一家石油公司在印度尼西亞一個(gè)氣田進(jìn)行鉆井施工。該氣田位于印尼南蘇門答臘盆地中央巨港子盆地的西側(cè)，為第三系弧后盆地構(gòu)造，前第三系地層蘊(yùn)藏著氣田的下部儲層，而上部儲層處于 第 三 系 Lower Talang Akar 和Batu Raja組的多孔沉積巖構(gòu)造內(nèi)，第三系和前第三系儲層天然裂縫裂度增強(qiáng)。
印尼南蘇門答臘盆地鉆井實(shí)踐表明，新技術(shù)應(yīng)用使鉆井持續(xù)穿過大范圍裂縫儲層的整個(gè)漏層。從先前完鉆的三口井效果來看，三口井仍在持續(xù)不斷地產(chǎn)出大量天然氣，這表明在Batu Raja 組和前第三系鉆遇到強(qiáng)裂縫地層，一次單獨(dú)針對前第三系基底所做的測試結(jié)果是：井底完全敞口流量為日產(chǎn)氣 2 億 3,700 萬標(biāo)準(zhǔn)立方英尺（671 萬 m 3 / 天），一次前第三系基底與 Batu Raja 組合并測試的結(jié)果是：井底完全敞口流量為日產(chǎn)氣10 億 9,700 萬標(biāo)準(zhǔn)立方英尺（3,106萬 m 3 / 天）。以下重點(diǎn)介紹該氣田鉆井期間，采用輕（或低密度）環(huán)空泥漿帽鉆井加井下隔離閥工藝進(jìn)行的鉆井施工的情況。
鉆井挑戰(zhàn)
不像中蘇門答臘省，南蘇門答臘氣田的鉆井施工經(jīng)常遇到各種問題，導(dǎo)致非生產(chǎn)時(shí)間增加，普遍出現(xiàn)的問題有：井眼縮徑／井壁脫落／頁巖膨脹／泥漿環(huán)：這些問題可能是因泥漿密度不合適或泥漿的化學(xué)抑制作用不足所引起，特別是在頁巖占主導(dǎo)的井段，這部分井段主要是下巨港（Lower Palembang）和特里薩（Telisa）頁巖層系；地層高壓：一口井的地層壓力預(yù)測是依據(jù)先前鉆的鄰近開發(fā)井得來的；高溫、硫化氫和二氧化碳污染：完鉆井深的井底靜態(tài)溫度在 300 ℉（149℃）以上，并含有 6% 左右的二氧化碳和 10ppm（ppm 百萬分之…）的硫化氫氣體；鉆井困難、氣涌和井漏：在這個(gè)擁有大范圍裂縫的地層鉆井難度增大是一個(gè)普遍存在的問題，天然裂縫地層導(dǎo)致嚴(yán)重 井 漏 問 題； 同 時(shí)， 在 巴 都 拉 惹（Baturaja）碳酸鹽和前第三系地層鉆井期間可能存在氣涌的風(fēng)險(xiǎn)，這個(gè)層位是花崗巖地層。
輕環(huán)空泥漿帽鉆井鉆 X 井 使 用 了 3 種 鉆 井 液，水基泥漿打表層井段；由于特里薩（Telisa）地層存有部分高壓層段和潛在的膨脹效應(yīng)，為了將這些可能給井眼穩(wěn)定性帶來風(fēng)險(xiǎn)的因素降至最低，選用合成泥漿打中間井段；為了降低成本、易于處理和有效維護(hù)，選用清水打油層段。
漏層段鉆進(jìn)期間，為了保持井壁、環(huán)空完好與穩(wěn)定，要求環(huán)空采用輕泥漿維持正常鉆進(jìn)，環(huán)空輕泥漿的設(shè)計(jì)密度低于裂縫地層的壓力梯度，避免漏失加重；開始鉆進(jìn)后無泥漿返出地面，在地面壓力的輔助下，環(huán)空液柱維持在地層能夠接受泥漿和巖屑的尺度之上，環(huán)空輕泥漿會將所有巖屑輸送進(jìn)裂縫，如果環(huán)空出現(xiàn)氣體運(yùn)移或上竄，上竄的氣體會被地面施加的井控回壓法（bullheading）遏制。
井下隔離閥的設(shè)計(jì)與安裝井下隔離閥作為套管設(shè)計(jì)的一部分下入井下，允許全口徑鉆井、完井井底鉆具組合通過，該系統(tǒng)由一個(gè)套管外下入的雙膠囊控制線觸發(fā)啟動，通過一個(gè)地面控制裝置將其激活，見圖 1；井下隔離閥裝置采用一種擋板式封堵結(jié)構(gòu)，它能阻擋儲層流體進(jìn)入套管，防止壓力上竄至井口井下隔離閥作為井下屏障，利用一個(gè)擋板式封堵裝置阻止壓力竄至地面，當(dāng)井底鉆具組合或完井鉆柱通過時(shí)，擋板被全口打開；當(dāng)井下沒有鉆具時(shí)，擋板被關(guān)閉，處于關(guān)閉狀態(tài)；鉆進(jìn)期間起下鉆時(shí)，考慮到施加在鉆具上外力，需要執(zhí)行特殊作業(yè)程序，執(zhí)行特殊作業(yè)程序的目的是防止井內(nèi)鉆具被高壓上推或推出井口。
鉆井施工作為回接管柱的一部分，井下隔離閥以可回收方式安裝，在回接安裝前下 95 /8 ″套管，在準(zhǔn)備好提起井下隔離閥之前，下套管正常進(jìn)行。在通過滑輪下放控制線并將其與井下隔離閥本體連接后，對井下隔離閥的擋板進(jìn)行功能測試和壓力測試，借助地面控制裝置，保持井下隔離閥控制線敞開一側(cè)的壓力在500psi（3.45MPa），閉合一側(cè)的壓力在 200psi（1.38MPa），作為控制線泄漏的指示；從第一根到地面的每個(gè)套管接箍都安裝有井下隔離閥控制線夾子。油層井段繼續(xù)向 2,500m 的深度鉆進(jìn)，直到起鉆更換鉆頭、震擊器和浮閥短節(jié)，用輕環(huán)空泥漿帽鉆進(jìn)，鉆至2,800m 的目標(biāo)深度，如果發(fā)生氣體運(yùn)移，會被環(huán)空回壓法阻止。完井階段下部完井設(shè)計(jì)選定 13Cr-80 材料，它能抵御油層段可能出現(xiàn)的小規(guī)模二氧化碳；為了能確定和劃分油層，最初下部完井計(jì)劃下一個(gè)封隔器來隔離巴都拉惹（Baturaja）層段；下部完井由一個(gè)平片鼻形浮鞋、預(yù)射孔交互接頭、易碎盤塞和一個(gè) 7″ × 9 5 / 8 ″尾管頂部封隔器組成；在接下部完井組件時(shí)，計(jì)劃在95 /8 ″套管鞋上方安置尾管頂部封隔器。
不過，尾管不能在 2,500m 處越過一個(gè)明顯臺階或壁架的情況下工作，考慮到 2.4 桶 / 每分鐘的漏失速度、可用的清水供應(yīng)量以及與成本有關(guān)的其它選項(xiàng)（包括起出 / 重下尾管），決定下部完井組件的設(shè)定深度比計(jì)劃深度要淺一些。在井口安裝油管懸掛器之前（回接懸掛器和油管懸掛器坐在同一位置），用可回收回接管柱繼續(xù)作業(yè)，上部完井組件下完后作業(yè)結(jié)束，見圖 2。測試階段產(chǎn)量與產(chǎn)量梯度測量數(shù)據(jù)得出的評估結(jié)果為：絕對敞口流量為 11億標(biāo)準(zhǔn)立方英尺 / 每天（3,115 萬m 3 / 天）；預(yù)計(jì)最大生產(chǎn)受限能力為 1 億 5,000 萬標(biāo)準(zhǔn)立方英尺 / 每天（425 萬 m 3 / 天）；流量測試后凝析油的產(chǎn)量平均為 72.47 儲罐桶 /百萬標(biāo)準(zhǔn)立方英尺。
經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)81 /2 ″井段的目的深度比設(shè)計(jì)深度淺一些，設(shè)計(jì)井深為 3,200m；鉆 至 2,800m 后， 遇 到 嚴(yán) 重 井漏， 漏 失 率 達(dá) 每 天 約 24,000 桶（3,816m 3 / 天）， 先 前 一 口 井 的參 考 漏 失 率 僅 為 每 天 12,000 桶（1,908m 3 / 天），在這種情況下，現(xiàn)場計(jì)劃的淡水供應(yīng)量不夠鉆至設(shè)計(jì)井深。此外，出現(xiàn)井漏后，地層氣體的運(yùn)移速度很低，這導(dǎo)致需要額外時(shí)間讓井下隔離閥擋板下方增壓，以便獲得封堵要求的最小壓力；雖然 X 井因目標(biāo)深度較淺被稱作一口淺井， 但所有的目的層都已穿過。正鉆的 X 井是一口高產(chǎn)氣井，產(chǎn)氣量約為 1.5 億標(biāo)準(zhǔn)立方英尺 / 每天（425 萬 m 3 / 天），目標(biāo)儲層輕環(huán)空泥漿帽鉆井及井下隔離閥工藝的應(yīng)用獲得了高產(chǎn)氣效果；取得成功的其它關(guān)鍵因素還應(yīng)歸因于良好的項(xiàng)目管理、規(guī)劃與設(shè)計(jì)，以及石油公司與鉆井承包商之間完美的協(xié)調(diào)、溝通與合作。
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