与水平井有关的地质问题
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长水平段水平井钻井技术困难和解决办法1. 引言1.1 长水平段水平井钻井技术困难和解决办法长水平段水平井钻井技术困难主要表现在地层探测难度大、钻井环境复杂以及井壁稳定难度大等方面。
针对这些难点,有必要提出相应的解决办法,以确保长水平段水平井钻井技术的顺利实施和提高钻井效率。
长水平段水平井的技术特点需要充分了解。
这种井的井壁长度较长,水平段长度较大,相比传统垂直井,具有更高的技术难度和要求。
在钻井前需充分掌握地质情况,提前做好准备。
难点一在于地层探测难度大,需要提高地层探测技术水平,利用先进的地质勘探技术,如地震勘探、测井技术等,确保钻井方案的合理性和安全性。
钻井环境复杂也是一个技术难点。
要改善钻井设备与工艺,避免设备损坏或钻井作业受阻。
采用先进的钻井技术和设备,提高钻井效率和成功率。
井壁稳定难度大也是一个需要重视的问题。
加强井壁稳定技术研究,采取有效措施,如地层加固、井壁支护等,确保井壁稳定,减少井壁塌方等安全事故发生,保障钻井作业的顺利进行。
通过以上解决办法,可以有效克服长水平段水平井钻井技术的困难,实现钻井工作的高效顺利进行。
2. 正文2.1 长水平段水平井的技术特点长水平段水平井是一种油气开发中常用的钻井技术,其技术特点包括以下几个方面:长水平段水平井具有较大的水平长度,通常在几百米到几千米不等。
这种特点使得长水平段水平井具有较大的井壁面积,可以更充分地接触油层,提高开采效率。
与传统垂直井相比,长水平段水平井的井深度相对较浅,可以减少钻井成本和钻井时间。
长水平段水平井具有较高的水平井段比例。
这意味着在整个钻井过程中,水平段的比重较大,需要克服水平井段带来的一系列技术难题,如井壁稳定、方向控制等。
长水平段水平井的开发需要考虑地层的特性,如岩性、地质构造等因素。
在地层探测方面需要更加精准的技术手段,以确保钻井过程的顺利进行。
长水平段水平井的技术特点包括水平长度较大、水平井段比例较高、对地层特性要求严格等方面,这些特点为长水平段水平井的钻井带来了一定的困难和挑战。
长水平段水平井钻井技术困难和解决办法
长水平段水平井钻井技术是指井筒在地下水平段(水平井段)长度超过3000米,以及井斜角度小于1度的井筒钻进的钻井技术。
这种钻井技术已经被广泛应用于石油、天然气等能源勘探与开采过程中,但是与传统的钻井技术相比,其存在许多技术困难和问题,因此需要采用适当的解决办法来解决这些问题。
1. 钻杆弯曲问题
由于长水平段的钻井过程中井筒长度过长,因此钻杆在钻进过程中会出现弯曲现象,直接影响到井斜角度和井筒的正常进程。
为了避免这种现象,需要使用较高的强度钻杆,并控制钻进速度,避免过快或过慢导致钻杆发生弯曲。
2. 钻头失效问题
长水平段井筒的钻井过程中,钻头容易失效,导致钻速降低和增加钻井成本。
为了解决这个问题,需要采用合适的钻头和摩擦系数,同时使用合适的冷却系统,保证钻头正常发挥作用。
3. 井壁稳定性问题
在长水平段井筒钻井过程中,井壁稳定性容易受到井深增加和钻进速度增加的影响,导致井壁崩塌和钻头卡住。
为了解决这个问题,需要采用合适的钻进速度和泥浆系统,并采取措施加强井壁的支撑力。
4. 地质储层特殊性质问题
长水平段井筒钻井过程中,地质储层具有较强的特殊性质,如岩性硬、储层渗透率低等,这些都会影响井筒的钻进和储层的开采。
为了解决这个问题,需要采用合适的钻头和钻具,同时加强地质勘探和预测工作,确保井筒的正常工作和储层的有效开采。
总之,长水平段水平井钻井技术虽然存在一些问题和困难,但只要采用合适的解决办法和技术手段,就能够有效地解决这些问题,提高采掘效率和经济效益。
胜利油田低效水平井低效原因剖析
1. 地质因素:胜利油田地质复杂,储层非常紧密,导致水平井的产能受限。
储层非均质性强,存在非常多的裂缝和孔隙缺失,井网开发难度较大。
2. 工程设计不合理:水平井的井眼设计、井距和开发方向选择等都会影响到水平井的开采效果。
如果工程设计不合理,井眼对应的目标层段定位不准确,可能会导致井眼与有效储层之间存在偏移,从而使得水平井的产能受到限制。
3. 配套设施不完善:水平井的开采需要配套设施,如联合水平井工厂、管道和注水设备等。
如果配套设施建设不完善,会影响到水平井的稳定开采。
4. 高成本和低效益:水平井需要大量的投资用于井眼钻探、地层测试以及配套设施的建设等。
由于地质复杂,水平井的效益并不理想,投资回报周期长,使得投资者对水平井产业的发展产生疑虑。
5. 人力资源短缺:水平井开采需要高技术的人才和专业团队的配合,但是胜利油田在人力资源方面存在短缺的问题。
由于水平井的开采技术相对较新,相关领域的专业人才数量不足,无法满足水平井开发的需求。
为了提高水平井的开采效率,可以采取以下措施:
1. 加强地质勘探:加强对胜利油田的地质勘探工作,提高对储层特征的了解,准确评估储层的产能和开发潜力,针对性地制定开发方案。
4. 降低成本和提高效益:通过优化水平井开采的流程和工艺,降低开采成本,提高开采效益,增加水平井的投资回报率。
5. 培养人才队伍:加大对水平井领域人才的培养投入,引进和培养更多的水平井专业人才,提高人才队伍的整体素质,推动水平井技术的进步和发展。
水平井地质导向的难点及技术对策探究水平井是一种在地下水平方向钻探的石油勘探技术,由于其在地层开采中具有独特的优势,被广泛应用于石油勘探和开采领域。
在水平井地质导向方面存在着一些难点和挑战,需要通过技术对策来加以解决。
一、水平井地质导向的难点1. 地质构造复杂多变水平井的勘探与开发往往受到地质构造的影响,地层中褶皱、断裂等地质构造对水平井的布置和导向产生重大影响,导致水平井的导向难度增加。
2. 水平段地层识别困难由于水平井在地层中以水平方向进行钻探,导致地层特征在垂直方向上的变化难以准确识别,可能会出现地层预测不准确、井位偏差较大等问题。
3. 钻井误差难以避免水平井在钻探过程中,钻井误差难以避免,导致井位偏离设计轨迹,从而影响油层的采收率和生产效率。
二、技术对策探究1. 先进的地质勘探技术利用先进的地震勘探技术、地震井间插值技术等手段,对地下构造进行高精度测量和分析,以提供更准确的地质构造图,为水平井的导向提供重要依据。
2. 精准的地层识别技术应用先进的地层识别技术,如地震成像技术、测井资料解释技术等,能够准确识别地层中的油气储集体,并为水平井的布置和导向提供重要依据。
3. 精密的导向钻井技术通过应用全方位导向测井技术、导向测斜井技术等,可以实时监测井孔位置、方向和偏差,确保水平井的钻井误差控制在合理范围内。
4. 智能化的钻井设备在水平井导向钻井过程中,应用智能化的钻井设备和系统,如自动定向钻井系统、实时动态测斜系统等,可以提高钻井的精度和效率,减少钻井误差。
5. 数据采集与分析技术利用先进的数据采集与分析技术,如地下水压力监测技术、岩性识别技术等,可以及时获取地下环境的变化情况,对水平井的导向和钻井过程进行实时监测和调整,确保水平井的导向和采收效果。
随着技术的不断创新和发展,尤其是地质勘探、导向钻井、数据采集与分析等方面的技术的应用,水平井地质导向的难点已经有了较好的解决策略,可以为水平井的安全高效导向提供技术支持。
水平井钻井技术难点及对策分析随着石油勘探开发技术的不断发展,水平井钻井技术在油田开发中得到了越来越广泛的应用。
水平井可以有效提高油气开采率,降低地层压力,延长油井寿命,减缓油田衰竭速度。
在水平井钻井过程中,也存在一些技术难点需要克服,本文将对水平井钻井技术难点进行分析,并提出相应的对策。
一、难点一:井眼质量控制在水平井钻井过程中,井眼质量的控制是一个非常关键的问题。
井眼质量不良会导致井壁稳定性差、裂缝漏失等问题,严重影响井下作业的顺利进行。
而水平井的钻井难度和井眼质量的控制关系非常密切,这就需要在水平井钻井过程中对井眼质量进行严格的控制。
对策分析:1. 合理设计井眼参数。
在进行水平井钻井之前,需要充分了解地层情况,设计出合理的井眼参数,包括井眼直径、井眼轨迹、井段布局等,确保井眼质量可以得到有效控制。
2. 选择适当的钻井液。
钻井液的选择对井眼质量有着重要的影响,需要根据地层情况和钻井工艺选择适当的钻井液,确保能够有效地稳定井眼。
3. 采用先进的管柱技术。
现代水平井钻井中,管柱的设计和施工技术已经相当成熟,可以采用多级管柱设计、工具互换技术等方式来提高井眼质量的控制。
二、难点二:钻井位置控制水平井钻井中,钻井位置的控制是一个重要的技术难点。
如果钻井位置控制不当,可能会导致井眼偏离预定轨迹,甚至偏向其他井眼,造成油气井资源的浪费,同时也会对环境产生一定的影响。
对策分析:1.应用导航工具。
在水平井钻井过程中,可以应用一些导航工具,比如地质导向测量工具、导向钻头等,在钻井过程中进行实时测量,保证钻井位置的控制。
2.精确测量井身轨迹。
在钻井过程中,可以通过各种方式对井身轨迹进行精确测量,包括地质测井、测斜井等,确保钻井位置的准确控制。
3.优化钻井工艺。
通过优化钻井工艺,可以提高钻井位置控制的精度,比如使用惯性导向技术、动态定位技术等,来提高钻井位置控制的准确性。
三、难点三:水平段钻井技术水平井钻井技术的难点之一是水平段的钻井技术。
宜昌地区五峰-龙马溪组页岩气水平井钻井复杂情况地质原因分析徐㊀斌(中石化江汉石油工程有限公司页岩气开采技术服务公司,湖北武汉430000)[摘㊀要]㊀宜昌地区上奥陶五峰组-下志留系龙马溪组页岩气为下步勘探开发潜力区,第一口水平井X X 2H F 井在钻井过程中发生多次井垮㊁卡钻,多次打捞未果导致提前完钻.为了厘清发生钻井复杂情况的地质原因,从构造㊁裂缝㊁岩石㊁地应力㊁井眼轨迹等多方面进行了地质特征分析,认为钻遇地层破碎带是本井卡钻的主要原因,观音桥段易垮塌㊁地应力差异大㊁层间裂缝发育等多种因素综合导致多次井垮㊁卡钻.结合区域地质特征分析结果,强化地震资料精细化解释㊁井眼轨迹优化等改进,可有效降低区域内复杂故障发生.[关键词]㊀页岩气;宜昌地区;水平井;钻井复杂情况[中图分类号]㊀T E 28;P 535㊀[文献标识码]㊀A ㊀[文章编号]㊀1009 301X (2020)03 0047 03D O I :㊀10.3969/j.i s s n .1009-301X .2020.03.017㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀开放科学(资源服务)标识码(O S I D ):㊀㊀上奥陶五峰组-下志留系龙马溪组页岩储层为中国目前页岩气开发的主力层,已实现涪陵㊁长宁㊁威远等多个区块开发建产[1],在四川盆地及其周边均有广泛分布,宜昌地区通过前期地质研究已证实为下步勘探开发潜力区[2-4].为评价宜昌地区上奥陶五峰组-下志留系龙马溪组页岩气水平井产能,实施了X X H F 井,该井在水平段钻进过程中卡钻1次㊁井垮2次㊁最终在井深3502m 处钻具卡死导致提前完钻.为弄清楚水平段井垮原因,本文从地质源头上寻找问题依据,通过构造㊁裂缝㊁岩石㊁地应力㊁井眼轨迹等多方面地质特征分析,找出本区工程复杂原因,提出下步实施建议,为后期该区水平井钻探提供借鉴支撑.1㊀钻完井复杂情况1.1㊀设计靶窗本区上奥陶系五峰组-下志留系龙马溪组主要岩性为黑色薄层状炭质页岩.根据导眼井X X 2井页岩储层综合评价,龙马溪组-五峰组(2686.0~2724.5m ,厚38.5m )为页岩气层段,页岩品质自上而下逐渐变好,纵向上分为4个小层(表1).X X 2H F 井设计水平段靶窗1㊁2小层,相当于导眼井2714.4~2724.5m ,靶窗中部发育一套厚度70m m 的观音桥段介壳灰岩.表1㊀X X 2井五峰组-龙马溪组储层参数统计表小层井段/m厚度/(m )G R/(A P I )A C/(u s /f t )C N L/(%)D E N/(g /c m 3)电阻率/(Ω m )T O C/(%)孔隙度/(%)含气量/(m 3/t )综合评价④2686.0~2704.01815224320.52.522.20.82.980.78Ⅳ类③2704.0~2714.410.4189248192.4539.81.73.741.19Ⅲ类②2714.4~2718.64.224326315.92.4449.64.24.72.72Ⅰ类①2718.6~2724.55.915924814.22.4847.34.04.111.77Ⅰ类江汉石油职工大学学报㊀2020年05月㊀J o u r n a l o f J i a n g h a nP e t r o l e u m U n i v e r s i t y of S t a f f a n d W o r k e r s㊀㊀第33卷㊀第3期[收稿日期]2020-05-11[作者简介]徐斌(1981-),男,大学,工程师,主要从事钻井工程技术研究.1.2㊀钻井复杂情况X X 2H F 井水平段钻井过程中先后3次发生井垮㊁卡钻等复杂情况.该井第一次钻井复杂为钻至3066m 卡钻,悬重由883k N 升至1173k N ,通过循环上提钻具震击解卡.第二次钻井复杂为钻至3330m 发生轻微垮塌,通过充分循环,边钻进边观察,顺利通过.第三次钻井复杂为钻至3502m 发生井垮卡钻,悬重由750k N 升至1199k N .复杂发生后进行了油基重浆悬浮洗井㊁清水浸泡㊁水基泥浆浸泡和酸液浸泡等多种试验,采取了增大吨位上提㊁强扭㊁爆炸松扣㊁常规倒扣㊁震击解卡等多种措施,成功打捞出落鱼370m ,但仍有井下落鱼长25.69m 无法打捞,考虑到重新侧钻工程风险较大,该井提前完钻.2㊀钻完井复杂地质原因分析本井属于新区㊁新层,地震资料有限,工程可借鉴参数缺乏,前期工程设计主要参考涪陵页岩气区块开发经验,实际施工情况表明工程设计思路和技术的地质适应性还有待进一步优化.造成钻井复杂除钻具组合㊁钻井液㊁钻压㊁钻速等工程因素外[5],地质因素往往是造成钻完井复杂的根本所在[6][7],从地质源头上寻找问题依据,通过构造㊁裂缝㊁岩石力学㊁地应力㊁井眼轨迹等多方面地质特征综合分析,厘清本区钻井复杂发生原因,对后续区域页岩气开发具有重要借鉴意义.2.1㊀构造分析X X 2H F 井位于扬子板块黄陵背斜东南缘宜昌斜坡带,该井北西方向约3.5k m 处为雾渡河断裂的边缘断层.受雾渡河断裂带影响,地层较为破碎,且呈现自上而下,构造变形逐渐增加的趋势.过水平段方向二维地震测线表明本井南部约1.5k m 处,地震剖面上存在明显异常反射区,表现为振幅减弱㊁连续性变差等特点,反映出该处构造复杂(图1).实钻表明该区域为破碎带,胶结质量差,钻遇过程中易发生大规模垮塌.㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀图1㊀X X 2H F 井过Z 1测线实钻剖面㊀㊀本井于3300m 处进入破碎带,于3330m 发生轻微垮塌,于3502m 发生卡钻,滴流稠浆携带出大量垮塌掉块.掉块直径最大达8c m ,装袋100袋,约2m3,表明地层垮塌严重.2.2㊀裂缝发育特征分析本区岩石脆性高,受雾渡河断裂带影响,裂缝和层理较为发育.取芯情况表明,岩心破碎现象严重,基本无连续的岩心,岩心断裂面明显,呈现出大块的破碎块,1号小层岩心更为破碎.成像测井资料表明1-2号小层水平层理发育,见顺层状黄铁矿,裂缝发育;2号层见4条高导裂缝和3条高阻裂缝;1号层见一条高导裂缝和三条高阻裂缝.2.3㊀脆性特征分析岩性扫描测井解释表明目的层页岩硅质含量为40.9%~66.6%,碳酸盐岩含量为5.2%~8.3%,粘土含量为23.2%~53.4%.脆性矿物含量为46.1%~74.9%.自上而下硅质含量逐渐升高,粘土含量逐渐降低,碳酸盐岩含量略有增加.非常规测井解释本井五峰组-龙马溪组页岩储层段杨氏模量29~30G P a ,泊松比0.24~0.30.岩石组成及岩石力学特征分析表明本区目的层页岩岩石脆性高,利于后期储层改造,但在钻进过程中易垮塌.2.4㊀地应力特征分析受多期构造叠加作用,本区构造应力较强,两向水平应力差较大.导眼井X X 2井成像测井井壁垮塌模拟应力模型成果数据表明,最大主应力方向为近东西向,应力组合为S H m a x >S V>>S H m i n ,呈现走滑断层地应力特征,两向应力差约为15~20M P a 左右,应力差较大.本区目的层段应力为走滑断层应力特征,水平应力差大,钻开后应力释放,易导致岩石破碎.2.5㊀水平段穿层情况分析由于二维地震资料解释精度有限㊁靶窗较窄等不利因素,在水平段钻探过程中,现场导向师将钻头位置尽量控制在靶窗中部,即观音桥段附近.实钻水平段长532m ,其中2小层穿行338m ,1小层穿行194m ,有效储层钻遇率为100%(图2).对比本井卡钻位置发现,3次卡钻均发生在观音桥组附近,轨迹为回穿观音桥段.井深3066m 时回切夹角3ʎ,井深3330m 时回切夹角1.5ʎ,井深3502m 时回切夹角0.5ʎ.最后一次84㊀江汉石油职工大学学报回切钻遇观音桥段最长,约15m .由于观音桥段灰岩层薄且坚硬,且与上伏地层胶结较差,发生 顶板效应 ,出现垮塌导致卡钻.㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀图2㊀E Y Y 2H F 井实钻水平段轨迹剖面图㊀㊀通过对区域地质特征及水平段穿行情况梳理,综合分析认为,造成X X 2H F 井水平段钻井复杂的地质原因主要为:1)本区存在一个宽度200m ㊁横向500m 左右的破碎带,平面规模较大;2)目的层段1㊁2小层之间发育一套厚度70m m 的观音桥段介壳灰岩,层薄且坚硬,1小层上切到2小层时发生 顶板效应 ,由于层薄易出现垮塌导致卡钻;3)目的层段岩石脆度高㊁裂缝发育,地层水平应力差大,钻开后应力释放,易导致岩石破碎.3㊀结论与建议1)钻入地层破碎带为卡钻主要原因,其次观音桥段易垮塌㊁地应力差异大㊁层间裂缝发育等多种复杂因素间接导致本次卡钻.2)建议开展区域三维地震资料采集,以便更好地预测目的层地层破碎带㊁储层展布㊁裂缝发育情况等地质特征,轨迹设计将靶窗调整至2小层,尽可能避开观音桥段和破碎带.[参考文献][1]王世谦.页岩气资源开采现状㊁问题与前景[J ].天然气工业,2017(6):115-130.[2]陈孝红,危凯,张保民,等.湖北宜昌寒武系水井沱组页岩气藏主控地质因素和富集模式[J ].中国地质,2018,45(2):207-226.[3]陈孝红,张保民,陈林,等.鄂西宜昌地区晚奥陶世-早志留世页岩气藏的主控地质因素与富集模式[J ].地球学报,2018,39(03):257-268.[4]陈孝红,张保民,张国涛,等.湖北宜昌地区奥陶系五峰组-志留系龙马溪组获页岩气高产工业气流[J ].中国地质,2018,45(1):199-200.[5]刘尧云.涪陵页岩气田绿色开发关键技术[J ].石油钻探技术,2018,46(5):8-13.[6]张德强.试论钻井中主要复杂工程事故处理[J ].石化技术,2018,25(10):179.[7]刘强,何双喜,王江,等.玉北6区块钻井事故复杂分析[J ].石油工业技术监督,2018(6):51-55.G e o l o g i c a l C a u s eA n a l y s i s o fD r i l l i n gI n c i d e n t i n S h a l e G a sH o r i z o n t a lW e l l s i nW u f e n g -L o n g m a x i F o r m a t i o n i nY i c h a n g Ar e a X UB i n(S h a l eG a s P r o d u c t i o nT e c h n i q u eS e r v i c eC o m p a n y ,S i n o pe cO i lf i e l dS e r v i c e J i a ngh a nC o r po r a t i o n ,W u h 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水平井地质导向的难点及技术对策探究水平井是一种在地下水平或近水平方向钻进的石油钻井技术,它是油田开发中的重要手段之一。
而水平井地质导向,是指在水平井钻进过程中,通过地质资料分析和导向技术,确保井眼在目标层中准确地钻进。
水平井地质导向的难点及技术对策对水平井的钻井效果和油田开发效率具有重要的影响。
一、水平井地质导向的难点1.地质信息不足水平井地质导向的难点之一在于地质信息不足。
由于地下岩层结构复杂,地质勘探资料有限,往往只能依靠有限的地质资料和现场地质解释来对井眼进行导向定位。
而地质信息不足,则可能导致井眼定位错误,影响油田开发效果。
2.井眼偏移控制困难在水平井的钻井过程中,井眼的偏移控制是一个极具挑战性的任务。
当井眼偏离预定轨迹时,往往需要采取复杂的调整措施,而这些调整措施可能会增加钻井成本,并影响井眼的钻进效果。
3.地层稳定性难以保障由于水平井在地下水平或近水平方向钻进,地层的稳定性成为一个严重的问题。
地层的不稳定可能导致井壁塌陷、井眼漏失等问题,影响钻井进度和工程安全。
1.地质信息采集技术的提升针对地质信息不足的问题,需要采用先进的地质信息采集技术,包括地震勘探、测井、地质地球物理探测等技术手段,提高对目标层地质情况的了解程度。
还可以运用人工智能技术,通过对地质资料的大数据分析,提高对地质情况的识别和预测能力。
2.高精度导向技术的应用为了解决井眼偏移控制困难的问题,需要采用高精度导向技术。
目前,常用的导向技术包括惯性导向、磁场导向、地震导向等,这些技术能够通过传感器实时记录井眼的方位和位置,从而实现井眼的精确控制和定位,确保井眼按照预定轨迹钻进。
3.井壁稳定技术的改进对于地层稳定性难以保障的问题,需要改进井壁稳定技术。
可以采用高强度井壁加固材料、注浆固井技术、井壁支护材料等手段,提高井壁的稳定性和密封性,保障井眼的安全。
1.物联网技术在水平井导向中的应用随着物联网技术的快速发展,可以将各种传感器和监测设备应用于水平井导向中,实时监测井眼的方位、井壁稳定情况等信息,通过远程控制系统实现对井眼的精确控制和调整。