高44平2井保护储层防塌钻井液的研究与应用

针对高44平2井地质特性和钻井需求,采用了无固相复合有机盐保护储层防塌钻井液体系。该钻井液体系具有动塑比高(≥0.8)、润滑性好、抑制性强、储层保护效果佳等特点,尤其适合于水平井钻井施工。高44平2井二开(400～2931m,水平段2542～2931m)使用无固相复合有机盐钻井液体系钻进,穿越明化镇组、馆陶组、东营组和沙河街组等多套地层,水平位移达1183.47m,整个钻进过程钻井液性能稳定,携砂效果好,井壁稳定,无垮塌掉块现象,起下钻、电测和下套管作业均无挂阻,很好地满足了现场施工和储层保护的需求。     

盐膏层有机盐钻井液技术研究与应用

在盐膏层等复杂地层钻探过程中,常规钻井液易受到盐、膏等的污染,导致钻井液性能恶化,维护处理复杂,甚至引发钻井事故.针对此类地层,研制了抗盐、抗钙能力强的高密度有机盐钻井液.通过大量的试验,优选与有机盐相配伍的处理剂,优化处理剂加量,确定了有机盐钻井液配方为:水 0.5%Na2CO3 (3%～4%)抗盐粘土 (0.15%～0.2%)XC (1.5%～2.5%)降滤失剂 (50%～130%)复合有机盐 2%无荧光防塌剂 1.0%聚合醇 加重剂.并对该钻井液体系的流变性、抑制性、抗温性、抗盐、抗钙能力、固相容量等进行了评价.结果表明,该钻井液体系性能稳定,抑制性、抗污染能力强,固相容量限高.2003年该高密度有机盐钻井液在家59井现场应用中,钻井液性能稳定,携砂能力强,维护处理简单,解决了盐膏层钻进中的钻井液技术难题,避免了复杂及事故的发生,安全顺利钻穿了该井沙二段341 m的复杂盐膏层.     

克拉201井盐膏层钻井液技术

克拉201井是塔里木盆地库车凹陷克拉苏构造克依构造中西段上的一口重点评价井,完钻井深4060 m。钻探目的是探明克拉2构造的油气分布和储量。该地区下第三系盐膏层厚度大,压力高,钻井过程中极易造成井塌、井漏、卡钻、划眼等井下复杂事故。克拉201井在盐膏地层采用高密度钻井液,该钻井液是在聚磺钻井液中加入护胶剂SPNH、SMP-Ⅱ和防塌剂FT-1。在钻井过程中使用Na_2CO_3和适量硅酸钾除钙,控制适当的pH值,膨润土含量保持在16—22 g/L,解决了高密度钻井液的流变性、润滑、防塌、抗温及抗盐膏污染能力难题,满足了施工要求。     

双17井钻井液技术优化程序

根据该地区地层及钻井特点,以本地区钻井液技术成果为基础,进行钻井液优化设计,在钻双17井中有效地预防了上部长段“红层”的垮塌、地层中膏盐的污染和深井高密度钻井液长裸眼段钻进和取岩心作业的粘卡。文中介绍了钻井液技术的优化程序和应用效果。     

丰深1-斜1井高密度小井眼钻井液技术

丰深1-斜1井在钻进过程中遇到多套压力复杂地层，钻井液性能起伏较大，容易导致井涌、井漏、卡钻等事故的发生，给钻井施工带来很大困难。该井二开使用双聚封堵防塌钻井液，三开使用抗盐型双聚磺钻井液，四开（φ165．1mm）使用高密度钻井液技术，在三开钻井液的基础上，增加重晶石含量，使体系密度调整为1．72～1．81g／cm^3并配合相应的钻井工艺技术措施，有效地解决了胜利油田沙河街组泥页岩地层井壁坍塌问题。现场应用表明，该套钻井液体系流变性能稳定，抗温、抗盐能力强，并具有一定的携岩能力和防塌性能，满足了小井眼悬浮携岩和井壁稳定的要求。     

福山油田流沙港组井壁稳定技术

福山油田下第三系流沙港组地层以泥页岩为主,层理、微裂缝发育,易发生泥页岩坍塌及电测遏阻等复杂事故,影响了钻井速度和油气层保护.通过对流沙港组地层矿物组分、理化性能、地应力及地层坍塌压力等分析,对井壁失稳的机理进行研究,研选出了强抑制、强封堵的有机盐钻井液.利用地层压力预测分析的成果,确定了合理的钻井液密度.通过现场应用解决了福山油田流沙港组的井壁失稳问题,缩短了钻井周期,钻井液密度和压力预测结果很好的吻合,平均井径扩大率为2.69％～8.38％,一次电测成功率为100％,钻完井过程中均无井壁坍塌等复杂事故发生.     

有机盐聚合醇氯化钾钻井液的应用

霍尔果斯背斜构造极其复杂,内应力极高,地层倾角大,断层、破碎带多,并存在高低压互层;安集海河组的灰绿色软泥岩水化严重并具有粘弹塑性.该区块重点探井霍003井三开、四开井段选用有机盐聚合醇氯化钾钻井液,同时为保证钻井液在高密度下（2.55 g/cm^3）具有好的流变性,使用活化铁矿粉、活化重晶石加重.应用结果表明,由于采用了强抑制和多元封堵的措施,该钻井液具有良好的流变性和较强的携带能力,钻进中曾携带出重2.8 kg和5.1kg的大掉块;滤失量低,泥饼质量好,封堵能力强,造壁能力强,减轻了井下阻卡程度;有良好的储层保护能力;在室内研究的基础上,经过现场合理使用和维护钻井液,霍003井提高了机械钻速,缩短了钻井周期,井身质量优于邻井.指出在高密度下,未选出适合有机盐聚合醇氯化钾钻井液的稀释剂,钻井液流动性较差.     

安28断块钻井液技术研究与应用

安28断块地层承压能力低,全井压力形成低-高-低分布;地层造浆性强,生产用水中钙、镁离子含量高,钻井施工难度大,井塌、井漏、井喷、压差卡钻等工程事故隐患伴随整个钻井过程,在以往钻井过程中,经常出现钻井液切力大、触变性强,加重引起粘度和切力升高,形成加重-排放-再加重的恶性循环.安28断块钻井要求钻井液具有较强的抑制性、一定的抗盐能力,良好的流变性能,一定的防漏堵漏能力,好的润滑防卡性能,膨润土含量小于60 g/L,保证钻井液具有较低的粘度和适宜切力,以利于加重作业.通过室内试验研究,优选出适应该断块的强抑制封堵型钻井液体系,并制定出配套工程措施,该套钻井液技术在10口井中成功应用,很好地解决了该区块钻井难题;钻井液性能稳定,起下钻畅通,完井电测成功率达到了100%;钻井周期比以前钻的井缩短了37.8%;在三开钻进中出现的几次井漏,采用随钻和静止堵漏均取得了满意的效果,成功率达100%.     

准噶尔盆地南缘H101井高密度油基钻井液技术

准噶尔盆地南缘H101井三开井段安集海河组地层以泥岩为主,在钻井过程中因泥岩水化膨胀、分散造浆而造成高密度钻井液维护处理困难、井壁垮塌、卡钻等井下故障,为此设计应用了高密度油基钻井液。根据安集海河组地层的特点、油基钻井液的实践及钻井要求,确定了高密度油基钻井液配方,并对其流变性、稳定性及抗污染性能进行了评价,结果表明,流变性、稳定性及抗污染性能达到设计要求。H101井三开井段钻进安集海河组地层过程中,高密度油基钻井液的密度最高达2.46 kg/L,除出现几次阻卡现象外,未发生其他井下故障。与邻井相比,三开井段平均机械钻速提高6倍以上,钻井周期缩短100 d以上。这表明,使用高密度油基钻井液可以解决安集海河组地层钻井过程中存在的卡钻、井漏等井下故障,并能提高机械钻速,降低钻井成本。      

鸭深1井钻井液技术

鸭深1井是大庆油田在青海省柴北缘区块布置的第一口重点探井,完钻井深为4950.00m。该井上部地层疏松,承压能力弱,部分井段有破碎带,易发生井漏,狮子沟组至上油砂山组上部地层中,泥岩水化分散性强,易出现缩径、井壁坍塌;下部地层温度和地层压力系数高,抗温和维持井壁稳定是关键。全井存在多层高压盐水层,易发生井漏、井涌、井塌等事故。针对鸭深1井地质特点,通过室内实验研究确定,上部地层采用阳离子聚合物钻井液;钻至下部地层将钻井液转化为阳离子聚磺钻井液,提高钻井液的抗温性和稳定性。现场应用表明,该钻井液体系在高密度条件下具有较强的抑制性、防塌性和较好抗盐抗钙能力;减少了复杂事故的发生,保证了钻井施工的顺利进行。     

张海39-39Z分支井钻井液技术

张海39-39Z分支井是大港油田第一口真正意上的四级分支井。根据该地区地层特性,综合考虑该井的井身结构、工艺特点、分支井眼工序复杂、保护油气层以及环境保护对钻井液的要求等,结合以往该地区钻井所用钻井液体系应用效果及其现场技术,张海39-39Z分支井在主井眼一开浅地层采用膨润土-聚合物钻井液钻进,二开明化镇组采用聚合物钻井液、进入馆陶组转化为硅基防塌钻井液钻进,主井眼三开及分支井眼均采用有机盐钻井液钻进,较好地满足了分支井不同阶段钻井与其它作业施工要求,钻井液性能稳定,效果明显。该井以合理的流变性能解决了井眼净化问题,以控制合理的有机盐含量和膨润土含量保证了钻井液抑制性、稳定性问题,运用合理的钻井液密度等解决了井壁稳定问题,为今后采用常规钻井液体系及其现场技术完成类似分支井作业提供了借鉴意义。      

CB6D-P3海水水平井钻井液技术

CB6D-P3井是胜利油田在渤海海域埕北6D区块为开发潜山油藏打的第1口水平井,为满足安全钻井、保护油层和海洋环境的需要,设计了改性天然高分子钻井液体系(水平段前)和海水无固相钻井液体系(水平段),对该钻井液体系的常规性能、抗温性和生物毒性进行了室内评价。室内试验和现场应用表明,改性天然高分子钻井液具有良好的抑制性、润滑性和岩屑携带效果;无固相海水钻井液体系具有抗温、抗盐、稳定性好等特点,满足了携岩要求,具有较好的润滑性能,起下钻顺利,较好地满足了海上水平井的施工要求。目前采用该套钻井液体系已钻完2口水平井,总结积累了一套系统的海上潜山油藏钻水平井的技术资料和施工经验,为今后在该地区大面积推广水平井技术打下了良好的基础。     

大尺寸井眼钻井工艺在渤海油田某探井中的应用和突破

经过三压力研究和实钻邻区资料证实渤海油田某区块中深部地层存在高温高压。在该区块某探井实际钻探中,地层压力系数1.3,最高达1.65,井底温度高达178℃,根据地层压力及地质特征进行井身结构优化,ф444.5 mm大尺寸井眼钻进至馆陶组顶部垂深2 700 m,才能减轻中深部高温高压地层的钻探风险,在渤海地区,ф444.5 mm大尺寸井眼钻进至2 700 m尚属首次,通过钻具组合优化与轨迹控制、海水/膨润土浆钻进、优化水泥浆体系和浆柱结构等技术,使得该井大尺寸井眼钻探过程中,在防斜打快、钻井液工艺及固井技术等方面均取得了突破,为钻开高温高压井段,进行地质评价提供了有力保障。     

抗高温高密度钻井液在印尼LOFIN-2井的研究和应用

LOFIN-2井是部署在印尼东部塞兰岛的一口重点探井,垂深为5861 m,为印尼陆上最深井。该井高温高密度井段预测井温为150~180℃,密度为2.10~2.16 g/cm3,发育裂缝性页岩、含高压盐水层,易发生诱导性井漏和盐水侵,并且发育粉砂质泥岩,易分散造浆使抗高温高密度钻井液的流变性难以控制。针对LOFIN-2井高温高密度和地层特点,提出了钻井液设计性能参数,并进行现场验证,从抵抗温度对钻井液性能破坏出发,优选抗温处理剂,研制出一套抗温180℃、密度2.10~1.26 g/cm3的水基钻井液体系,该体系在现场应用性能稳定,配制维护简单,应用效果良好,为该区块后续高温高压钻井液体系提供了一种选择。      

高性能水基钻井液在莺歌海盆地高温高压井的应用

莺歌海盆地中深层高温高压领域温度高、压力大、作业安全密度窗口窄。在复杂地质环境下,常规的聚磺钻井液易变稠、流动困难、泥饼虚厚,引起遇阻、黏卡、井漏等井下复杂问题。通过室内评价,引入新型抗高温聚合物（Calovis HT、POROSEAL）替代常规聚磺钻井液体系中的聚合物（PAC-LV、EMI1045）,构建出高性能水基钻井液体系。室内评价证实,该钻井液在高密度2.30~2.40 g/cm3、高温200~220℃环境下,能长时间保持良好的高温热稳定性,并且有较强的抗污染能力,抗50 g/L钻屑、50 mL/L地层水及5 g/L CO₂,储层保护效果良好,渗透率恢复值为84.6%。该体系在莺歌海盆地高温高压井（压力系数2.20~2.40、温度190~200℃）中进行现场应用,解决了常规聚磺钻井液体系中高温稳定性不足的难题,证实高性能水基钻井液具有良好的高温热稳定性,并且流变性能优越,为后续高温高压复杂地层钻井液体系优选提供参考。      

多元聚胺钻井液研究与应用

针对大港油田明化镇强造浆地层,采用端胺基保护的方法开发了一种小分子多元聚胺抑制剂,解决了常规聚胺类处理剂在高膨润土含量下造成的体系破胶问题。依托自主研发的多元聚胺抑制剂形成了一套高膨润土容纳的钻井液体系,体系抗温150℃,10%膨润土干粉污染后体系的流变性良好,生物毒性、生物降解性及金属含量等均符合环境保护指标,解决了大港油田地层强造浆、易垮塌难点。该体系在大港油田港3-52-1井进行了现场应用,全井施工顺利,无事故复杂。与邻井相比,在井深更深、井斜更大、井底位移更长的情况下,机械钻速提高了7%以上。     

KCl-有机盐聚合物钻井液在川西双鱼石区块的应用

川西地区双鱼石区块目的层埋藏深,完钻井深在7 000 m以深,上部φ444.5 mm、φ333.4 mm井眼主要采用“空气钻”提速,空气钻井转钻井液如何保证井壁稳定至关重要,在“高效PDC+螺杆”提速方式下优质的钻井液性能也尤其重要。为此,KCl-有机盐聚合物钻井液在KCl、有机盐的共同作用下抑制能力强,能够抑制岩石组分水化分散、膨胀,封堵防塌剂可以快速形成致密泥饼,减少滤液侵入井壁地层,防止“空气钻”后干燥井壁“吸水”引起的井塌;抑制钻屑水化分散,钻井液流变性能稳定、波动小、易调控、现场维护处理简单;钻井液强抑制性、低黏度和切力可提高钻头水马力,减少钻屑在钻头上的吸附,防止钻头泥包现象,减少钻井液中微米、亚微米粒子,有助于提高机械钻速。双探8井等现场应用表明,KCl-有机盐聚合物钻井液确保了“空气钻”井段井壁稳定,顺利钻过沙溪庙组下部（沙一段）、凉高山组、自流井组及须家河组易垮塌地层,井眼畅通、井壁稳定、井径规则、电测顺利、井下安全、钻速较高,满足工程、地质录井需要。      

多元聚胺钻井液研究与应用

针对大港油田明化镇强造浆地层,采用端胺基保护的方法开发了一种小分子多元聚胺抑制剂,解决了常规聚胺类处理剂在高膨润土含量下造成的体系破胶问题。依托自主研发的多元聚胺抑制剂形成了一套高膨润土容纳的钻井液体系,体系抗温150℃,10%膨润土干粉污染后体系的流变性良好,生物毒性、生物降解性及金属含量等均符合环境保护指标,解决了大港油田地层强造浆、易垮塌难点。该体系在大港油田港3-52-1井进行了现场应用,全井施工顺利,无事故复杂。与邻井相比,在井深更深、井斜更大、井底位移更长的情况下,机械钻速提高了7%以上。      

泥浆盖帽强钻技术在威远页岩地层的应用

钻井作业中发生漏、喷或塌时,对治理难度大、耗时长的复杂井可采用泥浆盖帽强钻,通常采用清水作强钻液,这就要求待钻井段地层必须稳定。威201-H3井已钻井段的龙潭组为区域垮塌层,而待钻的龙马溪地层为该区域易塌层,该井钻至1044.24m发生有进无出的恶性井漏、堵漏效果差,同时井漏液面下降造成严重的溢流显示。使用泥浆盖帽并采取吊灌方式保持一定液面高度、平衡漏层上部井段的气层和稳定垮塌层,进入待钻易塌层使用复合盐高分子防塌强钻液快速钻至固井井深,从而实现了安全、快速、低成本的钻井施工,泥浆盖帽强钻技术进一步扩大了使用领域,并探索出了适宜威远地区页岩气井快速处理喷、漏、塌复杂井的工艺,实现页岩气低成本钻井目标。     

泌页HF1页岩油井钻井技术

泌页HF1井是河南油田第1口页岩油气勘探井。根据泌页HF1井邻井情况和施工技术难点,对井身结构、钻井液体系和固井技术进行了设计。该井先钻导眼井,再回填侧钻,三开结构。二开定向侧钻段应用水基聚合物钻井液,钻遇大段泥、页岩地层时发生严重井壁失稳。三开井段采用旋转导向、白油基钻井液体系和尾管回接固井等新技术,保证了井下钻进安全、井眼质量及固井质量,提高了钻井速度。三开只用6 d一趟钻钻完进尺1 122 m,水平段长1 044 m,平均井径扩大率3.88%,起下钻正常,完钻后,通井电测一次成功,下套管顺利到底,固井质量合格。