曹622H井氣體鉆井技術探討

陳福軍

(1.長江大學,湖北荊州 434000;2.中國石油遼河油田公司,遼寧盤錦 124010)

曹622H井氣體鉆井技術探討

陳福軍1,2

(1.長江大學,湖北荊州 434000;2.中國石油遼河油田公司,遼寧盤錦 124010)

為加快曹臺潛山的勘探開發(fā),部署分支水平井進行評價開發(fā)。通過技術論證,認為潛山井段具備欠平衡施工條件,但高凝油是否對氣體欠平衡施工有影響還無從考證,這需要現(xiàn)場施工驗證。曹622H井設計氣體鉆井技術試驗,通過試驗豐富了氣體鉆井的應用效果和適應條件。

潛山 欠平衡 氣體鉆井 充氣鉆井 機械鉆速

1 地質(zhì)概況

1.1 構(gòu)造特征

曹臺潛山是受北西—南東擠壓應力作用而使太古界結(jié)晶基底向西逆沖形成的地壘式潛山。潛山頂最小埋深450m。在1740-2400m深度范圍內(nèi)可能含有油氣。如該井鉆探成功,對曹臺潛山整體認識具有較大的勘探意義。

1.2 儲層特征

巖性主要為混合花崗巖、混合巖等,非均質(zhì)性強。壓力系數(shù)0.88,地溫梯度3.3℃/100m。原油是高含蠟、高凝固點的高凝油。

1.3 完井設計

一開鉆至潛山面以下10m,下套管固井;二開鉆至第二分支開窗點以下50m,留出開窗位置,下技術套管固井;三開鉆至第一分支端點,下篩管完井,第二分支從開窗點鉆至水平段端點,下篩管完井。每個分支鉆二個魚骨分支,裸眼完井。

2 氣體鉆井技術探討

2.1 工程設計

確保水平段入口點位于儲層有利位置,曹622H井設計施工導眼井。

二開直井段、三開導眼井段位于潛山層,由于地層穩(wěn)定、不含水、機械鉆速低,設計實施欠平衡鉆井,采用氣體鉆井試驗,達到提高機械鉆速和保護油氣層的目的。

2.2 氣體鉆井技術方案

應用空氣鉆井技術,若地層出油,改為充氣鉆井。調(diào)整充氣量仍有地層原油侵入,則改為常規(guī)鉆井液鉆井。

若鉆遇全烴氣測異常,全烴值連續(xù)超過3%,改為充氣鉆井。

若地層出水,出水量小于5m3/h,采用霧化鉆井;出水量大于5m3/h,改為充氣鉆井。

3 現(xiàn)場試驗

3.1 二開空氣鉆井

氣舉和干燥井眼:通過回收管線進行氣舉,氣舉排量為80m3/min,氣舉段為200-300m,共氣舉4次,最高氣舉壓力為6MPa,用時15h。氣舉完成后,用注氣排量120m3/min進行干燥井眼,4.8h后排砂管線出口出現(xiàn)粉塵,井眼干燥完成[1]。

圖1 鉆具表面沾滿原油

鉆井參數(shù):氣排量120m3/min,立壓1.5MPa,鉆壓20～50kN,轉(zhuǎn)速70r/min。

氣體鉆進:井段1006-1344m,進尺338m,鉆頭1只,純鉆時間39.7h,平均機械鉆速8.51m/h。

氣體鉆井終止原因: 鉆進至1344m,發(fā)現(xiàn)排砂口連續(xù)5m無巖屑返出。停止注氣,上提鉆具遇卡,懸重上升到9 0 0 k N,附加拉力180kN。判斷地層出油,起鉆至套管鞋后靜止側(cè)后效0.04%,決定空井筒起鉆,起至第35柱(1001m),觀察到鉆桿外壁有原油和砂子粘附。判斷確實有原油返出,停止空氣鉆井。下鉆至套管鞋進行泥漿轉(zhuǎn)化,改充氣鉆井。

3.2 二開充氣鉆井

鉆井參數(shù):氣排量40m3/min,液排量1.8m3/min,立壓6-8MPa,鉆壓70-130kN,轉(zhuǎn)速70r/min。

充氣鉆井終止原因:接單根過程中上部鉆具止回閥失效,共損壞止回閥5只;液氣分離器進口軟管連接處彎頭5次刺漏;鉆進至1452m,節(jié)流管匯一側(cè)管線刺漏。難以保證施工安全。終止充氣鉆井,改為常規(guī)鉆井[2]。

3.3 三開充氣鉆井

氣舉和干燥井眼:進穩(wěn)斜段后氣舉,排量80m3/min,氣舉段為300-400m,共氣舉5次,最高氣舉壓力為9MPa,共用時11.3h。氣舉完轉(zhuǎn)排砂管線進行井眼干燥,排砂口不見煙塵,排砂坑表面積滿一層原油。判斷井底出油。起至套管鞋以上,進行泥漿置換[3]。

鉆井參數(shù):氣排量40m3/min液,排量1.8m3/min,立壓6MPa,鉆壓0kN,轉(zhuǎn)速70r/min。

充氣鉆井施工:進行帶螺桿和不帶螺桿兩種鉆具組合下充氣鉆井試驗。不帶螺桿:井段1778-1789m,進尺11m,充氣鉆進7m,平均機械鉆速2.56m/h;常規(guī)鉆井4m,平均機械鉆速為2.49m/h。帶螺桿:井段1789-1979m,進尺190m,充氣鉆進63m,平均機械鉆速5.24m/h。

4 結(jié)語

提速效果明顯:曹622H井機械鉆速空氣鉆井是本井常規(guī)鉆井的4.09倍,是鄰井常規(guī)鉆井的2.22倍。充氣鉆井是本井常規(guī)鉆井的1.63倍。

氣體鉆井能很好的發(fā)現(xiàn)和保護油氣層:二開施工可以看出,氣體鉆井對油氣層非常敏感,能夠準確的反應地層情況。

高凝油井段制約氣體鉆井實施:氣體鉆井完全失去返砂,只能進行泥漿轉(zhuǎn)化。

潛山地層利于氣體鉆井施工:井眼穩(wěn)定性強,泥漿置換簡單、方便。

產(chǎn)層中氣舉必須在鉆開水泥塞之前實施:在鉆遇油氣層情況下,通過液氣分離器氣舉,分離器排量無法滿足分離要求。通過回收管線氣舉,則無法有效監(jiān)測和油氣分離。

[1]劉希圣,陳永生,等.鉆井手冊(甲方).北京:石油工業(yè)出版社,1990.

[2]郭良棟.欠平衡鉆井技術在東北工區(qū)的應用.西部探礦工程,2006.5,第121期:177-179.

[3]劉全江等.勝利油田充氮氣欠平衡壓力鉆井技術.石油鉆探技術.2003.4.

陳福軍,1978年生,2003年畢業(yè)于江漢石油學院石油工程專業(yè),獲學士學位,工程師。2010年就讀長江大學在職研究生,工作于遼河油田主要從事油田鉆井技術管理工作。