Características geológicas de los estratos marinos y dificultades técnicas en la ingeniería de perforación.
1) Las cuencas sedimentarias marinas extranjeras están dominadas por estratos mesozoicos y cenozoicos, y el carbono marino de mi país El ácido Las formaciones rocosas son principalmente formaciones paleozoicas, muy antiguas y profundamente enterradas. La mayoría de los pozos de petróleo y gas en alta mar en las cuencas de Tarim y Sichuan son pozos ultraprofundos (Masaru Ibuka a 6.000 metros).
2) Las cuencas sedimentarias marinas paleozoicas de China han experimentado múltiples etapas de movimiento tectónico. Las cuencas sedimentarias originales de múltiples tipos se transformaron fuertemente después del levantamiento y la erosión. Posteriormente, se reorganizaron y transformaron bajo la superposición de las cuencas, formando una variedad de tipos de embalses. Al mismo tiempo, la evolución diagenética posterior transformó fuertemente los yacimientos carbonatados, dando como resultado yacimientos carbonatados marinos con una fuerte heterogeneidad, diversos tipos de espacios de yacimientos y el desarrollo de poros, cuevas, fracturas y sus complejos, a menudo acompañados de altas temperaturas y altas presiones. características.
3) Debido al desarrollo de ciertas rocas de yeso cerca de fuentes y depósitos de hidrocarburos marinos, las reacciones de reducción termoquímica de sulfato ocurren a altas temperaturas y son ricas en gases ácidos como H2S y CO2, y los dos gases a menudo coexisten. .
(1) Cuenca del Tarim
Perforar pozos profundos y ultraprofundos en la cuenca del Tarim es difícil.
1) La compleja estructura geológica y el sistema de presión de la formación conducen a una precisión deficiente en la predicción y detección de la presión de la formación. Es difícil diseñar una estructura de pozo razonable, así como un diseño razonable de la densidad del fluido de perforación. estabilidad de la pared, prevención de fugas, una serie de dificultades como anticanalización y antiinterferencias.
2) El desarrollo de capas de sal profundas y capas compuestas de sal y yeso enfrenta una serie de dificultades técnicas en la perforación de capas de sal y yeso, como el diseño de optimización de la estructura del pozo, el diseño de resistencia de la carcasa y la perforación de capas de sal y yeso. tecnología de fluidos, tecnología de cementación, etc.
3) El desarrollo de esquisto ultragrueso ha provocado problemas de estabilidad de las paredes de los pozos, como colapso, colapso, fluencia y contracción del esquisto.
4) La perforación en formaciones profundas, de alta presión y baja permeabilidad enfrenta el problema global de la predicción de la presión de la formación y la protección del yacimiento.
5) Con el desarrollo de la corteza erosionada, la perforación en yacimientos carbonatados es propensa a fracturas y pérdidas por cuevas.
6) En algunas zonas existen H2S y CO2, lo que plantea problemas en la seguridad de la perforación y evita la canalización de gas a alta presión.
(2) Noreste de Sichuan
El espesor total de las fases alternas marina, marina y continental, y los sedimentos continentales en el noreste de Sichuan es de más de 10.000 metros. Los estratos en esta área se caracterizan principalmente por estructuras altas y empinadas, y los estratos están severamente fragmentados, formando múltiples cinturones plegados de alta resistencia. Los yacimientos profundos de gas fracturado de carbonato generalmente tienen las características de sistemas multicapas, múltiples presiones, alta presión y alto contenido de azufre. Los estratos jurásicos en la parte superior del este de Sichuan están dominados por lutitas y lutitas, intercaladas con finas capas de arenisca. La lutita y la lutita tienen un alto contenido de lodo, y la formación de piedra caliza inferior tiene alta presión y es rica en gases corrosivos. Durante el proceso de perforación, situaciones complejas como explosión, tubería atascada, fuga, colapso, desviación del pozo, dureza, veneno (H2S) y otras situaciones complejas están relativamente concentradas, y las principales manifestaciones son las siguientes.
1) Existen dificultades técnicas para prevenir y perforar estratos con estructuras escarpadas y ángulos de buzamiento elevados. Las estructuras a 60 a 80 grados en el este de Sichuan son estructuras altas y empinadas con muchas fallas subterráneas. El ángulo de buzamiento estratigráfico es generalmente de 30 ° a 65 ° (máximo 85 °) y la pendiente natural es fuerte (la pendiente natural es mayor que). 1/100 metros).
2) La litología de la formación es dura, abrasiva y la ROP es baja. El nivel de perforabilidad de las rocas de formación en esta área es generalmente alto. Aproximadamente el 80% de los niveles de perforabilidad de la formación de las barrenas de cono de rodillo están por encima del nivel 5, y alrededor del 80% de las barrenas de PDC tienen un nivel de perforabilidad de la formación superior al nivel 4, con un nivel bajo. tasas de penetración mecánica.
3) Los estratos continentales son propensos a colapsar y existen muchas capas de fuga a lo largo del pozo, lo que afecta la velocidad de perforación. Los estratos superiores en el este de Sichuan son principalmente arenisca y lutita intercaladas con finas capas de esquisto, que son propensos a la hidratación y expansión durante la perforación. Además, los estratos superiores generalmente tienen un gran ángulo de inclinación y el pozo es propenso a la inestabilidad mecánica. Otra característica es el desarrollo de fallas, grietas y cuevas, frecuentes fugas en los pozos, muchas fugas malignas, largos ciclos de tratamiento y grandes pérdidas económicas. Según las estadísticas, más del 80% de los pozos marinos de petróleo y gas en el noreste de Sichuan han perdido circulación durante la perforación, de los cuales entre 20 y 30 son pérdidas de circulación graves y entre 10 y 20 son pérdidas de circulación malignas. El pozo Jinji 1 perdió 75.000 m3 de fluido de perforación y se necesitaron más de 6 meses para solucionar el accidente de fuga.
4) La precisión de la predicción de la presión de la formación es baja y el sistema de presión es complejo. Hay múltiples sistemas de presión en la sección de pozos grandes en el este de Sichuan y generalmente es necesario aumentar la densidad del fluido de perforación para suprimir el colapso del pozo. La densidad es generalmente superior a 1,40 g/cm3 y la más alta es de 2,40 g/cm3. Esto aumenta el riesgo de fugas, lo que da como resultado una ventana de seguridad de perforación estrecha y fugas en la misma capa. En la actualidad, la predicción de la presión de las formaciones rocosas carbonatadas marinas sigue siendo un problema mundial. No existen teorías y métodos de descripción cuantitativa eficaces, lo que resulta en una falta de pertinencia en el diseño de pozos de petróleo y gas (estructura del pozo, densidad del fluido de perforación, etc.). ) y altos riesgos de perforación. La densidad del fluido de perforación diseñada para el pozo Maokai 1 fue de 1,35 g/cm3, pero la densidad real alcanzó los 2,2 g/cm3. La densidad del fluido de perforación diseñada para el Pozo Heba 1 es de 1,65 g/cm3, pero la densidad real del fluido de perforación llega a 2,35 g/cm3.
5) Enterramiento profundo, alta temperatura y alta presión, rico en H2S y CO2. La profundidad de entierro de la capa objetivo en el noreste de Sichuan es generalmente de 5000 a 6500 m. Dado que una cierta cantidad de roca de yeso generalmente se desarrolla cerca de fuentes y depósitos de hidrocarburos marinos, la reducción termoquímica de sulfato ocurre a altas temperaturas y es rica en gases ácidos como H2S y. Los gases CO2 suelen coexistir. El contenido promedio de H2S en el campo de gas de Puguang es 14,96 y la presión parcial es 6,89 ~ 10,46 MPa. El contenido de CO2 es 8,2 y la presión parcial es 4,36 ~ 5,1 MPa. La fragilización por hidrógeno se produjo en el pozo Maoba 4 y dañó la sarta de perforación en un corto período de tiempo, lo que provocó que se desechara toda la herramienta de perforación del pozo. En 2003, se produjo el accidente "12.23" en Luojiajing, Sichuan, que conmocionó a todo el país. Debido a la fuga de gas natural que contiene H2S, ha causado grandes daños a las vidas, las propiedades y el medio ambiente de los alrededores.
(3) Yunnan, Guizhou y Guangxi
Los estratos marinos están ampliamente distribuidos en Yunnan, Guizhou y Guangxi, y los pozos profundos se concentran principalmente en Chishui, Ceheng y Chuxiong. cuencas en Yunnan. La profundidad de los pozos está en su mayoría entre 4000 y 6000 m, pero hay pocos pozos perforados y el grado de exploración es bajo. Sus principales características geológicas son:
1) Hay múltiples conjuntos de formaciones portadoras de gas desde las más superficiales hasta las más profundas. Según la práctica de exploración de gas natural en el área de Chishui, se descubrió gas natural en la capa 15. Las principales capas productoras de gas son la Formación Triásica Jialingjiang, la Formación Triásica Leikoupo y la Formación Feixianguan. El sistema superior (Sistema Leping) y el sistema inferior (Sistema Yangxin) del Sistema Pérmico también producen gas en diversos grados. Según las indicaciones reales de perforación y superficie, las principales capas productoras de petróleo y gas en el Yangba Sag son la Formación Maokou del Pérmico Inferior, el Carbonífero Superior y la Formación Luofu del Devónico Medio. Los yacimientos de petróleo y gas en la cuenca Chuxiong son la Formación Shezi del Triásico, la Formación Ganhaizi y la Formación Pujiacun.
2) Los tipos de yacimientos de petróleo y gas son diversos. Los tipos de yacimientos de petróleo y gas descubiertos actualmente en estas tres áreas incluyen tipo de poro, tipo de fractura y tipo de poro de fractura. Los tipos de trampa incluyen anticlinal, punta de falla, alta latencia, blindaje de falla anticlinal, lente de arenisca, etc.
3) La presión de poro de la formación en cada área de exploración es diferente, y hay presiones anormalmente altas y anormalmente bajas en algunas áreas. La cuenca de Chuxiong es una zona de baja presión anormal dentro del rango de profundidad del pozo de 1.000 a 1.400 metros; posteriormente es una zona de presión normal, de 1,00 a 1,60. El Chishui Sag está ubicado a una profundidad de pozo de 1800 ~ 2300 m, es decir, el coeficiente de presión en la parte superior de la cuarta sección desde la Formación Xujiahe hasta la Formación Jialingjiang es 1,00 ~ 1,50, que es una sección de transición presurizada. El futuro pertenece al período de fluctuación anormal, y el coeficiente de presión es generalmente de alrededor de 1,10 ~ 2,10, pero el coeficiente de presión de la serie Yangxin de la estructura Guandu y la estructura Wangnan llega a 2,85.
Dificultades en la construcción de la perforación: ① Los problemas de fugas, reventones, colapso, atascos y dureza encontrados en la perforación en el bloque Chishui son muy destacados. Según estadísticas incompletas de 15 pozos, hubo 46 fugas, 19 reventones y 15 pozos atascados. ② Las dificultades en la construcción de perforaciones en la cuenca de Chuxiong se deben principalmente a condiciones complejas como formación dura, fugas, colapso y desviación del pozo. ③La principal dificultad en las operaciones de perforación en la cuenca de Nanpanjiang es la fractura y el colapso de formaciones complejas como la Formación Pérmica Qixia, la Formación Carbonífera y la Formación Datang.
Las condiciones geológicas y geográficas marinas en Yunnan, Guizhou y Guangxi son muy complejas, el grado de exploración de petróleo y gas es bajo, la perforación es difícil, la inversión en un solo pozo es grande y el ciclo de construcción del pozo es largo. . Las principales dificultades técnicas de perforación son la tecnología de control de pozos para pozos profundos y de alta presión, la tecnología para sellar grandes fracturas y cavidades con fugas malignas, la tecnología para perforación de alto ángulo en formaciones marinas duras, la tecnología para pozos direccionales de gran desplazamiento y pozos horizontales. y perforación de alta densidad para aumentar la velocidad de perforación.