【摘要】：頁巖氣作為新興的油氣資源,很大程度上改變了現(xiàn)有的能源結(jié)構(gòu)布局,拓展了油氣能源開發(fā)的領(lǐng)域。頁巖氣并非是最近幾年才發(fā)現(xiàn)的油氣資源,在以往的鉆井勘探開發(fā)中,鉆遇泥頁巖地層時就常有少量氣體溢出,但并未作為有價值氣源投入商業(yè)開發(fā)。大部分產(chǎn)氣頁巖分布范圍廣、厚度大,且普遍含氣,使得頁巖氣井能夠長期地穩(wěn)定產(chǎn)氣。但頁巖氣儲集層滲透率低,開采難度較大。隨著鉆井技術(shù)的發(fā)展,水平井技術(shù)和水力壓裂技術(shù)作為頁巖氣開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)加快了頁巖氣發(fā)展的步伐。我國為加快頁巖氣勘探開發(fā)技術(shù)的發(fā)展,已將重慶涪陵頁巖氣項目作為國家級示范區(qū),以形成頁巖氣高效開發(fā)配套技術(shù)措施。據(jù)現(xiàn)已鉆井資料,涪陵地質(zhì)條件復(fù)雜,淺層有溶洞和硫化氫氣體、地層可鉆性差、井壁亦不穩(wěn)定、韓家店組井漏嚴(yán)重,這些都大大增加了鉆井施工難度。為保證鉆井開發(fā)安全高效進行,涪陵區(qū)塊實施了多種鉆井措施,本文主要研究涪陵造斜井段提速問題。造斜段所使用的提速鉆井工藝主要為復(fù)合鉆井技術(shù)以及針對井漏問題而實施的空氣泡沫定向鉆井技術(shù),另外通過引入提速工具以提高造斜段鉆井效率。復(fù)合鉆井技術(shù)通過增加轉(zhuǎn)速強化鉆井參數(shù)以增強破巖能量,在涪陵地區(qū)已作為主要的提速措施進行應(yīng)用,提速效果顯著。為了配合復(fù)合鉆井技術(shù)在造斜段的使用,合理的選擇造斜率進行軌跡優(yōu)化設(shè)計,增加復(fù)合鉆井時效,降低滑動鉆井時效,從而達到提高造斜段鉆井速度的效果,軌跡控制能力滿足要求。由于在造斜井段,螺桿不僅僅提供定向造斜的作用,而且復(fù)合鉆進螺桿也持續(xù)保持著高速旋轉(zhuǎn),這些都很大程度上增加了螺桿的工作強度,導(dǎo)致螺桿壽命較短,一旦螺桿出現(xiàn)故障,就需要起下鉆更換,大大增加了鉆井間斷時間,因而螺桿成為造斜段鉆進中較為脆弱的環(huán)節(jié)�；趶�(fù)合鉆井表現(xiàn)出來的螺桿壽命短問題,本文通過對比已鉆井資料,優(yōu)選了立林廠家螺桿,其壽命長,滿足施工要求。通過對比分析,等壁厚螺桿較常規(guī)螺桿使用效果穩(wěn)定,壽命更長。另外,合理的施工規(guī)程和措施是提高螺桿壽命的重要手段。為改善造斜段托壓問題,在造斜段施工中引入了輔助提速工具水力振蕩器和液力推進器,根據(jù)鉆井效果分析,水力振蕩器使用效果較好,在使用井段鉆時降低明顯。造斜段地質(zhì)復(fù)雜,海相地層分布,韓家店組、小河壩組井漏問題大大增加了鉆井間斷時間。為解決這一問題,涪陵區(qū)塊引入泡沫定向鉆井技術(shù),定向造斜率0.15-0.220/m,滿足定向施工要求。依據(jù)涪陵地質(zhì)情況,對涪陵區(qū)塊空氣泡沫鉆井技術(shù)可行性進行了分析,掌握涪陵區(qū)塊出水出氣情況是實施空氣鉆井技術(shù)的先決條件。同時,井壁穩(wěn)定也是空氣泡沫鉆井主要問題,據(jù)焦頁1HF井取巖心分析,巖石表現(xiàn)為水平裂縫發(fā)育,垂向無裂縫,嘉陵江組—小河壩組地層巖石抗壓強度曲線顯著高于地層坍塌曲線,空氣泡沫鉆井井壁較為穩(wěn)定。焦頁13-1HF井使用泡沫定向鉆井,進尺524.140m,相比鄰井對應(yīng)井段提速效果顯著。在鉆井過程中,鉆桿磨損嚴(yán)重、攜巖能力不足是空氣泡沫鉆井主要問題。針對攜巖問題,本文通過修正的Angel模型對空氣泡沫鉆井最小注氣量進行了計算,為鉆井施工提供有效的參考。
[Abstract]:Shale gas, as a new oil and gas resource, has greatly changed the existing energy structure and expanded the field of oil and gas energy development. Shale gas is not a newly discovered oil and gas resource in recent years. In the past drilling exploration and development, a small amount of gas spills out when drilling shale formation, but it is not a valuable gas source. Most of the gas-producing shale rocks are widely distributed, thick and generally gas-bearing, which enable shale gas wells to produce gas steadily for a long time. However, the permeability of shale gas reservoirs is low and it is difficult to exploit. With the development of drilling technology, horizontal well technology and hydraulic fracturing technology, as key technologies of shale gas development, accelerate shale gas generation. In order to speed up the development of shale gas exploration and development technology, Chongqing Fuling shale gas project has been taken as a national demonstration area to form a complete set of technical measures for efficient shale gas development. In order to ensure the safe and efficient drilling, Fuling block has implemented a variety of drilling measures. This paper mainly studies the problem of increasing the speed of Fuling inclined section. The speed-increasing drilling technology used in the inclined section is mainly composite drilling technology and the air for the leakage problem. Foam directional drilling technology, in addition to the introduction of speed-increasing tools to improve drilling efficiency in the deviated section. Composite drilling technology through increasing drilling speed to enhance drilling parameters to enhance rock breaking energy, Fuling area has been used as the main speed-increasing measures, speed-increasing effect is significant. In order to coordinate with the use of composite drilling technology in the deviated section, reasonable. The trajectory control ability meets the requirements by optimizing the trajectory design by choosing the build-up rate, increasing the composite drilling efficiency and reducing the sliding drilling efficiency, thus increasing the drilling speed in the build-up section. The working strength of the screw is increased to a great extent, and the life of the screw is shorter. Once the screw fails, it needs to be replaced by taking-off drilling, which greatly increases the drilling interruption time. Therefore, the screw becomes a vulnerable part in the drilling of the deviating section. By comparison and analysis, the screw with equal wall thickness is more stable than the conventional one, and the life of the screw is longer. In addition, reasonable construction rules and measures are important means to improve the life of the screw. Hydraulic oscillator and hydraulic propeller have been used in this area. According to the analysis of drilling effect, the use of hydraulic oscillator is better, and the decrease is obvious when drilling in wellbore section. According to Fuling geological conditions, the feasibility of air foam drilling technology in Fuling Block is analyzed. It is a precondition to implement air drilling technology to master water and gas production in Fuling Block. Core analysis shows that the rock has developed horizontal fractures and no vertical fractures. The compressive strength curve of Jialingjiang-Xiaoheba formation is significantly higher than the collapse curve, and the borehole wall of air foam drilling is more stable. During the drilling process, the main problems of air foam drilling are serious wear of drill pipe and insufficient rock-carrying capacity. Aiming at the problem of rock-carrying, this paper calculates the minimum gas injection rate of air foam drilling by using the modified Angel model, which provides an effective reference for drilling operation.
【學(xué)位授予單位】：長江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TE24

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本文編號：2221496