3、2x），大規(guī)模的石油地質(zhì)勘探始于1987年，經(jīng)過(guò)近20年的開發(fā)，儲(chǔ)層地質(zhì)條件逐漸趨于復(fù)雜化，壓力系統(tǒng)逐年衰降，屬典型的低壓、低滲、低產(chǎn)“三低”儲(chǔ)層，儲(chǔ)層主要特性為：儲(chǔ)層砂體為碎屑巖，砂體縱橫向變化大，屬低壓（壓力系數(shù)一般為0.7～1.0gcm3）、低滲（5md）、低產(chǎn)的微裂縫－孔隙型儲(chǔ)層，孔隙之間連通性差，產(chǎn)液能力低；碎屑巖儲(chǔ)層以泥質(zhì)膠結(jié)為主，水敏性強(qiáng)；儲(chǔ)層跨度長(zhǎng)，砂體與泥巖互層，從七克臺(tái)～西山窯厚度達(dá)700～1500m，多套壓力系統(tǒng)并

4、存。復(fù)雜的地質(zhì)條件帶來(lái)了嚴(yán)峻的儲(chǔ)層保護(hù)問(wèn)題，為解決該問(wèn)題，吐哈鉆采院進(jìn)行了大量的氮?dú)忏@井鉆井技術(shù)研究和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，取得了良好的效果。2氮?dú)忏@井井下條件分析氮?dú)忏@井要受到地層出水、井壁穩(wěn)定、有毒氣體、煤層等多方面的井下條件限制，實(shí)施氮?dú)忏@井之前必須針對(duì)預(yù)鉆井段進(jìn)行適應(yīng)性理論研究，我們對(duì)井下可能出現(xiàn)的問(wèn)題從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了研究：2.1地層出水地層出水是限制氮?dú)忏@井最主要的因素之一，地層出水會(huì)導(dǎo)致裸眼的泥頁(yè)巖水化膨脹，造成井眼縮徑，造成井壁坍

5、塌；形成泥餅環(huán)，堵塞環(huán)空通道；環(huán)空中的循環(huán)氣體需要將地層出水霧化并帶出地面而做功，導(dǎo)致注入壓力升高，增加設(shè)備負(fù)擔(dān)，實(shí)踐表明，當(dāng)?shù)貙映鏊笥?m3hr時(shí)，所需要的氣體排量將需要增加20%以上。通過(guò)鄰井測(cè)井資料預(yù)計(jì)地層水層分布情況。采用套管封隔和舍棄非主力油層的方法，盡量避免氮?dú)忏@井井段穿過(guò)水層，轉(zhuǎn)換為霧化和泡沫鉆井方式等方法是對(duì)付地層出水的主要手段。2.2有毒氣體H2S含硫儲(chǔ)層不宜采用氮?dú)忏@井，氮?dú)獠豢扇家膊恢迹?dāng)井內(nèi)返出地面的含硫化氫

6、地層流體含量較低時(shí)點(diǎn)火不成功，一方面造成環(huán)境污染較，另一方面造成作業(yè)區(qū)周圍生物中毒。因此，進(jìn)行氮?dú)忏@井之前必須進(jìn)行儲(chǔ)層硫化氫含量評(píng)估，當(dāng)?shù)貙恿黧w中硫化氫含量超過(guò)30mgm3時(shí)不推薦采用氮?dú)忏@井。吐哈低壓低滲儲(chǔ)層氮?dú)忏@井技術(shù)166統(tǒng)，這兩種供氣特點(diǎn)就是排量和壓力調(diào)節(jié)范圍大，排量在10～240m3min可調(diào)，最高額定壓力可達(dá)到105MPa，應(yīng)用效果非常好。3.2.3供液設(shè)備供液設(shè)備供液設(shè)備用于霧化鉆井、泡沫鉆井轉(zhuǎn)化或清洗套管和鉆具，主要采用

7、霧化泵和水泥車。3.2.4內(nèi)防噴設(shè)備內(nèi)防噴設(shè)備浮閥、單流閥、蝶閥。攜帶著巖屑、地層流體等物質(zhì)的氮?dú)獾沽鞫沦愩@頭水眼或損壞井下工具。旋塞閥。安裝在鉆桿頂部的防回流體流裝置之下，在起鉆拆卸上部防流體回流裝置之前將鉆桿內(nèi)的高壓氣體關(guān)在鉆桿內(nèi)部，拆卸防流體回流裝置后進(jìn)行排氣。斜坡鉆桿。防止鉆桿接箍過(guò)旋轉(zhuǎn)控制頭膠芯時(shí)將膠芯損壞。六方鉆桿。更有利于旋轉(zhuǎn)控制頭的膠芯抱緊，同時(shí)避免使用常規(guī)四方鉆桿鉆進(jìn)損壞旋轉(zhuǎn)控制頭內(nèi)膠芯。3.2.5帶壓操作設(shè)備帶壓操

8、作設(shè)備氮?dú)忏@井和完鉆施工中，由于井眼處于欠平衡狀態(tài)，為了保護(hù)油氣層，必須采用特殊的輔助設(shè)備來(lái)完成壓力監(jiān)測(cè)、起下鉆、下篩管、下油管、安裝采油樹等帶壓作業(yè)。井下防噴器（套管閥）。套管閥是連接在氣體鉆井井眼的上一層的技術(shù)套管上某一位置上，在無(wú)鉆具通過(guò)時(shí)能將井眼封死的封井裝置，可實(shí)現(xiàn)鉆井、完井全過(guò)程的欠平衡鉆井。井底隨鉆測(cè)壓裝置。由于多相流本身的復(fù)雜性，目前多相流的模擬和計(jì)算還是一個(gè)世界性難題，且模擬和計(jì)算結(jié)果都與實(shí)際的井底壓力存在一定的差別。

9、采用井底隨鉆測(cè)壓的隨鉆壓力計(jì)(PCWD)，可實(shí)現(xiàn)確切了解井底壓力和井底負(fù)壓值。不壓井起下井內(nèi)管串裝置。配合旋轉(zhuǎn)防噴器使用，可實(shí)現(xiàn)不壓井起下鉆、不壓井下套管、不壓井下篩管（長(zhǎng)度不超過(guò)2m）、不壓井下油管等全過(guò)程欠平衡鉆井施工。其優(yōu)點(diǎn)是使用時(shí)臨時(shí)安裝在鉆臺(tái)上，當(dāng)入的鉆具合力大于3～5t便可不使用，操作簡(jiǎn)單，可重復(fù)使用。但不允許下入長(zhǎng)而復(fù)雜的鉆井、完井管串。因此，使用不壓井起下鉆裝置作業(yè)的井一般采用裸眼完井。3.3工藝流程工藝流程的合理設(shè)計(jì)是

10、全過(guò)程氮?dú)忏@井便捷、安全、順利施工的保證，經(jīng)研究，吐哈氮?dú)忏@井的工藝流程如圖1所示。3.4鉆具組合氮?dú)忏@井鉆頭可按常規(guī)鉆井設(shè)計(jì)鉆頭選用，一般不裝水眼；鉆具設(shè)計(jì)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單化，如不要求控制井身質(zhì)量，可采用光鉆鋌鉆具組合，否則可采用滿足井身質(zhì)量的降斜鉆具組合；為防止壓縮氣體從鉆具內(nèi)倒流，應(yīng)在盡量接近鉆頭的位置安裝2只浮閥；泄壓時(shí)，為防止鉆具內(nèi)的高壓氣體被泄掉，再次充滿增加接單根的時(shí)間，下鉆完后應(yīng)安裝1只下旋塞和1只浮閥，其它不做特殊要求。圖1