渤海油田抗高温防塌型钻井液体系的研究与应用

渤海油田地层夹层多且复杂,泥岩段极易水化膨胀,钻井液维护难度大,难以维持井壁稳定。在对抗高温稳定剂研究的基础上,研发了一套适合于渤海油田砂泥岩互层钻井的抗高温防塌型钻井液体系。室内研究结果表明,该钻井液体系在高温高压条件下流变性稳定,悬浮携砂性能好,防塌抑制能力强。该钻井液在渤海油田2个区块井段成功应用,现场易于维护,钻井施工顺利,很好地解决了渤海油田沙河街组地层砂泥岩互层井壁失稳问题。     

强封堵高性能水基钻井液在伊拉克Missan油田水平井中的应用

伊拉克Missan油田储层段地层"上下易漏、中间易塌",且密度窗口窄,极易引起井壁失稳,导致井漏、井塌、卡钻等井下复杂情况。强封堵高性能水基钻井液主要针对Missan油田水平井面临泥页岩、泥灰岩的井壁失稳及灰岩漏失问题,从解决井壁失稳入手,采用物理-化学协同封堵,加强钻井液的封堵性,提高地层承压能力,降低漏失风险;采用"活度"调控、渗透压原理,提高泥、页岩半渗透膜特性,降低钻井液的活度,抑制地层中泥岩的水化膨胀能力,使井壁在钻井液静压力的基础上,又增加了渗透压,进一步提高了井眼的稳定性。该体系在使用中体现出稳定的流变性,能够很好地封堵地层微裂缝,大大提高地层承压能力,延迟井壁稳定时间,保证钻进中井眼的稳定性,为Missan油田首口水平井的顺利完成及后续水平井的开发提供了很好的保障。     

准噶尔盆地超深井钻井液体系的研究与应用

新疆准噶尔盆地达巴松凸起地层岩性复杂,地层压力体系多变,钻井过程中易发生喷、漏、塌、卡等复杂事故,钻井施工难度大,对钻井液性能要求高。针对地层复杂情况,室内研究出用胺基钻井液体系钻长裸眼二开井段,用有机盐钻井液体系钻高压高温三开和四开井段,并成功地在DT1井应用。室内研究和现场应用结果表明:该钻井液体系具有很好的流变性,滤失量小,泥饼质量好,润滑性好,抑制性强,抗污染能力强。现场应用时井壁稳定,没有出现高压地层井喷和裂缝地层井漏等问题,全井无井下复杂事故,各次完钻电测和下套管均一次成功。该井的试验成功为后续探井高效钻探奠定了良好的技术基础。     

塔北保护储层的油基钻井液优化研究

顺9井区志留系储层埋藏较深,钻井过程中井壁垮塌、漏失现象严重,井下情况复杂。对顺9井区现场使用的油基钻井液体系进行了常规性能、抑制性及保护储层性能评价。结果表明,现场用油基钻井液抗温性能、抗污染性能及油气层保护性能都较差,有待进一步改善。通过对现用油基钻井液流变性能的调节、稳定性能的控制及储层保护性能的调整,优化出了一种柴油基钻井液体系。室内试验评价表明,优化后的柴油基钻井液体系流变性能良好,具有抑制性强、抗温、抗污染及储层保护性能好等特点。现场试验也表明该钻井液体系确实解决了储层坍塌掉块问题,能够满足钻井工程、井壁稳定和保护油气层的需要。     

无黏土高分子聚合物钻井液体系性能评价及应用分析

针对大庆油田宋芳屯区块地层渗透率低、油层薄、油层易被污染的特点，研制一种无黏土高分子聚合物钻井液体系，对该钻井液体系性能进行了评价，并对其现场应用情况进行了分析。研究表明，该钻井液体系具有较好的抗温和封堵性能，同时具有良好的防塌抑制和抗污染性能；该钻井液体系能有效封堵岩心，且渗透率恢复率高，十分有利于保护油层；现场采用该钻井液体系施工后，提高了平均机械钻速，缩短了钻井周期，取得了良好的效果。     

库木塔克沙漠稠油油藏钻井液体系优选与应用

库木塔克沙漠腹地英也尔构造带稠油油藏钻井过程中,桃东沟群地层富含蒙脱石,吸水性极强,极易水化膨胀分散,地层深部枯竭脱水层,在地质形成过程中上下挤压呈破碎性,坍塌应力极强,岩性胶结性极差,岩石力学平衡极其脆弱,钻井过程中机械、水力作用极易打破地应力平衡,钻井过程中导致坍塌卡钻发生。其中Y14井最具有代表性,该井连续2次钻至桃东沟群地层发生坍塌卡钻事故,无法穿越桃东沟群地层,阻碍了库木塔克沙漠腹地稠油油藏的勘探开发。针对该井的复杂情况,通过室内实验研究,优选出合适的成膜剂、封堵剂、润滑剂、乳化剂等钻井液材料,并进行粒度级配,形成了适合该区块的成膜封堵钻井液体系配方,该钻井液体系具有良好的抑制性、封堵性、润滑性和流变性能,有效地降低了井下复杂事故率。现场应用结果表明,成膜封堵钻井液体系解决了该井桃东沟群破碎性岩性和泥岩水化膨胀引起的井壁坍塌问题,顺利完成钻探任务。     

MEGADRIL油基钻井液在南海西部高温高压气田的适用性研究

南海西部东方区域中深层高温高压气田开发钻井过程中下部地层使用水基钻井液钻井过程中容易出现井壁失稳、摩阻扭矩大的技术难题,严重影响作业时效。通过室内试验,从抑制性能、润滑性能、储层保护性能3个方面来评价MEGADRIL油基钻井液,并与现场水基钻井液进行性能对比,表明MEGADRIL油基钻井液更适用于下部地层的钻探。MEGADRIL油基钻井液在东方气田F7H井进行了现场应用,并在实施过程中针对性地强化了井壁稳定措施、降低摩阻扭矩措施和保护储层措施。现场应用表明,MEGADRIL油基钻井液高温稳定性、流变性、滤失性良好、抑制性强,随钻测量井径数据表明油基钻井液应用井段井壁稳定且井径扩大率低;润滑性良好,应用井段无卡钻事故;储层保护效果良好,F7H井实际投产产量达60×104 m3/d,达到配产要求的3倍,综合表皮系数为0。     

深部裂缝性碳酸盐岩储层井壁稳定技术研究现状及展望

深部裂缝性碳酸盐岩油气藏是目前中国油气增储上产的重要领域.由于地质条件复杂,地层孔、缝、洞发育,井壁失稳一直是困扰深部裂缝性碳酸盐岩油气藏高效勘探开发的突出问题.以塔里木盆地顺北区块深部裂缝性碳酸盐岩油气藏为背景,系统介绍了其工程地质特征及井壁失稳情况,从井壁失稳机理和井壁稳定控制方法2个方面对国内外深部碳酸盐岩地层井壁稳定技术研究现状进行了总结.复杂的地应力环境、天然裂缝发育导致的岩体力学强度劣化是深部碳酸盐岩地层井壁失稳的重要影响因素;通过提高钻井液封堵和化学固壁能力,合理优化钻井液密度和工程参数能够一定程度上起到稳定井壁的作用;建议深化深部裂缝性碳酸盐岩地层热流固化多场耦合井壁稳定分析模型研究,深刻揭示井壁失稳机理,加快研发耐高温高强度井筒固壁核心处理剂,从而有力保障深层超深层裂缝性碳酸盐岩油气藏的勘探开发.     

Missan油田盐膏层钻井技术

Missan油田盐膏层含有高压盐水层,钻井液密度窗口窄,受其影响,钻井过程中出现了井漏、溢流、井眼缩径等多种复杂情况和事故。为解决这些问题,根据盐膏层蠕变速率和地层破裂压力确定了钻井液密度范围,选用复合有机盐钻井液体系,并进行了抗钙侵、沉降稳定性试验,使用具有井壁修整和倒划眼功能的钻具组合,采用双级固井技术且制定了固井防漏措施。经过现场应用,达到了防止漏失、压稳高压盐水、抑制地层蠕变的目的,固井质量合格,钻井工期从平均100.4d缩短至15.5d。这些技术对策有效解决了窄钻井液密度窗口条件下高压盐水对盐膏层钻井造成的困难,为同类地层钻井提供了经验。     

美国Eagleford区块页岩气水平井钻井液技术

介绍了页岩气开发目前常用的钻井液体系,针对油基钻井液存在污染大、费用高以及钻井工期长等问题,展开水基钻井液体系开发研究。对在美国Eagleford区块页岩气水平井钻井液应用情况进行了总结,有效地解决了油基钻井液污染大、页岩气钻井工期长的问题。通过分析页岩井壁化学失稳机理,总结页岩气油基钻井液和水基钻井液的综合性能指标和成本,现场的成功应用以及研究结果表明了页岩气水平井油基钻井液和水基钻井液都适用未来的页岩气储层开发,但随着环保要求的越来越严格,未来页岩气水基钻井液将具有广泛的应用前景,为水基钻井液在页岩气开发领域的广泛应用提供了借鉴。     

基于活性泥岩的聚合物-聚胺钻井液室内研究

KL 9-1油田明化镇组发育大套泥岩,黏土矿物以高混层比的伊蒙混层为主,造浆性强,常规聚合物-氯化钾钻井液因抑制性不足而出现起下钻遇阻、井径缩径等现象。为提高钻井液抑制性,通过流变性试验、离心法膨胀试验、滚动回收率试验及高温高压膨胀试验优选出聚胺抑制剂SAC和大分子包被剂PAM,进而优化出一套聚合物-聚胺钻井液体系,其配方为:3%海水土浆+0.1%Na_2CO_3+0.3%PAM+0.5%降失水剂PANS+0.5%CMS+2%SMP-1+0.5%聚胺抑制剂SAC+0.5%石墨粉。性能测试结果表明,该钻井液泥岩滚动回收率高达93.3%,高温高压膨胀率仅为5.72%,抑制性能良好;高温高压滤失量为11.7mL,失水造壁性较好;流变性良好;污染后岩心渗透率恢复值大于80%,储层保护效果较好;其抑制性较前期使用的常规聚合物-氯化钾钻井液有显著提高,可以满足大套活性泥岩钻井作业需要。     

准噶尔盆地南缘山前高陡构造高密度水基钻井液技术研究

准噶尔盆地南缘地区具有广阔的勘探前景,该地区钻井复杂事故多,导致钻井速度下降、钻井周期长。主要地质原因在于安集海河组地层岩性以泥岩为主,水敏性极强,易发生泥岩水化膨胀、分散而造成井眼缩径、井壁垮塌。为了提高南缘地区钻井速度,加快勘探开发进程,针对上述钻井难点,结合南缘地区地质资料及已完钻井的资料,对该地区钻井液技术进行了研究。根据安集海河组地层特点,室内对现场使用的PRT钻井液体系和有机盐钻井液体系进行了评价,优选出具有现有2种钻井液体系优点的高密度PRT-有机盐钻井液体系配方,并对该体系的抑制性、封堵性和抗污染性进行了评价。结果表明,该钻井液体系能很好地满足钻井工程的需要。将该新的钻井液体系在现场进行了应用,使用效果良好,其中A5井?311.1mm井段较邻井平均机械钻速提高22%,钻井周期缩短4d。     

水平井快速钻井液技术在长南区块的应用

水平井是长南区块天然气开发的重要手段之一,安全快速钻井是提高水平井开发效益的关键。在CQSP-1钻井液体系的基础上,优化低黏切、低固相的钻井液配方。应用随钻防漏堵漏技术,改进承压堵漏工艺;针对延长组和“双石层”的防塌试验,提高钻井液防塌能力;形成一套水平井快速钻井液技术。长南区块使用快速钻井液技术完成了4口水平井,平均机械钻速提高了2.34%,平均钻机月速提高了29.04%。解决了长南区块三开天然气水平井施工中的井漏、井塌频繁,钻速慢等难题。     

无黏土相盐水储层钻井液体系研究

针对伊拉克Missan油田群储层段钻井作业中存在着卡钻、漏失、气侵、溢流、井壁失稳、井径扩大等复杂事故,为了减少作业事故的发生,提高储层保护的效果,室内通过外加剂的优选,建立了一套无黏土相盐水储层钻井液体系。该体系以改性生物聚合物为流型调节剂,可降解的抗温淀粉作为降滤失剂,并采用NaCl盐水基液和CaCO3复合加重的方式进行体系的密度调节。钻井液性能评价结果表明,该体系抗温可达140℃,滚动回收率达到了95.46%,同时体系还具有较好的抗侵污能力和储层保护效果。     

超高密度过饱和盐水钻井液体系研究

为解决巨厚盐膏层钻井及在盐膏层中定向造斜钻井的井壁稳定问题,必须要有高密度钻井液来平衡盐膏层蠕变。通过过饱和盐水设计、加重方式选择、处理剂优选与评价,建立一套超高密度过饱和盐水钻井液体系。结果表明：超高密度过饱和钻井液采用过饱和盐水设计,从根本上防止地层中的盐溶入钻井液。钻井液体系在密度2.60g/cm3时,依然具有较好的流变性能,塑性黏度小于60mPa·s,并且具有较好的抗侵污性能、抑制性能及抗温性能。     

正交试验在钻井液配方研究中的应用——以大庆徐家围子地区为例

针对大庆徐家围子地区深层气体钻井转换为常规钻井时经常出现剥落掉块、划眼遇阻等井壁失稳问题，运用正交试验的方法对钻井液的配方进行优化设计，通过正交试验得到各种处理剂的最优加量。根据正交试验结果配制的钻井液流变性、滤失量等参数均符合要求，能够很好的起到降低滤失、稳定井壁的作用。     

一种油基钻井液用支化型流型调节剂及其应用

针对油基钻井液结构力提升困难的问题,合成了一种支化型流型调节剂ASA。该流型调节剂在矿物油中能有效地提升钻井液的动切力、初切和终切值。以此为基础,研制了一套高切力、低油水比的油基钻井液,其油水比可低至70∶30,动塑比可达0.3~0.5Pa/(mPa·s),体系抗高温达到200℃,密度适用范围为1.0~2.1g/cm3。现场应用表明,高切力低油水比油基钻井液体系具有很强的抑制页岩水化和稳定井壁的性能,防塌效果显著,流变性能好,结构力强,易于携砂携岩和井眼清洁,能很好地满足超长水平段页岩气井的安全施工需求。     

稳定泡沫钻井流体抑制性研究

在泥页岩地层进行稳定泡沫钻井施工时,为防止地层坍塌和卡钻,通常在循环流体中要加入抑制剂。对各种类型用于泥浆钻井液的抑制剂进行了试验评价。评选出适合泡沫钻井与发泡剂 FP-2相匹配的抑制剂,在此基础上对泡沫流体的结构、与井壁的相互作用及其抑制性机理进行分析,为今后泡沫钻井流体的抑制剂选择提供了一种思路。     

钻井液性能自动化在线测量研究

钻井液在钻井过程中的作用极为关键,具有携带钻屑、稳定井壁和传输信号等功能。钻井液在线测量钻井参数并由此预测诊断井下复杂问题已成为现实。介绍了在大型钻井液流动回路系统中所进行的试验过程和结果,测量参数包括:流变性、密度、油水比、电稳定性(油基钻井液)、电导率(水基钻井液)和粒度分布,在线测量结果与常规离线测量结果基本相符。在线传感器可用于油田现场,进行钻井复杂问题的自动化诊断,为油田现场应用提供了大量宝贵的数据。     

胜坨油田小井眼钻井技术应用分析

2006年胜利油田开始进行小井眼钻井技术试验研究,2010年后开始扩大试验规模。经过胜坨地区13口井的试验总结,优选胜坨地区小井眼钻井的钻具组合,优化了小井眼的水力参数和钻井液体系（针对小井眼环空间隙小、易糊井壁的难题,结合该地区沙河街组易坍塌的特点,使用聚合物润滑防塌钻井液体系）,并通过分析小井眼钻井存在的技术难点及现场解决对策初步形成了一套适合胜利油区特别是胜坨地区的小井眼钻井技术。实践表明,该地区的机械钻速明显提高,钻井周期和建井周期大大缩短,个别井指标超该地区常规井（平均机械钻速达到18．39m／h,平均钻井周期10．69d）,为胜利油区同类井型提供了可借鉴的经验。