川东地区高陡构造VTK垂直钻井配套钻井液技术

针对川东地区高陡构造高地层倾角井井眼轨迹控制难度大,并且上部自流井群泥页岩极易发生垮塌等特点,提出应用VTK(VertiTrak)垂直钻井技术防斜打快,并配合使用活度平衡防塌钻井液,以确保井眼稳定和VTK设备安全.介绍了钻井液体系的选择思路和配方的优选.天东004-X3和板东006-H1两口试验井通过应用该技术,平均机械钻速比邻井相同层位提高了57.1％以上,钻井周期缩短了6.1 d,表明VTK垂直钻井技术在高陡构造高倾角井和易斜地层能有效控制井斜,实现直井段的防斜打快、提高机械钻速,配套的活度平衡防塌钻井液具有“强抑制、平衡滤液活度、超低渗透”特性,能有效解决易塌泥页岩地层的井眼稳定问题,并成功实现化学防塌,较大幅度地降低了钻井液密度.     

川东复杂地层防塌技术初探

分析了川东地区复杂地质条件下钻井作业中发生井塌的主要原因及几种常见井塌类型,即高角度地层井壁垮塌、易永化地层井壁垮塌、地应力引起的井壁垮塌以及工程因素引起的井壁垮塌等。介绍了川东地区防止井塌的方法:使用防塌钻井液,确定合理的钻井液密度,在地应力强烈的区域钻井应寻找应力差较小的区块钻井或改变井眼轨迹以及利用工程技术处理井塌等。提出了该地区预防和处理井塌中存在的问题知今后的研究方向。     

强抑制封堵性防塌钻井液研究及应用

针对川东地区上部易塌地层泥页岩理化特性，经室内系统试验，研制出一种含复合无机盐、沥青质、聚合物的防塌钻井液，它具有对泥页岩水化抑制性强、封堵泥页岩微裂缝性能好等特点。在川东地区最易垮塌的高地层倾角井中应用，见到了很好的防塌效果，井下安全，易塌层段井径规则，井径扩大率低。     

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川东高陡构造逞是四川盆地主要的天然气产区。但区内陡构造碳酸盐碉钻井地质条件特别复杂。主要表现在：浅－中层恶性井漏,上部泥页岩及膏协层层垮塌,纵向上多产层、多压力系统,压力系数悬殊大、横向上储层分布不稳定,储层类型多样化,地层压力变化大,对比性差、中靶难度大和天然气Ｈ２Ｓ含量高。造成钻井复杂情况多,事故风险大,严重制约深井钻井速度的提高。文中根据目前技术发展趋势,针对高陡构造钻井难点,提出了今后一段     

强抑制防塌钻井液在江苏油田的应用

本文通过室内研究和现场应用表明,该钻井液润滑效果好、高温高压滤失量低、防塌能力强、抑制性强,能够有效降低井下摩阻,稳定戴南组、阜宁组泥页岩地层,能够很好的满足江苏油田易垮塌井的钻井需要。     

缅甸D区块高陡高压地层封堵防塌钻井液技术

缅甸D区块地层属高陡高压地层、断层多,地层水敏性强且裂缝发育,钻井过程中多井发生井壁坍塌,其中,P-1-1井最具代表性,该井由于井塌造成的卡钻高达32次,井径扩大率达100%。使用常规的KCl聚合物钻井液体系及套管封隔技术等均不能解决井塌难题。为此,通过室内实验研究,优选出以微米级乳化沥青为防塌剂、以KCl和聚合醇为主抑制剂、以聚阴离子纤维素为降滤失剂、以磺化聚合物为高温稳定剂的微米乳液防塌钻井液体系。该体系与优化前的钻井液相比,页岩膨胀率降低15%,页岩回收率提高50%。结合提高钻井液密度,优化钻井液流变性能,降低钻井液API滤失量等配套技术措施,在D区块现场应用取得了较好的防塌效果,易塌井段井径扩大率由100%降低到20%,钻井时效提高了35%,钻井成本降低20%。该套钻井液技术解决了缅甸D区块高陡构造、高压地层井壁坍塌问题。      

川东地区复杂深井钻井技术

川东地区主要钻井地质难点在于构造高陡、地层倾角大、主产层埋藏层位深、地层硬度硬、硫化氢含量高等,在钻井过程中表现为上部地层垮塌严重、井漏频繁,下部地层钻进高压差卡钻和喷漏同存等复杂,通过川东地区多年的钻井实践,形成了一套适合川东防塌、治漏和深井、高密度钻井液钻井配套技术．     

裂缝性泥页岩地层防塌误区及强封堵防塌对策

对于裂缝发育等破碎性地层,在井筒内外压差作用下钻井液极易沿裂缝等天然通道侵入地层,致使近井裂缝发育带孔隙压力增加,引发泥页岩水化膨胀及强度性能下降,导致坍塌压力增加,从而使得井壁垮塌越加严重,搞清破碎性地层垮塌机理至关重要。结合延安气田石盒子和石千峰组裂缝性泥页岩“越提密度、垮塌越严重”井塌处理误区,指出缺乏对裂缝有效封堵是症结所在。为此提出适用于裂缝发育等破碎性地层“封堵为先、抑制水化、合理密度”的防塌技术对策,在此基础上,优选出延安气田强封堵钻井液配方并在现场成功应用,相关技术思路及研究成果可为类似破碎性地层防塌提供参考。      

成膜树脂防塌钻井液在松南后五家户地区的应用

分析了松南地区后五家户构造在钻井过程中易发生比较严重的井壁掉块或井漏的原因,介绍了成膜树脂防塌钻井液体系的防塌防渗机理,并对其性能进行了室内试验评价。在HD27－18井和HD29－20井中的应用表明,该体系成功地抑制了井壁垮塌,实现了安全钻井,值得推广应用。     

川西知新场地区稀硅酸盐防塌钻井液技术

川西知新场地区泥页岩发育,特别是同一裸眼段,含有多层硬脆性泥页岩,极易发生井壁失稳,给钻井施工带来极大的影响。针对现用聚磺钻井液体系防塌封堵能力难以满足需要的实际情况,在深入研究井壁失稳机理的基础上,通过正交实验,研究形成一套以聚磺钻井液为基础的稀硅酸盐防塌钻井液技术。经过性能评价,稀硅酸盐钻井液克服了以往流变性难控制的难题,可控密度为1.40～2.20 g/cm3,并具有较强的防塌封堵能力。研究成果在ZX31井进行了现场应用,实钻三开井径扩大率远低于邻井,表明稀硅酸盐钻井液具有较好的防塌封堵能力,解决了川西知新场地区井壁失稳问题,为知新场-石泉场构造带的勘探开发积累了经验。     

探讨井塌及防塌问题

周口地区的石炭二迭系地层是找煤成气的重点地区,也是地质情况极其复杂,井壁极易垮塌的地区,一般井径扩大率都在50%以上。井塌给钻井带来许多困难和事故,也影响了该地区的勘探进度。为了解决井塌问题,1987年河南油田与中国南海-MAGCOBAR(麦柯巴)合营泥浆公司合作,在周9井进行了低比重防塌泥浆试验,但没有成功,失败的原因是大家对井塌原因认识不足,采用的防塌措施不够恰当。     

川东地区井塌原因及防塌措施

井塌是川东地区深井钻探中易发生的复杂情况之一,因此而引起的划眼、卡钻影响着该地区安全、快速钻井。通过对该地区垮塌井实钻资料的调研,提出防塌工作需要从钻井液的防塌性、钻井措施、各钻井生产作业环节的综合管理着手,密切配合。     

伊拉克东巴油田Tanuma组泥页岩高效防塌钻井液技术

伊拉克东巴油田South-2区块采用水平井开发Khasib组储层,但该区块首口以Khasib组为目的层的水平井在钻井过程中,因Tanuma组泥页岩多次发生坍塌卡钻,导致井眼报废。研究Tanuma组矿物组成、孔缝发育情况和水化膨胀特性发现,该组泥页岩具有黏土矿物含量高、水敏性较强、宏观层理发育明显、微观孔缝发育度高和水化膨胀速率快等特点,导致钻井过程中因黏土矿物快速水化膨胀而发生井眼失稳问题。基于此,通过室内试验,优选了封堵剂N-Seal及抑制剂U-HIB,对氯化钾聚磺钻井液的配方进行了优化,形成了高效防塌钻井液。室内试验发现,高效防塌钻井液具有良好的流变性、较强的封堵和抑制能力,能够满足Tanuma组泥页岩井段高效封堵的要求。该防塌钻井液在South-2区块3口水平井进行了现场试验,均成功钻穿Tanuma组泥页岩层段,顺利钻至设计井深,未出现坍塌掉块等井眼失稳问题。室内研究与现场试验结果表明,高效防塌钻井液能够有效解决Tanuma组泥页岩坍塌的技术难题,为实现Khasib组储层的有效开发提供技术支撑。      

强抑制防塌钻井液在管3井的应用

管3井是位于苏北盆地苏154区块的一口重点探井.该井上部地层蒙脱石含量高,遇水极易水化膨胀、分散,造浆严重;下部地层主要为伊蒙混层且夹杂层理发育的泥页岩,伊蒙混层的不均匀膨胀及泥页岩的剥蚀掉块,使该井极易发生井壁垮塌掉块、缩径、卡钻等复杂事故.针对该地层特点,分别复配了强抑制及防塌型钻井液.上部地层采用强抑制性钻井液,控制地层造浆.下部地层采用防塌型钻井液,有效地控制了地层的坍塌掉块.该套钻井液性能良好.同时使用好固控设备,降低钻井液的固相含量.现场应用表明,该钻井液具有良好的抑制防塌、润滑防卡及油气层保护能力,满足了钻井工程的需要.     

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钻进中井眼的稳定一直是钻井工作十分关注的问题，在引用井眼失稳研究成果的基础上，分析了降低钻井液密度的可行性。在某些地区某些构造上的某些井段，井眼失稳主要原因是泥页岩水化膨胀造成的，采用空气、泡沫、充气等低密度钻井液钻进不但可以防止井漏，而且还可以缓减地层垮塌。     

煤层垮塌机理分析及钻井液防塌探讨

在长庆油田天然气水平井钻井过程中，处于大斜度井段的山西组、太原组及本溪组的多套煤层和炭质泥岩的稳定性极差，易发生垮塌。分析了煤系地层的垮塌机理，其完全不同于泥页岩地层，主要受煤岩的应力变化影响大；煤岩的弹性模量小、抗拉强度低，存在裂隙和巨大的比表面，对机械和物理化学的外力作用敏感。提出钻井液必须具有合理密度、强抑制。、低滤失量、良好流变性和高润滑性等，并由此确定使用抑制性生物聚合物钻井液。该技术在现场进行了试验应用，满足了钻井工艺和稳定煤岩井壁的要求，确保了井眼稳定、起下钻畅通、电测和下套管顺利。     

鄂尔多斯地区防塌钻井液技术

鄂尔多斯地区多采用水平井钻井,但在钻井施工中普遍存在造斜井段定向托压,泥页岩、碳质泥岩、煤层地层垮塌严重等现象,针对该技术难题开展了防塌钻井液体系研究,选择5%KCl、(2%~3%)聚合醇和(0.1%~0.2%)聚胺抑制剂FYZ-1协同防塌,选择1.5%氧化沥青、1.5%超细植物纤维NMF和1%超细凝胶CNJ作为封堵配方,聚合醇和表面活性剂SUB复配使用提高钻井液的润滑性能。实验表明,该钻井液具有良好的抑制性和封堵能力,一次页岩滚动回收率达到98.3%,承压可达20 MPa,极压润滑系数达0.07。该钻井液在靖南72-13H1和靖南70-6H井的三开斜井段进行了现场应用,分别顺利钻穿8套和4套煤层,施工井段平均井径扩大率分别为4.06%和1.71%。     

龙凤山气田强抑制封堵型防塌钻井液技术

龙凤山气田泉头组及以上地层水敏性泥页岩发育,在钻井过程中经常发生垮塌、卡钻、扩径和泥包钻头等复杂情况,营城组地层裂缝发育,易发生井漏。针对该地区的地质特征与钻井要求,通过水化膨胀实验和抑制膨润土造浆实验,优选胺钾复合抑制剂NK-1作为钻井液抑制剂;通过失水造壁性能评价实验和岩心渗透率测试实验,优选了降滤失剂KFT-Ⅱ和封堵防塌剂ZX-8作为钻井液封堵防塌剂,在此基础上研制了强抑制封堵型防塌钻井液体系,并对其性能进行了综合评价。实验结果表明,该钻井液具有良好的流变性、失水造壁性、抑制性和封堵防塌性。在北209井的现场应用中,钻井液性能稳定,封堵性和防塌性能突出,解决了全井的井壁失稳问题,起下钻、电测和下套管作业无遇阻,满足了现场钻井施工和储层保护的需要。      

防塌钻井液技术在福山油田的应用

福山油田主要钻井区块为花场、花东及白莲，该油田在钻井过程中遇到的主要问题是泥页岩的坍塌以及完井阶段的电测遇阻、遇卡。通过对已完成井资料的总结，地层黏土矿物的分析，得出了地层坍塌的．原因。从钻井液体系、流变性和封堵能力方面进行研究，提出了配合应用正电腋和成膜剂的有机硅防塌钻井液技术，并进行了现场应用。应用结果表明，应用井电测顺利，井径相对规则，缩短了完井作业时间；钻井过程中掉块明显减少，起下钻、完井下套管作业的拉力和阻力均在正常范围内，表明该防塌钻井液技术能够控制流二段地层的井壁坍塌问题。     

多元防塌钻井液技术在TKll08井的应用

在开发塔河油田盐下油气藏钻井中，针对石炭系和三叠系泥页岩坍塌掉块的问题，提出了以无机盐和有机聚合物相结合提高钻井液的抑制性，以封堵型防塌剂和聚合铝协同作用封堵微裂缝，阻止压力传递的技术思路，研发出了强抑制、强包被、强封堵的多元防塌钻井液体系。该体系能很好地抑制泥页岩造浆和硬脆性地层的剥落掉块，有效地防止在砂岩井段形成厚泥饼，减少缩径和压差卡钻的可能，能很好地减少对水敏、盐敏和碱敏性储层的伤害，油气层保护效果好，能很好地解决胶结力差地层的稳定性问题。该体系在TK1108井进行了现场应用，效果良好。