更全的杂志信息网

绒囊钻井流体在金坛储气库硬脆性泥岩地层的应用

更新时间:2016-07-05

盐穴地下储气库[1]是利用地下较厚的盐层或盐丘,采用人工方式在盐层或盐丘中水溶形成洞穴存储空间[2]来存储天然气[3]。我国对盐穴储气库的研究开始于1999年,初期主要是对国内盐矿进行调查,评价各盐矿的建库地质条件[4]。随着西气东输战略工程的实施,2001年1月启动了西气东输工程建设天然气地下储气库工程可行性研究项目[5],确定了江苏金坛作为国内首个盐穴储气库建库目标 [6]

盐穴储气库井与常规油气井的主要区别有:

(1)井筒压力不同,储气库井受交变压力影响[7]

(2)井眼尺寸和套管尺寸不同,盐穴储气库的井眼尺寸较大[8]

(3)储层类型多,盐穴储气库井的储层为盐岩层[9]

(4)使用寿命要求不同,盐穴储气库井要求为50年[10],对钻井、完井的质量要求较高。完井套管应采用高强度厚壁气密封套管,防止盐岩蠕变被挤毁,并满足季节调峰和应急供气需要[11]

同时,金坛地区套管鞋处地层破裂压力当量密度在1.65 g/cm3左右,而盖层上方的地层破裂压力当量密度在1.60 g/cm3左右,安全密度窗口窄。

综上,江苏金坛盐穴储气库井井眼尺寸大、多种压力共存、多种岩性共生,钻井、完井工程难度大,但是却需要高标准的井身质量。

研究中用矩形区域表示物体可能存在的位置,采用穷举法计算区域内所有质点位置物体的漂移速度范围,当Δt时间足够小时,物体的漂移运动可以假设为匀速运动,将区间内任一质点位置进行更新,得到Δt后物体的更新区域,因此在理论上有一定的可靠性。

1 井壁失稳原因分析及对策

目前,江苏金坛盐穴储气库井三垛组、戴南组井段井壁失稳严重,多形成“大肚子”井眼。对金坛地区JK5-1等6口井的井径测井数据统计发现,二开井眼的最大井径扩大率为67.74%,三开井眼的最大井径扩大率为21.46%。同时,该井段还伴有不同程度的漏失。

独立性是内部审计的基本前提。但是,由于内部审计部门是公司内部设置的机构,既是经济活动的监督者,又是管理工作的服务者,与企业的经济效益存在密切联系,其独立性是相对的。内部审计存在着只重视行使监督职能而没有行使服务职能的问题。另外,很多上市公司是在国有企业股份改制的方式上建立起来的,内部审计条件相对来说也并不成熟,内部控制机构并没有随着经营管理要求的提高而做出应有的转变,公司的领导对内部审计没有充分的认识,使得内审部门形同虚设,失去它存在的价值。

2.围绕提升专业能力素质构建专业支撑课程。支撑课程是对学员专业能力素质起基础和支撑作用的课程,对打牢学员的学科专业基础、掌握扎实的专业理论知识,提高对部队装备和训练变换的适应能力有着重要作用。对于这类课程的定位,要充分考虑部队任职岗位及未来岗位变化对学员专业能力的要求。既要注重让学员掌握宽厚的专业基础知识,又兼顾让学员掌握专业技术学习和训练的基本方法,形成知识迁移和自主学习的能力,为学员的后续发展进行知识储备。

图1 三垛组棕红色泥岩和戴南组硬脆性泥岩 Fig.1 Brown-red mudstone of Sanduo formation and Hard brittle mudstone of Dainan group

日常维护要求每2 h测量绒囊钻井液的漏斗黏度和密度,每4 h测量密度和流速。同时,全天候使用固控设备,清除钻井液中的无用固相,维持钻井液表观黏度在20 mPa·s左右。否则固相含量过高,塑性黏度变大,而动塑比的维持需要较高的动切力,此时钻井液的表观黏度过高,不仅钻井液性能变差,还会进一步影响机械钻速。

图2 XRD分析全岩矿物类型及含量 Fig.2 XRD analysis of whole rock mineral types and contents

从图3可以看出,该井段黏土矿物主要成分为伊蒙混层和伊利石,并含有少量的绿泥石、蒙脱石和高岭石。其中,伊蒙混层含量为78%~82%,伊利石含量为13%~49%。总体来看,黏土矿物中伊蒙混层和伊利石含量相对总量在90%以上,因此,可以认为伊蒙混层膨胀分散是井壁失稳的原因之一。

采用XRD对480~604 m井段岩样黏土矿物类型和含量进行分析,结果如图3所示。

从图2可以看出,480~604m井段矿物主要成分为黏土、方解石和白云石。其中,石英含量为6.3%~10.6%、钾长石含量为0.8%~ 4.2%、斜长石含量为1.5%~6.1%、方解石含量为9.4%~32.0%、白云石含量为7.3%~24.2%、菱铁矿含量为0~1.9%、黄铁矿含量为0~3.3%、赤铁矿含量为1.8%~2.7%、方沸石含量为0~11.8%、三水铝石含量为0~2.2%,以及黏土矿物含量为30.6%~ 49.5%。

图3 XRD分析黏土矿物类型及含量 Fig.3 XRD analysis of types and contents of clay minerals

目前,金坛储气库在用钻井液是以降滤失剂为主的聚合物钻井液,滤失性能良好。但钻井液封堵能力和抑制能力却不足。尤其对于裂隙发育的硬脆性泥岩,钻井液难以形成有效的封堵,而进入地层的滤液对伊蒙混层的抑制性不足,从而导致井壁失稳。

刘向君针对库车组泥岩井壁失稳的问题,采用增强钻井液抑制性以及对微裂缝和毛细管封堵的措施保证井壁稳定[12]。徐恒针对明化镇组馆陶组砂泥岩交互层,采用正电胶提高钻井液抑制性,添加聚合醇、PAM、纳米乳液形成泥饼的措施提高封堵能力[13]。许春田针对戴南组阜宁组裂隙发育泥岩,采用醋酸钾、聚胺、大分子聚丙烯酰胺抑制,采用润滑剂RH85、封堵剂NF-25与ZHFD、成膜剂CMJ-2 等复配封堵的措施解决井壁失稳问题[14]。梁大川针对泥页岩,使用KCl等盐类抑制剂和EP-1封堵剂实现防塌[15]

因此,通过提高钻井液抑制性与封堵性[16]进行防塌堵漏是主流。但采取封堵方式皆为外封堵,钻进过程中钻头及流体对井壁的冲刷、起下钻产生的抽汲和激动都会影响到外封堵的效果。同时储气库下部为盐膏层,需要采用低活度[17]方法,既可抑制上部泥岩水化,又可抑制下部盐溶解。因此,本文提出将封堵带引至地层内部避免钻井干扰有效封堵及低活度强抑制防塌对策。

1302 Interaction between expression level of acetylcholinesterase and infection of hepatitis C virus in hepatoma carcinoma cells

室内采用常规搅拌器,采用绒囊的4种主处理剂配制绒囊钻井液,配方为:1.5%~2.0%囊层剂+1.0%~1.5%绒毛剂+0.2%~0.4%囊核剂+0.4%~0.6 %囊膜剂,并采用10%~40%的甲酸钠或甲酸钾加重钻井液。配制形成的绒囊钻井液密度为0.77~1.18 g/cm3,塑性黏度为19~24 mPa·s,动切力为12.5~17.5 Pa,动塑比为0.52~0.88 Pa/(mPa·s),流变性良好。

从道来看,“神游气化”,即是意识与气息在虚空中交织变化,呈现出“时为岑寂也,若游峨眉之雪;时为流逝也,若在洞庭之波”的情景,也就是远之境。实际上,此处之“气”已经变成了一种达“道”的媒介,在虚空中无形地变换,从有形之气通往无形之境,再从无中去体悟万象。

钻井过程中的井壁失稳问题严重制约了金坛盐穴储气库的成井质量。三垛组棕红色粉砂质泥岩和戴南组灰绿色泥页岩岩样如图1所示,其中,灰绿色泥页岩硬而脆,端口见明显裂隙发育,易引起钻井液漏失。

血透明质酸测定 4组大鼠于扫描前2天采用剪尾尖采血法取血(每只约1 ml),采血前停止腹腔注射四氯化碳1周,以避免肝脏急性期炎症反应对血生化指标的影响。应用透明质酸(hyaluronic acid,HA)定量测定试剂盒测定血浆HA含量。

2 室内试验

以表面活性剂形成的绒囊[18]能够实现黏结内封堵,以分压、耗压或者撑压封堵流动通道,且封堵具有高承压性[19],以堆积、拉伸、填塞等形式提高地层承压能力[20],具有防塌、防漏、可降解、低污染等优点,是一种新型钻井流体。目前,绒囊钻井液已经解决吉X井、沁平12-11-3H六分支水平井等泥岩[21]、砂岩[22]、煤岩[23]钻进中的漏失、坍塌问题,实现动态安全密度窗口安全钻井。因此,用绒囊钻井液解决金坛盐穴储气库的井壁失稳问题,具有一定的可行性。非常规的问题用非常规的思想去解决,才能有效果[24]

绒囊钻井液的现场施工应注意两个方面:一是配制出性能符合设计的绒囊钻井液;二是钻进过程中实时监测钻井液性能,以补充处理剂维护其性能。

2.1 封堵能力测试

选取砂泥岩柱塞1 枚,在温度为25 ℃、围压为 9 MPa、回压为 0.5 MPa下,先后用清水、绒囊钻井液驱替岩心,记录驱压随时间的关系,如图4所示。

图4 注入压力与时间的关系 Fig.4 The relationship between the injection pressure and time

从图4可以看出,清水驱替煤岩柱塞驱替压力稳定在1.7 MPa左右,而绒囊钻井液驱替30 min后迅速起压,1 h后驱替压力上升至18 MPa,说明绒囊成功封堵了柱塞流动通道,封堵能力强。

2.2 抑制能力测试

以金坛盐穴储气库硬脆性泥岩为岩样,依据SY/T 5613—2000《泥页岩理化性能试验方法》分别测试清水、聚合物钻井液、绒囊钻井液的泥页岩滚动回收率,试验温度为50 ℃,测试结果如图5所示。

图5 不同钻井液泥页岩滚动回收率 Fig.5 Rolling recovery rate of different drilling fluid shale

从图5可以看出,清水的滚动回收率在28%左右,聚合物钻井液滚动回收率在50%左右,而绒囊钻井液的滚动回收率达93%。因此,绒囊钻井液能够有效地抑制黏土水化,抑制能力较强。

综上,绒囊钻井液的流变性、封堵能力和抑制能力满足要求,现场可以开展试验。

杨小水签字的时候,苏楠靠近铁栅栏站着。她犹豫了一下,对杨小水说了最后几句话。您有没有想过,您亲生女儿现在的生活有着您想象不到的富裕与幸福?即使您没杀人,现在你们母女相认,您亲生女儿也可能会失去她原来拥有的一切。最可怜的是李峤汝,真相揭开她可能会得到些补偿,可您耽误了她这么多年,她不恨您?说不定,您会鸡飞蛋打,一个女儿都维持不住……

3 现场配制和维护研究

别呦呦还叫我听声音,第一声春雷响了,她叫我聆听虫子在地底翻身,秋风来了,叶子黄了,她叫我听豆荚炸开来的声音。

3.1 绒囊钻井液配制方法研究

依据室内试验配方,先在配浆罐中依次加入清水、囊层剂和绒毛剂,搅拌20~30 min;再缓慢加入囊核剂和囊膜剂,搅拌20~30 min;最后加入适量甲酸盐,待处理剂完全溶解后,测定钻井液性能。配制的绒囊钻井液性能要求为:密度为0.85~1.20 g/cm3;塑性黏度为8~15 mPa·s;动切力为7~14 Pa;动塑比为0.5~1.2 Pa/(mPa·s),pH值为8~10。

3.2 绒囊钻井液维护方法研究

采用XRD对480~604 m井段岩样全岩矿物类型及含量进行分析,结果如图2所示。

为保证井眼清洁,维持钻井液动塑比在0.5 Pa/(mPa·s)以上,保证钻井液的携岩能力良好,防止形成岩屑床,当动塑比低于0.5 Pa/(mPa·s),加入绒毛剂,或者是加入囊核剂并辅以囊膜剂。

诚龙先生是惯打野枪的,如匕首投枪,刺贪刺虐入木三分。为清官树碑,为贪官画像,几乎篇篇不离讽刺与讽喻,时时不忘警醒与警示。作者之用心,可谓良苦。

为保证井壁稳定,绒囊钻井液的密度应在合适的范围内。绒囊密度越低,形成的囊泡数量越多,封堵性能越好。但是,绒囊防塌不仅仅是依靠囊泡的封堵,还需要引入甲酸盐以适当提高密度。加入甲酸盐一方面可以平衡高压力地层,另一方面提高了绒囊钻井液的抑制性,从而保证井壁稳定。

4 钻井实例

茅X井位于金坛区直溪镇茅溪盐矿,是一口新钻盐穴储气库井。该井一开东台组即采用绒囊钻井液钻进,直至钻穿戴南组二开完井。

采用660.4 mm钻头钻开表层黄土层。钻井液配方为:1.5%囊层剂+1.0%绒毛剂+0.3%囊核剂+0.5%囊膜剂+10%甲酸钠。钻井液密度为0.95 g/cm3,塑性黏度为20 mPa·s,动塑比为0.84 Pa/(mPa·s)。钻至25 m时,下508.0 mm导管顺利完井。

一开444.5 mm井眼钻至井深85 m时,有轻微掉块,此时已钻进三垛组地层,为提高钻井液的防塌能力,引入甲酸钠加重绒囊钻井液密度至1.08 g/cm3,此时绒囊钻井液的塑性黏度为18 mPa·s,动塑比为0.68 Pa/(mPa·s)。循环钻井液后无掉块,继续钻进至519 m,下339.7 mm表层套管,顺利完井。

二开311.2 mm井眼钻至570 m时,进入戴南组,进一步引入甲酸钠提高钻井液的抑制性能,并适当补充绒囊主处理剂提高钻井液的封堵性能。调整后的绒囊钻井液密度为1.14 g/cm3,塑性黏度为20 mPa·s,动塑比为0.72 Pa/(mPa·s)。钻至井深915 m时下入244.5 mm油层套管,顺利完井。

三开阜宁组盐岩井段(215.9 mm)采用饱和盐水钻进,钻至井深926.5 m后,裸眼完井。

7.4提高了病人服药的依从性,高血压患者需长期甚至终身用药治疗,目标是控制血压水平,减少心脑血管疾病的发生风险。由于健康理念的转变,了解影响高血压患者控制效果的因素,并予以针对性的干预措施,对提高患者血压控制效果具有重大意义 [5]。

绒囊钻井液在茅X井钻井过程中井壁稳定,井径扩大率在7.4%~12.9%之间,平均为8.2%,而邻井井径扩大率达18%;平均机械钻速达7.5 m/h,缩短建井周期5.3 d,实现了金坛盐穴储气库优质、安全、高效成井。

5 结论和建议

室内试验表明,绒囊钻井液的封堵能力、抑制能力较强,能够满足盐穴储气库井钻井的要求。现场应用表明,绒囊钻井液能够解决砂岩、泥岩交互地层的井壁失稳问题,实现盐穴储气库井安全、优质、快速成井。绒囊钻井液在盐穴储气库井的成功应用,进一步扩大了绒囊技术的应用范围。

同时也可以看出,绒囊钻井液可依据地层情况实时调整性能,能够满足不同钻井方式的需要,适用性强,但前提是要做好预案,并维护得当。

参考文献

[1] 舒萍.大庆油田建设地下储气库设计研究[D].成都:西南石油学院,2005:10.

[2] 陈峰,杨春和,白世伟.盐岩储气库蠕变损伤分析[J].岩土力学,2007,27(6):945-949.

[3] 杨毅.天然气地下储气库建库研究[D].成都:西南石油学院,2003:5.

[4] 宋德琦.天然气地下储气库技术研究[D]. 成都:西南石油学院,2001:7.

[5] 李雷.胜利地区天然气地下储气库可行性研究[D].青岛:中国石油大学,2007:6.

[6] BEREST P, BROUARD B. Safety of salt caverns used for under-ground gas storage[J]. Oil& Gas Science and Technology, 2003,58(3):361-384.

[7] 李丽锋,赵新伟,罗金恒,等.盐穴地下储气库失效分析与预防措施[J].油气储运,2010,29(6):407 410.

[8] 谢丽华,李鹤林,赵新伟,等.盐穴地下储气库事故统计及风险分析[J].中国安全科学学报,2009,19(9):125-130.

[9] 钟福海,李合龙,韩俊杰.大张坨地下储气库注采井固井实践[J].石油钻采工艺,2000,22(6):11-13.

[10] 郑力会,孔令琛,曹园,等.绒囊工作液防漏堵漏机理[J].科学通报,2010,55(15):1520-1528.

[11] 郑力会,陈必武,张峥,等.煤层气绒囊钻井流体的防塌机理[J].天然气工业,2016,36(2):72-77.

[12] 刘向君,刘洪,罗平亚,等.钻井液浸泡对库车组泥岩强度的影响及应用研究[J].岩石力学与工程学报,2009,28(增2):3920-3925.

[13] 徐恒,杨杰,周凤英,等.低密度防塌钻井液在207井的应用[J].石油地质与工程,2006,20(6):61-64.

[14] 许春田,刘建全,汤燕丹,等.裂隙发育硬脆性泥岩井壁失稳机理及其解决措施[J].钻井液与完井液.2013,30(3):13-18.

[15] 梁大川,罗平亚,刘向君,等.钻井液处理剂及体系对泥页岩坍塌压力的影响研究[J].钻采工艺,2011,34(2):83-85.

[16] 王德桂,何玉云,卜渊,等.吉X 井煤层气绒囊钻井液实践[J].石油钻采工艺,2011,33(5):93-95.

[17] 陈乐亮,汪桂娟.甲酸盐基钻井液完井液体系综述[J].钻井液与完井液.2003,20(1):31-36.

[18] 冯建秋,王凯,陈倩倩,等.绒囊钻井液在三交区块勘探应用的可行性研究[J].非常规油气,2017,4(5):94-98.

[19] 王洪关,崔金榜,朱庆忠,等.沁平12-11-3H煤层气六分支水平井绒囊钻井液技术[J].石油钻采工艺,2014,36(3):39-41.

[20] 郑力会.仿生绒囊钻井液煤层气钻井应用现状与发展前景[J].石油钻采工艺,2011,33(3):78-81,90.

[21] 崔金榜,陈必武,颜生鹏,等.沁水盆地在用煤层气钻井液伤害沁水3#煤岩室内评价[J].石油钻采工艺,2013,35(4):47-50.

[22] 王宝堂.纳米钻井液技术现状[J].非常规油气,2016,3(5):134-138.

[23] 陈凤喜,闫志强,伍勇,等.岩性气藏型储气库封闭性评价技术研究——以长庆靖边气田SH224储气库区为例[J].非常规油气,2015,2(3):58-64.

[24] 郑力会,魏攀峰,张峥,等.联探并采:非常规油气资源勘探开发持续发展自我救赎之路[J].天然气工业,2017,37(5):126-140.

班凡生,底磊,申瑞臣,李文帅,聂帅帅,付毓伟
《非常规油气》 2018年第02期
《非常规油气》2018年第02期文献

服务严谨可靠 7×14小时在线支持 支持宝特邀商家 不满意退款

本站非杂志社官网,上千家国家级期刊、省级期刊、北大核心、南大核心、专业的职称论文发表网站。
职称论文发表、杂志论文发表、期刊征稿、期刊投稿,论文发表指导正规机构。是您首选最可靠,最快速的期刊论文发表网站。
免责声明:本网站部分资源、信息来源于网络,完全免费共享,仅供学习和研究使用,版权和著作权归原作者所有
如有不愿意被转载的情况,请通知我们删除已转载的信息 粤ICP备2023046998号