南堡油田防漏堵漏工艺技术,南堡油田防漏堵漏工艺技术,汇报内容,一、,概述,二、地层特点及井漏原因分析,三、室内研究,四、防漏堵漏工艺技术,汇报内容一、概述,南堡油田位于河北省唐山市曹妃甸港区，属于渤海湾,盆地黄骅凹陷北部南堡凹陷，是冀东油田公司建设大油田,的主战场，所钻遇的地层自上而下为平原组、明化镇组、,馆陶组、东营组、沙河街组。2007年18月份南堡油田先,后有九口井在施工过程中发生井漏，其中单井最大漏失泥,浆量达到672m,3,，这不仅浪费了大量的人力、物力和财力，,同时也严重制约了钻井提速，影响了固井质量，从而严重,制约了南堡油田的勘探开发速度。,一、概述,南堡油田位于河北省唐山市曹妃甸港区，,20062007年大港油田集团钻井技术服务公司开展了孔,隙、裂缝型漏失堵漏技术研究工作，通过分析孔隙、裂缝型,井漏发生原因，剖析各种传统堵漏技术的优缺点，经过室内,研究，研究出针对不同井漏速度的孔隙、裂缝型漏失的堵漏,方案。通过15口井的现场试验，堵漏成功率达到93.33%，将,地层承压能力提高了315MPa。该技术成果已通过大港油田,集团公司验收。,一、概述,20062007年大港油田集团钻井技术服务公司,地层特点,明化镇为曲流河沉积，地层为砂泥岩互层，以中细砂岩为主。明下,段地层含砂率一般为43.5，砂层最大厚度20m，最小厚度1.0m，平均厚,度7.0m。孔隙类型主要是原生粒间孔，孔隙度为29.533.7，平均,孔隙度30.9；渗透率为6245840*10,3,m,2,，平均2746*10,3,m,2,，属,于高孔高渗。,馆陶组为一套辩状河沉积，中下部存在大段玄武岩，储层岩性以砂,砾岩为主，最大厚度31.5m，最小厚度1.0m，平均厚度7.6m。厚层砂砾岩,主要集中于馆陶组顶部和底部，中部为砂岩、砂砾岩与泥岩互层。孔隙,类型主要是原生粒间孔，孔隙度为23.631.1，平均25.8，渗透,率为2885310*10,3,m,2,，平均1171*10,3,m,2,，属于高孔高渗型储层。,二、地层特点及井漏原因分析,地层特点二、地层特点及井漏原因分析,地层特点,东一段为三角洲沉积，地层含砂率一般为43.5，单砂层厚度主要,分布在39m范围内，最大单砂层厚度10m，孔隙类型以原生粒间孔为主，,其次为次生孔隙，孔隙度23.428.4，平均孔隙度26.7，平均渗透率,230.6*10,3,m,2,，属于中孔中渗型储层。,东二段为浅湖沉积，以灰色泥岩为主，夹浅灰色粉砂岩和细砂岩。孔,隙类型以原生粒间孔为主，平均孔隙度17.9，平均渗透率61.110,3,m,2,，属于中孔中渗型储层。,东三段属于扇三角洲沉积，地层含砂率一般为3040，东三上亚段,平均孔隙度21.7，平均渗透率9.610,3,m,2,，东三下亚段平均孔隙度,16.9，平均渗透率5.8*10,3,m,2,，储层物性比较差。,二、地层特点及井漏原因分析,地层特点二、地层特点及井漏原因分析,井漏原因分析,地层原因,明化镇地层成岩性较差，砂岩属于高孔高渗地层，,承压能力较低；馆陶组地层的砂砾岩为南堡油田的主要储层，属于,高孔高渗储层，特别是NgIV油层，由于先期开发过程中注水未跟,上，造成地层能量亏空；馆陶组存在大段玄武岩地层，其地层坍塌,压力为1.28g/cm,3,左右，为了保证钻井安全，钻井液密度必须控制在,1.28g/cm,3,左右；由于受地壳运动作用，玄武岩产生了形变，使玄武,岩存在裂缝或微裂缝，这些裂缝未被完全填充而成为流体流动通道。,人为因素,提高钻井液密度前未做好防漏工作，未首先调整钻,井液，补充单封、细目碳酸钙、非渗透井眼稳定剂等材料，以提高,地层的承压能力；加重速度太快、开泵太猛、加重不均匀等。,二、地层特点及井漏原因分析,井漏原因分析二、地层特点及井漏原因分析,承压剂特性,承压剂能有效封堵不同渗透性地层，即具有广谱封堵漏层和保护储,层效果。,承压剂封堵层形成速度快且薄，位于近井壁上，没有渗入井壁深处。,承压剂封堵隔层承压能力强，能有效提高地层漏失压力和破裂压力,梯度，相当于扩大了安全密度窗口。,不同于常规钻井液的泥饼，承压剂在井壁表面的封堵层很薄，阻隔,压力传递能力强，因此，能有效避免压差卡钻。,三、室内研究,承压剂特性三、室内研究,承压剂堵漏机理,粒径分布广，可依据需求进行调整。,承压剂中包含大量有机材料，有机物中含有大量的-COO,-,、-NH,2,吸水基团，此基团的比例不同，其膨胀的倍数和速度不同。它吸水后变成粘弹性膨胀体而充满孔喉，阻止钻井液进一步向地层深处运移。,粒径较小的颗粒进入孔隙或微裂缝中，在1-5小时内吸水膨胀，膨胀倍数是自身体积的3-15倍，充满孔喉或微裂隙，在漏失处锁住堵漏材料。,由于吸水膨胀压力的作用，使其它堵漏材料发生去水化作用，因此，漏失地层的封堵效果更好，可以有效提高漏层的承压能力。,三、室内研究,承压剂堵漏机理三、室内研究,承压剂吸水时间与膨胀率关系图,三、室内研究,承压剂吸水时间与膨胀率关系图三、室内研究,配伍性实验,室内对大港油田常用的硅基防塌钻井液、抑制性钻井液和聚合物钻井液进行了配伍性实验。从现场取回不同类型钻井液井浆，测定其常规性能，然后加入承压剂，充分搅拌后再测定其常规性能。将上述未加承压剂和加入承压剂的钻井液在滚子加热炉中同时热滚16小时，冷却至室温，再分别测定其钻井液性能，以此评价承压剂与钻井液的配伍性。,从实验结果可以看出，加入承压剂后对各钻井液体系的性能影响不,大，其中中压失水有所降低、粘度略有所升高。这说明承压剂与常用钻,井液体系具有良好的配伍性。,三、室内研究,配伍性实验三、室内研究,配 方,密度,g/cm,3,粘度,s,失水/泥饼,ml/mm,PH,GEL,Pa,AV,mPa.s,PV,mPa.s,YP,Pa,1#硅基钻井液,15016h滚动,1.48,1.48,46,48,2.8/1,5.4/1,9.5,9,3.5/21,5/23,64.5,67,45,47,19.5,20,2#：1#+2%承压剂,15016h滚动,1.48,1.48,49.5,51,2.8/1,3.5/1,9.5,9,5/24,6.5/24.5,67.5,68,48,49,19.5,19,3#抑制性钻井液,15016h滚动,1.22,1.22,41,49,5.4/0.5,7.2/1,10,9.5,3.5/16.5,4/20,35,65.5,22,46,13,19.5,4#3#+2%承压剂,15016h滚动,1.22,1.22,42,51,5.3/1,6.8/1,10,9.5,4/18,5.5/22,36,67,23,49,13,18,5#聚合物钻井液,12016h滚动,1.18,1.18,45,46,6.6/1,9.6/1,8.5,8,2.5/13.5,3/14,30.5,32,19,20,11.5,12,6#5#+2%承压剂,12016h滚动,1.18,1.18,45,46.5,6.4/1,9/1,8.5,8,3/14,4.5/16,33.5,35,20,22,13.5,13,承压剂与常用钻井液体系的配伍性实验,三、室内研究,配 方密度粘度失水/泥饼PHGELAVPVYP1#硅基钻,堵漏方案研究,孔隙型漏层实验,使用堵漏试验装置，将弹珠床改为砂床，通过缓慢加压，井浆和堵漏钻井液在砂床上形成封堵带，当压力不断上升时，封堵带会被破坏，会有钻井液流出，此时产生的最大压力即为承压能力。,实验结果表明：堵漏钻井液在砂床上形成的封堵带能直接承受压力达3.5MPa以上，与原井浆相比加入堵漏材料的堵漏钻井液承压能力至少提高了3.0MPa。,三、室内研究,堵漏方案研究 三、室内研究,配 方,产生滤失时,最大压力,MPa,承压能力,相对提,MPa,砂床,目数,孔隙,类型,1#,硅基钻井液,1.1,30,40,中小孔隙,1#+1.5%单封+2,承压剂,6.7,5.6,30,40,2#,抑制性钻井液,0.8,20,30,2#+1.0%单封+1.5%复合堵漏剂,+2,承压剂,5.7,4.9,20,30,3#,聚合物钻井液,0.5,10,20,大孔隙,3#+1.5%单封+2.5%复合堵漏剂,+2,承压剂,3.5,3.0,10,20,孔隙堵漏实验,三、室内研究,配 方产生滤失时承压能力砂床孔隙1#硅基钻井液1.130,堵漏方案研究,孔隙型漏层实验,选用不同渗透率的岩心，利用高温高压动态失水仪使堵漏钻井,液在岩心表面形成封堵带，再通过岩心流动实验装置，用清水反向,驱替，当有液体从出口流出时，此时的驱替压力即为封堵带的最大,承压能力。,实验结果表明：加入承压剂后可以增强不同渗透性岩心中颗粒,间的联结力，提高岩心封堵带的承压能力，与原井浆相比，加入承,压剂后平均承压能力提高了6.03MPa。,三、室内研究,堵漏方案研究 三、室内研究,配 方,岩心承压能力MPa,Ka,10,-3,m,2,承压相对提高,MPa,实验温度,1#硅基钻井液,5.7,89.11,100,2#1#+1%承压剂,13.2,89.62,7.5,100,3#抑制性钻井液,5.0,178.23,100,4#3#+1%承压剂,10.6,178.64,5.6,100,5#聚合物钻井液,3.8,436.15,70,6#5#+2%承压剂,8.8,437.18,5.0,70,岩心承压能力实验,三、室内研究,配 方岩心承压能力MPaKa承压相对提高实验温度1#,堵漏方案研究,裂缝型漏层实验,使用JHB新型高温高压堵漏实验仪进行堵漏效果评价实验，用不同堵,漏方案进行不同型号裂缝的堵漏实验。在封堵宽裂缝时采用复合堵漏剂、果壳、纤维堵漏材料与承压剂配合，而封堵窄裂缝时采用纤维堵漏剂配合承压剂的堵漏方案。,实验结果表明：加入1.5-2%承压剂以及2%单封等能够封堵小于1mm裂,缝，对于1mm以上的裂缝，用适量的承压剂配合适量粒径大小合适的果壳、复合堵漏剂和纤维材料，堵漏效果明显提高，且承压能力也得到提高，相对提高了4.14MPa。,三、室内研究,堵漏方案研究 三、室内研究,配方,压力 MPa,封堵,缝隙,初始,静堵压力,封堵后,最大承压,承压,提高,1#硅基钻井液,0.3 MPa全失,1mm,1#+1.5%,承压剂+2%单封+2%石棉绒,0.7,2.3,2.0,1mm,1#+1%,承压剂,+3%果壳+6%复合堵漏剂,+3%单封+3%石棉绒+2%复配暂堵剂,2.3,5.0,4.7,3mm,1#+2%,承压剂,+4%果壳+8%复合堵漏剂,+2%单封+4%石棉绒+2%复配暂堵剂,2.6,5.6,5.3,4mm,1#+4%果壳+2.5%复合堵漏剂+2%单封,1.6,3.0,2.7,4mm,不同裂缝封堵实验,三、室内研究,配方压力 MPa 封堵初始封堵后承压 1#硅基钻井液0.3,堵漏方案研究,酸化解堵实验,将已通过高温高压动态污染的露头岩心，用15%的盐酸浸泡3小,时后，利用岩心流动实验仪来测量其渗透率恢复值的大小，以此来,衡量封堵带酸化解堵效果。,实验结果表明：加入承压剂后在岩心内形成的封堵膜经过15%的,盐酸浸泡3小时后，岩心渗透率恢复值达到了96%，接近岩屑的原始,渗透率，完全能够达到保护油气层的效果。,三、室内研究,堵漏方案研究 三、室内研究,酸化解堵实验,岩心,Ka,10,-3,m,2,Ko,10,-3,m,2,盐酸,浓度,%,酸化,时间,h,Kd,10,-3,m,2,渗透率,恢复值,%,1露头岩心,417.00,67.00,15,3,64.32,96,2露头岩心,422.18,50.06,15,3,39.19,78.29,备注：污染1露头岩心的钻井液为聚合物钻井液+1%承压剂,污染2露头岩心的钻井液为聚合物钻井液,三、室内研究,酸化解堵实验 岩心KaKo盐酸酸化Kd渗透率1露头岩心41,室内研究结论,承压剂中包含大量有机材料，有机物中含有大量的-COO,-,、-NH,2,吸,水基团，此基团的比例不同，其膨胀的倍数和速度不同。它吸水后变成,粘弹性膨胀体而充满孔喉，阻止钻井液进一步向地层内部运移。,承压剂