BZ25-1油田活性软泥页岩课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/9/14,#,BZ25-1油田活性软泥页岩井壁稳定性机理及其在二期开发过程中的应用,中海油田服务,2006年9月,“钻井液完井液学术研讨会”论文,报告人：吴 彬,BZ25-1油田活性软泥页岩井壁稳定性机理及其在二期开发过程,1,前 言,BZ25-1油田位于渤海中部，西北距塘沽约150km，东南距龙口127km。是中国海洋石油总公司在渤海海域的第三个上亿吨级整装大油田。该油田目前开发的井段主要为浅层油气田，自上而下所钻遇的地层有：第四系平原组、上第三系明化镇组以及馆陶组。,前 言 BZ25-1油田位于渤海中部，西北距塘沽约,2,地质特征,自上而下钻遇的地层有第四系平原组、上第三系明化镇组和馆陶组；其中明化镇组下段为主力油层。,平原组黄褐色粘土及灰色散砂互层；,明化镇组上段为紫褐色、绿灰色泥岩及灰色粉砂岩互层；下段为大套紫褐色、绿灰色泥岩夹薄层灰色泥质粉砂岩；,馆陶组上部为厚层砂岩夹泥岩薄层，中部为泥岩与细砂岩、粉砂岩的不等厚互层，下部为厚层细砂岩夹泥岩。,大段泥页岩粘土含量3060，伊蒙混层和蒙脱石含量占3070。,地质特征自上而下钻遇的地层有第四系平原组、上第三系明化镇组和,3,粘土矿物分析对比,井号,井深,粘土矿物,粘土矿物组成,混层比,(S)(%),CEC,(,mmol/Kg),I/S,S,I,K,C,膨润土,550,膨润土：露头岩样,1,：,1,392,露头岩样,30.64,73.0,27.0,85,262,BZ25-1-7,1754.95,34.0,36,15,30,19,197,BZ25-1-7,1747.45,41.0,58,10,22,10,298,BZ25-1-7,57.2,49,12,25,14,354,NB35-2-6,931.8,18,43.8,20.8,30.3,5.3,131.3,QK18-1-1,3052.0,2.96,64.0,9.8,16.2,10,60,18.8,JZ21-1-2D,2387.0,62.5,粘土矿物分析对比井号井深粘土矿物粘土矿物组成混层比(S)(%,4,问题的提出,大段井段为活性泥页岩，泥质含量高。,钻遇泥岩层段极易粘土水化分散，井眼缩径。,井眼不畅，起下钻受阻，存在憋泵、倒划眼现象。,8001200m井眼不畅、起下钻遇阻最为严重。,问题的提出大段井段为活性泥页岩，泥质含量高。,5,一期钻井液应用,PF-PLUS/PF-JFC,B平台南区17口，D平台北区10口，E平台3口,加PF-JLX,B平台北区10口，D平台南区13口，E平台17口,PF-PLUS/KCl,D平台北区6口，E平台14口,一期钻井液应用PF-PLUS/PF-JFCB平台南区17口，,6,PF-PLUS/PF-JFC体系应用,优点：,携砂效果好,；,起钻时间相对短；,电测一次成功率高；,不足之处：,泥浆流动性差，粘附性强，造成泵压高，排量低；,机械钻速低；,泥浆操作性不强，粘切增长快，维护困难，工作量大；,转化后有起块现象，并伴有蹩泵抬钻具现象；,弱抑制性体系,固相含量相对较高；,稳定性较差，不适应长时间作业，尤其是复杂井作业。,PF-PLUS/PF-JFC体系应用优点：携砂效果好；不足之,7,PF-PLUS/KCl（JLX）体系应用,优点：,提高了平均机械钻速（超100m）,；,提高了现场的操作稳定性；,流动性较好,泵压低，排量高；,性能相对稳定，井径相对规则。,不足之处：,起钻问题表现突出，尤其是大套泥岩段；,盖层井段钻进时粘切仍增长较快；,泥岩段有明显缩径现象(尤其时间长时)；,返砂量相对钻速较少，上部堆积较多；,KCl消耗量大，最多时一口井消耗70吨。,每柱打完后交接面倒划眼困难。,PF-PLUS/KCl（JLX）体系应用优点：提高了平均机,8,不同体系时效对比,项目,斜深,M,垂深,M,平均井斜,度,建井周期,天,PF-PLUS/PF-JFC,2349,1842.93,45.35,5.91,PF-PLUS/KCl(/PF-JLX),2231,1820.57,44.14,7.03,常规井12-1/4”两种体系时效对比,不同体系时效对比项目斜深垂深平均井斜建井周期PF-PLUS/,9,井壁失稳理论分析,物理因素,化学因素,水力传递,渗透作用,离子与压力传递,离子交换,膨胀压的改变,井壁失稳理论分析 物理因素 化学因素 水力传递 离子交换,10,化学因素的影响,一、离子交换,易水化膨胀地层传统方法无机盐抑制,阳离子交换容量,化学因素的影响一、离子交换 易水化膨胀地层传统方法无机盐,11,不同岩样的阳离子交换容量,井号,井深,粘土矿物,粘土矿物组成,混层比,(S)(%),CEC,(,mmol/Kg),I/S,S,I,K,C,膨润土,550,膨润土：露头岩样,1,：,1,392,露头岩样,30.64,73.0,27.0,85,262,BZ25-1-7,1754.95,34.0,36,15,30,19,197,BZ25-1-7,1747.45,41.0,58,10,22,10,298,BZ25-1-7,57.2,49,12,25,14,354,NB35-2-6,931.8,18,43.8,20.8,30.3,5.3,131.3,QK18-1-1,3052.0,2.96,64.0,9.8,16.2,10,60,18.8,JZ21-1-2D,2387.0,62.5,不同岩样的阳离子交换容量 井号井深粘土矿物粘土矿物组成混层比,12,化学因素的影响,BZ25-1油田不同钻屑加量对K,含量的影响,实验配方,KCl,含量,（,kg/m,3,）,K,+,含量,（,mg/l,）,空白,30,15720,10,钻屑,25,12652,20,钻屑,20,10148,30,钻屑,16,8512,40,钻屑,12,6329,50,钻屑,9,4782,注；研究选用配方为：,3,海水般土浆,0.3,PLUS,0.1%HV-PAC,0.1%XC-HV,1.5,TEX,0.5,NPAN,1%TEMP,3,KCl,2,JLX,化学因素的影响BZ25-1油田不同钻屑加量对K含量的影响,13,化学因素的影响,一、离子交换,近井壁带离子交换大；,K,+,处于欠饱和状态；,近井壁带局部硬化,远井壁带水化严重,化学因素的影响一、离子交换 近井壁带离子交换大；,14,图,示,：滤液侵入地层简图,硬,脆,地,层,水,化,地,层,硬,脆,地,层,水,化,地,层,滤液、,K,钻,井,液,硬,脆,地,层,水,化,地,层,硬,脆,地,层,水,化,地,层,滤液、,K,钻,井,液,硬,脆,地,层,水,化,地,层,硬,度,地,层,水,化,地,层,硬,度,地,水,化,地,层,滤液、,K,钻,井,液,层,较高,较高,化学因素的影响,图示：滤液侵入地层简图 硬脆地层水化地层硬脆地层水化地层滤液,15,化学因素的影响,化学因素的影响,16,化学因素的影响,8KCl水溶液6h循环,淡水循环6h,化学因素的影响8KCl水溶液6h循环淡水循环6h,17,化学因素的影响,二、膨胀压的改变,远井壁带水化膨胀，膨胀压升高；,离子局部浓集粘土颗粒界面间短程斥力增加；造成渗透水化膨胀压增高。,化学因素的影响二、膨胀压的改变 远井壁带水化膨胀，膨胀压,18,化学因素的综合考虑,无机盐类抑制剂无法根本解决膨胀压的问题,化学因素难以从现有工艺上消除,物理因素 化学因素,化学因素的综合考虑 无机盐类抑制剂无法根本解决膨胀压的问题,19,物理因素的影响,滤液的侵入,一、渗透作用,物理因素的影响 滤液的侵入 一、渗透作用,20,泥页岩中压力传递比溶质和离子扩散快1,2个数量级，后者又比钻井液的滤液的达西流快1,2个数量级。,钻井液密度液柱压力的提高，会促进水力压差引起的孔隙压力的传递以及滤液的侵入，从而导致孔隙压力增高以及水化作用加剧。,二、压力传递,物理因素的影响,泥页岩中压力传递比溶质和离子扩散快12个数量级，后者又比,21,物理因素的影响,图,示,：时间与井壁压力扩散关系简图,物理因素的影响图示：时间与井壁压力扩散关系简图,22,井壁失稳理论分析,图,示,：压力降低失衡井壁坍塌简图,井壁失稳理论分析图示：压力降低失衡井壁坍塌简图,23,综合影响因素,体系中应尽量减少采用无机盐抑制,保证钻井液在整个钻井过程中的包被效果,减少压力及滤液的传递是井壁稳定的重要因素,控制物理因素 缓解化学因素压力,综合影响因素 体系中应尽量减少采用无机盐抑制,24,钻井液设计思路,良好的携砂、悬浮能力,强的包被抑制效果,较强的固相容量限,地层“软抑制”(压缩双电层）,强的膜效率，成膜封堵减少压力及滤液的传递,适当的钻井液密度,钻井液设计思路 良好的携砂、悬浮能力,25,有机正电胶钻井液体系,3,海水浆,0.1,NaOH,0.1,Na,2,CO,3,0.3,PAC-LV,0.5,PLUS,1.0%,有机正电胶,+3,聚醇醚,0.2%XC,加重,基本配方,条件,AV,mPas,PV,mPas,YP,(Pa),YP/PV,6,/,3,FL,API,(ml),滚前,38,21,17,0.809,10/8,滚后,34,18,16,0.888,9/7,6.4,钻井液体系基本性能,注：,热滚条件：,80,0,C,16h,；密度：,1.15g/cm,3,有机正电胶钻井液体系 3海水浆0.1,26,现场应用,有机正电胶钻井液体系已经在BZ25-1油田二期开发的A、C、F三个平台中成功应用。该体系明显改善了一期作业中存在的机械钻速慢、起下钻遇阻等问题，主要表现在明显减少了蹩抬钻具现象、提高了平均机械钻速、增强了携带效果、缩短了起下钻时间、降低了倒划眼起钻难度，提高了钻井整体时效，并且提高了电测一次成功率。每柱打完倒划眼活动钻具时间由30分钟至1小时缩短为10分钟左右，完钻短起时间平均缩短2小时，平均单井时效提高达12小时，平均机械钻速提高37%。同时钻进油层的比重从一期作业的1.251.28降低到了1.181.23，比重的降低带来了大幅度压差的下降，对油气层保护同样起到至关重要的作用。,现场应用 有机正电胶钻井液体系已经在BZ25-1油田二,27,经常,不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有,力量,Study Constantly,And You Will Know Everything.The More You Know,The More Powerful You Will,Be,写,在最后,经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量写,28,谢谢你的到来,学习并没有结束，希望大家继续努力,Learning Is Not Over.I Hope You Will Continue To Work Hard,演讲人：,XXXXXX,时 间：,XX,年,XX,月,XX,日,谢谢你的到来演讲人：XXXXXX,29,