塔中碳酸盐岩储层密闭循环钻井技术研究

论文摘要

塔中高含硫碳酸盐岩储层的钻井难题为：储层压力敏感、硫化氢含量高。由于储层压力敏感,如果采用常规的过平衡钻井技术,则容易出现溢流、漏失频繁发生的情况；由于储层硫化氢含量高,如果采用常规的欠平衡钻井技术,则钻井过程中硫化氢带来的风险很大。要根本解决塔中高含硫碳酸盐岩储层钻井难题,最合适的技术可能是密闭循环钻井技术。密闭循环钻井技术是—种密闭式欠平衡钻井方式,就是通过对钻井循环全过程的密闭和对有毒有害气体的安全燃排,避免有毒有害气体泄漏造成的重大工程事故。国外一些油气田在含硫20%的井采用密闭循环系统开展欠平衡钻井作业,快速穿过油气层,将分离的硫化氢气体直接燃排或通过氨洗后燃排。密闭循环钻井技术能保证人员安全和达到环保要求。由于国内还没有完全掌握密闭循环钻井核心技术和缺乏关键装备,加上国外的技术垄断,严重地阻碍了破解塔中高含硫压力敏感性储层钻井技术难题的进程。开展塔中碳酸盐岩储层密闭循环钻井技术研究,有利于打破国外技术的封锁和垄断,有利于充分体现针对性和适用性,有利于形成具有鲜明特色的实用化技术,为解决塔中高含硫碳酸盐岩储层钻井难题提供一种可行的技术手段,促进钻井技术的进步,上台阶、上水平。本文通过分析国外密闭循环钻井技术的原理和构成,针对塔中碳酸盐岩储层特点,充分考虑国内现有装备水平,进行塔中碳酸盐岩储层密闭循环钻井技术可行性分析；通过开展高含硫天然气燃排对大气环境影响实验,以及氨洗脱硫效果实验,并根据实验结果,提出实用化的密闭循环系统方案,并完成相关装备的结构设计；通过开展硫化氢泄漏检测及安全防护、脱硫剂应用效果评价、高含硫油气井抗硫装备的选用等配套研究,进行密闭循环钻井工艺措施系统化,形成破解塔中高含硫储层钻井难题的密闭循环钻井技术体系。研究表明,实用化的密闭循环钻井技术体系具有很好的针对性和适用性,充分体现了塔里木油田的特色,为解决塔中高含硫碳酸盐岩储层钻井难题提供了一种可行的技术手段。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 国内外碳酸盐岩储层钻井技术调研
• 1.2 密闭循环钻井技术
• 1.3 国内外密闭循环钻井技术发展现状
• 1.4 研究目的及技术思路
• 1.5 研究内容
• 第2章 密闭循环钻井技术可行性分析
• 2.1 塔中储层特征分析
• 2.2 塔中钻井工程风险分析
• 2.2.1 钻井过程中的风险
• 2.2.2 硫化氢风险
• 2.3 塔中密闭循环钻井技术可行性分析
• 2.3.1 密闭循环钻井技术
• 2.3.2 密闭循环系统存在的问题
• 第3章 实用化密闭循环系统方案
• 3.1 氨洗脱硫装置论证
• 3.1.1 燃排实验
• 3.1.2 氨洗脱硫实验
• 3.1.3 论证结果
• 3.2 塔中碳酸盐岩储层实用化密闭循环系统方案
• 3.2.1 实用化密闭循环系统方案1
• 3.2.2 实用化密闭循环钻井方案2
• 3.3 密闭式振动筛
• 3.4 其它密闭设备
• 3.4.1 密闭式泥浆罐
• 3.4.2 密闭式储油罐
• 3.4.3 密闭式钻屑罐
• 3.4.4 密闭中间罐
• 3.4.5 密闭除沙除气器
• 第4章 密闭循环钻井配套技术
• 4.1 钻井液除硫剂
• 4.1.1 钻井液除硫剂的除硫原理
• 4.1.2 除硫剂的使用性能
• 4.1.3 除硫剂应用效果评价
• 4.2 硫化氢泄漏检测及安全防护
• 4.2.1 硫化氢危害性
• 4.2.2 泄漏检测
• 4.2.3 安全防护
• 4.3 高含硫油气井抗硫装备
• 4.3.1 防硫钻具
• 4.3.2 抗硫套管头
• 4.4 抗硫多功能四通
• 4.4.1 抗硫多功能四通技术特点及结构
• 4.4.2 抗硫多功能四通的使用方法
• 第5章 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间的发表论文及科研成果