
位于加拿大不列顛哥侖比亞省東北部上泥盆系的jean marie碳酸巖儲(chǔ)層是一種低壓、斷塊儲(chǔ)層,適合采用欠平衡水平鉆井來開發(fā)。在該地區(qū)采油的油公司共打了900多口水平井。在鉆井工程中使用了鉆桿和連續(xù)管兩種鉆井工藝,兩種鉆井工藝自身都有優(yōu)缺點(diǎn)。兩種鉆井工藝的成本基本相同,但連續(xù)管鉆井的操作容易、安全以及可以減輕地層損害,使人們更樂意采用連續(xù)管鉆井技術(shù)在該地區(qū)鉆井。penn west energy trust公司使用兩種鉆井工藝打了大量的井,并對這兩種鉆井工藝進(jìn)行了對比。
1.jean marie地層
在jean marie層進(jìn)行了大量的欠平衡鉆井。jean marie層包括15~100m厚的迭層點(diǎn)礁和障壁礁。jean marie儲(chǔ)層是最好的儲(chǔ)層。該地層為低壓層,孔隙度為9%,滲透率為0.5~10md。在jean marie儲(chǔ)層利用欠平衡水平鉆井技術(shù)效果較好。較長水平井段可以使井眼穿過多個(gè)高滲的點(diǎn)礁層。在保證鉆井液不損害儲(chǔ)層的情況下,欠平衡鉆井可以在高滲層鉆出一液流通道。
2.連續(xù)管和鉆桿欠平衡鉆井工藝
在jean marie層共打了1000多口水平井(包括多分支井眼),直井的平均井深為2650m,水平井段的長度為300~1000m,包括雙分支和3分支水平井眼。水平井的產(chǎn)量為直井的2~4倍。
十年來,連續(xù)管鉆機(jī)與常規(guī)鉆機(jī)在欠平衡鉆井市場中已成為競爭對手。常規(guī)鉆機(jī)因有較大的起吊和加壓能力、以及鉆柱的旋轉(zhuǎn)能力,可以達(dá)到較大的位移而有較強(qiáng)的優(yōu)勢,但是在處理井下復(fù)雜情況和進(jìn)行打撈作業(yè)時(shí)幾乎沒有人選擇常規(guī)鉆機(jī)。另一方面,連續(xù)管鉆機(jī)的連續(xù)鉆柱也具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢,勿需上卸絲扣來連接鉆柱使連續(xù)管鉆機(jī)的起下鉆速度快而且降低了井隊(duì)人員的風(fēng)險(xiǎn)。
實(shí)際上,在鉆易損害地層時(shí),限制壓力波動(dòng)的能力是欠平衡鉆井的最大優(yōu)點(diǎn)之一。當(dāng)使用鉆桿和泡沫體系進(jìn)行欠平衡鉆井時(shí),在卸扣和上扣過程中井下會(huì)產(chǎn)生壓力降。泡沫(含有60%~80%的氣體)在無剪切的泵送過程中會(huì)發(fā)生破,泡沫有可能在井眼內(nèi)分離為氣相和水相。
一旦接完單根后,泥漿泵恢復(fù)循環(huán),泡沫、氣體和自由水組成的段塞在井眼內(nèi)上竄,在段塞排出井口前會(huì)造成井下壓力上升。井下壓力的峰值如果超過儲(chǔ)層壓力,會(huì)破壞地層的滲透性。相反,若使用霧、80%~85%氣體和連續(xù)管進(jìn)行欠平衡鉆井,就不會(huì)導(dǎo)致壓力波動(dòng),因而不會(huì)造成地層損害。
3.連續(xù)管鉆井的經(jīng)驗(yàn)
在對jean marie層數(shù)年的欠平衡鉆井情況進(jìn)行分析后,找到了一些趨勢。使用常規(guī)鉆機(jī)和泡沫進(jìn)行欠平衡鉆井時(shí),隨著水平井眼長度的增加,天然氣的產(chǎn)量反而下降。這主要?dú)w咎于儲(chǔ)層長期暴露在鉆井液中以及因水平井段過長造成較高的摩擦壓力。
造成地層損害的原因有泡沫質(zhì)量難以控制、泡沫破裂、在鉆井介質(zhì)中液相含量較高或在接單根時(shí)所產(chǎn)生的壓力峰值等原因,但造成地層損害的主要原因卻難以確定。然而,使用連續(xù)管欠平衡鉆井工藝和霧化鉆井液所鉆的井,其天然氣產(chǎn)量卻沒有下降。使用連續(xù)管鉆井工藝和霧化鉆井液鉆達(dá)設(shè)計(jì)深度時(shí),其天然氣產(chǎn)量卻穩(wěn)定增長。
4.使用連續(xù)管鉆井工藝進(jìn)行側(cè)鉆
除上述優(yōu)點(diǎn)外,連續(xù)管鉆井工藝還能在裸眼井段進(jìn)行快速側(cè)鉆,不但作業(yè)簡單而且其建井速度要比常規(guī)鉆井的建井速度快。