涠洲W油田全油基强封堵钻井液技术

涠洲W油田涠二段易垮塌地层所用常规油基钻井液油水比和破乳电压低,乳化状态稳定性不够,易引起地层泥页岩水化分散,给井壁失稳和储层保护造成困难。在分析涠二段硬脆性灰色泥岩垮塌机理基础上,通过提高油水比来提高钻井液的乳化稳定性、优化复合粒径封堵材料,构建了全油基强封堵钻井液体系。室内性能评价结果表明,优化后的全油基钻井液乳化稳定性强,塑性黏度小、滤失量小、封堵承压效果好,抗水和土污染能力强。全油基强封堵油基钻井液体系已在涠洲W油田11口定向井中取得成功应用,解决了超千米长裸眼涠二段易垮塌地层井壁失稳问题,同时储层保护效果良好。本文研究成果可为类似硬脆性泥页岩易垮塌地层钻进和储层保护提供借鉴。     

强封堵油基钻井液体系在W11-4D油田的应用

中国南海西部北部湾油田的涠州组二段和流沙港组二段水敏/硬脆性泥页岩层理和微裂缝较发育,而且微裂缝发育的大小没有规律,坍塌应力大,极易垮塌,给钻井作业带来很大困难。中海油服泥浆中心对涠二段和流二段水敏/硬脆性泥页岩的垮塌机理进行了深入研究,在总结北部湾油田易垮塌地层使用油基钻井液经验的基础上,提出有效的封堵方法是以多粒径的封堵材料以及运用多种封堵机理进行综合封堵,使钻井液在近井壁附近形成一层“隔离膜”,从而增强泥饼对地层的封堵效果。通过进行一系列的室内配伍试验,形成了一套具有强封堵能力的油基钻井液体系,并将其成功应用于W11-4D油田的开发中,解决了北部湾油田泥页岩坍塌垮塌问题。     

涠洲12—1N油田硬脆性泥页岩研究及钻井液技术对策

在涠洲12 1N油田涠二段钻井过程中,硬脆性泥页岩的剥落掉块经常造成钻具阻卡等井下复杂情况。分析了涠二段硬脆性泥页岩的理化特性,研究探讨了硬脆性泥页岩的评价方法和坍塌机理,在此基础上,提出了选用快速强封堵型成膜钻井液是有效抑制硬脆性泥页岩剥落掉块的根本措施。这一研究成果对于在涠洲12 1N油田开发工程中提高钻速、减少井下复杂情况发生具有重要意义。     

海上复杂易垮塌地层高性能油基钻井液研发与应用

南海西部北部湾盆地涠西南油田涠洲组地层受构造应力及地层高含硬脆性泥页岩影响,井壁失稳风险极高,传统油基钻井液在钻进涠二段过程中不断出现起钻困难、井壁失稳和固井质量差等诸多问题。在分析传统油基钻井液应用情况的基础上,通过对乳化剂、封堵剂以及提切剂等处理剂优选,研发了新型高油水比（95∶5）高性能油基钻井液体系,该钻井液具有良好的井壁稳定、封堵能力以及优异的ECD控制能力,抗劣质土污染可达15%,岩心被钻井液损害后渗透率恢复值在90%以上,返排压力为0.4 MPa,具有良好的储层保护能力,并可提高机械钻速和起下钻效率。现场应用结果表明,高性能油基钻井液钻进涠洲组二段地层时,钻井液流变性稳定,封堵性强,井眼清洁效果好,ECD值低,未发生井漏现象,井深2 500 m钻井周期为8.09 d,较前期开发井钻井周期降低48%,储层保护效果良好。为今后北部湾海域类似油田开发提供了良好借鉴。      

层理性泥页岩地层井壁坍塌控制方法研究

涠州12-1北油田涠二段泥页岩地层层理发育、水敏性强,虽然采用了油基钻井液钻进,但井壁垮塌等井下复杂情况仍频繁发生。该油田涠二段地层岩石力学试验结果表明,涠二段泥页岩强度具有显著的各向异性,其受到的最大主应力方向与层理面法向之间的夹角为30°～70°,岩心易发生沿层理面的剪切滑移破坏,强度远低于最大主应力方向与层理面法向平行时的最大强度,这是造成定向井井壁失稳的主要原因。结合岩石力学试验结果,将层理性泥页岩视为横观各向同性材料,建立了合理钻井液密度的确定方法,确定了定向井坍塌压力随井眼轨迹的分布规律。利用定向井坍塌压力随井眼轨迹的分布规律,对该油田的定向井钻井液密度和井眼轨迹进行了优化,成功解决了涠二段地层的井壁失稳问题。      

北部湾涠西钻井液技术

涠西地区地质构造复杂,尤其是涠洲组涠二段和流沙港组流二段泥页岩地层断层多、地层破碎,微裂缝发育、水敏性强,在钻井过程中极易发生井壁坍塌、漏失,甚至发生卡钻事故。通过分析研究涠西南地区易垮地层岩性、硬脆性泥页岩的垮塌机理,研发了KCl-聚合醇强抑制封堵钻井液体系,并利用这一体系已成功完成了海2井、涠4井、涠5井的施工。现场应用表明,该钻井液有良好的抑制性和封堵性能,保证了井壁的稳定及井下安全。应用该钻井液已成功施工3口井,井径较规则,无井下复杂情况,成功解决了涠西地区的井壁稳定问题,并在涠4井试油过程中发现高产油气流,日产油气超过千吨。     

涠西南地区探井钻井液技术

涠西南地区地质构造复杂,在钻井过程中极易发生井壁坍塌、漏失,甚至发生卡钻事故.通过分析研究涠西南地区易垮地层岩性、硬脆性泥页岩的垮塌机理,介绍了在该地区探井中使用的低渗强封堵水基钻井液.现场应用表明,该钻井液有良好的封堵性和润滑性,高温高压滤失量小、泥饼渗透率低,基本保证了井壁的稳定及井下安全.应用该钻井液的井,井径较规则,无井下复杂情况,表明该钻井液较好地解决了涠西南地区的井壁稳定问题.     

顺北油气田却尔却克组井壁失稳机理及应对措施

塔里木盆地顺北油气田却尔却克组钻井过程中井壁失稳事故频发,严重影响了施工进度。针对顺北油气田X井却尔却克组地层井壁失稳的机理,开展了岩石崩解实验、点载荷实验、X衍射、扫描电镜实验研究。结果显示,岩石矿物组分中黏土含量大（15%～35%）,其中伊利石含量在60%左右,伊蒙混层主要在10%～30%,吸水率小（2%）,崩解率大（5%）,岩石属于典型的硬脆性灰质泥岩。室内实验表明,在清水和水基钻井液条件下,岩石强度表现出较强的非均质性和强度弱化（岩石单轴强度降低在10～40 MPa之间）,但在油基钻井液下,岩石强度几乎无弱化影响,并且油基钻井液对微裂缝起到较好地封堵作用。此地层水基钻井液下井壁失稳机理一方面是硬脆性泥页岩中的膨胀性黏土矿物吸水膨胀,强度弱化,失去有效支撑;另一方面微裂缝在水力尖劈作用下,井壁岩石崩落垮塌失稳。油基钻井液中乳化剂、润湿剂等表面活性剂特殊结构可以对泥页岩中裂缝微裂缝进行有效封堵,减少水化和水力尖劈作用,实现井壁稳定。现场在第三侧钻井眼水基钻井液井壁严重失稳条件下,改用油基钻井液,顺利钻完计划进尺,大幅度减少井壁失稳损失。      

冀东油田成功试验抗高温微纳米钻井液

正截至4月6日,冀东油田已在南堡36-3701等3口井成功试验抗高温微纳米钻井液,现场钻井液渗透率恢复值高达98.63%,为这个油田中深层安全快速钻井和油气层保护提供了又一技术支持。针对中深层储层微纳米孔喉尺寸特征及硬脆性泥页岩井壁失稳机理,冀东油田钻采工艺研究院技术人员积极引进微纳米封堵材料,自主研发形成抗高温微纳米钻井液体系。该钻井液体系既能够通过强封堵降低滤失量,又能够通过反渗透     

微观地质特征对硬脆性泥页岩井壁稳定性影响与对策研究

硬脆性泥页岩引起的井壁失稳是钻井过程中经常遇到的一个十分复杂的难题。利用扫描电镜、压汞、X-衍射、比表面分析仪等岩矿测试手段研究硬脆性泥页岩的微观地质特征,根据研究结果分析其对硬脆性泥页岩井壁失稳的影响,并提出保持硬脆性泥页岩井壁稳定的措施,为硬脆性泥页岩井壁稳定性研究提供一种新思路。研究结果表明,硬脆性泥页岩中发育的一部分微裂缝是导致井壁失稳的重要原因。在钻井过程中,钻井液滤液沿着泥页岩中的微裂缝进入到地层内部,导致粘土矿物的水化膨胀,使孔隙压力增加,泥页岩强度降低,最终发生井壁失稳。最后根据研究结果提出在钻井液中加入一部分和泥页岩孔喉相匹配的封堵粒子,期望它能降低或阻止钻井液滤液在泥页岩中的漏失,达到稳定井壁的目的。     

页岩油钻井漏失机理及防漏堵漏技术

针对页岩油钻井过程中漏失频发的问题,以济阳坳陷页岩油开发为例,分析了页岩油钻井油基钻井液的漏失机理。分析发现,页岩油藏天然断裂系统发育,容易发生漏失;页岩脆性强,表面油润湿,长水平段压耗大,易产生诱导裂缝漏失;油基钻井液使堵漏材料摩擦系数降低,防漏堵漏难度大。基于页岩油油基钻井液的漏失机理,对弹性孔网材料进行了表面改性处理,优选了填充材料,研制了一袋式堵漏剂,并开展了室内长裂缝封堵评价实验和现场试验。结果表明,研制的一袋式堵漏剂封堵效果好,2 mm×1 mm长裂缝承压强度达10 MPa,现场堵漏一次成功,较好地解决了页岩油油基钻井液漏失难题,为保障页岩油藏的优质快速钻井提供了技术支持。      

欠平衡钻井无粘土相海水水包油钻井液研究

针对渤海某些区块地层压力系数低及缝洞发育易发生井漏的实际情况,在室内通过优选不同油水比、增粘稳定剂、乳化剂、降滤失剂,确定出了适合该地区进行欠平衡钻井作业的无粘土相海水水包油钻井液配方。室内性能评价实验结果表明,该钻井液具有较强的抗海水、原油污染的能力,同时具有良好的抗温稳定性、抑制性、润滑性以及储层保护性能,能够满足该地区在低压储层和易发生井漏等复杂情况下进行欠平衡钻井作业的要求。     

油基钻井液的推广及循环利用

针对普通水基钻井液在钻进中强、强水敏性油藏时会造成储层污染、产量降低的问题,指出了油基钻井液在钻进该类油藏时的优势和其成本高、对生态环境有污染的缺点。为了大面积推广应用油基钻井液,重点介绍了油基钻井液的特性和稳定性影响因素,并通过室内评价证明了油基钻井液在油层保护中的良好效果,着重阐述了油基钻井液在王庄油田的现场应用情况,并探讨了油基钻井液的循环利用技术。研究结果表明,油基钻井液不仅具有良好的油层保护效果,而且具有较好的社会经济效益。     

具核结构的油基钻井液封堵剂的研制

随着油气田开发的不断扩展,钻井难度逐渐增加,油基钻井液的使用率也逐渐增大。油基钻井液封堵能力对于预防井漏和井壁坍塌具有重要的作用。以丙烯酸丁酯、丙烯酸十八酯、丙烯酸和苯乙烯等油溶性单体为原料,采用改进的乳液聚合工艺,以亲油型的改性石英粉为凝结核,合成了一种具核结构的丙烯酸树脂高分子材料,作为油基钻井液封堵剂。实验结果表明:该封堵剂对油基钻井液基浆流变性能影响很小,可大大改善油基钻井液基浆的滤失造壁性和乳液稳定性。岩心封堵实验说明合成的封堵剂对中低渗岩心具有较好的封堵效果和封堵质量,正反向封堵率都可以达到75%以上;突破压力实验反映合成的封堵剂具有较高的封堵强度,突破压力可达10 MPa以上。同时,该封堵剂具有优异的耐高温能力,老化前后,封堵率和封堵强度基本不变。与沥青类封堵剂对比实验得出,研发的封堵剂具有较大的优势。     

聚合盐钻井液体系研究

针对北80井区强水敏储层及使用白油基钻井液成本高的问题，开展了具有强抑制性及良好封堵能力的水基钻井液体系研究。通过对聚合盐JN（胶体，干基的有效浓度为25％）性能评价，确定聚合盐在钻井液中的加量为40％，并优选了与之配伍的处理剂，形成了一套性能优良的聚合盐钻井液体系。室内评价结果表明，聚合盐钻井液的储层渗透率恢复值高于柴油基钻井液，略低于白油基钻井液，可满足北80井区储层保护要求。聚合盐钻井液具有较强的抑制性和滤失造壁性，流变性易调控，润滑性、抗温性及抗污染能力较强，其抑制效果和储层保护效果与油基钻井液基本相当，可满足北80井区强水敏储层钻井施工要求。     

渤海油田钻井废弃物源头减量及资源化利用研究

渤海油田钻井过程中会产生大量的钻井废弃物,主要包括废弃钻井岩屑和废弃钻井液。随着油田开发井的增加,环境隐患、运输和处理处置成本不断增加。开展了源头减量和资源化利用的实验研究,采用负压微振过滤系统对海洋油田固控系统中的振动筛筛上物进行源头减量,采用“破胶-离心分离-臭氧气浮分离-陶瓷膜分离”工艺处理废弃钻井液,处理后的钻井液可回用配制新的钻井液。结果表明,入口岩屑含液率在100%以上,转速在24 r/min以内,滤布目数低于API160时,废弃钻井岩屑有很好的脱水效果,出口的岩屑含液率为21%~22%,回用配制新钻井液的净水中油的质量浓度在10 mg/L以下。     

国外保护储层的油基钻井完井液新技术研究与应用

油基钻井完井液已成为钻高难度的高温深井、大斜度定向井、水平井、各种复杂井段和储层保护的重要手段。对国外保护储层的油基完井液新技术进行了研究,着重介绍了低固相高密度油包水乳化泥浆作为射孔液在挪威北海的成功应用,该体系用溴化钙和甲酸铯调节密度,用粗目碳酸钙作为架桥粒子,较好地控制了滤失量,降低了固相粒子对储层的伤害;同时介绍了低固相油基泥浆作为水平井完井液的研究及其在非洲西部和墨西哥湾地区的应用,其最大的特点是特别适合于钻敏感性储层,以及在页岩含量未知的探井中作为砾石充填液。最后对油基钻井完井液的滤失控制机理研究进行了介绍,认为小颗粒、乳化液滴和降滤失剂在降滤失时相辅相成。     

油基钻井液随钻防漏技术实验研究

与水基钻井液相比,油基钻井液更容易发生井眼漏失,且井漏现场处理困难,一旦发生井漏,往往会造成重大经济损失。针对油基钻井液漏失问题,从油基钻井液井漏预防措施入手,通过优选不同类型的钻井液防漏堵漏剂,研制了新型油基钻井液随钻防漏堵漏材料,并探讨了其协同作用机理。渗透性封堵实验以及作用机理分析表明,刚性架桥颗粒、弹性填充颗粒、微细纤维材料等不同类型钻井液防漏堵漏剂具有协同作用效果,能够迅速形成具有"强力链网络"的致密封堵层,显著提高了油基钻井液的随钻防漏堵漏性能。进一步优化了强封堵性油基钻井液体系,该体系在120℃、16 h热滚前后的流变性、滤失性能良好,PPA砂盘滤失量仅为11.4 m L,具有良好的随钻防漏堵漏性能,能够起到强化封堵井壁作用,有助于提高地层承压能力。     

钻井液新助剂在胜利油田的试验和应用

概述了胜利油田最近几年试验和应用钻井液新助剂的情况,介绍了 SJK-1与 SJK-2解卡剂、单向压力暂堵剂、SN-1固体乳化剂、RH-881润滑剂、XG-1高温无铬稀释剂、GH-55型与水基密闭取芯液、JFF 聚腐复合粉、K-AHM 与 MHP 防塌剂的组成与性能特点。     

挤封填充堵漏技术在山074-61井的应用

山074-61井位于长庆南梁西区油田,该区块地层存在裂缝发育,失返性井漏时有发生.该井在钻至华池组地层时发生失返性漏失,在采取3次桥塞挤封堵漏和2次填充堵漏后,最终堵漏成功.介绍了堵漏过程并对其进行了分析.该井堵漏的成功对于今后在该区域施工井的井漏处理有一定的借鉴作用.