欠平衡鉆井技術(shù)ppt課件

1、欠平衡壓力鉆井技術(shù)欠平衡壓力鉆井技術(shù)2019.012019.011 1、欠平衡壓力鉆井的概念、欠平衡壓力鉆井的概念2 2、欠平衡壓力鉆井的優(yōu)越性、欠平衡壓力鉆井的優(yōu)越性3 3、欠平衡壓力鉆井適用的地層、欠平衡壓力鉆井適用的地層4 4、欠平衡壓力鉆井技術(shù)、負壓差設計與控制、欠平衡壓力鉆井技術(shù)、負壓差設計與控制5 5、欠平衡條件的產(chǎn)生、欠平衡條件的產(chǎn)生6 6、欠平衡壓力鉆井裝備、欠平衡壓力鉆井裝備7 7、欠平衡鉆井作業(yè)、欠平衡鉆井作業(yè)8 8、欠平衡壓力鉆井完井技術(shù)、欠平衡壓力鉆井完井技術(shù)9 9、勝利油田欠平衡鉆井試驗情況、勝利油田欠平衡鉆井試驗情況提提 綱綱 欠平衡壓力鉆井是指在鉆井欠平衡壓力鉆井

2、是指在鉆井過程中鉆井液的循環(huán)壓力包括過程中鉆井液的循環(huán)壓力包括液柱壓力和循環(huán)回壓），低于地液柱壓力和循環(huán)回壓），低于地層的孔隙壓力，允許產(chǎn)層流體流層的孔隙壓力，允許產(chǎn)層流體流入井眼，并可將其循環(huán)到地面，入井眼，并可將其循環(huán)到地面，地面可有效控制，這一技術(shù)稱為地面可有效控制，這一技術(shù)稱為欠平衡壓力鉆井技術(shù)。欠平衡壓力鉆井技術(shù)。一、欠平衡壓力鉆井的概念一、欠平衡壓力鉆井的概念 1 1、鉆井液的循環(huán)壓力包、鉆井液的循環(huán)壓力包括液柱壓力和循環(huán)流動阻力低于括液柱壓力和循環(huán)流動阻力低于地層的孔隙壓力地層的孔隙壓力2 2、允許產(chǎn)層流體、允許產(chǎn)層流體進入井眼進入井眼3 3、在有效控制下將其、在有效控制下將其循

3、環(huán)到地面循環(huán)到地面井井鉆鉆規(guī)規(guī)常常為了防止井噴為了防止井噴液柱壓力液柱壓力 地層壓力地層壓力 在井底形成一個正壓差在井底形成一個正壓差 鉆井液侵入地層對油層鉆井液侵入地層對油層 造成污染造成污染泵入泥漿油氣層油氣層液柱壓力液柱壓力 1.201.20 通過降低鉆井液密度，使循環(huán)系統(tǒng)的壓力低于正鉆地層的孔隙壓力，井底處于欠平衡狀態(tài)。Flowdrilling欠平衡鉆井欠平衡鉆井 3 3） 低壓儲層低壓儲層 V V孔孔1.051.05國外普遍采用低壓欠平衡鉆井技術(shù)來開發(fā)低壓油藏低壓欠平衡鉆井低壓欠平衡鉆井q 充氣鉆井是低壓欠平衡鉆井主充氣鉆井是低壓欠平衡鉆井主要的工作方式要的工作方式立管混氣裝置空壓機

4、膜氮系統(tǒng)增壓機流量計控制閥泥漿泵舌型閥節(jié)流管匯液氣分離器脫油裝置火炬N2井底泥漿N2空氣井口四通振動篩排氣管線循環(huán)罐三通第三部分混氣裝置及兩相流循環(huán)系統(tǒng)第一部分現(xiàn)場制氮充氣系統(tǒng)第四部分井口裝置及兩相流循環(huán)系統(tǒng)第二部分鉆井液地面循環(huán)系統(tǒng)氣體注入方式：氣體注入方式：氣相和液相氣相和液相在立管內(nèi)混在立管內(nèi)混合合,MWD,MWD的使的使用受到限制用受到限制立管注立管注 氣法氣法1 1、 抗油氣污抗油氣污染能力強，氣染能力強，氣侵后不稠化，侵后不稠化，可用機械方法可用機械方法除氣，具有良除氣，具有良好的流動性好的流動性 對充氮氣鉆井液基漿的要求：對充氮氣鉆井液基漿的要求：2 2、 適當適當?shù)恼扯群偷恼扯?/p>

5、和切力，具切力，具有懸浮和有懸浮和攜帶巖屑攜帶巖屑的能力的能力3 3、 低失水，低失水，防塌能力強，防塌能力強，具有抑制泥巖具有抑制泥巖夾層水化膨脹夾層水化膨脹或坍塌掉塊的或坍塌掉塊的能力能力4 4、滿足油、滿足油氣層保護氣層保護的要求的要求六、欠平衡鉆井裝備六、欠平衡鉆井裝備 1 1、防噴器組、防噴器組典型的欠平衡鉆井防噴器組是典型的欠平衡鉆井防噴器組是由單閘板雙閘板環(huán)形防噴由單閘板雙閘板環(huán)形防噴器組成的器組成的2 2、旋轉(zhuǎn)控制頭或旋轉(zhuǎn)防噴器、旋轉(zhuǎn)控制頭或旋轉(zhuǎn)防噴器六、欠平衡鉆井裝備六、欠平衡鉆井裝備3 3、地面分離處理設備、地面分離處理設備 在欠平衡鉆井作業(yè)中需要配備專用的地面分離處理設備

6、，主要有液氣分離器、真空除氣器、撇油罐、儲油罐、排氣管線、防回火裝置和火炬。七、欠平衡鉆井作業(yè)七、欠平衡鉆井作業(yè) 1 1、欠平衡作業(yè)前要考慮的問題：、欠平衡作業(yè)前要考慮的問題： 每一層的地層壓力每一層的地層壓力 地層產(chǎn)出的流體類型、產(chǎn)量及是否有酸性氣體地層產(chǎn)出的流體類型、產(chǎn)量及是否有酸性氣體 防噴器是否按標準進行了試壓防噴器是否按標準進行了試壓 旋轉(zhuǎn)控制頭壓力級別旋轉(zhuǎn)控制頭壓力級別 地面處理設備的處理能力地面處理設備的處理能力 井隊人員是否進行了培訓井隊人員是否進行了培訓七、欠平衡鉆井作業(yè)七、欠平衡鉆井作業(yè)2 2、接單根控流鉆井）、接單根控流鉆井）（1 1停泥漿泵；停泥漿泵；（2 2關(guān)閉環(huán)空關(guān)

7、閉環(huán)空, ,防止兩相流分離；防止兩相流分離；（3 3泄立壓，直到與大氣壓相等；泄立壓，直到與大氣壓相等；（4 4接單根，打磨鉗痕；接單根，打磨鉗痕；（5 5打開環(huán)空，開泵恢復鉆進。打開環(huán)空，開泵恢復鉆進。七、欠平衡鉆井作業(yè)七、欠平衡鉆井作業(yè) （1 1先停泥漿泵，繼續(xù)注氣，直到氮氣將充先停泥漿泵，繼續(xù)注氣，直到氮氣將充 氣泥漿替出最上面一個回壓凡爾；氣泥漿替出最上面一個回壓凡爾；（2 2關(guān)閉環(huán)空關(guān)閉環(huán)空, ,防止兩相流分離；防止兩相流分離；（3 3泄立壓泄立壓( (圈閉壓力圈閉壓力) )，直到與大氣壓相等；，直到與大氣壓相等；（4 4正常接單根，打磨鉗痕；正常接單根，打磨鉗痕；（5 5打開環(huán)空，

8、泵入氮氣，再泵入泥漿，恢打開環(huán)空，泵入氮氣，再泵入泥漿，恢 復循環(huán)。復循環(huán)。接單根充氣鉆井）接單根充氣鉆井）七、欠平衡鉆井作業(yè)七、欠平衡鉆井作業(yè)3 3、起下鉆方法、起下鉆方法打泥漿帽部分壓井打泥漿帽部分壓井打重塞子在井底平衡地層壓力打重塞子在井底平衡地層壓力起鉆時允許井溢流起鉆時允許井溢流用井下壓力閥將地層壓力隔離用井下壓力閥將地層壓力隔離強行起下鉆強行起下鉆七、欠平衡鉆井作業(yè)七、欠平衡鉆井作業(yè)推薦使用打泥漿帽部分壓井方法：推薦使用打泥漿帽部分壓井方法：洗井洗井將清潔或與地層配伍的完井液注入到油層將清潔或與地層配伍的完井液注入到油層部位部位用旋轉(zhuǎn)控制頭將鉆具起至技套用旋轉(zhuǎn)控制頭將鉆具起至技套打

9、重泥漿帽平衡地層壓力打重泥漿帽平衡地層壓力正常起下鉆正常起下鉆重泥漿帽法起下鉆方式的操作要領：重泥漿帽法起下鉆方式的操作要領： l l 將清潔的與地層配伍的保護液泵入將清潔的與地層配伍的保護液泵入油層油層 部位，使之充滿裸眼井段；部位，使之充滿裸眼井段；l l 用旋轉(zhuǎn)控制頭將鉆具起至技套內(nèi)；用旋轉(zhuǎn)控制頭將鉆具起至技套內(nèi)；l l 泵入重泥漿，在上部井段形成重泥泵入重泥漿，在上部井段形成重泥漿帽漿帽 起出軸承總成，正常起下鉆；起出軸承總成，正常起下鉆；ll 下鉆至重泥漿帽底部，接方鉆桿，開下鉆至重泥漿帽底部，接方鉆桿，開泵泵 循環(huán)，用欠平衡輕泥漿替出重泥漿；循環(huán)，用欠平衡輕泥漿替出重泥漿；l l

10、繼續(xù)下鉆。繼續(xù)下鉆。保護液技套保護液技套泥漿帽泥漿帽七、欠平衡鉆井作業(yè)七、欠平衡鉆井作業(yè) 欠平衡鉆井是一項全新的鉆井技術(shù)，受多年欠平衡鉆井是一項全新的鉆井技術(shù)，受多年來常規(guī)鉆井的影響，人們往往會把欠平衡鉆井的來常規(guī)鉆井的影響，人們往往會把欠平衡鉆井的工藝方法與常規(guī)鉆井的一些做法混淆，如把欠平工藝方法與常規(guī)鉆井的一些做法混淆，如把欠平衡鉆井中的重泥漿帽法與常規(guī)鉆井中的壓井相混衡鉆井中的重泥漿帽法與常規(guī)鉆井中的壓井相混淆就是明顯的一例，欠平衡鉆井中的重泥漿帽法淆就是明顯的一例，欠平衡鉆井中的重泥漿帽法是與常規(guī)壓井有本質(zhì)區(qū)別的是與常規(guī)壓井有本質(zhì)區(qū)別的 。七、欠平衡鉆井作業(yè)七、欠平衡鉆井作業(yè)1)、常規(guī)

11、鉆井中的壓井是將重泥漿泵入井底，而欠平衡鉆井中的重泥漿帽法是先在井底泵入與儲層配伍的保護液并充滿裸眼井段，然后用旋轉(zhuǎn)防噴器起鉆至技術(shù)套管內(nèi)，再泵入重泥漿，在上部井段形成一個重泥漿帽或重泥漿塞），井底并無重泥漿；常規(guī)壓井常規(guī)壓井欠平衡泥漿帽欠平衡泥漿帽重重漿漿重漿重漿保護液保護液七、欠平衡鉆井作業(yè)七、欠平衡鉆井作業(yè)2)2)、在常規(guī)鉆井中的壓井是將重泥漿泵入井底、在常規(guī)鉆井中的壓井是將重泥漿泵入井底后，循環(huán)或節(jié)流循環(huán)均勻，而欠平衡鉆井后，循環(huán)或節(jié)流循環(huán)均勻，而欠平衡鉆井中的重泥漿帽法是在上部井段泵入重泥漿，形中的重泥漿帽法是在上部井段泵入重泥漿，形成一個重泥漿帽后不再循環(huán)，井眼內(nèi)的泥漿是成一個重泥

12、漿帽后不再循環(huán)，井眼內(nèi)的泥漿是不均勻的上重下輕）；不均勻的上重下輕）； 七、欠平衡鉆井作業(yè)七、欠平衡鉆井作業(yè)八、欠平衡壓力鉆井完井技術(shù)八、欠平衡壓力鉆井完井技術(shù)v原則：維護欠平衡保護油氣層的效果原則：維護欠平衡保護油氣層的效果v 滿足采油工程的要求滿足采油工程的要求v 無無固固相相完完井井液液與儲層配伍與儲層配伍物性、敏感性分析物性、敏感性分析篩管完井篩管完井-致密砂巖儲層、火成巖儲層致密砂巖儲層、火成巖儲層裸眼完井裸眼完井-灰?guī)r裂縫性儲層灰?guī)r裂縫性儲層v完井方式選擇完井方式選擇管外封隔器完井管外封隔器完井- -分采、封隔水層分采、封隔水層一般不主張注水泥固井，確實需要，也要盡一般不主張注水泥

13、固井，確實需要，也要盡量減輕水泥漿液柱的壓力量減輕水泥漿液柱的壓力 - -管外封隔器輔助固井管外封隔器輔助固井 - -泡沫水泥漿填充泡沫水泥漿填充鋼質(zhì)引鞋鋼質(zhì)引鞋欠平衡水平井篩管頂部注水泥欠平衡水平井篩管頂部注水泥分級箍分級箍管外封隔器管外封隔器盲管盲管 篩管串篩管串v完井工藝管柱完井工藝管柱油層油層油層油層（1管串結(jié)構(gòu)管串結(jié)構(gòu) （2脹封隔器，打開分級箍（3上部注水泥 管管外外封封隔隔器器完完井井封隔器封隔器高壓油層高壓油層管外封隔器管外封隔器輔助固井輔助固井充填性水泥封固段充填性水泥封固段（低密度水泥漿）（低密度水泥漿）目的層封固段目的層封固段（高密度水泥漿）（高密度水泥漿）低密度低密度水泥

14、漿水泥漿充填減充填減少液柱少液柱壓力壓力九、勝利油田欠平衡鉆井試驗情況q 開展了開展了20口井的欠平口井的欠平衡鉆井現(xiàn)場試驗與應用衡鉆井現(xiàn)場試驗與應用涉及六種油藏類型，在解決井漏、提高產(chǎn)能 、 改進地質(zhì)評價方面，取得了明顯效果。火成巖火成巖儲層儲層使用硬膠泡沫鉆井使用硬膠泡沫鉆井液，地層壓力系數(shù)液，地層壓力系數(shù)0.96,靜欠壓靜欠壓1.19MPa;完井投產(chǎn)日產(chǎn)油完井投產(chǎn)日產(chǎn)油18t，是同地區(qū)同期完成是同地區(qū)同期完成常規(guī)井產(chǎn)量的兩倍。常規(guī)井產(chǎn)量的兩倍。該地區(qū)地層壓力系該地區(qū)地層壓力系數(shù)數(shù)1.055，常規(guī)鉆，常規(guī)鉆井嚴重井漏，充氮井嚴重井漏，充氮氣欠平衡鉆進，基氣欠平衡鉆進，基漿密度漿密度1.03

15、 ，充氣，充氣量量200 Nm3/h，動，動欠壓欠壓3.1MPa；投；投產(chǎn)后初產(chǎn)產(chǎn)后初產(chǎn)71t/d，已累產(chǎn)已累產(chǎn)6500t，為，為鄰井產(chǎn)量的鄰井產(chǎn)量的35倍。倍。羅羅151-11井井商商741-平平1井井埕北244井本井鉆至奧陶系灰?guī)r本井鉆至奧陶系灰?guī)r先發(fā)生井漏，又發(fā)生先發(fā)生井漏，又發(fā)生井涌，應用欠平衡鉆井涌，應用欠平衡鉆井技術(shù)，解決了既漏井技術(shù)，解決了既漏又涌的難題，順利地又涌的難題，順利地完成了高漏失地層的完成了高漏失地層的鉆探任務，取準取全鉆探任務，取準取全了地質(zhì)資料，并取得了地質(zhì)資料，并取得10mm油嘴油嘴235.2t/d油、油、6940m3/d氣的高產(chǎn)。氣的高產(chǎn)?；?guī)r裂縫性油藏灰?guī)r裂

16、縫性油藏低滲透油藏低滲透油藏沙四段地層壓力系數(shù)沙四段地層壓力系數(shù)1.141.141.161.16，采用密度，采用密度為為1.061.06至至1.07 1.07 的鉆井液，的鉆井液，鉆進中火炬自動點火持鉆進中火炬自動點火持續(xù)燃燒，火焰高續(xù)燃燒，火焰高22米，米，實現(xiàn)了邊噴邊鉆，收到實現(xiàn)了邊噴邊鉆，收到了解放油氣層、提高鉆了解放油氣層、提高鉆速的明顯效果，為應用速的明顯效果，為應用欠平衡鉆井技術(shù)開發(fā)低欠平衡鉆井技術(shù)開發(fā)低滲透砂巖油藏進行了成滲透砂巖油藏進行了成功的嘗試。投產(chǎn)后日產(chǎn)功的嘗試。投產(chǎn)后日產(chǎn) 1616噸，為鄰井的噸，為鄰井的3 34 4倍。倍。純純97-597-5井井純純70-70-平平1

17、 1井井 該井水平段沙四段地層壓該井水平段沙四段地層壓力系數(shù)力系數(shù)1.51 1.51 ，采用聚合醇，采用聚合醇鉆井液欠平衡鉆進，控制鉆井液欠平衡鉆進，控制泥漿密度泥漿密度1.42 g/cm31.42 g/cm3，靜，靜欠壓欠壓2.33MPa2.33MPa，動欠壓，動欠壓1. 1. 19MPa19MPa，鉆進中火炬點火，鉆進中火炬點火，投產(chǎn)后日油投產(chǎn)后日油2323噸，為鄰井噸，為鄰井的的3 3倍。倍。 以往草橋地區(qū)古潛山稠油油以往草橋地區(qū)古潛山稠油油藏開發(fā)中采用水基鉆井液和硬膠藏開發(fā)中采用水基鉆井液和硬膠泡沫鉆井液均發(fā)生嚴重漏失，造泡沫鉆井液均發(fā)生嚴重漏失，造成儲層污染，影響油井產(chǎn)能。該成儲層污

18、染，影響油井產(chǎn)能。該井在水平段欠平衡鉆井過程中，井在水平段欠平衡鉆井過程中，采用采用MWDMWD監(jiān)測井眼軌跡監(jiān)測井眼軌跡, ,注入氮氣注入氮氣降低鉆井液密度，適時調(diào)整鉆井降低鉆井液密度，適時調(diào)整鉆井液性能和氣液比，有效地防止了液性能和氣液比，有效地防止了鉆井液漏失、氣侵稠化和稠油溢鉆井液漏失、氣侵稠化和稠油溢出量過大阻斷循環(huán)等問題，保證出量過大阻斷循環(huán)等問題，保證了欠平衡鉆井的連續(xù)實施，為草了欠平衡鉆井的連續(xù)實施，為草橋地區(qū)奧陶系灰?guī)r裂縫、溶洞型橋地區(qū)奧陶系灰?guī)r裂縫、溶洞型稠油油藏的開發(fā)開辟了一條有效稠油油藏的開發(fā)開辟了一條有效的途徑。的途徑。草古草古100-100-平平1717井井 欠平衡鉆井技術(shù)欠平衡鉆井技術(shù)開發(fā)稠油油藏獲開發(fā)稠油油藏獲重大突破重大突破稠油油藏稠油油藏欠平衡水平井，前段為中孔特低滲孔隙型儲層，后段為整體裂縫型儲層