新疆页岩气调查井准页2井钻井施工技术及问题探讨

准页2井是新疆国土资源系统首批施工的页岩气调查井之一。该井设计井深1700 m,实际完钻井深1617.18 m,取心井段岩心采取率达到100%,工程质量完全满足地质要求。该井出气情况良好,钻井施工技术较为成功。从钻井设备的选择依据,井身结构,取心钻具、钻头的选择使用情况,钻进技术参数,钻井液的使用情况等方面详细介绍了准页2井的钻井施工技术。同时,对施工中存在的技术和安全施工的问题进行了必要的分析探讨。     

固结钻井液对湘西北页岩气储层的护壁机理研究

文中提出了一种液态离子固结剂,该处理剂能够有效提高页岩气井井壁的力学强度。通过开展室内实验以及进行相关分析,初步了解了添加液态离子固结剂的钻井液的基本性能,并探究了该体系钻井液对炭质页岩膨胀的抑制性以及对炭质页岩力学强度的影响。发现钻井液滤失量随液态离子固结剂含量的增加先减小后增大;在各配方钻井液中的压制岩心膨胀率明显低于在清水中的,但液态离子固结剂含量增加使得钻井液中的压制岩心膨胀率越来越高;各钻井液处理的岩粉所制成的剪切试样抗剪强度高于经清水处理的,随着液态离子固结剂含量的增加,试样抗剪强度总体上先升高再下降,且试样单轴抗压强度增大。实验结果表明,在适宜的含量范围内,液态离子固结剂有助于增强钻井液维护井壁稳定的能力。     

湘西北地区震旦纪陡山陀组页岩气储层特征

对湘西北下震旦统陡山陀组页岩气有利层位进行相应的地球化学、物性特性分析,并结合地质保存条件等因素对含气页岩层进行了综合评价,得到区内页岩主要物化指数:TOC为0.52%~6.79%,均值为2.25%;Ro为2.38%~2.87%,均值为2.56%,干酪根类型为Ⅰ型;孔隙度为0.6%~8.7%,平均为3.9%,渗透率均小于0.04×10-3μm2,属低孔低渗类型。页岩埋深主要在2000~5000m,且有效厚度基本大于20m,具有页岩气成藏条件,页岩气勘探开发前景良好。     

焦页非常规页岩气井优快钻井技术

重庆涪陵焦石坝地区上部地层岩性致密、研磨性强、可钻性差,长兴组浅层气活跃且含硫,三开水平段长、摩阻大、泥质页岩层易垮塌。钻井面临的突出问题是机械钻速低、井控难度大、钻井周期长。针对上述气藏钻井难点,重点从钻井工艺、维持井壁稳定以及钻井液方面进行分析,优化钻具结构、优选钻头选型、抑制井壁失稳以加快焦石坝区块钻井速度。“油基螺杆＋高效PDC钻头”配合优质钻井液,经过焦页12平台4口井的实践应用,大大缩短了钻井周期,焦页12-4 HF井创下了中石化集团公司非常规页岩气水平井最长水平段记录,提速效果显著。     

黔铜地1井钻井技术及页岩气含气性分析

黔铜地1井是部署在黔东北铜仁地区铜仁向斜的一口页岩气地质调查井。本文简要阐述了该井的钻探、测井、气测录井施工技术,并通过钻探取心、地质编录、气测录井、测井、现场解析等工作手段,验证了铜仁地区区域岩石地层单位,获取了黔东北铜仁地区牛蹄塘组黑色页岩发育特征、含气性特征等第一手地质参数。分析认为牛蹄塘组海相页岩在黔东北铜仁地区分布广泛,沉积稳定,是黔铜地1井的主要含气层,整体上含气量随深度的增大而增加,气测全烃最高4%、现场解析在岩心破碎段出气量＞2600 mL、现场含气量最高达1.97 m3/t,显示了良好的保存条件和含气性,证实了铜仁地区页岩气勘探开发具有良好的前景。     

湘西北下寒武统牛蹄塘组页岩气储集条件研究

为客观评价湘西北地区下寒武统牛蹄塘组页岩气资源勘探潜力,本研究利用X射线衍射仪（XRD）、高倍扫描电镜、扫描探针显微镜等系统研究了其页岩气储集条件。XRD分析结果表明, 泥页岩中脆性矿物含量为53.8%-98.1%, 平均77.9%,脆性矿物含量丰富,其高值区主要分布在张家界柑子坪、三岔及其周边地区。高倍扫描电镜分析结果显示,湘西北下寒武统牛蹄塘组泥页岩中发育残余原生孔隙、有机质微孔隙、不稳定矿物溶蚀孔、矿物层间微裂隙和构造裂缝,其中构造裂缝、有机质微孔隙和不稳定矿物溶蚀孔是页岩基质孔裂隙的主要组成部分。扫描探针显微镜分析结果显示,湘西北下寒武统牛蹄塘组泥页岩中蜂窝状的有机质丰富,主要呈分散状和条带状分布,其内部纳米级孔隙发育。Ultrapore-200A氦孔隙仪测试结果显示,湘西北下寒武统牛蹄塘组泥页岩孔隙度较低,为0.6%～11.7%,平均4.6%,其影响因素主要是构造裂缝,其次是泥页岩有机碳含量和长石含量。ULTRA-PERMTM200渗透率仪测试结果显示,湘西北下寒武统牛蹄塘组泥页岩的渗透率度较低,为 0.002mD~0.06mD,平均0.014mD,其影响因素主要是构造裂缝,其次是矿物层间微裂隙。等温吸附实验结果表明,湘西北下寒武统牛蹄塘组泥页岩具有较好的吸附气性能,其影响因素主要是有机碳含量,其次是粘土矿物含量。     

沙漠地区页岩气地质调查井施工技术

武威盆地儿马湖凹陷地质调查井武地1井钻井工程位于内蒙古自治区腾格里沙漠腹地,施工条件恶劣。上部第四系覆盖层主要岩性为黄色砂土和红色细砂,厚度大,松散易垮塌。针对武地1井钻井难点,从井场建设、钻井设备的选择、井身结构、钻井液优化等方面采取措施,为沙漠地区钻井施工积累了经验。     

湘西北下寒武统黑色岩系元素地球化学特征及地质意义

湘西北地区下寒武统牛蹄塘组广泛发育了一套黑色岩系,其具有有机质丰度高、多元素富集、生物化石发育和强还原环境下形成等特点。本次研究以研究区内花页1(HY1)井为研究对象,进行了总有机碳、X射线衍射、薄片、主元素和微量元素等方面的分析。研究表明,HY1井黑色岩系主要包括石英、方解石、斜长石、黄铁矿和黏土矿物,是各种细粒碎屑物质的沉积混合。HY1井远离当时的热水活动及沉积中心,受热水沉积作用影响有限,主要为正常海相沉积形成的黑色岩系,但部分微量元素的含量可能会受热水沉积物质的影响。HY1井牛蹄塘组属被动大陆边缘的构造环境,但其元素特征与下伏地层相似,元素地球化学指标反映的是其物源物质的构造环境特征,而不是沉积当时的构造环境。元素Al、Ti主要来自于陆源碎屑,陆源物质对黑色岩系的物质来源贡献较小,但对稀土元素含量的影响显著。HY1井有机质富集与高的古生产力、还原性沉积环境及沉积速率较慢等因素密切相关。     

鹿邑凹陷海陆过渡相页岩气地质调查鹿页1井钻井技术

南华北盆地鹿邑凹陷具有页岩气形成和发育的良好地质条件,区域内设计的页岩气地质调查鹿页1井井深3506.5 m。区域内属于海陆过渡相地层,地层复杂,构造发育,山西组及上石盒子组地层泥岩层段较多,施工中易出现坍塌、掉块等孔内复杂情况。针对钻井工程施工难点,通过优选钻探设备、钻头、钻井液体系等措施,总结了泥浆护壁、深孔取心、防斜等技术措施,保障了钻井工程的顺利实施,形成了一套适应于南华北盆地鹿邑凹陷海陆过渡相地层的页岩气深井钻井施工技术方法。为下一步实施同类钻井、安全优质高效开发页岩气提供了有益借鉴。     

湘西北地区五峰-龙马溪组页岩物质组成特征与页岩气潜力分析

为了研究湘西北龙山-永顺地区上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组页岩气资源勘探潜力,利用野外典型露头地质剖面资料,通过对典型剖面页岩样品的系统观测、采样、利用有机地球化学和矿物组成特征研究,评价研究区目标地层页岩的成烃成藏物质基础。研究结果表明,研究区五峰-龙马溪组黑色泥页岩普遍具有有机碳含量高、残留可溶有机质氯仿沥青"A"低、生烃潜能S₁+S₂指数略低。分子生物标志化合物分析显示,正构烷烃无明显奇偶优势,受一定程度的微生物降解影响,多表现为双峰型（C₁₈/C₂₅）,∑C₂₁-/∑C₂₂₊值为0.45~1.11,显示轻烃组分缺失,重烃组分占绝对优势;Pr/Ph值范围在0.27~0.44,具有植烷优势,显示原始有机质发育于较强还原沉积环境。烃源岩样品饱和烃组成相对丰度五环三萜烷 > 三环萜烷 > 四环萜烷,三环萜烷中C₂₁、C₂₃、C₂₄呈倒V字形分布,Ts/Tm为0.39~0.66。C₂₇规则甾烷含量略大于C₂₉规则甾烷,显示沉积母质以浮游生物及海洋型自养菌为主,亦含有部分藻类为主的有机质输入。镜质组反射率Ro均在2.57%~3.01%,普遍小于3%,已经达到了过成熟阶段。全岩矿物组成成分分析显示,页岩中脆性矿物为主要组成成分,其次为黏土矿物。综合页岩有机和无机物质组成分析结果,提出研究区湘西北五峰-龙马溪组页岩具备页岩气成烃成藏的物质条件基础,有机质含量高、热演化程度适中、脆性和吸附性较好,为深入开展页岩气勘探目标区优选奠定了工作基础。     

大庆油田浅层气地区小口径岩心钻探 井控防喷技术研究

在浅层气区进行小口径岩心钻探,最重要的是井控防喷技术。发生井喷是钻探施工中最严重的事故。根据地质岩心钻探特点,针对浅层气埋藏浅、在区块内分布范围广、发生井喷的概率大、施工风险高等高危特征,制定了在浅层气地区进行小口径岩心钻探施工的工艺技术;按照《大庆油田钻井井控实施细则》（征求意见稿）相关规定,结合大庆长垣南浅层气区地质条件,以及地质钻探全孔取心要求,制定了小口径岩心钻探井控设备配置标准和技术措施,以确保安全生产,不发生井喷事故。     

隆页2HF页岩气水平井钻井技术研究与实践

四川盆地周缘蕴藏有大面积常压低丰度海相页岩气,依目前的开发成本,储量难以动用,亟需开展低成本钻井工程工艺技术攻关,盘活该类页岩气资源。中石化华东油气分公司在渝东南武隆地区从钻、测、录、固等方面开展了低成本钻井技术研究。通过分析导致钻井成本高的原因,重点从井身结构优化、井眼轨迹控制优化、钻井工具优选、防漏堵漏措施以及测井、录井、固井工艺优化等方面进行了技术研究与现场实践,试验井隆页2HF井由导眼井与侧钻水平井两部分构成,钻井成本较邻井降低了30%,为武隆地区常压页岩气开发奠定了基础。     

小口径岩心钻探技术在页岩气地质调查井中的应用分析

通过分析页岩气地质调查井的目的与要求,确定小口径岩心钻探技术在此领域的适用性。从页岩的物理化学特征以及页岩气气藏特点着手,开展对小口径岩心钻探技术应用于此领域的技术研究。从设备的选择、管理、技术三个方面分析此时小口径岩心钻探技术异于常规情况的要点控制,以保证页岩气地质调查井实施的经济性与安全性,促进小口径岩心钻探技术体系的进一步完善。     

贵州页岩气班竹1井钻进施工实践

页岩气是清洁、高效新能源,其勘察钻进施工技术要求较以往地勘钻进施工有一定的变化,主要体现在需要取出的岩心直径较大,所以其终孔口径要大,故设备动力选择较同等深度的地质勘察钻孔要大一二个级别;另外,由于气测录井需要冲洗液作为介质,因此对冲洗液添加剂有影响气测的限制要求;还有安全管理要求具有防范有毒有害气体和预防火灾事故的措施。钻遇软、碎地层时,适时调整钻进参数是确保岩心采取率的有效措施之一,把好安装质量关、严禁钻具带“病”下入孔内和遵守绳索取心钻进操作规范,是确保本钻井施工质量的关键。     

页岩气储层钻井液损害评价研究

延长油田页岩气储层埋藏较深,地质条件复杂,页理构造发育,岩石物性极差,页岩易膨胀、分散。由于孔缝并存,页岩气储层比砂岩油藏具有更严重的微粒运移损害、储层应力敏感损害、水锁损害等特性。鉴于延长页岩储层太过致密,不能用常规方法进行渗透率测定。通过采用人造裂缝法测定钻井液对储层裂缝的污染程度来表征钻井液对储层的损害率。经人造裂缝法测定,延长油田现场使用的白油基钻井液体系对页岩气储层的污染渗透率恢复率达到91.060%,初步证实该体系具有良好的储层保护效果,可在延长油田进一步推广使用并验证。     

浅层气钻井防治漏工艺技术

汽车灯配光镜是一种面形复杂、边界不完全规正的微透镜阵列，其数据结构及搜索方法是ＣＡＤ软件实现的难点之一。本文给出一套可行的数据结构及搜索方法，经依此编制成的程度（ＭＶＨＬＤ）对四种不同的前照灯所作的４００多万条光线＾［１］的计算证实这套数据结构是合理的。搜集方法是可靠的。     

涪陵页岩气水平井油基钻井液技术

针对非常规油气藏开发及复杂地层安全钻井的需要,为解决水平井井壁稳定、摩阻、携岩及地层污染问题,开展了油基钻井液技术研究与应用。通过乳化剂、有机土、降滤失剂、封堵剂等处理剂的研选,形成以柴油、白油为基础油的油基钻井液配方、循环损耗量控制技术及现场施工工艺。在涪陵页岩气田应用了100余口井,满足了现场施工需要,取得良好的技术经济效果。结合涪陵区块的具体情况,不断深入研究,2015年研究并现场试验了粉状乳化剂、无土相油基钻井液等新技术。     

页岩气调查黔地4井钻探技术

黔地4井是部署在渝东南凹陷褶皱带濯河坝向斜南段的一口页岩气地质调查井,全井取心,设计井深2400 m,完钻井深2258 m。项目通过钻探设备、钻具（钻头）选择和井身结构优化设计等,使钻头最高寿命达466 m、钻效提高10%以上。全井平均机械钻速1.78 m/h,钻月效率535 m,其中二开钻月效率704 m,达到了快速、安全钻探目的。