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。     

高密度复合盐水钻井液体系在伊拉克Missan油田盐膏层中的应用

为解决伊拉克Missan油田复杂盐膏层蠕动、盐重结晶、钻具阻卡、井漏、高压盐水层溢流等复杂问题,优选了密度高达2.2~2.35g/cm3的复合盐水钻井液,在伊拉克Missan油田800m巨厚盐膏层中成功应用。该钻井液性能稳定,悬浮性强,易于维护,具有良好的流变性,能有效抑制盐、石膏的溶解和泥页岩分散、膨胀,并且有很强的抗盐侵、抗膏侵、抗钻屑污染能力,充分满足了该区块盐膏层井段地层特性和安全钻井对钻井液技术的要求,并取得该地区盐膏层钻井100%成功率的应用效果,为解决巨厚复杂盐膏层钻进及顺利完成伊拉克项目提供了关键性技术保障。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

无粘土相弱凝胶钻井液体系在大牛地气田水平井的应用研究

针对大牛地气田水平井水平段钻井中钻井液存在的技术难题，引入了弱凝胶钻井液体系，并对其性能进行了研究。研究表明，弱凝胶钻井液体系具有优良的抗温、抗盐性能，流变性能能够满足长水平段钻井工程的需要．气层保护效果优异。在水平段施工中，弱凝胶钻井液体系各项性能指标控制良好，钻井施工过程顺利．有效地解决了岩屑携带、井壁稳定性以及储层伤害等一系列难题。     

一种新型油基堵漏剂的室内研究

针对采用油基钻井液钻井过程中遇到的漏失问题,室内研制了一种新型油基堵漏剂。该堵漏剂在固化前具有良好的流动能力,安全可泵,在60~80℃情况下通过调整固化剂E-ACC和激活剂E-ACT的质量分数可以实现固化时间、温度、强度可调的特点,为施工安全提供了保障;同时该堵漏剂与油基钻井液相容性好,具有良好的抗侵污性;室内通过试验验证了新型油基堵漏剂加入桥堵材料对堵漏剂的性能没有影响,既克服了常规固化堵漏材料与油基钻井液配伍性差的问题,又结合了传统桥堵材料桥架堆积使堵漏浆停留在漏层有效封堵,更好地提高地层承压能力,具有广阔的应用前景。     

一种新型水溶性两性聚合物的合成与性能评价

以甲基丙烯酸、丙烯酰胺、苯乙烯磺酸钠、二甲基二烯丙基氯化铵为单体进行四元共聚，合成出新型水溶性两性离子聚合物降滤失剂。并对合成温度、合成时间、单体加量及引发剂加量等反应条件进行了合理优化。对合成聚合物进行了抗温、抗盐、抗钙、降滤、防膨试验评价。结果表明，该合成聚合物具有较好的抗温、抗盐、抗钙、降滤以及防膨能力。在饱和盐水钻井液中的降滤失效果尤其显著，抗温能力达到200℃以上，能够满足高温钻井的需求。     

一种新型抗220℃高温深井水基钻井液体系室内研究

复杂地质条件下，钻井液性能极易发生破坏，因此深井钻井液的热稳定性一直是国内外钻井液研究的关键问题之一。为此研制出了一种新型的抗盐、抗钙、抗高温的深井水基钻井液体系（密度为2.4g／cm3），对该钻井液体系进行了常规性能评价以及高温性能评价；探讨了钻井液体系的油气层保护效果。结果表明，该水基钻井液体系抗温达到220℃；钻井液静置96h 后，上、下密度差为0.033g／cm3，具有较好的沉降稳定性和抗盐性；在模拟动态条件下评价钻井液对油气层的保护效果，岩心渗透率恢复值达到90％以上，说明其保护油气层效果较好。     

玉北区块古近系膏岩层合理泥浆密度确定研究

玉北区块古近系盐膏层地层钻井过程中，频繁出现卡钻、挤毁套管等钻井事故，严重制约了该区块的勘探开发。通过对该区块古近系盐膏岩地层钻井复杂与事故进行统计分析，并对盐膏岩地层蠕变特性进行分析，建立了蠕变本构方程，利用有限差分软件建立了盐膏岩地层蠕变模型，计算并绘制出不同钻井液密度和不同时间条件下盐膏层蠕变量，进而确定了钻穿盐膏岩地层合理的钻井液密度，为后续该区块古近系盐膏岩地层钻井施工提供依据。     

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。     

不同密度条件下的抗高温白油基钻井液性能研究

为了成功的钻探高温超压复杂地层和满足环境保护的要求，研究使用低毒性、抗高温高密度的白油基钻井液体系是非常必要的。对不同老化温度、不同密度的白油基钻井液性能进行了研究，考查了白油基钻井液在不同密度条件下的抗温稳定性、电稳定性、流变性及高温高压滤失量等性能参数。研究表明，该白油基钻井液体系的流变性好且可调、电稳定性好、抗温能力强。     

GSY防塌环保钻井液体系在苏丹六区油田的研究与应用

苏丹六区油田的AG地层泥页岩水敏性极强,因井壁失稳造成的井眼事故频繁发生。通过使用多功能絮凝包被抑制剂GWAMAS,替换掉原有体系中的KPAM,解决了原有体系抑制性不足的问题。同时引入高效防塌剂GSY、天然高分子降滤失剂CGS等高效处理剂,构建了满足苏丹六区油田快速、安全、经济的防塌环保钻井液体系。室内试验和现场试验均表明,该钻井液具有良好的流变性、抑制性、抗污染能力、环保性,能有效地解决AG地层井壁失稳问题,具有良好的性价比,推广前景广阔。     

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。     

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。     

一种能改善盐岩层固井胶结质量的饱和盐水胶乳水泥浆体系的研制

固井水泥浆与盐岩地层间难以形成有效胶结,是造成盐岩层固井质量差的主要原因。为解决这个问题,提出用饱和盐水胶乳水泥浆体系来改善盐岩层固井胶结面的胶结质量。通过试验优选出抗盐胶乳GR1、降滤失剂CG88L等添加剂材料,构建了一套饱和盐水胶乳水泥浆体系,室内对水泥浆体系的抗温性能及其与地层的胶结性能进行了评价。评价结果显示,饱和盐水胶乳水泥浆体系具有广泛的温度适应性和较高的胶结强度。与常规聚合物抗盐水泥浆相比,该水泥浆体系可将水泥浆与模拟盐岩地层的胶结强度提高20%以上,能够有效改善盐岩层固井胶结质量。     

水平井裂缝油基钻井液水泥浆堵漏技术

焦石坝龙马溪组非常规页岩气开采是中石化集团公司涪陵页岩气产能示范区开发的重点建设项目,首批非常规页岩气水平井水平段以油基钻井液钻进为主。该区块已发现多处易漏地层,水平段漏失情况尤其复杂,不仅加大了施工难度,更增加了钻井成本。为有效解决水平段油基钻井液堵漏难题,室内研究开发了一种水平井油基钻井液水泥浆堵漏技术,该技术的特点是采用柴油与淡水的混合物配制堵漏水泥浆,其与现场油基钻井液可以任意比例混合而不会产生配伍性问题。实验室对该堵漏水泥浆性能进行了系统研究,结果显示,该堵漏水泥浆密度、稠化时间和抗压强度均可调,具有沉降稳定性好、流动能力强的特点。试验结果充分说明,该水泥浆堵漏技术在油基钻井液水平段裂缝堵漏中具有广阔的应用空间。