全过程欠平衡钻井技术-3冻胶阀剖析.ppt

冻胶阀欠平衡完井技术 1、冻胶阀技术的提出 2、冻胶阀的性能及特点 3、冻胶阀的现场工艺 4、应用实例介绍 5、总结 3、冻胶阀的现场工艺 欠平衡钻进： 0.72 泥浆排量（m3/min） 0.94 泥浆密度（g/m3） 13 泵压（MPa） 40 注气量（m3/min） 9.41m/h 机械钻速（m/h） 103.5 日进尺（m） 欠平衡钻进参数表 冻胶阀完井应用实例－牛东89-912 通井至1700m，氮气排量40m3/min，泥浆排量0.72m3/min，循环2小时。上提管脚至800m。 压力计接触液面，约850m 钻头至井底，静置45分钟 注氮气循环 停止氮气循环 气液分离 起钻 起钻至800m 该井地层压力为11MPa,压力系数为0.65，静液面深度约920m。 通井循环： 冻胶阀完井应用实例－牛东89-912 西部钻探钻井工程技术研究院 * * 中国石油西部钻探 钻井工程技术研究院 2005年，原吐哈油田“吐哈钻采工艺研究院”在吐哈油田红台地区开展氮气钻井试验，为了实现全过程欠平衡氮气钻井、完井，在设备和工艺上使用了不压井起下钻装置和威德福公司井下套管阀，在应用中发现并不可靠（红台2-17井威德福套管阀失效），而且价格昂贵。 为此，从2005年开始，尝试研究一套可靠性高、操作性强、成本适中的欠平衡钻完井技术，至2010年基本定型并开始推广专门用于欠平衡完井的冻胶阀技术。 1、冻胶阀技术的提出 通过红台地区3井次的氮气钻井现场试验，发现要实现全过程欠平衡钻井和完井的确存在相当大的难度。因为实现在钻进、起下钻、完井各个环节中全过程的欠平衡状态，就必须有一套可靠、实用的井下工具和配套工艺。而单纯地解决完井过程中欠平衡的问题相对容易实现，而且完井也是体现欠平衡钻井效果的一个关键环节。 首次提出“冻胶阀”欠平衡完井的技术思路。 尝试研究阶段（2005～2008年） 技术思路： 在井筒中某一井段注入冻胶，利用冻胶的高粘度与井壁/套管壁之间的摩阻，形成冻胶塞,阻隔油气上窜，可形成静态或动态平衡，然后可安全下入完井管柱（如筛管）、拆装井口、下油管等作业，最后通过自破胶或人工破胶将冻胶返排出井筒，最终实现欠平衡完井。 尝试研究阶段（2005～2008年） 地层 冻胶阀 井筒下部 井筒上部 研究方案： 方案一：低摩阻冻胶阀研究 冻胶阀+泥浆液柱压力平衡地层压力。 冻胶阀 地层液 储层 钻井液 低摩阻冻胶阀配方基本性能： 基液粘度：100～ 150mPa.s； 冻胶粘度：1～6×104mPa.s； 成胶时间：30s～ 180s； 冻胶摩阻：0.2～0.5MPa/100m； 破胶时间：0～25天可调； 破胶后的粘度：＜5mPa.s； 尝试研究阶段（2005～2008年） 2007年鸭940井是国内第一口利用冻胶阀完井的氮气欠平衡试验井。该井完井后直接投产，产量是邻井的2.5～4.9倍，是鸭儿峡油田平均产量的3倍，是鸭儿峡油田90年代以后未经改造产量最高的井。 尝试研究阶段（2005～2008年） 继鸭940井之后，又进行了青西2-10、牛东8-12等3井次的冻胶阀现场试验，均取得了良好的效果，也充分肯定了冻胶阀完井的可行性，初步形成了一套适合低压低渗储层的低摩阻冻胶阀配方和完井技术。 尝试研究阶段（2005～2008年） 低摩阻冻胶阀在低压低渗储层欠平衡 完井中体现了良好的效果，但在高压低渗 储层中效果不太理想。 研究方案： 方案二：高摩阻冻胶阀研究 冻胶阀对管柱的粘附力平衡地层压力 高摩阻冻胶阀配方基本性能： 基液粘度：200～300mPa.s； 冻胶粘度：15～×25×104mPa.s； 成胶时间：50min～10h； 冻胶摩阻：6.5-7.5MPa/100m； 破胶时间：0-25天可调； 破胶后的粘度：＜5mPa.s。 尝试研究阶段（2005～2008年） 冻胶阀 地层液 储层 钻井液 完善拓展阶段（2009～2010年） 2009年DXHW141井是克拉玛依油田的一口高压气藏水平井，储层压力系数为1.33，完钻井深4473.5m。 完钻后在2700-3000米井段注入冻胶完井，进行起钻、拆井口、装采油四通、下油管、装采油树作业过程中无溢流、气串现象，至投产时共13天时间井口套压、油压为0。 该井冻胶阀的成功应用，标志着高摩阻冻胶阀在高压油气层中可以实现平衡地层压力，从而实现欠平衡完井的目的。 继DXHW141井之后，又在吐哈地区相继进行了柯21-2等2井次的高摩阻冻胶阀现场试验，均取得了良好的效果。表明已经初步形成了一套适合于高压低渗储层的高摩阻冻胶阀配方和完井技术。 完善拓展阶段（2009～