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XX井钻井工程设计1

川东高陡褶皱带包鸾-焦石坝背斜带焦石坝构造井号:XX井井别:开发井井型:水平井钻井设计1、钻井地质设计1.1基本数据井号:XX井井别:开发井井型:水平井地面海拔 592.47m,补心高 9.0m,补心海拔 601m 计算地理位置:重庆市涪陵区江东街道办凉水村 5 组构造位置:川东南地区川东高陡褶皱带包鸾-焦石坝背斜带焦石坝构造目的层: 上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组下部优质页岩气层段(对应焦页 87-3 井 3610.6-3649.2m/38.6m)设计井深:A靶点垂深:2799m, C靶点垂深:2777m, B靶点垂深:2821m;AB 段长:2074.10m;完钻井深:5160m;完钻层位:下志留统龙马溪组下部页岩段完钻原则:钻至 B 靶点留口袋完钻完井方式:套管完井1.2钻探依据设计井区上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组为深水陆棚相沉积,邻井焦页87-3HF(导眼井)发育厚达89.6m灰黑色富有机质泥页岩,TOC平均为2.44%,优质页岩段(①-⑤小层)平均TOC为2.85%;有机质类型为Ⅰ型,热演化程度(Ro)为2.42-3.13%,有利于天然气的大量生成。

邻井焦页87-3HF(导眼井)目的层以灰黑色粉砂质、炭质泥页岩夹放射虫炭质泥页岩为主,物性分析表明优质页岩段(①-⑤小层)孔隙度为3.81-5.21%,平均孔隙度达4.48%,具较好储集性能。

邻井焦页87-3HF(导眼井)上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组含气量1.45-6.62m3/t,平均为3.49m3/t,其中,优质页岩段(①-⑤小层)含气量3.69-6.62m3/t,平均为5.16m3/t,具有较好的含气性。

邻井焦页87-3 HF(导眼井)优质页岩段硅质含量一般为14.6-80.4%,平均为52.84%,碳酸盐岩含量为1.7-52.5%,平均为9.95%;焦页87-3HF(导眼井)测井解释杨氏模量3.66-4.33×104MPa,平均为3.73×104MPa,泊松比为0.17-0.2,最大主应力为55.52MPa,最小主应力为48.63MPa,水平地应力差异系数为11%,有利于压裂改造。

邻井焦页87-3HF井水平段长1645m,分27段采用大型水力压裂,测试产量15.37×104m3/d。

邻井焦页69-2 HF井下压力计进行温度和静压测试,实测目的层温度103.65℃,计算地温梯度为 2.45℃/100m;计算地层压力52.62MPa,压力系数为1.49(压后),邻井焦页87-3HF天然气组分以甲烷为主,含少量二氧化碳(0.594%)和氮气,不含硫化氢。

1.3 设计依据及钻探目的1.3.1设计依据:《涪陵页岩气田江东区块焦页X号平台井位报告书》。

1.3.2 钻探目的:(1)动用江东区块上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组页岩气资源;(2)新建江东区块上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组页岩气产能。

1.3.3预计效果:预计本井组4口井控制资源量32.42×108m3;获取水平井钻完井及气层改造的工1.4.2邻井钻探情况(1)基本情况焦页87-3HF井(导眼井)于2015年4月8日采用Φ660.4mm3A钻头钻导眼钻进至井深65.7m,下入Φ473.1mm导管至65.6m;5月16日钻至井深3535m,5月18日换成215.9mm取心钻头,到5月27日取心至3653.06m,共取心8次,总进尺118.06m。

5月28日再换215.9mmPDC钻头钻进至3683m完钻,完钻层位奥陶系中统十字铺组。

2015年6月13日填井并裸眼完井。

2015年6月19日采用Φ311.2mmPDC钻头开窗侧钻成功,侧钻点井深:2074.0m,层位:龙潭组。

7月28日钻至井深3711.0m二开中完,下入Φ244.5mm技术套管至井深3708.15m,固井水钻井液返至地面。

(2)油气显示焦页 87-3HF 井(导眼井)段龙马溪组-五峰组 3576.0-3651.0m 井段见含气显示,地质录井共解释页岩含气层、页岩气层 75.0m/2 层。

其中,龙马溪组下段-五峰组井段3610.0-3651.0m(50.0m/1 层)为页岩气层,对应小层为①~⑤小层(主力气层),气测全烃 1.74↗14.08%,甲烷 1.38↗9.88%。

焦页 87-3HF 井(侧钻井)龙马溪组-五峰组 3721.0-5585.0m 井段见含气显示,地质录井共解释页岩气层 1749.0m/9 层。

气测全烃 1.30 ↗24.95%,甲烷 0.37↗18 .61%。

表1-3地质设计分层岩性简述表(3)溢流、井漏情况焦页 87-3HF 井(导眼井)共有井漏 11 次,其中雷口坡组和小河坝组各 1 次,嘉陵江组 9 次,共漏失钻井液 18086.0m3,为裂缝性漏失。

焦页 87-3HF 井(侧钻井)钻进过程中未发生井漏。

本井全井段钻探过程中无溢流发生。

(4)硫化氢显示焦页 87-3HF 井页岩气层段试气不含硫化氢。

焦页 1 井钻井过程中共检测到硫化氢显示 4 次,发生在长兴组。

硫化氢显示的层段主要在二叠系,区块的局部位置在长兴组、龙潭组和栖霞组气测检测到有硫化氢显示(见表 1- 4)。

表 1-4 焦石坝已钻井硫化氢显示统计表1.5 地层孔隙压力预测与钻井液性能要求1.5.1邻井试气测试情况(见表1-5)表1- 5焦页69-2HF井试气测试数据表1.5.2 邻井钻井液使用情况(见表 1-6)表 1-6 焦页 87-3HF 井钻井液性能情况表井段(m)钻井液类型相对密度(g/cm3)粘度(s)失水(ml)泥饼(mm)碱度pH备注井号层位井深(m) 硫化氢浓度(ppm) 备注720.54-743.97 5.0-10.0 室内传感器焦页1 长兴组753.59-755.0 6.0 室内传感器760.0-761.30 19.0 室内传感器764.89-772.78 2.0-52.0 室内传感器焦页1-3HF 长兴组738.38-1041.53 2.0-100 室内传感器焦页6-2HF 栖霞组1489.42 5.0-100 室内传感器1.5.3 地层压力预测(见表 1-7)压力预测主要依据地震资料和邻井实钻中的钻井液密度资料及焦页1HF井、焦页1-3HF、焦页5HF井、焦页8HF井大型压裂后实测井底压力进行综合预测。

由于受到地1.5.4 钻井液类型、性能及使用原则要求(1)使用的钻井液应保证地质录井、测井顺利进行,保证取全取准地质、工程等各项资料,最终选用钻井液体系以钻井工程设计为准。

(2)应选用低摩阻、携砂能力强、抗泥页岩膨胀、热稳定性与脱气性能好的钻井液体系。

①根据预测压力系数,可适当考虑钻井液密度附加值为0.07~0.15g/cm3,尽可能实现近平衡压力钻进,减轻对气层的伤害。

②应注意防止目的层段泥页岩遇水膨胀、垮塌。

③现场应储备高于钻进时最高密度0.2g/cm3以上的高密度钻井液和加重材料。

④鉴于邻区邻井实钻曾发生多次漏失,本井在可能漏失段应储备同性能的钻井液及堵漏材料,钻井液储备量应是井筒容积的1倍,堵漏材料应储备一次用量以上。

储备钻井液应按规定循环、维护。

1.6 技术说明及故障提示(1)钻井过程中应注意防垮塌、防卡、防漏、防溢流、防喷,韩家店以上地层防H2S。

根据焦页69-2HF井、焦页81-2HF井等导眼及水平井钻探情况,由于裂缝等原因,地层存在漏失情况。

钻探过程中应特别注意。

(2)加强应急管理,做好应急预案本井5km范围内人口较多,要切实做好居民、学校的安全宣传、教育工作,加强应急管理,施工方列出危险源清单,并制定相应的控制措施;井队应制定井喷失控后的应急预案,并与当地居民进行疏散演练。

本井所在区域的已钻邻井资料显示,该区域在长兴组、飞仙关组存在一定浓度的硫化氢,长兴组可能存在浅层流体,长兴组、飞仙关组、韩家店组、小河坝组、龙马溪组可能存在易漏地层,因此在钻井施工过程中应做好飞仙关组、长兴组浅层流体及硫化氢有毒气体及井漏等相应的应急预案。

(3)实钻表明,江东区块处于斜坡带速度横向变化较大,局部存在井震矛盾,地层设计与实钻可能存在差异。

本井浊积砂地震反射特征较明显,但存在变薄趋势,钻井跟踪过程中中应特别注意,钻探中应特别注意。

水平井施工进入小河坝组中下部采用LWD跟踪井眼轨迹,现场应结合随钻资料做好地层对比分析,卡准中完井深,预测A靶点井深,确保着陆成功。

(4)邻井焦页87-3HF井钻探中在雷口坡组、小河坝组发生井漏,为地层裂缝性漏失,本井钻探过程中应予注意。

2、钻井工程设计依据⑴《涪陵页岩气田江东区块85号平台井位报告书》、《中国石化涪陵页岩气田四化建设标准化设计方案》。

⑵《中华人民共和国安全生产法》、《中华人民共和国消防法》、《特种设备安全监察条例》、《建设工程安全生产管理条例》、《非煤矿矿山建设项目安全设施设计审查与竣工验收办法》、《石油天然气安全规程》(AQ2012)。

⑶《钻井井控技术规程》(SY/T6426)、《石油天然气工业健康、安全与环境管理体系》(SY/T6276)、《钻井井控装置组合、配套、安装、调试与维护》(SY/T5964)、《丛式井平台布置及井眼防碰技术要求》(SY/T 6396-2014)、《涪陵页岩气田钻井井控安全技术要求》(Q/SH1035 1043-2014)、《涪陵页岩气田浅层气钻井安全推荐做法》(Q/SH1035 1044-2014)。

⑷《非常规油气井钻前工程技术要求》(Q/SH 0437-2011)、《非常规油气井钻机选型与配套》(Q/SH 0438-2011)、《非常规油气井钻井井身质量要求》(Q/SH 0439-2011)、《非常规油气水平井固井技术要求》(Q/SH 0440-2011)、《中国石化井控管理规定》(中国石化油〔2015〕374号)。

⑸其它石油行业有关标准。

⑹本构造及相邻构造钻井资料。

3、井身结构设计根据涪陵地区龙马溪组页岩气地层特点、压力预测及目前钻井工艺技术现状,参考相邻构造已钻井实钻井身结构,依据有利于安全、优质、高效钻井和油气层保护的原则进行设计。

3.1井身结构确定方法⑴涪陵页岩气田江东区块焦页85号平台采用丛式井组水平井开发,因此,井身结构的设计应充分考虑到地层和长水平段生产工艺的要求,各套管程序的选择为各开次钻进安全相对留有余地,以保证完成钻探目的。

⑵上部地层可能存在含有浅层气和含H2S气层,表层套管应封隔上部水层,建立井口,安装防喷器,为浅层气和含H2S气层的钻探提供安全条件。

⑶韩家店组地层存在多套漏层,龙马溪组上部存在大套泥岩地层,在揭开龙马溪组页岩层之前,应下入技术套管,封隔上部易漏、易垮塌地层。

⑷产层为页岩气层,完井方式采用套管射孔(分段压裂)完井。

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