南祁连地区疏勒坳陷钻井配套技术研究与应用.ppt

南祁连地区疏勒坳陷钻井配套技术研究与应用.ppt

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南祁连地区疏勒坳陷钻井配套技术南祁连地区疏勒坳陷钻井配套技术的研究与应用的研究与应用2012年西部钻探工程有限公司科技成果一一一一.成果背景成果背景成果背景成果背景二二二二.技术研究技术研究技术研究技术研究三三三三.现场应用现场应用现场应用现场应用四四四四.主要技术及创新点主要技术及创新点主要技术及创新点主要技术及创新点五五五五.与国内外同类技术比较与国内外同类技术比较与国内外同类技术比较与国内外同类技术比较六应用前景六应用前景六应用前景六应用前景2012年西部钻探工程有限公司科技成果一、成果背景一、成果背景玉玉门门油油田田公公司司为为了了落落实实新新探探区区油油气气储储量量，20112011年年在在南南祁祁连连盆盆地地，部部署署了了世世界界第第一一高高海海拔拔油油井井祁祁参参11井井。

施施工工区区域域海海拔拔4100m4100m、表表层层有有冻冻土土层层、地地层层及及钻钻井井资资料料缺缺失失，由由西西部部钻钻探探统统一一部部署署，组组织织科科研研单单位位和和院院校校对对冻冻土土层层施施工工、地地层层岩岩性性、物物性性及及压压力力剖剖面面、可可钻钻性性等等进行研究，顺利完成了祁参进行研究，顺利完成了祁参11井的钻探作业。

井的钻探作业。

2012年西部钻探工程有限公司科技成果二、技术研究二、技术研究

（一）、钻井难点分析

（一）、钻井难点分析2012年西部钻探工程有限公司科技成果二、技术研究二、技术研究难难点点11：

冻土层钻进风险高：

冻土层钻进风险高南南祁祁连连区区块块年年最最低低气气温温-31.3，最最高高20，全全年年夜夜间间温温度度在在0以以下下。

据据地地质质勘勘探探及及临临近近煤煤矿矿开开采采资资料料显显示示，其其地地表表至至600m深深度度存存在在冻冻土土层层，地地层层温温度度在在0以以下下，冻冻土土厚厚度度不不清清。

温温度度升升高高冻冻土土溶溶解解速速度度快快、井井壁壁垮垮塌塌严严重重、地地层层下下陷陷施施工风险高、环境污染严重、复杂事故预防手段少。

工风险高、环境污染严重、复杂事故预防手段少。

2012年西部钻探工程有限公司科技成果冻土层照片冻土层照片地表冻土情况地表冻土情况地表地表2-5米深处冻土情况米深处冻土情况地表地表3-9米处坚硬冻土层米处坚硬冻土层2012年西部钻探工程有限公司科技成果难难点点22：

冻土层固井难度大：

冻土层固井难度大冻冻土土层层是是指指0以以下下，含含有有冰冰的的各各种种岩岩石石和和土土壤壤。

它它是是一一种种对对温温度度极极为为敏敏感感的的土土体体介介质质，含含有有丰丰富富的的地地下下冰冰，冻冻土土中中有一定数量的未冻水存在，具有流变性。

有一定数量的未冻水存在，具有流变性。

祁祁参参1井井表表层层和和技技套套1需需封封固固冻冻土土层层。

而而冻冻土土固固井井作作业业与与常常规规固固井井不不同同，因因常常规规水水泥泥浆浆体体系系在在低低温温下下强强度度发发展展极极为为缓缓慢慢，在在环环境境温温度度低低于于0时时，由由于于水水泥泥浆浆体体系系中中水水组组份份凝凝固固结结冰冰，不不参参与与水水泥泥水水化化反反应应，导导致致水水泥泥浆浆不不凝凝固固无无强强度度，从从而而影响固井质量。

影响固井质量。

二、技术研究二、技术研究2012年西部钻探工程有限公司科技成果难难点点33：

缺少邻井资料、地层不清楚：

缺少邻井资料、地层不清楚钻钻头头选选型型难难度度大大。

钻钻头头选选型型只只有有通通过过录录井井岩岩性性分分析析和和上上一一只只起起出出钻头具体情况钻头具体情况,再决定下一只钻头选型再决定下一只钻头选型。

复杂事故预防难度大。

复杂事故预防难度大。

煤煤层层情情况况不不清清。

中中侏侏罗罗统统窑窑街街组组、罗罗统统红红沟沟组组、三三叠叠统统尕尕勒勒得得寺寺组组300m井段存在煤层，但具体厚度不井段存在煤层，但具体厚度不清楚，施工难度大。

清楚，施工难度大。

提速新工艺选择困难提速新工艺选择困难。

提前制定提速。

提前制定提速方案难度较大，只有根据实钻遇到的困方案难度较大，只有根据实钻遇到的困难，随时调整提速方案。

难，随时调整提速方案。

地层倾角大，井斜控制难度大地层倾角大，井斜控制难度大。

二、技术研究二、技术研究2012年西部钻探工程有限公司科技成果难难点点44：

地层压力不清楚、井控风险高，存在不可预见风险：

地层压力不清楚、井控风险高，存在不可预见风险地地层层测测线线提提供供的的地地层层压压力力与与实实际际相相差差较较大大，不不能能为为实实际钻井提供参考价值，容易出现喷漏，井控风险高。

际钻井提供参考价值，容易出现喷漏，井控风险高。

参参数数井井施施工工，只只能能依依据据地地质质设设计计预预测测的的地地层层，参参考考国国内内外外同同类类型型地地层层进进行行方方案案准准备备，施施工工工工程程存存在在众众多多变变数数，各各种种方方案案变变化化过过程程必必须须紧紧跟跟实实际际钻钻井井，各各项项应应变变处处置能力要求高，不可预见风险大。

置能力要求高，不可预见风险大。

二、技术研究二、技术研究2012年西部钻探工程有限公司科技成果难难点点55：

海拔高、路途远、环境恶劣后勤保障要求高：

海拔高、路途远、环境恶劣后勤保障要求高海海拔拔4100m4100m进进行行钻钻井井作作业业，远远离离公公司司后后勤勤基基地地（1000KM）（1000KM），工工作作区区域域50KM50KM内内荒荒无无人人烟烟，道道路路只只有有简简易易的的沼沼泽泽路路，人人员员如何进入、如何正常工作作为祁参如何进入、如何正常工作作为祁参11井工作首要难题。

井工作首要难题。

二、技术研究二、技术研究2012年西部钻探工程有限公司科技成果难难点点66：

三江源施工、环保工作责任重大：

三江源施工、环保工作责任重大该该区区域域3-53-5月月份份为为风风季季（最最大大达达到到7.07.0级级以以上上），77月月份份进进入入雨雨季季，88月月底底雨雨季季结结束束，日日最最大大降降雨雨量量42.8mm42.8mm，施施工工现现场场紧紧邻邻河河道道，粉粉尘尘和和钻钻井井液液对对环环境境污污染染防防护护工工作难度大。

作难度大。

二、技术研究二、技术研究2012年西部钻探工程有限公司科技成果二、技术研究二、技术研究

（二）、冻土层固井技术研究

（二）、冻土层固井技术研究2012年西部钻探工程有限公司科技成果1、水泥的优选、水泥的优选检验项目试验条件行业标准水泥性能天山葛洲坝密度（g/cm3）W/C=0.441.89-1.911.911.91游离液（ml）常压5.92.11.8稠化时间（min）52/35.6Mpa90-120111118初稠（BC）15-30min301216强度（MPa）38/8h2.12.67.860/8h10.312.615.6对对于于低低温温水水泥泥浆浆体体系系，其其强强度度和和游游离离液液是是两两项项最最重重要要的的指指标标，对对比比天天山山和和葛葛洲洲坝坝水水泥泥可可以以看看出出，葛葛洲洲坝坝水水泥泥质质检检游游离离液液更更小小，其其强强度度发发展展更更快更高，由此选择葛洲坝水泥快更高，由此选择葛洲坝水泥。

（二）、冻土层固井技术研究

（二）、冻土层固井技术研究2012年西部钻探工程有限公司科技成果2、外加剂的优选、外加剂的优选以以M59SM59S与与中中石石化化DZ-ZDZ-Z和和西西南南石石油油大大学学ZC-2SZC-2S两两种种早早强强剂剂对对比比，发发现现后后两两种种最最低低实实验验温温度度在在30-5030-50，不不适适合合冻冻土土层层00的的条条件件。

对对比比M59SM59S与与DWZ-1DWZ-1发发现现，同同样样的的配配方方M59SM59S在在温温度度更更低低时时强强度度发发展展更更快快，由由此此选选择择早早强剂强剂M59SM59S。

油油井井水水泥泥胶胶结结剂剂M19SM19S是是一一种种水水泥泥水水化化激激活活剂剂，能能增增进进氢氢氧氧钙钙的的反反应应速速度度，提提高高水水泥泥石石强强度度，同同时时改改善善水水泥泥浆浆的的沉沉降降稳稳定定性性。

特特别别是是它它与与M59SM59S低低温温油油井井水水泥泥早早强强剂剂配配合合使使用用，在在低低温温下下，对对水水泥泥石石强强度度的的发发展展，有有显显著著的促进作用。

的促进作用。

配方：

水泥+3%早强剂+44%水DWZ-14/24h无强度M59s0/24h1.4MPa

（二）、冻土层固井技术研究

（二）、冻土层固井技术研究2012年西部钻探工程有限公司科技成果7、0水泥浆体系的调配水泥浆体系的调配早强剂加量对流变性的影响早强剂加量对流变性的影响早强剂加量对流变性的影响早强剂加量对流变性的影响通过改变早强剂加量，发现早强剂对水泥浆流变性影响较大，在通过改变早强剂加量，发现早强剂对水泥浆流变性影响较大，在通过改变早强剂加量，发现早强剂对水泥浆流变性影响较大，在通过改变早强剂加量，发现早强剂对水泥浆流变性影响较大，在室温室温室温室温66下，将下，将下，将下，将早强剂的加量从早强剂的加量从早强剂的加量从早强剂的加量从0.5%0.5%增加到增加到增加到增加到4%4%，其流行指数显著降低，其流行指数显著降低，其流行指数显著降低，其流行指数显著降低，稠度系数明显增加，水泥浆有明显增稠现象。

稠度系数明显增加，水泥浆有明显增稠现象。

稠度系数明显增加，水泥浆有明显增稠现象。

稠度系数明显增加，水泥浆有明显增稠现象。

（二）、冻土层固井技术研究

（二）、冻土层固井技术研究2012年西部钻探工程有限公司科技成果7、0水泥浆体系的调配水泥浆体系的调配同时改变早强剂和胶结剂同时改变早强剂和胶结剂同时改变早强剂和胶结剂同时改变早强剂和胶结剂M19sM19s的加量，发现水泥浆反而没有单一增加早的加量，发现水泥浆反而没有单一增加早的加量，发现水泥浆反而没有单一增加早的加量，发现水泥浆反而没有单一增加早强剂明显，说明强剂明显，说明强剂明显，说明强剂明显，说明胶结剂对浆体流变性并无明显影响。

胶结剂对浆体流变性并无明显影响。

胶结剂对浆体流变性并无明显影响。

胶结剂对浆体流变性并无明显影响。

（二）、冻土层固井技术研究

（二）、冻土层固井技术研究2012年西部钻探工程有限公司科技成果对对对对比比比比外外外外加加加加剂剂剂剂对对对对强强强强度度度度的的的的影影影影响响响响，我我我我们们们们取取取取纯纯纯纯水水水水泥泥泥泥、盐盐盐盐水水水水速速速速凝凝凝凝水水水水泥泥泥泥以以以以及及及及加加加加早早早早强强强强剂剂剂剂和和和和胶胶胶胶结结结结剂剂剂剂的的的的水水水水泥泥泥泥进进进进行行行行对对对对比比比比，发发发发现现现现在在在在低低低低温温温温下下下下，5%5%5%5%盐盐盐盐水水水水不不不不能能能能起起起起到到到到提提提提高高高高早早早早期期期期强强强强度度度度的的的的作作作作用用用用，而而而而早早早早强强强强剂剂剂剂和和和和胶胶胶胶结结结结剂剂剂剂加加加加量量量量在在在在2-2-2-2-3%3%3%3%性性性性能能能能差差差差异异异异较较较较小小小小。

通通通通过过过过加加加加入入入入3%3%3%3%早早早早强强强强剂剂剂剂和和和和胶胶胶胶结结结结剂剂剂剂后后后后，72h72h72h72h水水水水泥泥泥泥石石石石强度可达到强度可达到强度可达到强度可达到8.5MPa8.5MPa8.5MPa8.5MPa，可满足固井施工的要求。

可满足固井施工的要求。

可满足固井施工的要求。

可满足固井施工的要求。

3、0水泥浆体系的调配水泥浆体系的调配

（二）、冻土层固井技术研究

（二）、冻土层固井技术研究2012年西部钻探工程有限公司科技成果对稳定性、触变性、失水的影响对稳定性、触变性、失水的影响对稳定性、触变性、失水的影响对稳定性、触变性、失水的影响实验发现早强剂和胶结剂的加入使得浆体实验发现早强剂和胶结剂的加入使得浆体实验发现早强剂和胶结剂的加入使得浆体实验发现早强剂和胶结剂的加入使得浆体触变性明显增强，且随着早强剂和胶结剂加量触变性明显增强，且随着早强剂和胶结剂加量触变性明显增强，且随着早强剂和胶结剂加量触变性明显增