庄2井深部复杂地层钻井液技术

庄2井是准噶尔盆地中部1区块莫西庄油田的重点超深探井。该区块下部地层地质构造复杂,侏罗系砂泥互层且煤层发育致井壁失稳严重;三叠系发育超压,泥岩易发生硬脆性垮塌和应力性垮塌;井底温度高,高温下高密度钻井液流变性调控难度大。通过使用聚磺抗高温防塌钻井液体系,辅助钻井液现场维护和处理工艺,顺利钻至目的层。庄2井的钻探成功为该区块进一步勘探开发提供了详实的资料。     

延长油田牛平7井钻井液技术

牛平7井所在区块地层结构复杂,钻井液技术难度大。为确保该井顺利施工,针对不同井段地层岩性,使用了低固相聚合物封堵防塌钻井液体系和低固相润滑防塌钻井液体系,辅以相应的钻井液维护处理工艺和固控设备,解决了上部地层易发生漏失、安定组和直罗组易坍塌掉块、煤层段紧邻目的层易垮塌等难题,达到了优快钻井的目的,为该区块以后的钻井液施工提供了经验。     

评价钻井液完井液对裂缝性地层封堵效果的新方法

泥页岩比表面积测定方法,泥页岩水化膨胀测定方法、钻井液泥饼压缩性评价方法等现有诸多评价方法,都是针对泥页岩地层垮塌进行的研究,而对如何稳定破碎性地层及裂缝发育地层,目前还没有一种可行性的评价的方法。探讨了利用387-42型泥浆失水仪来评价钻井液、完井液的封堵效果,实验结果表明:该法是现场评价钻井液、完井液封堵的评价方法。     

义123区块非常规油气藏钻井液技术

义123区块地质构造复杂,上部地层泥页岩水化严重,易造成起下钻遇阻;沙河街组地层层理发育,发育超压,油泥岩易水化,施工中易发生水敏性垮塌及应力性垮塌,井壁失稳严重。针对义123区块地层特点及钻井液技术难点,优选了铝胺成膜防塌钻井液体系,评价实验表明,该体系抑制性强,封堵性及润滑性好,具有良好的油层保护能力。该体系在义123区块进行了现场应用,施工中井壁稳定,井眼净化效果好,定向过程中摩阻和扭矩低,保证了工程的顺利施工。     

富县地区探井钻井液技术

富县地区安定组、直罗组砂泥岩地层易发生严重的井壁垮塌,延长组油层微裂缝发育,易发生漏失。对该区直罗组泥岩地层进行了全矿物分析和黏土矿物分析,找出了影响井壁稳定的原因。针对富县地区地质特点、井身结构及保护油气层的要求,系统地分析了钻井施工的钻井液技术难点,采用相应的钻井液体系,并对钻井液处理处理方法与钻井施工的技术措施进行了阐述。2012年以来安全钻探的实践表明,富县地区钻井液技术基本能满足该区钻井施工的需要,可为富县地区钻井施工提供支持。     

渤海湾盆地青东凹陷古近纪烃源岩评价

为了在青东凹陷古近纪找到油藏富集的有利区域,指导生产开发,对控制油藏分布和形成起关键性因素的烃源岩进行了综合评价。受郯庐断裂体系影响,构造复杂,沉积物源来自凹陷四周,沉积类型多。在对区域地质构造、地层发育特征、沉积相类型等进行分析的基础上,综合测井、地震以及地球化学资料,采用综合研究的手段对渤海湾盆地青东凹陷沙三、沙四段烃源岩厚度、有机质丰度、有机质类型、有机质成熟度进行了评价。结果表明:沙三下亚段和沙四上亚段暗色泥岩十分发育,在凹陷中部厚度较大,向凹陷四周暗色泥岩厚度逐渐变小;沙四上亚段有机质的丰度、成熟度都比沙三下亚段好,评级在好—优质;沙三下亚段和沙四上亚段干酪根类型以Ⅰ、Ⅱ_1型为主,含少量Ⅱ_2、Ⅲ型干酪根;沙三下亚段和沙四上亚段烃源岩都具有较强的生烃能力。     

中古13井优快钻井钻井液技术

预探井中古13井设计井深6750米。该井钻遇地层复杂,埋藏深,厚度大,极易发生缩﹑胀﹑垮﹑卡等事故,目的层钻进具有漏﹑喷﹑H2S浓度较高等风险,因此钻井液体系必须具有较强的包被抑制性﹑抗高温稳定和造壁性﹑良好的悬浮性和携砂能力﹑防垮塌和润滑性等,以利于及时发现和保护油气层。该井在第三系～二叠系顶部地层,采用坂土浆正电胶钻井液,二叠系底部～上奥陶统灰岩顶部采用聚合物聚磺钻井液,上奥陶统灰岩顶部～完钻井深采用无固相钻井液。该套钻井液体系在高温高压条件下性能稳定,满足了超深井施工中的井壁稳定﹑润滑防卡岩屑携带的需要。该套钻井液技术,有效地解决了泥岩分散造浆﹑二叠系火成岩垮塌掉块﹑深井抗温等方面的技术难题。同时,在钻井液及完井液满足施工的前提下,合理控制钻井液性能达到优快钻井的目的。     

正电钻井液体系在星火2井的应用

星火2井位于沙雅隆起雅克拉断凸星火2号构造高点,是西北局重点探井。二开裸眼段长,井眼大,穿越地层岩性复杂,井壁失稳严重。通过采用正电钻井液体系,辅助相应的钻井液维护处理工艺,解决了上部地层起下钻阻卡、下部膏泥岩及软泥岩缩径卡钻的难题,保证了二开长裸眼段的井壁稳定,为后续工作奠定了基础。     

三向应力状态下层理性泥页岩地层井壁稳定性研究

层理性泥页岩地层钻进过程中,极易发生井壁失稳问题,严重影响了钻井作业效率,增加了勘探开发的成本。探索了层理性泥页岩地层的井壁失稳机理,开展了考虑钻井液作用下层理性泥页岩地层在真实三向应力状态下的井壁稳定性预测模型研究。研究表明:忽略中间主应力的影响不能准确预测层理性泥页岩地层坍塌的风险;钻井液滤液沿层理面的渗流会降低层理面的黏聚力和内摩擦角;并随时间的变化显现出快速降低和平缓降低两个阶段;改进的层理性泥页岩地层井壁稳定性分析模型能够真实反映地应力状态和井壁岩石的力学特性,现场应用表明其能够比较准确的预测层理性泥页岩地层的井壁稳定性。     

水敏性泥页岩地层孔隙压力预测方法 研究

基于平衡压实理论的等效深度法、Eaton法是砂泥岩地层孔隙压力预测最为常用的方法之一,基于声波、密度、电阻率等测井曲线合理构建正常压实趋势线则是该类方法可靠、准确的基础与关键。但对水敏性泥岩而言,由于与水基钻井液长时间接触产生强烈的水化作用,导致测井数据不能准确反映地层的真实压实状况,从而导致地层孔隙压力测井预测难度大、精度低。鉴于此,在泥页岩组分特征测试分析基础上,实验研究了钻井液作用下水化对泥岩声波时差、电阻率以及密度的影响,进而建立了泥岩去水化方法及考虑水敏性泥岩水化作用的正常压实趋势构建方法,形成了适用于水敏性泥岩地层孔隙压力的预测方法。应用该方法对北部湾某区块部分井进行预测,与实测值吻合程度较好,具有实用性。     

南堡油田硬脆性泥页岩地层井壁失稳原因实验

冀东南堡油田中深层硬脆性泥页岩地层钻井过程中,井壁垮塌现象频发。为充分认识中深层硬脆性泥页岩井壁失稳机理,减少此类事故的发生,通过开展研究目标微观结构、理化特征以及钻井液对其力学特性影响的实验研究,定量研究了该区块影响井壁失稳的因素。结果表明:东二段至沙河街组泥页岩的矿物以黏土、石英为主,具有一定的脆性特征;阳离子交换容量高,岩石水化能力较强;宏观层理、裂缝、微观裂纹均较发育,应力释放及钻具扰动易使岩石发生劈裂或滑移;液相沿裂缝侵入地层导致岩石水化膨胀,降低泥页岩结构强度;在钻井液正压差作用下,产生水力尖劈作用,导致地层破碎,诱发井壁失稳。因此,预防此类泥页岩地层井壁失稳需严格控制钻井液滤失量,加强钻井液的封堵能力。针对该区块的室内实验研究,为该区块硬脆性泥页岩的安全、高效钻进提供了理论支撑,同时也为同类型地层的井壁失稳机理研究提供了技术参考。     

实验分析泥岩水化膨胀应力与力学参数之间的关系

在钻井的过程中,泥页岩地层一旦与水基钻井液接触后,便会发生水化膨胀作用,在地层压力和上覆岩层压力的约束下产生膨胀应力,岩石强度降低,井壁稳定性下降。因此,研究水化膨胀作用与力学参数之间的关系是研究泥岩井壁稳定的关键内容之一。基于泥页岩的水化作用机理,通过室内实验分析了水基钻井液中的离子类型及其浓度对水化膨胀应力的影响,并且测量了岩样水化后的力学参数。实验结果表明泥岩水化膨胀应力与离子类型和浓度有关;水化后泥岩的含水量越大,产生的线膨胀应力越大,力学参数越小;线膨胀应力与泥岩水化后的力学参数之间具有较好的指数递减关系。     

东营凹陷细粒沉积岩岩相组合特征

综合应用岩芯、薄片、全岩X射线衍射等资料,根据岩石组分、沉积构造、TOC和碳酸盐晶体结构等指标划分东营凹陷沙四上-沙三下亚段细粒沉积岩岩相,该段主要发育富有机质纹层状隐晶泥质灰岩、富有机质纹层状微晶泥质灰岩、富有机质纹层状灰质泥岩、富有机质层状泥质灰岩、富有机质层状灰质泥岩、富有机质块状灰质泥岩、含有机质层状灰质泥岩和含有机质层状膏质泥岩相等8种岩相。结合地球化学元素资料恢复的古气候、古盐度、古水深及古水体的氧化还原性和古物源等指标恢复细粒沉积岩的沉积环境,进而明确不同沉积环境细粒沉积岩岩相组合特征及成因。在此基础上,建立了东营凹陷沙四上-沙三下亚段细粒沉积岩的沉积模式。该成果对陆相页岩油勘探有重要指导作用。     

控制东营凹陷烃源岩排烃的几个关键因素

通过东营凹陷钻井取心的观察及不同结构烃源岩地质地球化学特征的比较,从内因、外因两个方面对烃源岩排烃的控制因素进行了分析,并且就烃源岩岩性结构对排烃及成藏的控制作用进行了初步研究.认为内因为有机质类型、丰度及成熟度,反映烃源岩中生烃母质的特征,东营凹陷大量样品测试结果显示烃源岩的生烃潜量、排烃量与有机质丰度呈良好的线性关系;外部因素包括源岩的结构、源岩内有效的运移通道、压力的分布及外部的构造运动等各种地质作用及内、外部环境.研究结果表明,东营凹陷主力烃源岩沙四上及沙三下段具有多种岩性结构形式,其中沙四上及沙三下下部主要发育纹层状泥页岩,油气以远距离侧向运移为主;沙三下上部及沙三中主要发育块状泥岩,油气以垂向运移为主.不同的排烃方式造成了油气分布的差异,沙四型原油分布于凹陷外围,沙三型原油分布于凹陷内围,混合型原油分布于中间地带.     

伊朗Y油田孔隙型灰岩地层压力检测方法研究

灰岩地层纵波速度对地层压力变化敏感性较低,若采用传统针对砂泥岩地层的模型进行孔隙压力计算可能导致较大计算误差。伊朗Y油田上部地层主要为砂泥岩夹孔隙型灰岩地层,中下部为大段孔隙型灰岩地层。针对该油田孔隙型灰岩地层岩性、异常高压形成机制、地球物理响应特点,形成了一套孔隙型灰岩地层压力综合检测方法。对于中部具有泥岩夹层的灰岩地层,优选传统基于泥页岩沉积压实规律的计算方法;对于无法提取泥岩点的大段孔隙型灰岩地层,采用多元速度模型和有效应力定理进行检测。方法在Y油田20口井得到应用,检测精度达90%以上,为井身结构和钻井参数优化提供了重要地质参数。     

金山气田强抑制防塌钻井液研究与应用

金山气田泉头组、登娄库组和营城组地层富含水敏性泥页岩,在钻井过程中经常发生垮塌、卡钻、井漏、扩径和泥包钻头等复杂情况。针对该区块的地质特性和钻井要求,在处理剂的优选实验和邻井成熟体系配方的基础上,研制了一种以聚胺FB40为抑制剂、KFT和JS-9为防塌剂的强抑制防塌钻井液,并进行了性能评价。室内实验结果表明,该钻井液体系具有流变性能良好、抑制性强、滤失量低、防塌效果显著和滤饼质量优良的特点。在梨6-6HF井的现场应用中,钻井液性能稳定,无垮塌现象,起下钻、电测和下套管作业无遇阻,很好地满足了现场钻井施工的需要。     

渤中区块破碎性地层井壁失稳机理及对策

渤中区块东下段及以下地层泥页岩破碎性发育,已钻井井壁坍塌严重。通过综合分析破碎区地层特性,地质力学特征,以及钻井液性能的适应性,明确了渤中区块破碎性地层的井壁失稳机理,并提出了定制化的技术对策。研究结果表明,该区块泥岩地层为硬泥页岩,微裂缝发育,孔缝宽度为2～6μm,具有弱水化性质。东下段及以下泥页岩地层属于中等偏低强度地层,在聚胺PEM钻井液中浸泡7 d后,岩石强度下降40.82%。同时,上覆岩层压力和水平最大地应力之间差值较小,水平最小地应力值较低。井壁失稳机理主要为地层受走滑断层伴生正断层控制,钻井坍塌压力相对较高,地层微裂缝发育,钻井液封堵性不能满足微裂缝封堵要求,同时,破碎区泥页岩存在安全稳定周期。建议使用密度为1.40 g/cm³的聚胺PEM钻井液,在破碎区中钻井安全周期超过10 d,并添加3%的TEX封堵剂增强钻井液封堵性能。研究结果能够有效指导渤中区块开发井的安全钻井。     

车西洼陷南坡油气成藏和富集的主控因素

依据地质录井、岩心压汞测试和地层测试等资料,应用生长断层活动性和封闭性的定量评价、岩石薄片分析和盆地模拟恢复古压力等方法,对车西洼陷南坡油气成藏和富集的主控因素进行定量分析.结果表明:馆陶组沉积期油源断层的活动时间和活动部位控制源上油气藏油气富集程度和宏观分布;研究区形成断层侧向封堵的条件为泥岩涂抹势大于22, 泥岩涂抹因子小于1.5,断层泥比率大于0.73,沙二段底部、沙三上亚段和沙四上亚段达到断层侧向封堵条件;源下油气成藏主要受储层孔喉半径和成藏期沙三段底部剩余压力控制,沙四上亚段储层孔喉半径大于0.24 μm,储层埋深小于4.0 km的沉积有利相带发育区为有利储层发育地区;源下油气藏含油边界附近,在明化镇组沉积末期(距今2 Ma)存在沙三段底部剩余压力与储层排替压力下限的耦合关系,据此预测源下油气藏含油范围为明化镇末期沙三段底部剩余压力大于0.6 MPa的地区.     

东濮凹陷濮城油田沙三—沙四段岩相分析

东濮凹陷濮城油田沙四下是一套紫红色砂泥岩,其沉积特征反映一种比较特殊的滨湖亚相环境,可分为砂坪微相、砂泥混合坪微相和泥坪微相。沙四上—沙三~3有四种岩相:暗色泥岩及页岩相浊积岩相,石膏及盐岩相,黑色硅质岩相。四种岩相的组合反映深湖-半深湖环境。本文着重进行浊积岩相分析,初步探讨了四种岩相组合的形成机制,指出了断裂-岩相-形成油气藏的相互关系。     

胜北构造粘土矿物纵向分布及演变规律

为探求吐哈油田胜北构造粘土矿物纵向分布规律与井眼稳定性的关系,以台参２井为例系统分析了本构造泥页岩地层中高岭石（Ｋ）、绿泥石（Ｃ）、伊利石（Ⅰ）、蒙脱石（Ｓ）和伊蒙混层（Ｉ／Ｓ）矿物的分布及演变特征,测定了粘土矿物中各种阳离子（Ｋ＋、Ｎａ＋、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋）的可交换容量（ＣＥＣ）．研究表明,胜北构造上部地层是以Ｓ（约４０％）为主的高活性泥岩,中部大段硬脆碎泥页岩以Ｉ／Ｓ（约５０％）为主,下部地层Ｉ／Ｓ渐减至消失．Ｋ、Ｃ、Ｉ纵向分布较为均匀,基本与井径扩大率无相关性．井径扩大率与Ｉ／Ｓ含量呈明显正相关,但与Ｉ／Ｓ中的Ｓ含量却呈负相关,Ｉ纵向变化小但总含量较高（约５０％）且其中裂隙、解理发育,因此认为井眼的失稳主要是Ｉ及Ｉ／Ｓ含量较高的硬脆碎泥页岩在释放构造应力时,各种综合工程因素诱发地层崩裂和剥蚀而引起的,具有明显的时敏性．由于这种地层的ＣＥＣ特别是ＥＫ较低,因而必须主要靠封堵裂缝而不是提高钻井液中的Ｋ＋浓度来抑制井眼垮塌