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重庆涪陵页岩气田焦石坝区块勘探开发工程技术_图文

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重庆 涪陵 页岩 气田 焦石坝 区块 勘探 开发 工程技术 图文
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涪陵 页岩气 焦石坝区块 田 焦石坝区块勘探开 发工程技术中国石化江汉油田分公司二〇一五年六月(一 ) 基本形成涪陵页岩气水平井优快钻井技术系列1、 钻井工程优化设计技术不断完善通过持续优化和完善井身结构 成功实现上部大尺寸井眼 “ 瘦身 ” 钻井, “ ” ,提速提效显著。„ 减小一开井眼尺寸:17 1/2″↓16″;16″井眼„ 减小表层套管下深:由龙潭组底上提至飞仙关组三段,上提约400m;„ 减小技术套管下深 : 由钻穿龙马溪组 “17 1/2″井眼:浊积砂”上提至进“浊积砂”3 —5m。一开不同井眼尺寸机械钻速对比图分开次系统总结分析了钻井面临的技术难题 , 优化完善了应对技术,方案与对策,提高钻井工程设计的针对性。涪陵页岩气田钻井各开次技术难点及技术对策表开次 技术难点分析 技术对策1 井眼尺寸大 (660 4 ) 跳钻严重 11″ 钻铤 +26″ 钢齿牙轮 ;导眼. . , 、机械钻速低(1m/h);洞发育,井漏多发,堵漏效果差。方钻杆 钻铤 ;钻头,提高钻压和钻速;铤+减震器+26″钢齿钻头,提高钻压和钻速。分井发生井漏;仙关组地层普遍含水,气体/泡沫钻井应用井区范围受限。浆+化学复合堵漏;潭组、茅口组、龙马溪“浊积砂”地层可钻性差,牙轮钻头寿命低;河坝地层裂缝发育,易井漏,且井壁稳定性差 易发生井漏和井垮 韩家店的 ,液密度窗口窄。 均工作时间70h,井下寿命普遍不到 100h; 高效 ;前使用的 ;、 应用高密度电法勘探地表溶洞、暗河,有效规避了浅表复杂情况初选平台在 井场选址确定后 首先对井场进行整体测线扫面后进行解释 根据地,下溶洞整体发育情况进行安全性评估,再决定是否需要重新选址。依据高密度电法结果 对焦页 14,、焦页40、焦页45号等平台进行了重选定平台新选址,确保了井场的安全 。对整体满足要求的井场进行 局部加密测线扫描 解释,清楚标示出主要的溶洞发焦页53号平台高密度电法解释平面图育区和破碎带,对井口效指导钻井井口 岩屑池, 、和污水池布置。3、 二开定向井段钻井提速取得突破性进展二开大尺寸井眼定向井段一直是制约涪陵地区钻井速度的关键和瓶颈,通过科技攻关和现场试验 初步探索出 一 套钻井提速技术系列 突破了大尺寸井眼定, 套钻井提速技术系列 ,向井段钻井提速技术瓶颈,实现了定向井段机械钻速大幅提高。„ 泡沫定向钻井技术试验成功„ 茅口组~韩家店 韩家店组低密度钻井液技术试验成功„ 三维复杂轨迹井应用水力振荡器初见成效4230354045间(d)m/h)232110152025二开 作业 械 钻速052013年平均 应用沫定向钻井0常规牙轮 泡沫定向钻井 1) 泡沫定向钻井技术试验成功( ) 泡沫定向钻井技术试验成功为了解决二开大井眼定向段钻井速度慢、易漏失的问题,研发了大尺寸井眼泡沫定向钻井技术 , 现场试验获得成功。9 泡沫钻井可行性评价分析9 电磁波随钻测量技术9 空气泡沫流体长 纯钻 钻速 邻井钻速 提速效果9 钻具组合一趟 中,h,比邻井钻速提高 (2)茅口组 —韩家店¾岩性变化频繁,崩碎¾定向段 工具面极为不稳定、¾ 平稳切削控制技术、低扭矩设计技术、力平衡优化等切削结构研究 , 提高定向控制能力 , 确保工具面稳定结构究 , ,¾ 优化钻头内外流道结构,对钻头水力结构进行优化,防止岩屑床的形成,避免重复破碎构改进定向井段 0号 钻头厂家 钻头型号入井深度m)进尺( m)纯钻时间( h)机械钻速(m/h)提速效果%焦页 3206 飞仙关~龙潭 口 ~栖霞 8 霞~梁山 01365B 506 飞仙关~龙潭 252 039 茅口 ~梁山 229 268 梁山~韩家店 187 仙关 ~茅口 290 141 茅口 ~韩家店 348 48 )三维复杂轨迹井应用水力振荡器初见成效为了解决三维复杂井眼轨道滑动钻进时的托压问题,现场试验了得良好钻井提速效果, 。应用 水力振荡器钻进钻时曲线对比图未应用在焦页172005用水力振荡器钻进,钻时与未采用该工艺的井明显降低。开展了水力振荡器国产化研究,目前已经完成工具方案和样机试加工。z 优选了液压脉冲发生器的驱动涡轮性能参数z 完成了降摩减阻工具样机主要零部件的试制加工、外购件的厂家优选与购置,并进行了试装配( 1)外径: 172 ( 2)适用排量: 25~ 32L/s( 3) 设计工作压降 : 1 3 4) 振动频率 : 20 30主要结构技术参数( ) 设计工作压降 : ~ ( ) 振动频率 : ~对工区耐油螺杆的应用情况进行了统计和评价分析 总结了耐油螺杆失,效的主要形式,初步优选了耐油螺杆。对不同厂家耐油螺杆性能进行了统计和调研:20h,但生产能力有限00h180h,只提供技术服务且价格昂贵60 国外产品价格昂贵 , 长寿命耐油螺杆, ,仍是制约三开井段钻井提速提效的关键。5、应用定向、地质、录井一体化的随钻地质导向技术,井眼轨迹控制能力得到提高质导向软件动生成垂剖并与标准井地质剖面对比 实时动态显示轨迹在小层的走向比 , ,并修正地层产状和调整轨迹。焦页 144的层产状复杂,且周缘无井控制,现场采用 水平井地质导向软件从浊积砂层开始实时跟踪,导向工程师根据地层产状的变化,及时下达指令, 保证了水平段轨迹全部在最优质页岩层段 3号和 1号层穿行。6 、 国产油基钻井液体系具有乳化剂加量少,性能优异,尤其是高温高压失水低等特点。基油:连续相;柴油有机土、润湿剂序号 组成本项目研究加量 (%)水相: 堵剂、石灰等油基钻井液体系配方1 柴油 /盐水 80/202 有机土 粘剂 成稳定的油 包 水乳状液4 主乳化剂 乳化剂 滤失剂 乳状液现场应用效果:井壁稳定 井径规则 扩大率低7 沥青 备碱 %) , ;抑制性能:砂样返出棱角分明;性能 : 损耗低 , 性能稳定 。乳化剂总加量 (%) , 。配套开发了 韧性胶乳防气窜水泥浆体系和 适应油基钻井液条件的 固井前置液体系(提高了长水平段固井质量,满足了多级分段压裂的要求。焦页1页9‐3差为主,少量中等 焦页 9‐2好为主,少量中等对油基泥浆钻进过程中产生的 含油钻屑 进行了 无害化采集和存放 , 修建专,用水泥通道和存放池,防止落地造成污染,并对 钻屑 进行了 无害化处理, 切实做到 “ 零污染 、 零排放 ” 。、处理前油基钻屑热解处理技术处理后油基钻屑热解处理技术7、“井工厂”钻井现场试验初见成效“井工厂”模式 ——轮轨式钻机井间作业顺序第一轮次井架移动示意图第二轮次井架移动示意图● 井口间距 : 10米● 米●移动方式:液力推动 轨道移动●拆装特点:模块预置 位置预设 快拆快转装第四轮次井架移动示意图第三轮次井架移动示意图●设备制造:江汉四机“井工厂”模式钻井方案特色: ●快速便捷 ——减少设备拆卸、搬迁、安装时间 ,降低劳动强度,提升生产时效;●安全环保 ——减少高风险作业环节,有效控制废液产生量;●经济高效 ——循环利用同开次钻井液,降低钻井液转换频次和使用量“ 井工厂 ” 钻井现场试验初见成效 , 降低了劳动强度 , 提升了生产时效 , 实现了同开次, , ,钻井液的循环利用,研发了“井工厂”地面设备配套方案、三 维井眼轨迹优化设计技术和山地“井工厂”作业程序。• 钻机选型: 滑轨快速50快速搬迁: 钻机整拖、设备“罐装”、整体作业流程标准化: 依次一开、二开、三开作业• 山地场地优化布置较丛式井场面积节约土地 单井钻前成本降低 10%• 简化中完: 直井段只测1口井,简化测井程序焦页 30号 “ 井工厂 ” 平台四口井预期在 10月全部完井 平均单井完井周期控制焦页30 “井工厂”平台号 “ ” ,在60、应用钻井学习曲线,钻井各项指标屡创记录涪陵地 钻井学 曲线 美 钻井学 曲线涪陵地 区 钻井学 习 曲线 美 国 曲线„ 美国 习速率为 „ 涪陵地区钻井学习系数为 习速率为 与 地相当为 与 区 相当2014年 1—5月:涪陵地区平均完钻周期 63天 , 较 2013年缩短 15天 , 缩短 平天 , 较 03 天 , 缩短 .%; 平均完井周期 68天,缩短了 28天, 涪陵地区2013年和2014年钻完井周期对比图以学习曲线为指导,分阶段对工区的钻完井周期进行合理预测,以此为依据进行生产运行组织、抓好关键时间节点的监控,建立动态考评与激励制度,提高施工队伍积极性和生产效率,实现了整体钻井速度持续稳定提高,并在单井取得了系列高指标 :„ 焦页32钻井深4666m, 钻井周期42d ,创涪陵工区最短钻井周期纪录„ 焦页8钻井深4498m, 完井周期59天 ,创井深4000米以上井完井周期最短纪录„ 焦页32井平均 h ,创涪陵工区全井平均机械钻速最高纪录„ 焦页13页29页5- 2页9页3根螺杆 一 只钻头 一 趟钻 钻完水平段进尺杆 只钻头 趟钻 钻完水平段进尺 。(二)基本形成涪陵页岩气长水平井压裂试气工艺技术‡根据气藏储层特点,以储层可压性评价为基础,以形成复杂缝或缝网、扩大泄气面积为目标,确定压裂工艺。‡借鉴试验井组的成功经验,结合相关研究成果,优化适合气藏的压裂工艺参数。‡实施过程中不断筛选 评价适用的压裂液体系和支撑剂 并持续改进 完善施工、 , 、工艺,实现有效控制成本、增加产量的目的。‡不断优化改进配套工艺,基本形成长水平井连续油管钻塞、节能环保型进站测试工艺 “ 井工厂 ” 交叉压裂 污水处理再利用等系列技术 研发的 3000型压裂车组、 、 ,等装备在工区成功应用。1、通过综合评价储层可压性,确定了压裂改造主导模式。评价参数 评价指标 焦页10% 土含量 33000 5 排量m3/137(4")车配液橇添加剂压裂装备布置橇装连续配液装置(20 3000型压裂车 在 907m3/L/2423(4")m3/ 在 展页岩气“井工厂”交叉压裂模式试气作业取得成功依据压裂工况需求,调整两口井的交叉作业流程, 实 现两口井压裂 作 业 和 泵送 作 业的无缝 衔 接。实际施工参数 焦页 9页 9 m) 1611 1486实 作 和泵 作 衔焦页9短施工周期 40%, 减少压裂车辆动用 35%, 创水平段施工长度 ( )压裂段数 19 18入井总液量( 减少压裂车辆动用 , 创多项国内同行业纪录,按“井工厂”模式,两口井试气周期 33天 大幅提高了施工时效平均单段液量( 大幅提高了施工时效 。焦页9#平台交工厂”交成钻井污水及措施返排液处理再利用技术通过 物理和化学处理 等技术手段,对压后措施返排液和钻井污水进行处理,指标合格后,可直接用于同一平台下口井的压裂液配制。处理前处理后9、高效、可靠的施工组织和协调,确保试气顺利进行。¾ 地质、工艺、工程技术人员现场紧密结合 为高效试气提供技术支持合 , 为高效试气提供技术支持 。¾ 采用跟踪分析、实时调整的现场压裂施工实施模式 下一段施工参数和泵注程序进行相应调整 , 有效提高了压泵注程序进行相应调整 , 有效提高了压裂成功率和施工效率。¾ 精心组织 、 细化运行 , 保证试气工作连、 细化运行 , 保证试气工作连续进行。 针对试气工作量大、单井试气时间长、地表条件差等不利因素,配置了先进、可靠的压裂机组,配套完善地面设施、辅助技术装备,工艺工序衔接顺利,满足多口井同时试气的需求。(三)基本形成具有页岩气特色的采气化采气生产管柱‹ 生产管柱结构¾ 油管材质合储层流体性质和生27/8/工作筒产条件, 选择按照气藏方案 平均日产能为 104m3/d,, × ,2m、76用内径为 62 工作筒¾采用不压井作业下生产管柱筛管导锥管柱结构 为:由下自上为导锥+筛管+工作筒+油管。下至)基本形成具有页岩气特色的采气页 8计了标准化、橇装化采气集输流程除砂器 除砂器 除砂器加热炉 加热炉加热炉加热炉分分分分放空 放空 放空 放空离器离器离器污水罐离器根据 水力 加 砂压裂页 岩 气 井初期计量计量计量计量 流量计算机砂压裂页 气出砂、气体气质好、初期产量较高的特点, 整套采气、集输流程采用5号集气站试采流程示意图外输级脱水工艺,由8个独立功能标准化模块组合。国产化三甘醇脱水装置脱水站场平面分布示意图 脱水工艺流程示意图脱水工艺采用 三甘醇吸收法 , 2013年12月18日投入运行以来,生产正常,目前水露点达到3、长水平段产气剖面测试技术‡ 多相流扫描成像 ) 生产测井( )2013年7月24日,应用 斯伦贝谢对焦页1能主要贡献为12-15级,占总产气量90%涡轮流量计气水持率仪爬行器‡ 连续油管穿光纤或电缆生产测井正在焦页12试产气剖面。全井眼涡轮流量计持气率、持水率仪4、微地震监测技术焦页1的空间展布(缝长、缝高、缝宽、方位),优化压裂设计及指导井位调整部署。焦页1 3 立体 )- 井微地震监测结果 ( 立体 )(四)全力推进 “四化”建设,增强工程技术的可复制性和可推广性钻前工程管理规定 涪陵工区陵工区监督管理规定涪陵工区交接井管理规定 涪陵工区浅层气井控安全推荐做法涪陵工区页岩气井干井筒固井施工规范 涪陵工区页岩气井固井技术要求涪陵工区页岩气井井眼轨迹作业流程与规范 涪陵工区页岩气井气体钻井技术规程涪陵工区页岩气井下油层套管技术规程 涪陵工区页岩气井油基钻井液技术规范涪陵工区页岩气井钻前工程技术要求 涪陵工区钻、试、采同步作业安全技术要求涪陵工区钻井和试气作业井控安全技术要求涪陵页岩气试气事故案例汇编 页岩气井试气投产作业资料管理规定页岩气井带压作业设备管理规定 页岩气井压裂井口岩气井试气作业现场管理规范页岩气试气工程作业指导书 采气井现场管理规范采气井口装置一二级套管头压力监测管理规定 采气生产管理规定新井投产管理规定 集输站现场管理规范地面工程现场管理规范初稿按照标准化设计、标准化施工、标准化采购、信息化管理,编制形成了一系列的标准化建设规范和技术要求。按照“四化”建设方案,单项工程趋于模式化和可复制化 。。标准化集输气站标准化钻井现场标准化压裂现场
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