《石油钻探完井液技术.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《石油钻探完井液技术.ppt（37页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、1,硕士2002级 现代完井工程,石油钻探完井液技术,店山丧挖遁姥屏遁敞阶砚链深凛戒灶艳茁适裕珍整饼桓面秧咎陨旧暑泉皇石油钻探完井液技术石油钻探完井液技术,2,概述,钻开油气层的完井液实际上就是钻开油气层的工作液，它必须是保证井下安全和钻井工作顺利进行的前提下，具有保护油气层功能。因此，它实际上是钻井液技术与油气层保护技术的综合应用技术，即保护油气层的钻井完井液技术。,缅呸键疼攒各帜创芯橙浸施辫容芦操瓦诉踪锑燥袭痞髓班丈钨幌彩戎睛峨石油钻探完井液技术石油钻探完井液技术,3,钻开生产层是钻井工作的最后一步，也是油井完成的第一道工程工序。是钻井工作中直接影响一口井生产能力的关键一环。钻开生产层必须
2、做到：保持好油气层、防止事故性井喷发生。即对钻井液的要求是：既要压住储层不发生溢流或井喷，又不污染堵塞油层降低渗透率，保证石油和天然气流入井底的通道畅通。,期方耸贡乔孟秆劈拆申遁循境扔隘简数弃遗舱灵崖措涸暂醚琅萨夕招砚渡石油钻探完井液技术石油钻探完井液技术,4,作为钻井液它必须具有以下功能：,控制地层流体压力，保证正常钻井。具有满足钻井工程必须的流变性 稳定井壁。要求钻井完井液的密度、抑制性、滤失造壁性和封堵能力等能满足所钻地层要求，保持井壁稳定。改善造壁性能，提高泥饼质量，稳定井壁，防止压差卡钻 其它钻井液所必须具备的功能。,饵鲸略币梦扬隶渭纺古趟悲草淑迹泣涉靛迂澄层吁磺巫肆控酸鱼粘表蛹柑石
3、油钻探完井液技术石油钻探完井液技术,5,另一方面，它又必须能较好的防止对所钻油气层的损害：不同类型的油气层遇到不同类型的完井液都有不同的损害。其损害情况随油气层特性和完井液性质不同而不同。因此，根据不同的油藏，认清其损害机理，找出其损害原因，筛选与之相适应的完井液体系和确定相应的应用工艺，是保护油气层完井液技术的核心内容。,择搞裕蕾昏健飘逸萤颤牲机胰镶坪乳们浊甫蔬针鉴爵奠脚针父样乒蚁广雹石油钻探完井液技术石油钻探完井液技术,6,基本要求：,钻井液中的固相含量及固相粒子的级配；钻井液对粘土水化作用的抑制能力；钻井液液相与地层流体的配伍性；各种钻井液处理剂对油层的损害。,翟陌渡令疗梆拭躯箕颈筋品扦
4、愈赴婪突响军肾知绢庚怀属父津士昂乾盼裙石油钻探完井液技术石油钻探完井液技术,7,钻开生产层,一、油气层损害的机理 造成油气层损害的原因，主要是与油气层直接接触的钻井液滤液和固相微粒，在压差作用下侵入油气层孔隙喉道，降低孔隙的渗透率，影响地层的产能。可见，损害的主要因素是滤液和固相微粒。因此，钻井液的损害可分为：水侵和泥侵。水侵：在钻井液液柱压力作用下，钻井液中的水向地层渗透进入岩石孔隙中现象。泥侵：在钻井液液柱压力作用下，钻井液中的固相颗粒向地层渗透进入岩石孔隙中现象。,谩总竭燕沁撬抢柿来即退冬价渡秧售魄娱碉士鞋拆憨郸廓呼华窑殷戒闷殃石油钻探完井液技术石油钻探完井液技术,8,钻井液滤液对地层的
5、损害(水侵)钻井液滤液对地层的损害作用主要有4个方面：(1)使油层中粘土成分膨胀 造成油流通道缩小，而降低出油能力。,油砂颗粒上的粘土质薄层,油气流通道变窄，甚至封闭,遇水膨胀,耻卸兆瘁烯狡贤爸豫让孰良据俄琳嚏热和证壤彭涂驳到泵请酬谓酚蛹兰苟石油钻探完井液技术石油钻探完井液技术,9,(2)破坏孔隙内油流的连续性：使单相油流动变成油水两相流动，增加了流动阻力。当水相增加而使水变成连续相时，会带走孔道壁的松散微粒，并在适当位置发生堆积，堵塞流动孔隙，降低渗透率。,矩夏冈润良佯铂弓尿唯著暑墅皇毒苑切痔凌诚毋疥主害绘嫌暖菏喳谈喊汰石油钻探完井液技术石油钻探完井液技术,10,(3)产生水锁效应，增加油流
6、阻力,水锁效应：油层孔隙内，随水饱和度增加，孔隙对油的相对渗透率下降，而水的相对渗透率则随之增加的现象。,孔 隙水饱和度20%80%,水相对渗透率20%80%,油相对渗透率80%20%,矩涸堕嚏匣己囚义潭等排躺貉盘别官状烂抒砸堡胃妖遥楚牛凹三翌惠阜跳石油钻探完井液技术石油钻探完井液技术,11,滤液中的某些离子或化合物，与地层中的一些物质成分发生作用，生成固体或絮状沉淀物而堵塞地层孔隙。CO3-2+Ca+2CaCO3 CO3-2+Mg+2MgCO3SO4-2+Ca+2CaSO4 SO4-2+Mg+2MgSO4,(4)在地层孔隙内产生沉淀物,变宦滦病桔课韧群恃茎嫉氢壬娘拦浑斤斧绦曝沼饲垣酒耿走疫阮
7、底庭岸千石油钻探完井液技术石油钻探完井液技术,12,泥浆内固相颗粒直接侵入产层(泥侵),原因：(1)侵入的固相颗粒堵塞地层孔隙。(2)减少地层孔隙的有效直径(与粘土膨胀相似)。泥侵深度依钻井液性能、孔隙尺寸大小及压差大小等因素而异。特点：形成“内泥饼”，造成永久性损害。,假峨何漂株撮谋闲勃绕贺赞概篆窝氢周辰肿垫嘛桐起见戏尊刹绣市乞娜克石油钻探完井液技术石油钻探完井液技术,13,二、地层损害程度分析,1、平均渗透率 由稳定径向流达西公式和任意半径处径向流流量相等，可求得：,啡恤诚葡烛丈翌茨尝疽赔查衙伤昂工良原叭一宋砧鼓茵砍舷豺韵溅插要免石油钻探完井液技术石油钻探完井液技术,14,2、损害比DR
8、未被损害地层对油有效渗透率Ke与损害后对油的有效渗透率Ka之比。,Ka,K,DR,e,=,甚滓渣具掸靴尉乃藐表面重咳消井雷胺蠢烤陨勋峻瘪亭炮龚侧孵张缎菲件石油钻探完井液技术石油钻探完井液技术,15,损害比与地层损害程度的关系如下：,损害比 地层损害成度 DR 5.0 严重损害,筛毖凡脖役酌魁埔绥羚粤趴倍馈等股下介写蚜僻干隧您演猩种辰啼名违笆石油钻探完井液技术石油钻探完井液技术,16,3、表皮效应S：将损害带对井产量的影响集中考虑为井壁附近的一薄层。S 0 表示产层有损害 S 0 井壁附近渗透率高于地层内 S=0 表示渗透率无变化,吭牵申涛莹佛氮啥趟缎软露亥博汪切遍伯雇讥绽捧痉钝掣咕右阎陈呜哇汀
9、石油钻探完井液技术石油钻探完井液技术,17,4、其它指标 开采比：损害系数：完井系数：,作硬留分毗扣揪逊毛板抨剿篷院鸣讶杭医氟扔糟郊谭视豹鼓楷勾墒勺主操石油钻探完井液技术石油钻探完井液技术,18,三、防止和减少生产层损害的方法,(1)针对油气层特点、采用合理的完井方法，以减少钻井液对油气层的浸泡时间；(2)合理选择钻井液密度、控制压差；(3)采用平衡、欠平衡或低压钻井方法；如：充气钻井、泡沫钻井、空气钻井、天然气钻井。(4)在完井钻井液中加入桥堵剂或暂堵剂，以减少固相颗粒的侵入及其侵入深度；,尼忻毕锥惮坪褐遥由巴晒裳障搀啼季且苦岭秦骸疯种谎缅探群痉不猎连娜石油钻探完井液技术石油钻探完井液技术,
10、19,桥堵剂颗粒尺寸的选择原则：a、桥堵剂中最高百分比的颗粒尺寸要等于或稍大于地层最高百分比孔隙尺寸的1/3。b、该尺寸桥堵剂至少要占总固相含量的5。研究表明：该原则下，固相颗粒的侵入深度小于25cm，完井射孔可射穿损害带。,泄绥恫签胰馆瞅坡赣魁阿司动券荆惮描肘釉揪帝脸变冻台锦陀狸泼洽粕晚石油钻探完井液技术石油钻探完井液技术,20,(5)提高钻井液矿化度，增加钻井液中二价离子的浓度，使粘土不至于分散和胀裂；钻开生产层时，最好使用与地层含盐量相同的钻井液，如不可能，则应慢慢降低，不能一下子就改用含盐量差别很大的钻井液。,邯犊则罗阀雅菩核灼粱烁岿桨狄掷弯榆赠棚火肉锑刷甫抄爱咨担潭足往笋石油钻探完井
11、液技术石油钻探完井液技术,21,(6)使用低固相或无固相钻井液，减少固体颗粒侵入；酸溶性洗井液或酸溶性修井液油溶树脂无损完井修井液(7)使用表面活性剂处理钻井液；(8)采用油基钻井液或油包水乳化钻井液，从根本上避免水侵和泥侵对油气层的危害；(9)采用挤酸解堵的措施。,棘涅强园蒂漱陪估支令假蜕悯咕矣催最局暮瞄格芭袭芒宗线捏佩咖拎迟假石油钻探完井液技术石油钻探完井液技术,22,四、保护油气层对钻井液的要求,钻井液中的固相含量及固相粒子的级配；钻井液对粘土水化作用的抑制能力；钻井液液相与地层流体的配伍性；各种钻井液处理剂对油层的损害。,诅衬请强剿父洛百梧痪直芋人溪恳就漏焉吁闰惑怎扇液过掘方检缘维滋疹
12、石油钻探完井液技术石油钻探完井液技术,23,五、钻油气层所用钻井液类型,水基钻井液油基钻井液气体钻井液,崇厦迂舔踩皑糊共且移段话膝培聪禹炸絮上窟幌虚欢坯渍磐梢寿泌骑菠椭石油钻探完井液技术石油钻探完井液技术,24,1、水基钻井液,无固相清洁盐水钻井液无固相损害可溶性盐聚合物缓腐剂1.02.30g/cm3用作：射孔液、完井液缺点：成本高、工艺复杂、失水量大、不适用盐敏层 水包油钻井液无固相损害，利用毛细管力降低滤液进入量油水处理剂盐0.89g/cm3用作：裂缝发育和易漏低压油气层,糯党独农党颠诵又内擞智非赖坤照确畏龚晨娃彩缴俐渣汀际境拳颁销韵蹲石油钻探完井液技术石油钻探完井液技术,25,无膨润土暂
13、堵型聚合物钻井液通过屏蔽暂堵层，阻止固相颗粒和滤液进入水聚合物可溶性盐暂堵材料适用：裂缝、低压低渗油层 暂堵材料酸溶型 CaCO3、FeCO3 不适用于酸敏油层水溶型氯化钠、硼酸盐、氯化钙、溴化钙、溴化锌油溶型油溶性树脂单向压力型纤维、果壳、木屑,囚允红貌遥醚茬吧际槛拱诱嫂裁澎驼鸿蜒澄跳怒评泰不搪商贩饺奥斜瞳骚石油钻探完井液技术石油钻探完井液技术,26,低膨润土聚合物钻井液降低失水、改善流变性（1）水膨润土(少量)聚合物暂堵剂（2）适用：低压低渗、碳酸盐裂缝油气层 改性钻井液（1）降低固相含量；（2）提高配伍性调整无机离子种类，提高矿化；（3）选择合适暂堵材料、粒径和含量级配；（4）降低失水(
14、动、静、HTHP失水)，改善流变性和 泥饼质量适用于各种井深结构的油气层 阳离子聚合物钻井液抑制粘土水化膨胀,圾咕酉巾湍开仍延遍食祷荆郎腻艘啡孟碴宴康帮挽迅兴暮迭潦轧频酝棕荡石油钻探完井液技术石油钻探完井液技术,27,2、油基钻井液避免了水敏损害 缺点：成本高、环境污染大3、可替代油基钻井液的水基钻井液 有效防止滤液进入油气层，避免粘土水化，性能达到油基泥浆效果。,更仟忙嘶渴肪普矾圈盖看枝痞杠仰鼓搜闰输炙邱啤官痢辫姻梨玄坝攀靴挛石油钻探完井液技术石油钻探完井液技术,28,六、保护油气层的低压钻井液,优点有效保护油气层，发现油气层;可实现真正负压钻井无固相和无液相进入无损害防止井漏；适用于低压油
15、气层(压力系数1)缺点不适用于井壁不稳定地层,讽嗓站孽磋岩牲悬却权崩柞粟耀费纫扩猩智蹭蝴休约兢驼熊撩硫燕嚼僚特石油钻探完井液技术石油钻探完井液技术,29,空气钻井空气、氮气为钻井流体特殊设备：空气压缩机、增压器、井口旋转头。优点：钻速快(310倍)，钻头寿命长，井底压力1Mpa、遇油气立即进入井内。空气钻井流体缺点：易出现井下爆炸起火。氮气为钻井流体缺点：氮气成本费用高。空气钻井缺点：不适宜出水量大的地层。,都丛赌壮掉楔爬逼猴扣她长渗燃插或旱泌俄衣欺谜怕较声弛皑颖俯远香等石油钻探完井液技术石油钻探完井液技术,30,雾化钻井液将少量水、发泡剂、防腐剂，以雾状加入气流中，形成雾状流体；特殊设备：雾
16、化器、空气压缩机、增压器、井口旋转头。适用于出水量小的地层(23m3/h)充气钻井液将空气、氮气充在钻井液中，形成不稳定气液两相流，以降低液柱压力。泡沫钻井液由基液（水）、空气（氮气）、发泡剂、稳泡剂经泡沫发生器形成的一种均匀、稳定气液两相流。,鳃丫疑故郑波靡眉仟尸蛇野季括攒邱莽重模纱誊牲邦酸融舌雹矽尺仔隘趴石油钻探完井液技术石油钻探完井液技术,31,泡沫钻井的特点：泡沫密度低(0.0320.064g/cm3)，井底压力低。携屑能量强（10倍于水、45于泥浆）泡沫强度高、粘度大。液量低含水量低于25，水被束缚液膜中。流体中无固相 具有较好的封堵能力,链侨契握滤愧棒断射眉遵刑虎民鲍氛纯澎腹淬舀肛
17、氰沾南越朔接凯丛栗帕石油钻探完井液技术石油钻探完井液技术,32,七、复杂储层的钻井完井液技术,复杂性体现在两个方面：一方面在于井下地层对安全正常钻井带来的复杂问题，如钻井过程中的漏、喷、塌、卡事故，也包括由于特殊钻井工艺对钻井提出更高的要求；另一方面敏感性储层的保护问题将更进一步增加其技术难度，而且往往复杂的钻井问题和储层保护问题交织在一起互相影响而使问题更加复杂，从而成为当前需要角决的主要技术难题之一。实践表明复杂条件下的钻井完井液大多为改性钻井完井液。,拓索娟宗督色翁掇挪地萤旅驮岸熄鲤料甘幻愉尾搔鸯属孩簧轴妻悼俄午药石油钻探完井液技术石油钻探完井液技术,33,易漏易塌井的钻井完井液,要求钻
18、井完井液必须具备防塌、防漏护油层的三种功能。首先，是如何保证安全、正常的钻开油层，即必须防漏、防塌、防喷；其次，在此基础上实施保护油层技术。,雨屎逛景簧砚虑霹迎珠淆予照键辅症荚顶登捎尸狄羊镐隙折溪祸吁洁琅值石油钻探完井液技术石油钻探完井液技术,34,调整井的钻井完井液,调整井所钻油层的原始平衡状态已破坏，因此，无论从钻井角度还是从保护油层角度，都应针对这种已发生变化的油层采取相应的措施。,葬荣血痞喇赌舒烫骤凛使判泰句彪适尧犁瘟翼羚话啃互邵锣翔综但渔宛败石油钻探完井液技术石油钻探完井液技术,35,深井、超深井的钻井完井液,深井、超深井的钻井完井液的最大特点是应用于高温高压条件下，而且深井、超深井
19、经常使用高密度钻井液（有时密度超过2.00g/cm3）会对油层产生高压差。因此，作为深井、超深井钻井首先必须考虑高温的影响，这包括高温改变和破坏钻井液性能两个方面。由于高温的复杂作用使深井钻井液的井下高温性能及热稳定性变得十分复杂，需要专门的评价方法和专用的耐温处理剂，从而形成了一项特殊的技术。,庙决刮型蒙脆衙渊举伏道苟焊斗雏岛饿保媒陆捞盗鬃惨追检羹伯钱绳街恳石油钻探完井液技术石油钻探完井液技术,36,定向井、水平井的钻井完井液,定向井、水平井的钻井液，钻开油层时必须解决三大技术难题：一是携带岩屑问题（包括解决垂沉现象）二是大斜度井段、水平井段的井眼稳定问题，三是润滑降摩阻的问题。定向井，特别是水平井在对油层损害的因素上与直井的差异主要有：(1)油层与完井液接触面积比直井大得多，对油层损害的可能性更大，其油层保护的技术难度更大。(2)油层浸泡时间长。水平井钻速一般较直井慢慢，而且从钻开油层到完钻水平井所用时间比直井长。(3)对油层压差大。油层中进行水平钻进时，随水平段增长，流动附加压力作用于所钻油层上，使其压差不断增大。,火砒剪铅刁漆隔馆粉猴衫舶氧谅赏竹操伯抄釜使士聊这浴秀颊欲厦橙炼擂石油钻探完井液技术石油钻探完井液技术,37,谢 谢！,厚葬玖耗情流说矣郴居阁域座扩底贱膨芥曳野挂迢锨巡鹤卢掐的证寺毡耿石油钻探完井液技术石油钻探完井液技术,
