聚硅氟钻井液在G29-P1井的应用

G29-P1井是冀东油田二开长裸眼、长半径水平井,二开裸眼井段长2576 m,水平位移为900 m.冀东油田明化镇组和馆陶组地层粘土矿物以伊蒙无序间层为主,膨润土含量高,水化膨胀性强,地层极易掉块坍塌,油层易受污染.G29-P1井二开直井段使用聚合物钻井液,定向井及水平井段使用聚硅氟钻井液,利用聚硅氟的抑制性,采取原油与固体、液体润滑剂配伍的方法,解决了直井段、造斜井段、水平井段、填井侧钻后在水平井段降斜、增斜、稳斜等较为复杂的施工问题;并采用细目碳酸钙及变形粒子对油层进行了保护.现场应用表明,聚合物钻井液能有效地控制地层造浆,保持钻井液膨润土含量不大于50 g/L、固相含量不大于10%;聚硅氟钻井液具有很强的抑制性,润滑性好、起下钻附加拉力和转盘扭矩均较低,携岩能力强,能够适应地层特点,稳定井眼,解决了长裸眼水平井施工的需求.     

抗高温高密度水基钻井液室内研究

通过室内实验，优选出了能够抗200℃高温、密度达2．30g／cm^3的水基聚磺钻井液配方：4％膨润土＋1．5％SMP-2＋2％SPNH＋3％HL-2＋1％SMC＋0．2％80A51＋0．3％KHPAN＋重晶石＋2％SF260＋1％高温稳定剂＋0．5％表面活性剂＋1．0％润滑剂。评价了该钻井液的热稳定性及抗盐抗钙能力。结果表明，该钻井液流变性好，抗盐、抗钙污染能力强，对处理超高温水基钻井液具有指导意义。     

聚合醇防塌润滑剂PGP-3及其钻井液的应用

开发了一种钻井液用聚合醇防塌润滑剂PGP－3，岩屑回收和岩心浸泡实验结果表明，PGP－3的抑制性能优于KCl水溶液，PGP－3与KCl合用时抑制效果更好，在膨润土抑制实验和极压润滑系数测定中确定PGP－3的最佳用量为3％，3％，PGP－3处理的6％粘土浆的流变参数（AV，PV，YP）和滤失量，随滚动温度的升高（100－200℃）而升高，与SMP相比，其耐温性良好，在膨润土浆中PGP－3可与低粘CMC，高粘CMC，SMP，PSC等处理剂配伍,使用PGP－3的钻井液最佳配方为：3％PGP－3＋0．2％PAM＋2％SMP＋1％PSC＋0．5％SJ－1＋0．1％NaOH，最佳配方PGP－3钻井液污染后岩心的渗透率恢复率超过90％，高于3％MMH钻井液及加入屏蔽暂堵剂YFP的3％MMH钻井液污染后岩心的渗透率恢复率，所开发的聚合醇钻井液已在胜利油田80余口井钻井中使用，介绍了一口斜井，一口分支水平井和一口水平探井钻井中应用的情况。     

聚合醇保护裂缝性储层应用研究

实验考察了常用聚合醇特别是PB-1的应用性能，讨论了在钻井液中的抑制、堵孔、界面活性、提高渗透率恢复率等作用，简介了在塔里木盆地轮南古潜山地区2口深井钻井中的应用效果。3％PB-1使岩屑在清水中的回收率由10．8％提高到38．8％；加有聚合醇的钻井液滤饼表面有膜形成；3％PE-1使清水表面张力降到～37mN／m，使油水界面张力降到8．5mN／m；随聚合醇浓度增大，PE-1和JLX水溶液通过滤饼的滤失量减小，PE-1水溶液通过含人造裂缝岩心时的压差增大；5％PB-1使实验聚磺钻井液及2．0％或2．5％PE-1使LG-101井井浆污染的含人造裂缝岩心的渗透率恢复率增大，聚合醇与超细碳酸钙合用时增加幅度更大。在LG-100井和LG-172井分别钻到5455和5440．9m时井浆滤失量较大而渗透率恢复率很小(26．7％和18．5％)，调整配方并加入聚合醇(3％～5％)使滤失量减小，渗透率恢复率大幅上升到65．2％和64．2％。聚合醇作为钻井液处理剂，对裂缝型和微裂缝型碳酸盐岩地层有良好保护作用，与固相架桥粒子共用时保护作用更好。图4表5参2。     

钻井液用水基润滑剂NSR-1的研究与评价

考虑大位移复杂工艺井钻井和环保要求，制备了由非离子表面活性剂、石油磺酸盐、聚醚硅油及10％助表面活性剂、0．3％氟表面活性剂、1％渗透剂、1％消泡助润滑剂、5％冰点改善剂组成的水基润滑剂NSR-1。其中主组分（前三种）用量通过正交设计实验法确定。介绍了制备方法。在低密度淡水基浆中加入0．5％、1．0％NSR-1，使黏附系数fA分别下降50．0％、63．6％，使润滑系数FL分别下降80．3％、87．1％，对流变性也有一定调节作用。NSR-1降低淡水基浆厂fA和fL的效果好于常用聚合醇、聚醚、白油及酯基润滑剂。在胜利油田2口大位移延伸井和1口热采水平井使用该润滑剂，钻井液润滑性良好，钻井作业顺利完成。表3参2。     

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<正>主导产品一、降滤失剂类产品钻井液用降滤失剂水解聚丙烯腈铵盐钻井液用降滤失剂水解聚丙烯腈复合铵盐NH4-HPAN-2钻井液用降滤失剂磺化腐植酸钾KJAN钻井液用降滤失剂AM/AA/水解聚丙烯腈铵盐共聚物水剂W-NA钻井液用降滤失剂缩聚水解聚丙烯腈铵盐S-NH4-HPAN钻井液用降滤失剂AMPS改性腐植酸HLJ-2钻井液用降滤失剂接枝共聚腐植酸硅HLJ-3钻井液用降滤失剂磺酸盐共聚物HLJ-5二、抑制防塌类产品钻井液用防塌封堵剂聚合腐植酸SN钻井液用防塌封堵剂阳离子改性沥青YRL-1钻井液用页岩抑制剂有机盐FT103钻井液用固壁剂改性树脂聚合物HLGB-2钻井液用防塌封堵剂乳化沥青RL-1钻井液用页岩抑制剂有机硅聚合物三、润滑剂类产品钻井液用固体润滑剂塑料小球HZN-1钻井液用固体润滑剂改性石墨RH203钻井液用液体润滑剂改性易降解油脂GFR-1钻井液用液体润滑剂乳化石蜡RS-1     

赵古3井钻井液工艺技术

赵古3井是位于冀中坳陷晋县凹陷高邑一高村断裂潜山构造带高村潜山的风险探井，完钻井深为5686m。该地区为高含硫地区，井底温度高达180℃且孔店组地层还没有井钻遇过，地层复杂程度难以预测。该井二开（346～3000m）使用聚磺钻井液，三开（3000～5686m）使用聚磺硅氟抗高温钻井液。该井从井深3300m开始加入SN树脂，SN树脂的加入不但降低了钻井液滤失量，并提高了钻井液的抗高温性，但略微增黏；在井深5480m加入了3％成膜剂，控制了高温高压滤失量小于10mL，满足了钻井需要。该井钻井周期为241．23d，平均机械钻速为2．12m／h，施工中无重大复杂情况，所有电测项目均一次成功，电测成功率为100％。     

北堡西3×1大位移井钻井液技术

北堡西3×1井上部地层成岩性差,造浆严重,井眼斜度大,裸眼井段长,井壁容易垮塌失稳,钻井过程中极易在井眼下井壁形成钻屑的沉积层,导致钻柱扭矩增大,摩阻升高,造成卡钻。上部地层采用聚合物钻井液;钻开储层时采用聚合物硅基钻井液。现场应用表明,该套钻井液体系使北堡西3×1井固相含量为5％～17％,保证了钻井液性能的稳定;抑制防塌效果好,在聚合物钻井液中加入复合两性金属离子包被剂、无荧光防塌剂和聚合醇,提高了钻井液的抑制防塌能力,井径扩大率较小;润滑防卡效果强,二开定向前在钻井液中加入白油、磺化沥青,钻进过程中保持润滑剂含量不低于3％,三开施工中加入聚合醇、磺化沥青、白油,四开加入极压润滑剂、聚合醇并保持其含量为2％,以减轻旋转钻进时的扭矩、起下钻和下套管时的负荷,减少了复杂事故的发生;携岩净化效果强,95％以上的井段3都为2～10,6为3～12,满足了大位移井对井眼净化的要求,保证了钻井作业的顺利进行。     

坨-胜-永断裂带高密度深井钻井液技术

坨-胜-永断裂带储油层埋藏深、压力高，断层发育，构造较复杂，在钻井过程中容易发生与高密度钻井液相关的钻井问题。通过分析研究，确定在三开之前采用低密度聚合物铵盐体系，三开之后采用抗高温抗盐的聚合物硅氟防塌降滤失钻井液。提出了在该区块使用高密度钻井液技术的主要施工措施：禁止直接加加重材料．采用混重钻井液的逐步加重方式，同时保证加重材料有充分的水化时间；对直井，润滑剂总含量应为2％～3％．对定向井，润滑剂总含量应为3％～5％；该区块高密度钻井液用水的矿化度不能超标，氯离子含量应小于1000mg／L，钙镁离子含量均应小于200mg／L；处理剂应具备良好的抗高温和抗盐性能；保证四级固控设备的使用率，特别是离心机在每次下钻后调整钻井液时的使用至关重要。现场应用表明，聚合物硅钾基防塌降滤失钻井液具有滤失量低、抑制性强、抗高温、防塌和润滑性能好、携岩能力强等优点。     

中原油田大斜度定向井钻井液技术

针对所钻的大斜度定向井多为双靶或多靶定向井．具有井斜大、水平位移长、靶心半径小、地质结构复杂、井下温度高的特点，采用了聚磺混油钻井液和聚合醇钻井液，并在钻井液体系中加入了性能良好的润滑剂或固体润滑剂，有效地降低钻井液摩阻，防止了井壁坍塌等井下复杂情况的出现；配合了相应的钻井工艺技术措施。现场应用表明，聚磺混油钻井液和聚合醇钻井液具有较强的润滑性、抑制性、稳定井壁能力和抗温抗污染能力，良好的流变性确保了较低的含砂量和固相含量，泥饼质量良好．大斜度段井眼清洁畅通．满足了大斜度定向井对钻井液性能的要求。     

水平3井钻井液技术

水平3井是胜利油田一口重点水平预探井。该井位于埕111井区，钻探目的是了解埕111井区西部石炭系、二叠系及中生界含油气情况，扩大埕科1区块中生界和古生界含油气范围。该井完钻井深为2885m，水平位移为1027m，水平段长为785m。为满足复杂地层水平井钻井和录井需要，水平3井采用聚合醇防塌钻井液，并配合相应的工种技术措施。二开用聚合物、聚合醇控制地层造浆，用铵盐调整钻井液流型，用聚合醇、树脂及PA－1防塌剂降低滤失量；三天在水平段钻进过程中，及时补充聚合物胶液，以保持钻井液性能稳定，防止地层漏失，利用除砂器和离心机，降低钻井液中的固相含量。经现场应用表明，该钻井液性能稳定，抗`温防塌和悬浮携砂能力强、保护油气层效果好，该井共发现油层13套，油层厚度最小为1m，最大达109m，计厚度为228m，获日产油44.19t、日产气2760m^3的工业油气流。     

国内水平段最长的水平井钻井液技术

为了更好地推进水平井钻井液的现场应用技术,论述了水平2井中出现的复杂事故、对煤层防塌及长段水平井钻井液的处理情况。试用了无机阳离子胶技术,较好地解决了井下漏失、井塌、携砂及润滑防卡等一系列问题,满足了钻井工程和保护油层的需要。     

马1C井欠平衡钻井液技术

马1C井是在马1井上实施欠平衡钻井的一口套管开窗侧钻井。马1井是吐哈油田三塘湖盆地马朗凹陷牛圈湖构造带牛圈湖1号背斜上的一口预探井。通过对马1C井的地层岩性、储层特性、地层稳定性和可钻性、地层压力等多方面分析，室内对马1C井欠平衡钻井液进行了试验研究，确定出低密度油基钻井液的配方。经现场应用表明，低密度油基钻井液密度为0．87－0．88g/cm^3，在欠平衡钻进过程中处于负压状态，达到了保护油气层的目的；钻井过程中始终有溢流发生，3次自动点火成功，着火持续时间最长达35min，火焰最高约6m；岩屑返出均匀，无坍塌现象，机械钻速最高达30m/h，是马1井对应井段机械钻速（8．5m/h)的3．5倍；低密度油基钻井液性能稳定，较好地保护了油气层，确保了马1C井套管开窗和欠平衡钻井施工顺利。     

陈古1井钻井液技术

陈古1井是1口近5000m的重要科学探井,主要目的层为元古界,兼探S3,S4油层,岩性主要为砾岩,泥岩,碳质泥岩,硬脆性泥岩,玄武岩,泥化玄武岩,石英岩及花岗岩等,由于地层复杂,存在多套压力层系,钻井液技术是该井的关键技术,根据地层特点,钻井工程要求和满足保护油气层的需要,一开使用聚合醇无毒钻井液体系,解决了复杂井段的防塌,防卡,扭方位等复杂问题,四开采用KCl-石灰分散型钻井液体系;该体系抑制能力强,性能稳定,维护处理简单,满足了陈古1井沙河街组地层钻进需要,井壁稳定,井下安全,井径规则,具有明显的防塌效果;五开使用水包油钻井液,该钻井液密度在0.95-0.99g/cm^3之间可调,在150℃条件下乳化稳定性好,具有良好的流变性及高温热稳定性,完全满足4000-5000m超深井欠平衡钻井的需要,现场施工表明,该井钻井液技术满足了常规钻井工程需要及欠平衡钻井施工要求,很好地保护了油气层。     

元坝103H超深井水平段钻井液技术

元坝103H井是四川盆地川东巴中低缓构造带的一口重点超深水平井。为满足元坝103H井五开水平段施工,室内对护胶剂、降滤失剂和润滑剂进行了评价优选,在此基础上形成了聚合物钻井液体系,并进行了综合性能评价。元坝103H井五开水平段施工过程中,钻井液的密度选择合适,能够降低黏附卡钻的风险,保证井控安全;钻井液的膨润土含量维持在2%~2.5%之间,体系抗温性能稳定;固、液高效润滑剂的协同作用,保证了体系良好的润滑性和钻进过程中的低摩阻;钻井液处于弱紊流的流型,有效解决了低排量下大环空的井眼清洁问题。现场应用结果表明,该聚合物钻井液体系综合性能稳定,抗温、抗污染和润滑效果显著,能够满足四川元坝地区超深井水平段的钻井需要。     

两口长裸眼井的钻井液工艺

由于受钻井总投资的制约,晋古1-2、晋古1-3井减少技术套管的层次,使二开后φ241.3mm井眼的裸眼段分别长达3627.31m和3639.71m,尤其是晋古1-3井,在其裸眼段中还要进行定向井施工作业,故钻井液工作的难度非常大。根据地层岩性及钻井施工特点,要求钻井液除具有良好的抑制能力外,重点应解决防卡、防塌、携砂及防漏问题。提出了用聚合物钻井液体系、RH8501润滑剂和塑料球、磺化沥青防塌剂等一系列相应的技术措施,经现场应用基本上满足了钻井要求,并取得了一定的经验。     

侧钻水平井钻井液研究与应用

高160-侧平38井是大庆油田在φ139.7mm(5?in)套管内段铁开窗侧钻的水平井。根据大庆油田地层特点,开展了侧钻水平井钻井液体系的室内、现场试验。经室内试验,评选出了适合于侧钻水平井钻井液体系。该钻井液体系具有好的流变性和抑制性;研制出了新的润滑防卡剂RF及屏蔽封堵剂。通过现场试验,该钻井液体系满足了携带岩屑及钻井工程的需要,保证了井身质量和电测及固井的顺利施工。     

C2133侧钻小井眼水平井钻井液技术

针对彩南油田西山窑组储层裂缝发育，产量大幅度递减、含水量上升较快、注采矛盾突出等问题，在C2133井侧钻，以增加泄油面积。该井侧钻点井深为2120m，采用聚磺暂堵钻井液，在不同井段采取了不同的钻井液技术措施。即：在套管开窗井段，提高钻井液悬浮携屑能力，保证铁屑及时返出地面；磨铣时，钻井液密谋为1.10g/cm^3或略增高，以保持侧钻地层井壁稳定。造斜井段，提高钻井液的抑制能力，防止岩屑床的形成；加入SMP－1、KT－100和QCX－1改善泥饼质量，降低滤失量；加入足量的KWR和RH101降低摩阻，控制固相含量。水平井段，在钻井液中加入1.5FB-2、2％QCX－1、1％WC－1，保持磺化沥青含量为3％－5％，使钻井液具有较强的抑制性、稳定性和良好流变性，现场应用表明，聚磺暂堵钻井液保证了C2133侧钻小井眼水平井不同井段的钻井施工，钻进过程中井壁稳定，未发生井下复杂事故。该井前期日产油量约25t，比邻井产量高3－5倍，收到了明显的经济效果。     

低固相超高温水基钻井液研究及应用

冀东油田南堡构造深部潜山储层温度高、压力低、裂缝发育,为满足保护储层和井下携岩的需要,基于开发的聚合物增黏剂SDKP以及对抗高温降滤失剂、油溶性封堵剂、润滑剂、高温保护剂和防水锁剂的优选,优化出一套低膨润土低固相超高温水基钻井液。室内评价结果表明,1%SDKP溶液在165℃老化16h后,表观黏度保持率仍可达20%,表明SDKP的耐温性能好;SD-101和SD-201复配可显著降低1.0%膨润土基浆的滤失量,油溶性封堵剂HQ-10可显著降低高温高压滤失量;该钻井液抗温达235℃,在200℃下的塑性黏度达到15mPa·s,满足携岩需要,抗污染能力强,能抗10%NaCl、2%CaCl_2、10%劣质土污染,抑制性好,膨胀率降低率达78%,页岩回收率从8.24%提高到84.45%,储层损害小。在探井南堡3-82井五开井眼的现场应用表明,该钻井液在220℃井底温度下的流变参数基本稳定,API滤失量不变,携岩性好,顺利钻达井深6037m完钻,自喷求产,产液量为43.20 m~3/d。证明该钻井液可满足现场高温低压储层的钻井需要。     

泌页HF1井油基钻井液技术

泌页HF1井设计三开在页岩层中钻进水平段,水平段设计长度1 000.00 m。该井定向段应用水基聚合物钻井液,在接近水平段时钻遇泥岩、页岩地层,并发生严重井壁失稳。为防止页岩水化、分散、垮塌及长水平段易粘卡的问题,在该井三开水平井段试验应用了油基钻井液。考虑闪点、毒性和芳香烃含量,选择5号白油为钻井液连续相;根据活度要求,确定质量浓度28.0 g/L的CaCl2水溶液为水相;优选了主乳化剂、辅乳化剂,确定了其加量;通过性能试验,确定了润湿剂、有机土、降滤失剂、提切剂和封堵剂的加量,并最终确定了油基钻井液配方。对配制的钻井液进行了各项基本性能及膨胀率、回收率、抗钻屑污染、封堵效果评价,评价结果较好。该油基钻井液在泌页HF1井三开水平段应用,仅用时6.5 d就钻完实际长达1 044.00 m的水平段而顺利完钻。应用表明,油基钻井液封堵防塌能力强、破乳电压高、性能稳定、滤失量低、流变性好,且具有较强的携岩能力。