泡沫钻井液研究及其应用

通过对泡沫钻井液的保护油层机理和其性能与温度、压力、时间及各种试剂的关系分析得知，泡沫钻井液对渗漏地层有良好的防漏、堵漏效果，具有较强的净化能力，尤其在大斜度井段和水平井段的钻井过程中，解决了沉积井眼下侧的岩屑床等问题。现场应用表明，泡沫钻井液适用于地层裂缝发育、漏失严重、低压以及超低压地层钻井，能满足地质录井要求，利于及时发现、保护油气层。泡沫钻井液性能稳定，具有静液柱压力低、润滑性和携岩性能好、滤失量小、摩阻小、抗污染和助排能力强以及对油层伤害小等优点，适用于压力系数较低地层的钻井。该体系能有效地降低事故的发生率，防止了井壁坍塌；满足了低压、低渗地层以及大斜度井段和水平井段的钻井要求。     

强抑制性有机正电胶钻井液完井液体系研究

新开发的有机正电胶(代号为SDPC)与常规无机正电胶相比，具有更强的正电性，能被水润湿，具有油溶性，与其它钻井液处理剂的配伍性好，具有更强的页岩抑制性、稳定井壁和保护油气层能力。以SDPC为主剂，室内实验对有机正电胶加量和膨润土量的配比、高聚物包被剂、降粘剂、降滤失剂、防塌剂进行了优选，对优选出的强抑制性有机正电胶钻井液完井液体系进行了评价。优选出的强抑制性有机正电胶钻井液完井液高温高压滤失量和粘附系数均较小，老化后终切力较高，携岩能力较强，防塌能力突出，油层保护效果理想，完全满足水平井钻井液完井液对井眼净化、井壁稳定、润滑防卡以及油层保护等方面提出的特别要求，可用于定向井、水平井的钻井作业。     

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。     

纳米乳化石蜡钻井液在延长低渗油田的应用

石蜡纳米乳液与延长低渗油藏常用聚合物钻井液体系有良好的配伍性,可改善体系的流变性,降低滤失量,具有明显的润滑效果和抑制粘土水化膨胀与分散的能力,对岩心损害程度低,油层保护效果好。石蜡纳米乳液在延长油田成功进行了5口井现场试验,结果证明,加入石蜡纳米乳液后,井壁无坍塌,起下钻畅通,完井电测及下套管作业顺利,钻井时效提高,油气产量高,环保效果好。石蜡纳米乳液钻井液适用于延长油田定向井的钻井施工,可在延长油田推广使用。     

多底分支井钻井液研究及在海14—20井的应用

根据多底分支井对钻井液的性能要求，从抑制性，悬浮，携岩，油层保护等主要方面考虑，优选出适合于多底分支井钻井施工要求的钻井液体系配方；该钻井液体系满足了多底分支井施工要求，顺利完成了施工任务；应用结果表明，该钻井液体系性能稳定，携岩洗井能力强，滤失量小，能够有效地稳定井壁，保护油气储层，为老区挖潜，降低油田开发成本以及提高采收率，增加油气产能提供了保证。     

胜利浅海地区低渗透油层保护技术研究与应用

针对胜利浅海地区埕岛东部斜坡带东营组低渗透油层,从储层及流体特征分析入手,通过实验分析评价了研究区内储层敏感性,总结了低渗透储层在钻井过程中潜在损害因素,在此基础上优化了钻井完井液体系,研制了优质无污染海水钻井液体系。结合该钻井液体系与目前使用的其它钻井液体系进行基本性能对比情况、抗污染性能评价以及动态滤失效果分析,该钻井液体系油层保护效果较好,岩心渗透率恢复率超过90%。现场推广应用19口井,有6口井进行过测试,其中表皮系数均小于零的完善井5口,轻微损害井1口,测试井的完善率达83.3%,表明应用该钻井液体系取得了良好的保护油层效果。     

新型全油基钻井液体系

为了满足深井、超深井、页岩气井等复杂结构井的钻井要求,研制了全油基钻井液用有机土和降滤失剂,确定了新型全油基钻井液体系配方,并通过室内实验和现场应用研究了其性能。采用长碳链季铵盐作为有机改性剂,制备用于全油基钻井液的有机土;采用褐煤类单体与胺类单体合成油基降滤失剂。有机土和降滤失剂性能优良、配伍性好,且降滤失剂的降滤失效果优于国内外几种同类型降滤失剂。通过研究各组分加量对全油基钻井液体系性能的影响,确定了各组分的加量,配制的不同密度全油基钻井液均有良好的基本性能。室内实验结果表明:全油基钻井液沉降稳定性较强,抗温可达200℃,密度在0.9~2.0 g/cm3可调,抑制性能强,抗污染和润滑性能较好,储集层保护效果好,具有泥页岩水化抑制作用。现场应用结果表明:全油基钻井液性能稳定,满足现场施工要求,可延长钻头使用寿命并有效抑制井壁失稳,与水基钻井液相比密度更低、平均机械钻速更高。     

聚合醇钻井液技术在红台区块的研究与应用

针对吐哈油田红台区块泥岩易水化膨胀、剥落掉块及油层损害较严重的特点．优选出了抑制性强、润滑性好、油层保护效果好的聚合醇钻井液体系。评价了聚合醇的抑制性和润滑性．确定了聚合醇钻井液配方．分析了其油层保护效果。该钻井液在红台区块现场应用了3口井。3口应用井均未发生井下复杂情况．与同区块使用其它钻井液体系的井相比，在平均井深增加的情况下钻井周期缩短了23d；表皮系数均小于3，油层得到了较好的保护，表明该钻井液具有优良的抑制性能和良好的润滑性能．适合强水敏性地层的钻井．而且荧光级别低．不影响地质录井，特别适合探井的油层保护。     

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。     

冀东南堡油田试验井组油层保护技术

储层岩性、物性和潜在敏感性评价结果表明,南堡油田试验井组馆陶组和东一段储层胶结疏松,胶结物以泥质为主,黏土矿物成分中蒙脱石含量较高;明化镇组和馆陶组属于高孔高渗储集层,东一段为中孔中渗储集层;东一段储层为中等偏强至极强水敏、强盐敏、中等偏强至强土酸敏.优选出了适合该区块的成膜封堵低侵入保护油层盐水钻井液,该钻井液滤失量低,高温高压滤失量低于10 mL;抑制性强,东一段岩屑的一次回收率大于95%,二次回收率大于93%;封堵性极强,高温高压砂床滤失量趋于零.通过与合理的井身结构、完善的钻井工艺措施相结合,使用该钻井液钻进的14口井实现了优快钻井,8口井深小于3600 m的井平均钻井周期为38.1 d,比邻井提高了35%,并很好地保护了油层,现场井浆的渗透率恢复值大干90%,应用井的表皮系数均为负数.     

PDF-HSD钻井液体系在渤海科学探索井的应用

针对BZ21-2-1井潜山储层特征和高温高压的钻井实际,研发了PDF-HSD抗高温无固相钻井液体系。该钻井液体系在潜山地层准152.4 mm井眼4 881.5~5 141.0 m井段应用成功,不仅有效地保护了潜山储层,而且较低的钻井液密度也有效预防了潜山裂缝性地层的恶性漏失。整个钻井过程中钻井液性能稳定,应用结果表明:PDF-HSD钻井液体系具有优良的抗温能力;钻井液滤液与煤油的油水界面张力低,具有较好的防水锁性能;渗透率恢复率大于85%,油气层保护效果显著;满足高温高压深井及低孔低渗型油藏的钻井作业和油气层保护需要。该体系的成功应用,为今后渤海油田类似高温高压及低孔低渗型储层钻井作业提供了技术保障。     

大港油田重点区块保护油层钻井完井液体系设计与应用

大港油田部分重点产能区块属于中孔低渗油藏，非常容易发生油层损害。通过对这些区块油层基本特征、油层损害机理系统研究，优化设计了保护油层的理想充填型和广谱“油膜”暂堵型钻井完井液体系，并对2 种体系的油层保护效果进行了室内评价和现场应用效果对比。结果表明，广谱“油膜”暂堵型钻井完井液体系对油层的保护效果更佳，渗透率封堵率达到91.4%以上，渗透率恢复值高达99.3%，矿场测试的纯损害表皮系数接近0，阻止了钻井完井液中固相颗粒和滤液对油层的损害，实现了对油层的更好保护。     

致密砂岩气藏损害机理及低损害钻井液优化

针对塔里木盆地B区块致密砂岩气藏储层孔喉细小、渗透性差、束缚水饱和度高、非均质性严重、微裂缝发育、极易受到损害且损害难以解除的难题,模拟地层条件,开展了高温敏感性与水锁损害测试,分析了储层固相损害,系统揭示了致密砂岩气藏损害机理:应力敏感损害、水锁损害、微裂缝固相损害是该储层的主要损害类型。在该区块使用的磺化防塌、钾聚磺钻井液基础上,优选出暂堵剂及可有效降低表面张力的表面活性剂,运用理想充填技术与表面活性剂两者相结合,优化设计“协同增效”型保护致密砂岩气藏的低损害钻井液。通过配伍性测试、动态污染实验对优化钻井液的储层保护性能进行评价发现,优化钻井液与研究区块地层水配伍,岩心渗透率恢复值在85%以上,储层保护效果明显。优化钻井液在B区块B2井巴什基奇克组储层中取得成功应用,钻井后储层表皮系数极大降低,钻井液对储层的污染明显减少。      

用于滩坝砂低渗透油藏的复合盐低伤害钻井液技术

针对胜利油田滨425区块滩坝砂低渗透油藏低采油速度、低采出程度、低含水的“三低”开发阶段中的水敏、水锁损害为主的特点,结合渗流机理、储层保护原理,优选钻井液关键处理剂,通过“协同增效”作用,研发出一种复合盐低伤害钻井液体系。利用高分辨率CT扫描、扫描电镜SEM等微观评价手段,定量评价、分析了该体系对储层天然岩心的伤害程度和低伤害机制。结果表明,该体系封堵性能强,能最大程度地减少钻井液固相颗粒和滤液进入储层,滤液表面张力低至26.2 mN/m,水锁损害小,渗透率恢复值大于90%。复合盐低伤害钻井液在滨425区块应用了26口井,平均机械钻速为22.80 m/h,平均钻井周期提前11.23 d,有效减少了钻井液对低渗储层的浸泡时间。该体系油气层保护效果显著,所钻新井表皮系数为负数,新井不需要压裂就可直接常规射孔投产,不仅减少新井投产费用,而且增产效果明显,为低渗透油气藏的高效、经济开发提供了一种新方法。      

微纳米井壁强化技术在长宁“大坝东”区域的应用

长宁公司“大坝东”区域受构造作用、岩性组分等因素影响,龙马溪组微裂缝发育,原生孔径主要分布在0.05～2 μm之间,地层稳定性差,钻进过程阻卡严重,单纯通过上提钻井液密度,未能有效控制井眼垮塌,且钻井现场的封堵类添加剂属于微米级,缺乏纳米级封堵添加剂,不能有效封堵纳米级孔缝,同时不利于形成渗透率更低的封堵层,阻缓井筒压力向地层传递。引入纳米级石墨烯封堵剂,补全钻井液微观固相级配,配合地质力学建模,确定合理的密度,匹配性能调控工艺,形成微纳米井壁强化技术。在宁209H69平台现场应用过程中,钻井液性能稳定,全井段无事故复杂,平均井眼扩大率不大于8%,井径规则,有效地预防了井眼垮塌。      

封堵成膜钻井液技术在昆2井的应用

柴达木盆地昆特依凹陷构造油藏埋藏深,地质结构复杂,为解决该区域"喷、漏、塌、缩、卡"高危地层的安全、优快钻井技术难题,在理想充填理论、成膜理论、超低渗透钻井液理论的基础上,研制出了封堵成膜钻井液。通过砂床浸入深度试验、膜结构密封性能试验、承压与滤失试验、渗透率恢复试验、回收率试验,对钻井液性能进行了综合测试,并针对昆2井的地层孔隙度、渗透率、岩性、井底温度及开钻顺序,对钻井液配方进行了优化。应用结果表明:封堵成膜钻井液具有优良的井壁稳定作用,首次在昆特依构造上实现了零复杂、零事故钻井,提高了机械钻速,缩短了钻井周期,顺利完成了钻探任务。     

中原油田特殊工艺井钻井液的研究与应用

针对中原油田地层高温(140～180 ℃)、高压(1.5～1.9 g/cm3)、高矿化度(14×104～25×104 mg/L)和低渗透率的实际特点,开展了特殊工艺井水基钻井液在流变性、润滑防卡、井壁防塌、储层保护以及现场工艺等方面的技术研究.通过钻井液弱凝胶聚合物流型调节剂、纳米润滑乳化剂、油膜形成剂以及油气层保护暂堵方法的优选,研制开发出了一套性能优良的特殊工艺井钻井液体系.该钻井液在复杂地质条件下具有较强的携岩、润滑和防塌性能及好的储层保护效果,是一种综合性能优良的特殊工艺井钻井液.中原油田10多口井的应用表明,平均钻井周期为50 d,比对比井降低了10%,日进尺为84.6 m/d,比对比井提高了12.6%,钻井综合成本明显降低.其中桥69-平1井是中原油田第一口以开发天然气为目的的三靶水平井,该井水平段岩心渗透率恢复值均大于85%,全井施工顺利,井径规则,生产时效达97.28%,纯钻时效为38.32%,电测均1次成功,产量是对比井的8倍.     

南堡35-2油田保护储层钻井液完井液优化设计

南堡35-2储层具有高孔隙度、高渗透率特点，而且原油粘度高，密度比较大，胶质和沥青质含量都较高．流动性质差，使用常规钻井液完井液对储层稠油的开采很不利。结合活性剂HXJ，优选出了聚合物小阳离子钻井液、PEM聚合醇钻井液、合成基钻井液及活性完井液。室内通过钻井液性能、钻井液完井液与储层流体的配伍性及HXJ对钻井液完井液的岩心渗透率恢复值的影响等实验测试，证明优选出来的3种钻井液体系均可以满足现场的正常钻进，与其它钻井液相比，合成基钻井液滤液使稠油粘度降低的幅度最大，然后依次是加有HXJ的PEM聚合醇钻井液和聚合物小阳离子钻井液；在钻井液完井液中加入HXJ后，能降低油水界面张力，使稠油粘度降低，有利于稠油开采；合成基钻井液的岩心渗透率恢复值最高，在85％以上，加有HXJ的钻井液的渗透率恢复值在83％以上，加有HXJ的完井液的岩心渗透率恢复值比没有加HXJ的完井液高13％左右；优选出的钻井液和完井液对储层的保护效果都比较好。     

埕岛油田埕北32东营组油藏用钻井液对油层污染影响的研究

评价了埕岛油田埕北 3 2东营组油藏情况和储层敏感性 ,考察了目前使用的海水低固相聚合物钻井液对该区油层渗透率恢复值和污染深度的影响 ,在此基础上确定了防止油层污染的最佳海水低固相聚合物钻井液配方 ,并对其性能进行了室内评价。     

海上低渗储层防水锁强封堵钻井液技术

南海西部北部湾盆地乌石区块低渗储层硬脆性页岩发育,孔隙喉道小,水敏性强。前期钻井过程中水锁伤害严重,表皮系数高,且井壁失稳问题突出,井眼扩径严重,钻井事故频发。在前期使用的钻井液基础上,通过优选氟碳防水锁剂,降低油水界面张力,使用成膜封堵剂及优化碳酸钙粒径配比,在加强井壁稳定的同时可显著降低钻井液滤液及固相颗粒侵入储层,进一步保护低渗储层。室内评价优化后的钻井液滤失量及砂床侵入深度得到显著降低,高温高压滤失实验滤液固相粒度分布显示固相侵入低,高温高压滤失实验泥饼表面扫描电镜观察显示致密光滑,水锁伤害率降低至17.5%,岩心渗透率恢复值大于80%。乌石区块现场应用表明,优化后的钻井液井壁稳定性好,井径扩大率仅为5.4%,储层保护效果较好,测试表皮系数仅为1.2。该钻井液技术对其他低渗储层钻井液设计有一定的借鉴意义。