油田钻井综合录井施工技术浅谈
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油田钻井综合录井施工技术浅谈
伊朗雅达油田位于伊朗西南部的胡泽斯坦省,在伊朗与伊拉克边界附近。已探明石油储量约32亿桶,天然气储量约800亿立方米。在钻井过程中,出现了一系列的井下复杂情况,最为突出的就是Kazhdumi井段高压沥青质稠油侵入并污染泥浆,还伴随高浓度硫化氢气体,最终导致3口井填井报废。由于沥青质稠油分布规律不明、各井层压力、沥青质稠油含量差异性大,给现场施工以及制定技术措施带来很大困难,严重影响了钻井速度。综合录井技术在这10口井的现场施工中发挥了巨大的作用,积累了非常重要的现场资料。
1.伊朗雅达油田地层特征
伊朗雅达油田构造位置为波斯湾盆地扎格罗斯山前褶皱和阿拉伯地台东缘(鲁卜哈利盆地)的过渡带。构造形态为一个轴向近南北向大型长轴背斜,发育南、北两个构造高点,分别位于HOS区块和KSK区块,北部构造高点大部位于伊朗境内,南部构造高点主体位于伊拉克境内。
2.Kazhdumi地层沥青分析
雅达油田Kazhdumi层岩性以深色沥青页岩, 灰色石灰岩,厚度100~150m,顶部为褐色含沥青质页岩(标志岩性),其顶界即为Sarvak组底界,顶界之上相对高GR,高声波时差;之下为更高GR,呈二级台阶,低声波时差,呈明显下降台阶。由于Kazhdumi层目前尚未取心和测试,准确的地层物性参数未知。对现场沥青质稠油样品进行了成分分析,结果表明重质含量高,粘度大,并含有少量杂质。 通过实钻资料分析,Kahzdumi层位顶界从南向北的构造位置越来越低,但重油(沥青)含量依次增加。沥青质稠油污染影响钻井液流变性能,增加钻井液的漏斗粘度、切力,堵塞振动筛,导致钻井液跑浆,增加钻井液成本,影响综合录井评价储层,影响固井施工及固井质量。
3.钻遇Kazhdumi地层沥青层时综合录井实时参数变化及分析
3.1瞬时钻时、钻压、悬重变化及原因分析
刚刚打开Kazhdumi地层时,瞬时钻时突然下降,钻压骤升,悬重骤降,有短暂的放空现象。能够在第一时间发现参数的变化,对于早发现、少打开、好控制沥青层有着重要意义。Kazhdumi地层岩屑缝洞发育,沥青或充填缝洞中,或侵染在岩屑中,其HS-和HSO4-等离子,对储层进行重复改造,可钻性好。 3.2立压变化及原因分析
上述参数发生变化后,紧接着立压瞬间上升,然后缓慢保持或轻微下降,其后立压曲线整体开始呈现缓慢上升趋势。这在已钻井的实时曲线上也有着相似的吻合。Kazhdumi地层为高压沥青质稠油,大量沥青短时间内在高压作用下侵入泥浆,导致立压瞬时上升。待地层沥青连续侵入后,瞬间能量得到了释放,立压会缓慢下降。其后,由于沥青的连续不断侵入,地层压力传递到泥浆液柱,立压开始缓慢上升。
3.3泥浆池体积变化及原因分析
随着地层沥青的不断侵入,泥浆总池体积缓慢上升。沥青大量返出时,实时曲线监控的总池体积则开始呈现下降的趋势。地层流体在压差作用下持续侵入泥浆,导致返出钻井液增加。在沥青大量从井下上返过程中,随着温度的降低,沥青质稠油粘度增加,粘滞力增加,最终堵塞振动筛,导致跑浆。跑浆越严重,总池体积曲线下降越多。
4.4气测值变化及原因
钻开Kazhdumi沥青层后,全烃和组分曲线显著升高,烃组分种类齐全,重烃含量高。
对钻开沥青层时气测峰值数据及3H值(表1)通过皮克斯勒烃比值法和三角形图版法进行了含油性质分析(图1),符合重油的特征。
原因分析:Kazhdumi地层为沥青质稠油,烃类损失较少,重烃含量多,因而气测曲线表现为高全烃高重烃,组分齐全。
表1气测峰值及3H值数据表
图1皮克斯勒烃比值法及三角形图版法解释图
3.5硫化氢异常及成因
随着沥青质重油的出现,气测中出现了高浓度的H2S气体。硫化氢气体的浓度因不同的井在高低部位不同、沥青量多少等而不同。最为严重的F13井,经现场硫化氢服务商测量泥浆罐液面表面硫化氢浓度达到40000ppm。
原因分析:H2S的成因是地层中的烃类与硫酸根离子发生反应,生成H2S、CO2和水,往往发生在油水界面或者气水界面附近(主要是水的存在)。另外,重油之中含有大量的沥青质和胶质,由于沥青质的热稳定性差,井底温度较高,导致重烃、轻烃以及硫化氢的产量增加,这也是高浓度的H2S产出原因之一。
4结束语
伊朗雅达油田沥青质稠油分布无明确规律可循。但是在录井施工时,通过提前地层对比,还是有规律可循。建议在Sarvak底气测明显下降时,加强瞬时钻时监控,确保尽量早发现Kazhdumi地层顶界,尽量少揭开沥青层,便于钻井及时采取措施平衡地层压力,使整个钻井施工处于安全可控状态。Kazhdumi地层属于异常高压。在实钻过程中,比较好控制的井,1.40 g/m3的当量密度就成功在钻进过程中确保不出沥青。而难控制的井,当量密度提到了1.65~1.70g/m3依然无法平衡地层压力,反而将上部Pabdeh地层压漏,出现了出现了既涌又漏的复杂局面,最终导致弃井。建议修改井身结构,调整二开和三开套管的下深,在Kazhdumi之前将上部地层封住,以便更好的应对可能出现的高压沥青层污染的问题。综合录井在硫化氢检测预警方面具有独特的优势,建议开展雅达油田录井区域施工模式研究,汇集前期各井的录井资料,分别对地质构造、沥青分布、综合录井监控重点参数变化及规律和地层压力等展开专题研究,将研究成果转化成区域施工指导书,形成区域配套技术,有效的指导今后该区域的录井施工。
参考文献:
[1] 王治法;肖超等 伊朗雅达油田复杂地层钻井液技术-钻井液与完井液
2012(05)
[2] 毛敏;郭东明 随钻地层压力录井技术在高温高压井中的应用-录井工程2011(03)