鄂尔多斯北部气田井身结构优化构想

鄂尔多斯北部气田井身结构优化构想一、概述井身结构是油气田勘探开发过程中极其重要的环节，是钻井 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 设计的基础，它直接关系到钻井、井下等工程作业的安全、质量、效率、成本，直接关系到油气层保护与发现，是影响勘探开发成本的重要因素之一。因此合理选择、优化鄂尔多斯北部气田的井身结构，是低成本高效率勘探开发天然气资源的有效途径。华北石油局自上世纪九十年代起，对鄂北天然气井的井身结构，经历了三个阶段的变化：第一阶段（1990-94年）：主要勘探下古奥陶系风化壳，井身结构主要有以下三种类型：I：0444.5mm339.7mm+311.1mm244.5mm+215.9mm139.7mmH:C311.1mnK244.5mm+215.9mm139.7mmm：0444.5mnK339.7mm+（244.5mm+215.9mm^177.8mm+152.4X127mm。以上三种井身结构 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 层套管鞋均座于安定组基岩；第I种下技套封住上古生界地层，三开揭开风化壳气层，特点是正规、安全，但井径大、钻速低、成本高；第H种裸眼钻至下古目的层，特点是结构简单、钻井周期短、成本低，但不能分隔上、下古两个压力系统，难以有效保护油气层；第山种二开技套封住下马家沟组膏岩地层，三开后视气层情况决定是否下套管，该种结构是向小井眼过渡的尝试，但结构复杂，三开如下套管还需扩孔，工艺复杂。第二阶段（1999-2002年）：主要勘探上古生界兼探下古生界，采用的井身结构以第一阶段第H种类型的井身结构为主。第三阶段（2003年至今）：根据钻探目的不同，采用井身结构及有关尺寸见下表：二、井身结构的确定和工程参数的选择确定井身结构的原则在选择井身结构时，以地层压力剖面和破裂压力剖面为依据。结合鄂尔多斯北部地层特点，优先考虑：能有效保护储层，使本区常、低压储层不被钻井液损害；能有效防止井眼失稳，避免漏、喷、塌、卡等复杂情况产生；能满足井控安全，具有压井及处理溢流的能力；能安全下套管，防止压差卡套管事故；能有效缩短钻井周期，降低作业成本。地质情况 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 鄂尔多斯北部气田，上古生界气藏埋深一般在2800-3000米，钻遇地层为新生界、中生界和上古生界，第四系地层一般为几十米，岩性为中、细粒散砂岩，无胶结；白垩系地层为细中砂岩、灰绿色泥岩，胶结强度低，地层疏松、易塌、易漏、易斜，为表层套管必封点；中生界上部砂、泥岩互层，多含砾石，胶结差，可钻性好，但砂岩埋藏浅，欠压实，易形成厚泥饼造成压差卡钻，中生界三叠系上部泥岩段易水化膨胀，起下钻遇阻，煤层易垮塌；三叠系下部砂、泥岩互层，以泥岩为主，地层层理裂缝发育，遇水极易剥落掉块；上古生界是本区的主要目的层，岩性为砂泥岩为主夹砾石，受构造应力影响，泥页岩性脆，微裂隙发育，易发生掉块、井壁坍塌；下古生界灰色云岩、云灰岩和石英状砂岩，地层破漏压力低易井漏。地层压力系统（1）地层孔隙压力上古生界地层为连续沉积，其地层孔隙压力符合压实理论，中生界及以上地层孔隙压力大小相当于地层静水柱压力。二叠系石盒子以下及石炭系地层压力梯度稍高，至目前检测出的最高值为1.13g/cm3当量密度。下古生界地层岩性为碳酸盐岩，检测到的最高地层压力梯度为1.14-1.15g/cm3当量密度。据目前资料，对地层孔隙压力梯度预测如下：地层组段地层孔隙压力梯度（当量密度）（g/cm3）新生界、中生界1.0—1.05上古生界1.05—1.10下古生界0.69—1.08（2）地层破裂压力根据地层破漏试验资料、压裂资料、钻井及固井井漏求压资料、机械力学参数测井资料推算，鄂尔多斯北部地层破裂压力梯度预测如下：地层组段地层破裂压力梯度当量密度g/cm3白垩系、侏罗系上部4.20—4.70侏罗系下部、三叠系中、上统1.40—1.60三叠系下统1.35—1.40上古生界1.58—1.98下古生界1.60—1.92地层坍塌压力地层坍塌压力目前研究较少，根据测井资料分析处理，地层坍塌压力梯度预测为：新生界、中生界小于0.80g/cm3当量密度上古生界1.00—1.20g/cm3当量密度地层压力及钻井复杂情况如下表合理的工程设计参数的确定根据鄂尔多斯盆地钻井经验，各工程设计参数取值见下表合理的钻井液密度的确定：为保证钻井作业安全，钻井液密度必须满足下式pf>ppp(1)pps(t)(2)式中：pf：地层破漏压力当量密度；Pmt钻井液密度;pp:地层孔隙压力当量密度；ps(t):某地层在整个钻井过程中防止坍塌的钻井液当量密度。由以上两式确定钻井液密度为:pmax=ppmax+psb(3)式中：pmax；ppmax分别是最大钻井液密度和最大地层孔隙压力当量密度；psb为抽吸压力允许值；最大井内压力的当量密度:pB正常作业情况下:pBr=pmax+psg(4)发生井涌情况下：pBk=pmax+(Hpm/Hn^psk(5)式中：Hn,Hn：最大井深和计算点的井深；为确保上层套管鞋处不被压开，钻井液应满足下式：pf>pm+psf(6)若最大地层压力梯度为1.1g/cm3，根据工程参数取值，裸露井段的最小地层破裂压力梯度需要大于：pm=1.10+0.036+0.036+0.024+0.06=1.256g/cm3长裸眼段钻井液密度的确定：根据钻井经验，刘家沟组地层是工区破裂压力带，其破裂压力当量密度最低，石千峰组、石盒子组井眼坍塌压力较低。根据(2)式：为防止井塌，pm=1.20g/cm3根据(3)式：为防止井涌；pmax=1.20+0.036=1.236g/cm3；根据（4）式：正常情况下井内压力当量密度为：pm=1.20+0.036=1.236g/cm3;根据（5）式：发生井涌时刘家沟组井段地层压力当量密度为：pm=1.20+（2400/2800）*0.060=1.25g/cm3;根据（6）式：pmax+psf=1.274g/cm3，小于最小压裂梯度当量密度1.40g/cm3从以上计算可得出结论；在井深3000米裸眼井段内,钻井液密度控制在1.20以内钻井作业是安全的。必封点的确定第四系风积散砂层及志丹群砂砾岩，井壁不稳定易发生垮塌，该层也是当地居民饮用水的主要采集层，必须保证饮用水不被污染，为此是必封点。鄂尔多斯盆地下古生界奥陶系风化壳为低压层，与上古生界地层分属两个不同的压力体系。风化壳地层较破碎，钻进时易发生井漏，为分隔不同的压力体系避免井下复杂情况，风化壳顶板以上为必封点。三、井身结构的设计根据完井研究结果，鄂北工区气田以51/2〃套管作为生产套管是最合理的。相比下，在81/2〃井眼内，下入51/2〃套管比下入7〃套管，有利于提高固井质量，故51/2〃套管作为生产套管。表层仍采用在①311mm井眼内，下入①244.5mm套管。表层套管下深的确定依据选择的工程参数计算结果，最大井内压力当量密度约为1.274g/cm3，远小于白垩系底部地层破裂压力4.20g/cm3，理论上可少下表层套管。但考虑到保护表层水和有关行业标准要求，表层套管下到300m是一个合适的选择。实钻证明钻至井深300米全部井已进入安定组，部分井已进入直罗组地层，避免了后续钻进上部漏失、跨塌等复杂情况。技术套管下深的确定技术套管的设计是依据井眼下部井段的地层压力，上部地层破裂压力和地层复杂情况来确定，目的是满足快速安全生产的需要，技术套管的下深随地层情况的不同而改变。鄂北工区由于有上古生界和下古生界两个目的层，分属于不同的压力系统，在钻穿上古生界太原组后，及时下入0177.8mm套管，能确保下一步钻进过程中钻井作业的安全和有效地保护下古生界目的层，故技术套管下至上古生界底部，较合理。177.8mm技术套管的合理性：采用以下公式验证下技术套管时被卡的可能性△P=(MW-1.08XDN/10式中：△P:压力差Kg/cm2MW下部井眼钻进时采用的最高钻井液密度g/cm3DN最深正常压力砂岩深度m按实钻经验：MW=1.14g/cm3DN=2200代入上式中：△P=(1.14-1.08)X2200/10=13.2(kg/cm2)此值远远小于△PN故①177.8mm技术套管下入过程中无被卡的危险，是安全的。完井生产套管下深的确定对于以上古生界为目的层的生产井，在钻穿山西组最后一个目的层，留足口袋后下入0139.7mm套管完井。对兼探上、下古生界两个目的层的探井、评价井，是根据目的层油气显示情况来决定是否下入尾管，在此不做过多叙述。四、井身结构的合理性评价钻井效率和部分经济指标的对比现用的井身结构C311.1mnK0244.5mm+0215.9mnK0177.8mm+Z152.4mrrX0114.3mm与九十年代初，第一阶段采用的第I类型的井身结构相比，在钻井效率和钻井周期及经济指标都有较大提高见表4-1。表4-1钻井速度和钻井周期的对比现用井身结构与小井眼井身结构可行性，经济性对比现用井身结构的优点是利用现有钻井设备和工具,即可完成钻井 施工 文明施工目标施工进度表下载283施工进度表下载施工现场晴雨表下载施工日志模板免费下载 与完井作业。现有钻井、测井、固井等设备、工具配套齐全，不需投资更换，可行性强。小井眼井身结构，可以进一步降低钻井成本。即：一开①311mn井眼，下入①244.5mm套管；二开①165mm井眼，下入41/2〃套管。可以节约钻井液、水泥浆和套管重量，以一口3000m的井为例，固井时水泥浆返到地面，井眼容积和套管重量对比见下表。常规小井眼钻井技术不足之处：（1）压裂时，井口压力较高；（2）机械钻速偏低；（3）需要购买配套的钻具、工具；五、结论在现有装备与技术条件下，鄂尔多斯工区根据勘探目的层不同，优化设计的两种井身结构，均符合井身结构设计原则，基本满足安全优快完井要求。其优越性有：简化了井身结构，加快了成井速度，降低了成本，加快了气井投产节奏；能够安全钻过多层系、多压力系统的长裸眼井段；既满足施工和井控安全，又能针对不同气层进行充分保护；优化的井身结构，是常规通用的标准井眼尺寸，无需更换装备；适用先进的钻井工艺和钻井液体系、测井和固井技术、试油和酸化改造等；其缺点是如何对付采气井后期套管腐蚀处理难度加大，处理多产层资源接替问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ，值得研究。注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文