张店油田南37断块大斜度深井钻井液技术

针对张店区块上部地层分散造浆严重，中部、下部地层吸水膨胀，剥落掉块，易缩径、垮塌、阻卡等施工难题及大斜度定向井对钻井液的特殊要求，直井段选用了聚合物钻井液，斜井段使用了聚磺正电胶混油钻井液，目的层段使用了聚磺正电胶混油屏蔽暂堵钻井完井液，并制定了相应的维护处理措施。该套钻井液技术有效地抑制了地层分散造浆和井壁坍塌，解决了大斜度井段井眼净化和润滑防卡等问题，保证了井下安全。应用结果表明，该套钻井液体系性能稳定、流变性好，抗温能力和抑制能力强，滤失量低且泥饼薄韧光滑，井壁稳定，防塌效果好；具有较强的悬浮携砂能力、润滑防卡能力，在张2101、2103井钻井过程中，井眼净化彻底，未发生沉砂卡钻；有效地保护了油气层，满足了大斜度井钻井施工的要求。     

扎纳若尔油田钻井液工艺技术

扎纳若尔油田是CNPC出资控股,与哈萨克斯坦共同组那宾阿克纠宾油气股份公司属下的主力油田。该油田的主要油层为石灰系,深度为2800-3800m左右。该油田的地层情况非常复杂,在钻井施工中经常发生井塌,井漏、卡钴等井下复杂事故,甚至造成井报废,为了提高钻井速度和效率,采用中国的钻井液体系,即一开选用密度为1.05-1.15g/cm^3的两性离子聚合物钻井液;二开用密度为1.05-2.00g/cm^3的两性离子聚磺饱和盐水钻井液体系;三开选用密度为1.14-1.16g/cm^3两性离子矣磺屏蔽暂堵钻井液,该套钻井液体系解决了大段粘土层,泥岩地层造浆,软泥岩塑性流动引起的起钻遇卡,下钻遇阻,划眼等井壁稳定问题;屏蔽暂堵技术提高了油层承压能力,避免了井壁稳定问题;屏蔽暂堵技术提高了油层承压能力,避免了井漏,较好地保护了油气层。该套钻井液体系适应了该区域地层特点,满足了钻井施工要求,油井日产量比过去提高了30%。     

张店油田大斜度定向井钻井完井液技术

针对张店油田的地层、岩性特征及大斜度多目标定向井对钻井液的特殊要求,优选了一套适应张店油田不同井段的钻井完井液体系上部直井段使用钾盐聚合物钻井液体系,大斜度井段使用钾盐聚磺正电胶混油钻井液体系,目的层段使用钾盐聚磺正电胶混油屏蔽暂堵钻井完井液体系,并制定了相应的维护处理措施.实钻表明该套钻井完井液体系护壁防塌能力强,井眼稳定;悬浮携带能力强,井眼净化效果好;润滑防卡能力强,避免了井下复杂情况的发生;屏蔽暂堵效果好,达到了保护油气层的目的,满足了张店油田大斜度多目标定向井钻井地质和工程施工的要求.     

哈德地区长裸眼双台阶水平井钻井液技术

塔里木哈德地区石炭系地层深度为5005－5015m，两个油层厚度均为1－2m，属低压，低渗透油气藏，3000m以上地层胶结疏松,岩性差，泥岩水化造浆严重，极易发生阻卡事故；3000m以下地层易漏，井壁易垮塌，因此，直井段钻进时，在钻井液中加入足量的封堵剂和防塌剂，保证井壁稳定，在造斜段和水平段采用低粘度，低切力聚磺混油钻井液体系；并随着井温升主，不断补充抗温处理剂和润滑剂，降低摩阻，减少托压和阻卡事故的发生；进入油气层前，在聚磺混油钻井液中加入大量的乳化沥青，SMP－1和超细碳酸钙，利用屏蔽暂堵技术，防止固相颗粒进入储层，减少对储层的损害，应用结果表明，低粘度，低切力聚磺混油钻井液体系具有很强的抑制性和携砂能力，润滑性能好，性能稳定，完全满足了长裸眼，双台阶水平井钻工程的要求，避免了井下复杂情况的发生。     

张店油田大斜度多目标定向井钻井完井液技术

针对张店油田的地层、岩性特征及大斜度多目标定向井对钻井液的特殊要求,优选了一套适应不同井段的钻井完井液体系。上部直井段使用钾盐聚合物钻井液体系,大斜度井段使用钾盐聚磺正电胶混油钻井液体系,目的层段使用钾盐聚磺正电胶混油屏蔽暂堵钻井完井液体系,并制定了相应的维护处理措施。实钻表明,该套钻井完井液体系能满足钻井施工要求,达到了保护油气层的目的。     

务古4井复杂深井钻井液技术

务古4井为一口重点探井,完钻井深5 750 m。该井二开裸眼井段钻遇巨厚层泥岩,选用聚磺钻井液体系,解决了地层严重造浆及井眼稳定问题;三开裸眼井段存在多套压力系统和多处断层,钻遇石膏、含膏泥岩、大套玄武岩以及凝灰岩和碳质泥岩等地层,特别容易发生坍塌和井漏,井壁极为不稳定。现场采用有机盐钻井液体系,有效解决了石膏、膏泥岩污染和严重井壁垮塌导致的大段划眼、严重蹩钻及遇阻卡等复杂问题;添加低渗透处理剂和屏蔽暂堵剂及复合堵漏剂,提高井壁的承压能力,解决了三开施工出现的压差卡钻风险,确保了钻井安全顺利,完井电测一次成功,钻井周期大幅度降低。     

却勒地区高压差下保护储层钻井液试验研究

却勒储层属于碎屑岩孔隙型,储层胶结差,易造成井壁不稳定,所采用的钻井液其井底液柱压力必须大于地层孔隙压力才能保持井壁稳定.由于在储层钻井时形成了高压差,为了保证正常钻井,并减少储层伤害,确定合适的高压差钻井液体系是很有必要的.通过研究,在聚磺钾基钻井液体系的基础上,对高分子量聚合物增粘剂、降滤失剂、加重剂进行了优选试验,确定出适合却勒储层的聚磺氯化钾钻井液配方.对所确定的钻井液进行抗温性评价和岩心抗污染试验表明,该钻井液具有较好的抗高温能力和屏蔽暂堵功能,能够满足却勒地区高压差条件下对钻井液的要求.     

京11断块水平井钻井液工艺技术

在京11断块所钻的13口水平井是中石油深度开发4个示范工程之一.这些水平井二开井段使用正电胶聚磺钻井液,三开井段使用正电胶聚磺钻井液和无固相有机盐钻井液.该套钻井液技术满足了地层特性与井下情况的要求,减少了复杂情况与事故,提高了钻井速度,对储层进行了较好的保护,保证了固井质量和井身质量均合格.分析了在密度调整与控制、井径扩大率和井壁稳定、托压和储层保护等方面存在的问题并提出了进一步完善的措施,如建议引进多元协同稳定井壁理论、多级屏蔽暂堵技术或理想充填暂堵技术等.     

利用屏蔽暂堵技术解决塔河油田长裸眼井的地层渗漏问题

针对塔河长裸眼井钻井过程中出现的钻井液粘切上升，起下钻阻力大，井壁易坍塌等问题，提出了使用超细碳酸钙QS-2，暂堵剂PB-1和沥青类添加剂GLA复配的屏蔽暂堵技术。室内评价实验和现场应用表明，QS-2，PB-1与GLA复配，可有效地解决渗透性地层的渗漏问题，并提高破碎性地层的承压能力。具有很高的推广应用价值。     

正电胶磺化混油聚合物钻井液在长裸眼水平井中的应用

针对塔里木油田大部分开发水平井裸眼井段长，地层极易坍塌、渗漏，造成粘附卡钻等复杂问题。对不同的井段、不同地层采用了不同的钻井液体系。即上部地层采用正电胶聚合物钻井液，以防中上部软泥岩地层分散、造浆以及粘附卡钻等复杂情况的发生；下部地层采用正电胶聚磺钻井液，保证钻井液在高温、高压下性能优良，再配合使用稳定处理剂对地层进行封堵，确保了长裸眼井段的井壁稳定；定向水平井段采用正电胶磺化混油钻井液，解决了钻进存在的“岩屑床－流变性－水马力发挥－压耗”等诸多问题，提高了机械钻速，减少了裸眼井壁的浸泡时间，再配合使用油层保护剂及超细碳酸钙，改善泥饼质量，形成屏蔽暂堵层，较好地保护了油气层。经现场50口长裸眼水平井应用表明，该套钻井液体系性能稳定，具有很强的抑制性及悬浮携砂性，钻井施工安全、顺利，无粘附卡钻事故发生，仅套管费用每口井就节约几百万元，取得了非常好的经济效益。     

特殊盐岩地区钻井液技术

泌阳凹陷是南襄盆地内一个次凹陷，同一井筒钻遇了多层碱岩、芒硝和石膏矿藏。由于长期注水开采，钻井过程中井涌、井漏、盐溶解等井下复杂问题频繁发生。采用抗盐PAC聚合物钻井液和饱和碱钻井液，并利用地下高压饱和芒硝水，配成了芒硝无固相钻井液。现场应用表明，芒硝无固相钻井液抑制了盐层的缩径阻卡，再配合密闭取心技术，碱心收获率大于88．9％；机械钻速由原来的3．75～5．10m／h提高到7．62～9．60m／h，钻井周期由原来的58d下降到28d左右，钻井液成本大幅度下降。     

长庆气田小井眼钻井液技术研究与应用

为解决长庆气田小井眼施工中存在的井漏、地层自呼吸、井壁失稳、携岩困难、电测成功率低等问题,从水力参数、岩屑清除和钻井液体系入手,在兼顾降低循环压耗和提高环空净化能力的同时,设定合理的泵排量,以此预防井漏、避免地层自呼吸现象;从新的实验评价方法入手,结合小井眼钻井液施工特点,优选出复合抑制剂CQFY作为主抑制剂、天然高分子降滤失剂NAT20作为降滤失剂、无荧光白沥青NFA-25作为封堵剂,确定钻井液体系配方。2018年至今施工的φ165.1 mm井眼和φ152.4 mm井眼均使用了该技术。现场应用表明,该技术可有效保证井壁稳定,井径规则,并可预防井漏,避免地层自呼吸现象,提高了钻速,电测成功率高。完成φ165.1 mm井眼235口井,电测成功率为84.7%,φ152.4 mm井眼7口,电测成功率为100%,取得了较好的应用效果。      

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。      

气体钻井转化常规钻井的替入钻井液技术

针对全国大规模推广应用气体钻井技术的情况,详细地分析了气体钻井所形成的井眼条件和替入钻井液时可能发生的井下复杂。气体钻井时,在井眼周围地层岩石应力得到充分释放,形成更多的应力释放缝,加之井壁岩石干燥,没有滤饼保护,当气体钻井完成后替入钻井液时,易引起多种井下复杂。针对替入钻井液后可能发生的井下复杂,提出了气体钻井转化常规钻井的替入钻井液优化配方及现场工艺技术对策,并通过多口井的现场试验,对降低井下复杂,缩短恢复常规钻井的周期见到了明显效果。     

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。      

Study of a Mechanism for Well Deviation in Air Drilling and Its Control

Abstract

Air drilling applied in an oilfield of western China shows its advantages in enhancing the rate of penetration (ROP) and oil reservoir protection. However, wells deviate more severely in air drilling than in mud drilling, which constrains the its application. The main factors resulting in well deviation are bottom hole assembly (BHA) and formation. This article analyzes these two factors in air drilling. The analysis shows that there is no significant difference in the behavior of BHA during air drilling and during mud drilling. BHA is not the critical factor that results in more serious well deviation in air drilling. The fundamental reason is that the bottom hole formation character changes in air drilling. Air replacing mud in a bore hole would lead to redistribution of bottom hole stress. Greater anisotropy index of formation in air drilling leads to more serious well deviation, and the increasing invasion depth of bit teeth in air drilling aggravates the well deviation. This article will analyze the above changes quantitatively by describing rock failure of anisotropy formation in air drilling. Based on the mechanism of well deviation, two types of BHA are recommended: air hammer and pendulum assembly with air motor, which have been proven as effective measures of controlling deviation in air drilling in Tarim oilfield.     

深井小井眼短半径水平井钻井技术

介绍了深井小井眼短半径水平井钻井技术井身剖面、开窗工具及开窗侧钻方式的选择、井下马达的使用及与造斜率的匹配、测量方式的选择和测量工艺、现场施工中井眼轨迹控制的一些成功经验和预防井下事故和复杂情况的技术措施。从地层的可钻性、地层温度、钻井液性能、仪器的使用、马达的造斜率等方面介绍了深井小井眼短半径水平井与普通短半径水平井的不同之处。同时对深井小井眼短半径水平井钻井中存在的一些问题进行了分析，并给出了相应的技术措施，对指导同类井的设计施工和进一步提高深井小井眼短半径水平井钻井技术具有一定的意义。     

水基成膜钻井液在神北6井的应用

吐哈油田神北地区第三系及白垩系富含盐膏,侏罗系含有易坍塌的硬脆性泥页岩和大段煤层,裸眼段较长,在钻井施工过程中经常发生大段划眼或卡钻等复杂情况。针对神北区块的地层情况,在神北6井侏罗系以下井段采用水基成膜钻井液。该钻井液具有半透膜性能,抑制能力强,在井壁上能形成一层(多层)隔离膜,在井壁外围形成保护层,阻止水及钻井液进入地层,有效地防止地层水化膨胀,封堵地层层理裂隙,防止地层内粘土颗粒的运移,防止井壁坍塌,保护油气层。现场应用表明,水基成膜钻井液性能稳定,井壁稳定能力强,顺利完成了吐哈油田裸眼井段(3751m)最长的钻井施工,并电测、下套管和固井顺利。神北6井平均井径扩大率和油层井径扩大率比邻井分别降低50%和65%,复杂事故次数平均减少了57%,复杂损失率平均降低了42%。     

华北古近系及潜山内幕地层井壁稳定性研究

华北油田古近系地层以砂泥岩为主体,间或有玄武岩、煤层等,存在不同压力系统,复杂情况以垮塌、漏失、遇阻、划眼为主,潜山带灰岩地层裂缝发育,卡钻和井漏事故多发,钻井复杂事故占全井的73.62%。从矿物组分分析、岩石力学特征、地应力测试、钻井液浸泡的影响入手,探索出古近系地层井壁失稳机理。古近系地层黏土矿物含量高,岩石水化膨胀严重,地层岩石黏聚力和内摩擦角变化幅度大（6~25 MPa、26°~45°）,长时间浸泡后易形成缝网,当钻井液液柱压力高于坍塌压力达到某种程度时,裂隙宽度呈几何倍数增加,导致井壁掉块;奥陶系和蓟县系灰岩地层地应力差相对较大,岩石微裂缝发育,高地应力作用下易产生微裂缝,且多沿弱面破坏,而引起坍塌和漏失。为解决以上问题,在KCl-聚磺钻井液中引入了聚胺抑制剂和纳米防塌封堵剂BZ-PNP,提高抑制性和封堵能力,并增大润湿角,降低岩石亲水能力。该技术在阳探1、文安101x、安探1x等深井古近系地层进行了应用,取得了井壁稳定、钻井复杂事故为零的效果,其中阳探1井顺利钻穿邻井垮塌严重的大段泥页岩地层,平均井径扩大率1.8%,最大井径扩大率14.82%;安探1x风险探井钻井液密度最大为1.50 g/cm3,低于邻井的1.69 g/cm3。得出,在华北古近系地层使用密度过高的钻井液钻井,会增大微裂隙开启程度,并增加地层的吸水量,建议在井控安全前提下以高过坍塌压力当量密度15%为宜。      

塔里木深井长裸眼测试工艺

为经井身结构,节约勘探时间和费用,里木探探区一些深井、超深井只下表层套管,不下技术套管,裸眼井段长达３５００～４３００ｍ。鉴于此,开发了长宰相发井测试新工艺,该工艺采用裸眼支撑跨隔测试技术,一开一关工作制度,适用于低压地层的直井,其测试成功率与泥性能、井眼质量有着密切的关系,长裸眼井测试工艺已在塔中４０４、哈得４和哈得１－２井得以成功应用。