国外超低渗透钻井液技术综述

概述了国外超低渗透钻井液完井液技术研究和发展现状.介绍了超低渗透钻井液的组成、超低渗透钻井液技术的关键处理剂--滤失控制井眼稳定剂的组份、超低渗透钻井液完井液技术的作用机理、新的测试滤失量的实验方法及其现场应用效果.与以往钻井液体系相比,该体系具有关键处理剂作用机理独特、防漏防塌、防压差卡钻、有利于提高压力敏感性地层承压能力、保护油气层以及环境友好且地层适应性较广泛的显著特点.     

超低渗透钻井液在花3-8井的应用

海南福山凹陷花场构造的流二段地层含有易垮塌的硬脆性泥岩，裸眼段较长，存在多套地层压力系统，在钻井施工中经常发生大段划眼、井漏等复杂情况。针对该区块的地层情况，在花3—8井流二段采用超低渗透钻井液。该钻井液能在井壁岩石表面形成致密超低渗透封堵薄层，有效封堵不同渗透性地层和地层层理裂缝，阻止钻井液及其滤液进入地层中，有效防止了地层水化膨胀，防止井壁垮塌。现场应用表明，超低渗透钻井液性能稳定，井壁稳定能力强，钻井及完井施工顺利，使该井流二段的井径扩大率比邻井下降了55％，钻井液密度比邻井降低0．08～0．10g／cm^2。     

超低渗透钻井液的评价和机理探讨

超低渗透钻井液以其在井壁稳定、保护储层、防漏堵漏等方面的良好表现,近年来各油田根据各自的实际需要进行了研究与应用.通过对侵入时间、侵入深度、侵入量、承压能力、膜密封强度、渗透率恢复值等的测定和评价,进一步探讨了超低渗透的作用机理,并讨论了温度、压力、pH值等因素对超低渗透钻井液的影响.研究结果表明,常规钻井液经超低渗透处理剂处理后,可转变为超低渗透钻井液完井液.该钻井液在岩石表面形成致密的封闭膜,能有效降低滤失量,并对不同孔隙的砂床、岩心和裂缝具有良好的封堵能力,可以有效防漏堵漏.     

超低渗透钻井液技术研究

超低渗透钻井液是通过在常规钻井液中添加超低渗透材料以控制钻井液中固相和液相渗入地层.超低渗透钻井液渗入的地层叫超低渗透层.通过砂床试验证明,超低渗透层能有效提高弱胶结地层的承压能力,对漏失地层同时具有较好的防漏堵漏能力,材料本身具有一定酸溶性,应用在储层也可起到有效保护产层的作用.通过和几种钻井液的配伍性试验表明,超低渗透材料具有较好的相容性,对原浆的流变性能影响很小,适用范围较广泛.笔者在试验方法上也进行了初步探讨.     

超低渗透钻井液技术在小龙湾区块的应用

小龙湾区块位于辽河盆地东部凹陷中段黄沙坨构造小22、23区块.该区块馆陶组地层胶结疏松,成岩性差;沙河街组泥岩地层水化分散能力强,易坍塌;沙一、沙二段以及沙三段上部地层多为砂层,渗透性较好.根据以上地层特点及其对钻井液性能的要求,确定选择超低渗透钻井液完井液.室内实验研究了该体系的2个关键产品--超低渗透井眼稳定剂JYW-1和防漏堵漏超低渗透井眼稳定剂JYW-2对钻井液性能的影响.结果表明,JYW-1和JYW-2对不同孔隙的砂床、岩心和裂缝具有很好的封堵能力,可有效防漏堵漏,有效保护储层;超低渗透钻井液通过增强内泥饼封堵强度,大幅度提高岩心承压能力,能提高漏失压力和破裂压力梯度.超低渗透钻井液在小龙湾地区5口井上进行了现场实验.应用结果表明:由于超低渗透钻井液滤失量小、封堵能力强,防漏承压能力突出,抑制性强,稳定性好,钻井液排放量减少50%,电测一次成功率在95%以上.证明该钻井液能较好解决以往钻长裸眼多套压力层系或压力衰竭地层时易发生的漏失、卡钻和坍塌技术难题,保护油气层,满足环保要求.     

元坝地区油基前置液气液转换技术

气体钻井是目前元坝地区陆相地层提高钻速的重要手段之一.但在气体钻井结束转换为钻井液钻进后常出现井壁失稳、井漏问题.采用水基润湿反转剂解决了部分井井壁失稳问题,但由于工程和地质原因影响,仍有部分复杂井出现垮塌、划眼时间长以及井漏等复杂情况.在分析元坝地区气液转换过程中井壁失稳原因的基础上,研制出一套以油基润湿反转剂、油溶性乳化沥青以及柴油作为油基前置液,配合堵漏钻井液挤堵的气液转换施工工艺技术,并根据井壁稳定情况提出了2种不同的气液转换方式.在YB204-1H井和其他井的应用结果表明,油基前置液气液转换技术能预防井壁失稳和漏失发生,减少转换钻井液钻进后划眼时间,缩短非生产时间.     

超低渗透钻井液防漏堵漏技术研究与应用

在水基钻井液中加入一定量的零滤失井眼稳定剂可以形成超低渗透钻井液.介绍了超低渗透钻井液提高地层承压能力及防漏堵漏的机理.超低渗透钻井液对不同孔隙的砂岩、岩心和裂缝性地层具有很好的封堵能力,可以实现近零滤失;零滤失井眼稳定剂通过在井壁表面形成超低渗透膜及增强内泥饼封堵强度大幅度提高岩心承压能力.在大港油田和辽河油田多口井的现场应用中,超低渗透钻井液在长裸眼多压力层系或压力衰竭地层防止了漏失、卡钻和坍塌的发生,表明超低渗透钻井液能自适应封堵岩石表面较大范围的孔喉,在井壁岩石表面形成致密超低渗透封堵薄层,可有效封堵不同孔喉地层和微裂缝泥页岩地层.超低渗透钻井液封堵隔层承压能力强,能提高漏失压力和破裂压力梯度,相当于扩大了安全密度窗口.     

用于低压低渗透油气藏的可循环泡沫防塌钻井液

分析了低压低渗透油气藏储层损害与保护的特殊性及泡沫钻井液的防塌机理,优选出了适用于该类油气藏的强抑制性可循环泡沫防塌钻井完井液,并对该体系进行了性能评价和现场施工工艺探索.性能评价实验结果表明,该钻井完井液具有较低的密度在0.60～0.95 g/cm3之间可调,能满足低压地层钻井的需要;具有较强的抑制性,与油基钻井液接近,能有效地预防钻井液对低压低渗透储层的损害;流变性和滤失性好、抗原油污染和抗温稳定性强(120℃),能适应井深3000m以内的直井、斜井和水平井钻井施工需要.     

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.     

无固相储层专打钻井完井液在大港油田的应用

根据在大港油区部署的水平井地层特点以及对钻井完井液的技术要求,形成了BH-FDC无固相储层专打钻井完井液.该钻井完井液的基液为复合盐水,具有很低的水活度,可以使岩石中的水渗流入钻井液,加上离子交换作用,使钻井液具有很强的抑制性,同时该体系无固相,不含二价或二价以上阳离子,与地层水的配伍性好,因此该钻井液既能保证水平井井壁稳定,又能减少对储层的损害.该钻井完井液在港71-1H等10口井进行了应用,施工结果表明,该钻井完井液配方简单,维护方便,可以在裸眼段直接进行体系转换,减少了一层套管的下入,节约了钻井周期;现场取样检测该钻井完井液的平均渗透率恢复值达91.03%,10口井投产均获高产油流,实现了免酸洗投产目标,缩短了生产时效,降低了施工成本,取得了良好的经济效益和社会效益.