
位于加拿大不列顛哥侖比亞省東北部上泥盆系的jean marie碳酸巖儲層是一種低壓、斷塊儲層,適合采用欠平衡水平鉆井來開發。在該地區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管兩種鉆井工藝,兩種鉆井工藝自身都有優缺點。兩種鉆井工藝的成本基本相同,但連續管鉆井的操作容易、安全以及可以減輕地層損害,使人們更樂意采用連續管鉆井技術在該地區鉆井。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行了對比。
1.jean marie地層
在jean marie層進行了大量的欠平衡鉆井。jean marie層包括15~100m厚的迭層點礁和障壁礁。jean marie儲層是最好的儲層。該地層為低壓層,孔隙度為9%,滲透率為0.5~10md。在jean marie儲層利用欠平衡水平鉆井技術效果較好。較長水平井段可以使井眼穿過多個高滲的點礁層。在保證鉆井液不損害儲層的情況下,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。水平井的產量為直井的2~4倍。
十年來,連續管鉆機與常規鉆機在欠平衡鉆井市場中已成為競爭對手。常規鉆機因有較大的起吊和加壓能力、以及鉆柱的旋轉能力,可以達到較大的位移而有較強的優勢,但是在處理井下復雜情況和進行打撈作業時幾乎沒有人選擇常規鉆機。另一方面,連續管鉆機的連續鉆柱也具有得天獨厚的優勢,勿需上卸絲扣來連接鉆柱使連續管鉆機的起下鉆速度快而且降低了井隊人員的風險。
實際上,在鉆易損害地層時,限制壓力波動的能力是欠平衡鉆井的最大優點之一。當使用鉆桿和泡沫體系進行欠平衡鉆井時,在卸扣和上扣過程中井下會產生壓力降。泡沫(含有60%~80%的氣體)在無剪切的泵送過程中會發生破,泡沫有可能在井眼內分離為氣相和水相。
一旦接完單根后,泥漿泵恢復循環,泡沫、氣體和自由水組成的段塞在井眼內上竄,在段塞排出井口前會造成井下壓力上升。井下壓力的峰值如果超過儲層壓力,會破壞地層的滲透性。相反,若使用霧、80%~85%氣體和連續管進行欠平衡鉆井,就不會導致壓力波動,因而不會造成地層損害。
3.連續管鉆井的經驗
在對jean marie層數年的欠平衡鉆井情況進行分析后,找到了一些趨勢。使用常規鉆機和泡沫進行欠平衡鉆井時,隨著水平井眼長度的增加,天然氣的產量反而下降。這主要歸咎于儲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量難以控制、泡沫破裂、在鉆井介質中液相含量較高或在接單根時所產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,使用連續管欠平衡鉆井工藝和霧化鉆井液所鉆的井,其天然氣產量卻沒有下降。使用連續管鉆井工藝和霧化鉆井液鉆達設計深度時,其天然氣產量卻穩定增長。
4.使用連續管鉆井工藝進行側鉆
除上述優點外,連續管鉆井工藝還能在裸眼井段進行快速側鉆,不但作業簡單而且其建井速度要比常規鉆井的建井速度快。