一种水平井安全密度窗口扩展方法
一种水平井安全密度窗口扩展方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于石油钻井技术领域，具体设及一种油水平井安全密度窗口扩展方法。
【背景技术】
[0002] 黄36井区位于宁夏自治区盐池县红井子乡一陕西省定边县冯地坑乡境内，是 2013年长庆油田采油=厂油水平井规模化开采的主要区块之一，开发目的层为长8。长8 目的层水平井钻井施工过程中，长7油页岩段长、井斜大易跨塌；长4巧地层承压能力低，钻 井液密度达不到平衡油页岩所需要的最小密度；PDC钻头滑动困难，造斜段机械钻速低，该 区块核屯、由于安全密度窗口窄，上漏下塌导致井下复杂频发，如；黄平36-19井因井漏、油 页岩跨塌施工2次未成功，黄平36-21井因井漏，密度达不到平衡地层压力，出水后油页岩 跨塌，2 口井被迫改为S开结构，损失时间1125小时，该地区因井漏和井塌处理复杂时率占 生产时间的15. 16%。
[0003] 主要技术难题： 1、上部长4巧地层承压能力低，易漏失，而平衡下部油页岩巧塌压力需提高密度，加剧 漏失程度，前期完成的16 口井中漏速大于5m3/h的有4 口井，漏速2-5m3/h的9 口井，漏速 l-2m3/h的 3 口井。
[0004] 2、油页岩段长，油页岩碳化程度高、可塑性差，属脆裂岩石，发育较好，横向层理构 造明显，水化程度弱，化学防塌效果差，主要通过提高钻井液密度维持其稳定。
[0005] 3、钻井液中堵漏剂含量高，纤维颗粒造成摩阻大，PDC钻头滑动粘阻、托压严重，施 工效率低。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是克服上述技术问题，从承压堵漏方面着手，通过随钻堵漏逐步提 高钻井液密度，优化钻井参数、完善相关工艺技术，扩展了安全密度窗口，有效解决了上述 难题，提高陕北地区长8层水平井施工效率和钻井速度，减少井下复杂，形成了该区块水平 井安全快速钻井模式。
[0007] 本发明的技术方案是； 一种水平井安全密度窗口扩展方法，包括如下步骤： 步骤1)在8 3/8"井眼中，进入易漏地层长4巧层前100米，按质量体积百分比在每100 方钻井液中按循环周通过钻井累逐步加入W下组分，膨润±粉1. 5%、银末1%、封堵剂1%、云 母粉1% ; 步骤2)进入漏层后，降低钻井累排量，将排量由34L/s降到29L/s，减小环空压耗，减 轻大排量对易漏易塌地层井壁的冲刷； 步骤3)漏层打开后，控制机械钻速小于20m/h，同时加强固相控制，及时清除钻井液中 有害固相，使环空钻屑浓度最低，防止悠漏地层； 步骤4)控制油页岩段井斜，将祀点垂深下调，从油层中下部入窗，降低油页岩井斜角， 确保钻穿油页岩最大井斜小于80度，降低油页岩巧塌压力； 步骤5)钻开漏层后，采用牙轮钻头对井眼进行定向。
[0008] 所述膨润±粉为钻井泥浆用膨润±。
[0009] 所述封堵剂为单向压力封堵剂DF-A，粒度小于0. 9毫米。
[0010] 所述银末粒度范围0. 9-3毫米。
[0011] 所述云母粉粒度范围60-100目。
[0012] 步骤3)中所述加强固相控制采用四级固控，振动筛布80目，正常钻进连续使用 除砂器、除泥器清除有害固相。
[0013] 所述银末、封堵剂、云母粉组成堵漏剂，钻漏层时入口钻井液中堵漏剂含量应达 3〇/〇。
[0014] 步骤5)所述牙轮钻头为8 3/8"钻头。
[0015] 本发明的有益效果是： 1、 本发明通过泥浆体系逐渐加入不同粒度堵剂的方式，改进防漏配方，加强封堵，建 立压力传递屏障，阻止裂缝扩张，提高地层承压能力预处理漏失地层，逐步提高漏失井壁强 度； 2、 本发明通过降低钻井累排量，从34L/s降到29L/s，减小环空压耗，减轻大排量对易 漏易塌地层井壁的冲刷，提高了钻井液同等密度情况下防漏能力； 3、 本发明中漏层打开后，控制机械钻速，利于钻井液及时填充封堵漏层，利于钻井液将 环空中的钻屑循环出来，防止环空钻屑激增当量密度增加，悠漏地层。
【具体实施方式】
[0016] 实施例1 ; 本实施例提供了一种水平井安全密度窗口扩展方法，包括如下步骤： 步骤1)在8 3/8"井眼中，进入易漏地层长4巧层前100米，按质量体积百分比在每 100方钻井液中按循环周通过钻井累依次逐步加入W下组分，膨润±粉1. 5%、银末1%、封堵 剂1%、云母粉1% ; 步骤2)进入漏层后，降低钻井累排量，将排量由34L/s降到29L/s，减小环空压耗，减 轻大排量对易漏易塌地层井壁的冲刷； 步骤3)漏层打开后，控制机械钻速小于20m/h，同时加强固相控制，及时清除钻井液中 有害固相，力求环空钻屑浓度最低，防止悠漏地层； 步骤4)控制油页岩段井斜，将祀点垂深下调，从油层中下部入窗，降低油页岩井斜角， 确保钻穿油页岩最大井斜小于80度，降低油页岩巧塌压力； 步骤5)钻开漏层后，采用牙轮钻头对井眼进行定向。
[0017] 本实施例中，膨润±粉为钻井泥浆用膨润±，封堵剂为单向压力封堵剂DF-A，粒度 小于0. 9毫米，银末粒度范围0. 9-3毫米，云母粉粒度范围60-100目；其中，银末、封堵剂、 云母粉组成堵漏剂，钻漏层时入口钻井液中堵漏剂质量体积百分数应达3%。
[0018] 其中，质量体积百分数的单位为kg/m3,即步骤1中在每100方钻井液中按循环周 通过钻井累依次逐步加入W下组分，膨润上粉1.化g、银末化g、封堵剂化g、云母粉1kg。
[0019] 步骤3)中漏层钻开后，控制机械钻速小于20m/h，每个单根的纯钻时间不少于30 分钟，加强固相控制，采用四级固控，振动筛布80目，正常钻进连续使用除砂器、除泥器，根 据钻井液性能要求有选择地使用固控设备，最大限度清除有害固相。固控设备的选择W底 流密度为判断标准，具体见表1 ; 表1固控设备的选择对照表
【主权项】
1. 一种水平井安全密度窗口扩展方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤1)在8 3/8"井眼中，进入易漏地层长4+5层前100米，按质量体积百分比在每100 方钻井液中按循环周通过钻井泵逐步加入以下组分，膨润土粉1. 5%、锯末1%、封堵剂1%、云 母粉1% ; 步骤2)进入漏层后，降低钻井泵排量，将排量由34L/s降到29L/s，减小环空压耗，减 轻大排量对易漏易塌地层井壁的冲刷； 步骤3)漏层打开后，控制机械钻速小于20m/h，同时加强固相控制，及时清除钻井液中 有害固相，使环空钻肩浓度最低，防止憋漏地层； 步骤4)控制油页岩段井斜，将靶点垂深下调，从油层中下部入窗，降低油页岩井斜角， 确保钻穿油页岩最大井斜小于80度，降低油页岩坍塌压力； 步骤5)钻开漏层后，采用牙轮钻头对井眼进行定向。
2. 根据权利要求1所述的一种水平井安全密度窗口扩展方法，其特征在于：所述膨润 土粉为钻井泥浆用膨润土。
3. 根据权利要求1所述的一种水平井安全密度窗口扩展方法，其特征在于：所述封堵 剂为单向压力封堵剂DF-A，粒度小于0. 9毫米。
4. 根据权利要求1所述的一种水平井安全密度窗口扩展方法，其特征在于：所述锯末 粒度范围0. 9-3毫米。
5. 根据权利要求1所述的一种水平井安全密度窗口扩展方法，其特征在于：所述云母 粉粒度范围60-100目。
6. 根据权利要求1所述的一种水平井安全密度窗口扩展方法，其特征在于：步骤3)中 所述加强固相控制采用四级固控，振动筛布80目，正常钻进连续使用除砂器、除泥器清除 有害固相。
7. 根据权利要求1所述的一种水平井安全密度窗口扩展方法，其特征在于：所述锯末、 封堵剂、云母粉组成堵漏剂，钻漏层时入口钻井液中堵漏剂质量体积百分数应达3%。
8. 根据权利要求1所述的一种水平井安全密度窗口扩展方法，其特征在于：步骤5)所 述牙轮钻头为8 3/8"钻头。
【专利摘要】本发明具体涉及一种水平井安全密度窗口扩展方法，包括如下步骤：1）在8 3/8〞井眼中，按质量体积百分比在100方钻井液中逐步加入膨润土粉1.5%、锯末1%、封堵剂1%、云母粉1%；2）进入漏层后，降低钻井泵排量；3）漏层打开后，控制机械钻速，同时加强固相控制，清除钻井液中有害固相；4）控制油页岩段井斜；5）采用牙轮钻头对井眼进行定向。本发明通过泥浆体系逐渐加入不同粒度堵剂，改进防漏配方，保证钻井液堵漏剂入井浓度达3%，加强封堵，提高漏失井壁强度；降低钻井泵排量，阻止裂缝扩张；控制机械钻速，降低环空钻屑的积累；控制钻油页岩段最大井斜角80度，降低平衡油页岩段坍塌压力，从而扩展了安全密度窗口。
【IPC分类】E21B21-00, E21B7-00, E21B33-13
【公开号】CN104712287
【申请号】CN201510040272
【发明人】吴付频, 南红军, 高龙, 王登治
【申请人】中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆钻井总公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年1月27日
【技术领域】
[0001] 本发明属于石油钻井技术领域，具体设及一种油水平井安全密度窗口扩展方法。
【背景技术】
[0002] 黄36井区位于宁夏自治区盐池县红井子乡一陕西省定边县冯地坑乡境内，是 2013年长庆油田采油=厂油水平井规模化开采的主要区块之一，开发目的层为长8。长8 目的层水平井钻井施工过程中，长7油页岩段长、井斜大易跨塌；长4巧地层承压能力低，钻 井液密度达不到平衡油页岩所需要的最小密度；PDC钻头滑动困难，造斜段机械钻速低，该 区块核屯、由于安全密度窗口窄，上漏下塌导致井下复杂频发，如；黄平36-19井因井漏、油 页岩跨塌施工2次未成功，黄平36-21井因井漏，密度达不到平衡地层压力，出水后油页岩 跨塌，2 口井被迫改为S开结构，损失时间1125小时，该地区因井漏和井塌处理复杂时率占 生产时间的15. 16%。
[0003] 主要技术难题： 1、上部长4巧地层承压能力低，易漏失，而平衡下部油页岩巧塌压力需提高密度，加剧 漏失程度，前期完成的16 口井中漏速大于5m3/h的有4 口井，漏速2-5m3/h的9 口井，漏速 l-2m3/h的 3 口井。
[0004] 2、油页岩段长，油页岩碳化程度高、可塑性差，属脆裂岩石，发育较好，横向层理构 造明显，水化程度弱，化学防塌效果差，主要通过提高钻井液密度维持其稳定。
[0005] 3、钻井液中堵漏剂含量高，纤维颗粒造成摩阻大，PDC钻头滑动粘阻、托压严重，施 工效率低。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是克服上述技术问题，从承压堵漏方面着手，通过随钻堵漏逐步提 高钻井液密度，优化钻井参数、完善相关工艺技术，扩展了安全密度窗口，有效解决了上述 难题，提高陕北地区长8层水平井施工效率和钻井速度，减少井下复杂，形成了该区块水平 井安全快速钻井模式。
[0007] 本发明的技术方案是； 一种水平井安全密度窗口扩展方法，包括如下步骤： 步骤1)在8 3/8"井眼中，进入易漏地层长4巧层前100米，按质量体积百分比在每100 方钻井液中按循环周通过钻井累逐步加入W下组分，膨润±粉1. 5%、银末1%、封堵剂1%、云 母粉1% ; 步骤2)进入漏层后，降低钻井累排量，将排量由34L/s降到29L/s，减小环空压耗，减 轻大排量对易漏易塌地层井壁的冲刷； 步骤3)漏层打开后，控制机械钻速小于20m/h，同时加强固相控制，及时清除钻井液中 有害固相，使环空钻屑浓度最低，防止悠漏地层； 步骤4)控制油页岩段井斜，将祀点垂深下调，从油层中下部入窗，降低油页岩井斜角， 确保钻穿油页岩最大井斜小于80度，降低油页岩巧塌压力； 步骤5)钻开漏层后，采用牙轮钻头对井眼进行定向。
[0008] 所述膨润±粉为钻井泥浆用膨润±。
[0009] 所述封堵剂为单向压力封堵剂DF-A，粒度小于0. 9毫米。
[0010] 所述银末粒度范围0. 9-3毫米。
[0011] 所述云母粉粒度范围60-100目。
[0012] 步骤3)中所述加强固相控制采用四级固控，振动筛布80目，正常钻进连续使用 除砂器、除泥器清除有害固相。
[0013] 所述银末、封堵剂、云母粉组成堵漏剂，钻漏层时入口钻井液中堵漏剂含量应达 3〇/〇。
[0014] 步骤5)所述牙轮钻头为8 3/8"钻头。
[0015] 本发明的有益效果是： 1、 本发明通过泥浆体系逐渐加入不同粒度堵剂的方式，改进防漏配方，加强封堵，建 立压力传递屏障，阻止裂缝扩张，提高地层承压能力预处理漏失地层，逐步提高漏失井壁强 度； 2、 本发明通过降低钻井累排量，从34L/s降到29L/s，减小环空压耗，减轻大排量对易 漏易塌地层井壁的冲刷，提高了钻井液同等密度情况下防漏能力； 3、 本发明中漏层打开后，控制机械钻速，利于钻井液及时填充封堵漏层，利于钻井液将 环空中的钻屑循环出来，防止环空钻屑激增当量密度增加，悠漏地层。
【具体实施方式】
[0016] 实施例1 ; 本实施例提供了一种水平井安全密度窗口扩展方法，包括如下步骤： 步骤1)在8 3/8"井眼中，进入易漏地层长4巧层前100米，按质量体积百分比在每 100方钻井液中按循环周通过钻井累依次逐步加入W下组分，膨润±粉1. 5%、银末1%、封堵 剂1%、云母粉1% ; 步骤2)进入漏层后，降低钻井累排量，将排量由34L/s降到29L/s，减小环空压耗，减 轻大排量对易漏易塌地层井壁的冲刷； 步骤3)漏层打开后，控制机械钻速小于20m/h，同时加强固相控制，及时清除钻井液中 有害固相，力求环空钻屑浓度最低，防止悠漏地层； 步骤4)控制油页岩段井斜，将祀点垂深下调，从油层中下部入窗，降低油页岩井斜角， 确保钻穿油页岩最大井斜小于80度，降低油页岩巧塌压力； 步骤5)钻开漏层后，采用牙轮钻头对井眼进行定向。
[0017] 本实施例中，膨润±粉为钻井泥浆用膨润±，封堵剂为单向压力封堵剂DF-A，粒度 小于0. 9毫米，银末粒度范围0. 9-3毫米，云母粉粒度范围60-100目；其中，银末、封堵剂、 云母粉组成堵漏剂，钻漏层时入口钻井液中堵漏剂质量体积百分数应达3%。
[0018] 其中，质量体积百分数的单位为kg/m3,即步骤1中在每100方钻井液中按循环周 通过钻井累依次逐步加入W下组分，膨润上粉1.化g、银末化g、封堵剂化g、云母粉1kg。
[0019] 步骤3)中漏层钻开后，控制机械钻速小于20m/h，每个单根的纯钻时间不少于30 分钟，加强固相控制，采用四级固控，振动筛布80目，正常钻进连续使用除砂器、除泥器，根 据钻井液性能要求有选择地使用固控设备，最大限度清除有害固相。固控设备的选择W底 流密度为判断标准，具体见表1 ; 表1固控设备的选择对照表
【主权项】
1. 一种水平井安全密度窗口扩展方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤1)在8 3/8"井眼中，进入易漏地层长4+5层前100米，按质量体积百分比在每100 方钻井液中按循环周通过钻井泵逐步加入以下组分，膨润土粉1. 5%、锯末1%、封堵剂1%、云 母粉1% ; 步骤2)进入漏层后，降低钻井泵排量，将排量由34L/s降到29L/s，减小环空压耗，减 轻大排量对易漏易塌地层井壁的冲刷； 步骤3)漏层打开后，控制机械钻速小于20m/h，同时加强固相控制，及时清除钻井液中 有害固相，使环空钻肩浓度最低，防止憋漏地层； 步骤4)控制油页岩段井斜，将靶点垂深下调，从油层中下部入窗，降低油页岩井斜角， 确保钻穿油页岩最大井斜小于80度，降低油页岩坍塌压力； 步骤5)钻开漏层后，采用牙轮钻头对井眼进行定向。
2. 根据权利要求1所述的一种水平井安全密度窗口扩展方法，其特征在于：所述膨润 土粉为钻井泥浆用膨润土。
3. 根据权利要求1所述的一种水平井安全密度窗口扩展方法，其特征在于：所述封堵 剂为单向压力封堵剂DF-A，粒度小于0. 9毫米。
4. 根据权利要求1所述的一种水平井安全密度窗口扩展方法，其特征在于：所述锯末 粒度范围0. 9-3毫米。
5. 根据权利要求1所述的一种水平井安全密度窗口扩展方法，其特征在于：所述云母 粉粒度范围60-100目。
6. 根据权利要求1所述的一种水平井安全密度窗口扩展方法，其特征在于：步骤3)中 所述加强固相控制采用四级固控，振动筛布80目，正常钻进连续使用除砂器、除泥器清除 有害固相。
7. 根据权利要求1所述的一种水平井安全密度窗口扩展方法，其特征在于：所述锯末、 封堵剂、云母粉组成堵漏剂，钻漏层时入口钻井液中堵漏剂质量体积百分数应达3%。
8. 根据权利要求1所述的一种水平井安全密度窗口扩展方法，其特征在于：步骤5)所 述牙轮钻头为8 3/8"钻头。
【专利摘要】本发明具体涉及一种水平井安全密度窗口扩展方法，包括如下步骤：1）在8 3/8〞井眼中，按质量体积百分比在100方钻井液中逐步加入膨润土粉1.5%、锯末1%、封堵剂1%、云母粉1%；2）进入漏层后，降低钻井泵排量；3）漏层打开后，控制机械钻速，同时加强固相控制，清除钻井液中有害固相；4）控制油页岩段井斜；5）采用牙轮钻头对井眼进行定向。本发明通过泥浆体系逐渐加入不同粒度堵剂，改进防漏配方，保证钻井液堵漏剂入井浓度达3%，加强封堵，提高漏失井壁强度；降低钻井泵排量，阻止裂缝扩张；控制机械钻速，降低环空钻屑的积累；控制钻油页岩段最大井斜角80度，降低平衡油页岩段坍塌压力，从而扩展了安全密度窗口。
【IPC分类】E21B21-00, E21B7-00, E21B33-13
【公开号】CN104712287
【申请号】CN201510040272
【发明人】吴付频, 南红军, 高龙, 王登治
【申请人】中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆钻井总公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年1月27日
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