沁南区域煤层气水平井瓜尔胶钻井液技术

针对沁南区域15号煤层水平井钻井采用清洁盐水和常规聚合物钻井液施工时的井壁坍塌和储层伤害等问题,在分析储层特征及钻井技术难点的基础上,研发了瓜尔胶钻井液和生物酶破胶液。通过优化瓜尔胶加量和评价瓜尔胶的耐盐性能,并复配其他处理剂,形成了瓜尔胶钻井液;通过优选生物酶种类、优化生物酶和助排剂的加量,形成了生物酶破胶液。室内试验表明,瓜尔胶钻井液具有良好的流变性和耐盐性能,可大幅提高煤岩抗压强度,在低温下易破胶,破胶后残渣小于300 mg/L,煤岩的渗透率恢复率达85%以上。沁南区域煤层气水平井应用瓜尔胶钻井液后,井壁稳定性良好;配合生物酶破胶液可以实现低温破胶,且单井日产能提高15%以上,具有较好的储层保护效果。研究结果表明,瓜尔胶钻井液可实现煤层长水平段钻井的顺利施工,完钻后可低温破胶,为易塌煤层气水平井钻井施工提供了一种新的储层保护方法。      

有机盐钻井液技术在大港油田水平井的研究与应用

目前大港油田水平井钻井液以强抑制性水基钻井液为主,根据不同的钻井区域条件,采用不同的钻井液以适应钻井的需要.主要采用甲酸盐钻井液、硅基防塌钻井液和有机正电胶钻井液.以上钻井液体系解决了水平井的井眼净化、井壁稳定和润滑防卡等技术难点,满足了大港油田水平井施工的需要.但是.钻井液所形成的滤饼和进入储层的滤液堵塞了油气通道,不能最大限度的发挥水平井泻油面积大的特点.因此,渤海钻探泥浆技术服务公司开发了"双保"型有机复合盐钻井液体系.该体系性能稳定,抑制性、抗污染能力强、环保、无固相,有利于保护油气层、提高机械钻速和提高固井质量等优点,解决了井壁稳定和保护油气层之间的矛盾,通过在大港油田的应用,取得了非常好的效果.     

钾铵基悬浮乳液钻井液体系在大牛地气田的应用

针对大牛地气田水平井钻井中常规钻井液存在的问题,根据气田的储层特征,优选出钾铵基悬浮乳液钻井液体系。室内实验表明,该钻井液体系具有良好的抗温、抗盐性,较强的抑制性,优异的防塌性,可有效抑制黏土矿物的膨胀、分散、运移,极大地预防了井壁失稳;钻井液滤失量低,侵入储层深度浅,滤饼易于消除,具有良好的储层保护效果。现场应用表明,钾铵基悬浮乳液钻井液体系可有效解决大牛地气田水平井钻井中存在的井壁稳定和储层保护的难点,取得良好的经济效益。     

恩平24-2油田水平井钻井液技术研究

为满足恩平24-2油田水平井钻井工程和储层保护需要,通过实验研制出一种无固相快速弱凝胶钻井液体系.室内评价试验表明:该钻井液具有较高的动塑比和较高低剪切速率黏度(LSRV),能有效克服水平井段携岩难、易形成岩屑床的问题.具有优异的抑制性和润滑性,且滤失量较小,具有较强的抗温、抗污染能力、井眼净化能力和储层保护能力.针对恩平24-2油田水平井采用裸眼完井工艺,研究了破胶剂JPC对钻井液及其滤饼的破胶性能,破胶剂JPC能有效解除聚合物对储层造成的污染.研究结果表明,该钻井液具有独特的流变性,维护简单,优异的储层保护性能和较好的可降解性,适用于恩平24-2油田水平井水平段的钻进.     

煤系“三气”共采条件下的井壁稳定钻井液技术

煤系“三气”共采要求钻井液能同时解决煤层、致密砂岩和页岩地层的井壁稳定难题。在分析煤岩和页岩矿物组成的基础上,研究了正电性处理剂对煤岩表面Zeta电位的影响规律,优选出了能有效增加与页岩（煤岩）的接触角、降低钻井液表面张力的表面活性剂复配配方,并从流变性、滤失性、电性、润湿性、抑制性、储层保护和抗污染性能等方面对水基钻井液体系进行了综合评价。结果表明:有机正电胶和阳离子型表面活性剂均能降低毕节龙潭组煤岩的负电性;季铵盐类表面活性剂和有机硅表面活性剂均能将秀山龙马溪组页岩和毕节龙潭组煤岩由表面水润湿转变为油润湿;表面活性剂优化组合和无机正电胶（MMH-1）溶液能够有效阻缓页岩和煤岩的孔隙压力传递。所提出的MMH-1钻井液体系黏度适中,API滤失量仅为7 mL,对煤岩和页岩水化的抑制性强;储层伤害程度低,对煤储层的渗透率伤害率仅为10%,能将基浆煤岩气测渗透率降低率降低3.6%;抗污染能力强,能抗3% NaCl、1% CaCl₂和5%凹凸棒土（模拟钻屑）;生物毒性低,对环境友好,满足煤系“三气”共采条件下的井壁稳定要求。      

有机正电胶聚合物钻井液研制与应用

分析了小井眼侧钻水平井对钻井液的要求.以新研制的有机正电胶为主剂,对聚合物包被剂、防塌剂、降滤失剂进行了优选实验,在此基础上研制了有机正电胶聚合物钻井液完井液.对该钻井液体系的抑制性、泥饼形成能力和控制滤失性能、流变性和润滑性以及对油气层的保护性能进行了评价实验,研究了该钻井液体系的作用机理.在侧平苏185井对该体系进行的现场试验表明,在整个钻进过程中,井壁稳定,井径规则,全井起、下钻畅通无阻,井下安全,电测井、下套管、固井作业顺利.室内实验和现场应用均表明,该钻井液兼有常规正电胶钻井液和聚合物钻井液的优点:具有独特的流变性及优良的润滑性;能抑制岩屑分散,能起到稳定井壁的作用;具有显著的保护油气层的特性,能够满足小井眼侧钻水平井的需要.     

渤中34-5区块深层小井眼钻井液体系优选

渤中地区沙河街地层微裂缝非常发育,地层易坍塌,井壁稳定周期短。用常规封堵材料的钻井液无法进入微裂缝内,其滤液浸入地层水化膨胀,造成剥落掉块、井壁失稳。为提高钻井液的防塌性能,保持井壁稳定性,解决裸眼段储层保护问题,通过对新型无固相储层强抑制钻井液体系的研究,得出适用于渤中地区深部沙河街地层的钻井液体系,该钻井液选用具有单向液体开关性能的暂堵剂。性能评价结果表明,钻井液能加强储层保护,降低其水活度,提高其抑制性和封堵性,增强井壁稳定周期。现场运用效果表明,该钻井液体系不仅能满足渤中地区深层小井眼段钻井中的井壁稳定和防塌要求,还能有效保护储层,提高钻井时效。     

吐哈油田致密气藏水平井钻井液技术

针对吐哈油田温吉桑区块致密气藏长水平段水平井钻井技术难点,结合地层岩性特征,在室内岩石矿物组分分析的基础上,评价了3种钻井液体系的抑制性、抗高温性、润滑性及储层保护性能,优选出了适合该地区水平井安全钻井的乳化原油聚磺钻井液体系。现场应用表明,该钻井液体系具有较强的封堵防塌、携岩和润滑性能,钻井中井下复杂事故明显减少,目的层段井径扩大率为7.63%,解决了长水平段井壁易垮塌的难题。     

煤层气生物酶可解堵钻井液的岩心流动实验研究

为解决煤层钻井井眼净化、井壁稳定和储层保护之间的矛盾,采用生物酶可解堵钻井液技术进行黏度衰减实验,验证了聚合物与生物酶最优匹配性研究,对8种生物酶可解堵钻井液材料进行了岩心流动实验和金相显微观察实验,用固液耦合法分析了影响生物酶在岩心中解堵聚合物的可能因素。岩心流动实验结果表明:生物酶对特定聚合物的解堵速率:酶C>酶B>酶A>酶F;采用特定生物酶破胶,岩心渗透率恢复率可达70%以上;可解堵钻井液用于煤层气钻探具备前期稳定井壁后期降低对煤储层伤害的特性。     

冀东油田水平井钻井液体系的研究与应用

针对冀东油田水平井钻井液的技术难点,设计开发了无土相钻井液体系,体系配方为：海水＋0．1％NaOH＋0．15％Na2CO3＋0．7％增粘剂HVIS＋1．5％降滤失剂HFLO＋2％抑制剂HPA＋1％润滑剂HLB＋5％KCl＋5％暂堵剂QWY。研究结果表明,该体系具有很好的抑制性、抗温性、抗污染性、润滑性及储层保护性能,热滚回收率达93％,泥饼粘滞系数0．0875,LSRV达90000mPa·s以上,破胶后渗透率恢复值达90％以上。现场应用表明,该钻井液体系能满足水平井及大斜度井钻井的技术要求,具有良好的推广应用价值。     

织金区块浅层煤层气J形大位移水平井钻井技术

织金煤层气区块存在煤层钻遇率低、储层保护难度大、水平连通井钻井成本高、经济收益低等问题,为此,在分析该区块J形水平井工程技术难点的基础上,从井眼轨道优化设计、井身结构优化设计、井眼轨迹控制技术等方面进行了浅层煤层气J形大位移水平井钻井技术研究,并在织平1井进行了试验。织平1井顺利完钻,水平段长500.00 m,水平位移818.98 m,最大井斜角97.6°,钻遇煤层293.00 m,煤层钻遇率58.6%,远高于水平连通井的煤层钻遇率(43.6%),且钻井成本为U形水平连通井的58%。这表明,采用J形水平井钻井技术可以解决织金煤层气区块存在的问题,可以在织金区块推广应用。      

抗高温无固相弱凝胶钻井液体系研究

抗高温无固相弱凝胶钻井液配方为:海水+0.5%NaOH+0.5%Na2CO3+1%VIS-H+0.5%抗高温稳定剂SPD+3%KCl+1%聚胺UHIB+3%聚合醇JLX-C+3%降滤失剂RS-1+5%酸溶性储层保护剂JQWY,甲酸钠加重至钻井液密度为1.2 g/cm3。性能评价结果表明,钻井液高温稳定性良好;160℃热滚16 h后的低剪切速率黏度为34095 mPa.s(0.3 r/min),悬浮性优异;90℃黏附系数为0.083,滚动回收率为90.28%,防膨率为90.59%,润滑性和抑制性较好。储层保护剂JQWY可大大减小钻井液对储层的损害,中压滤失量降至2.6 mL。裸眼完井时,通过破胶剂JPC-LV易清除滤饼,岩心渗透率恢复值为97.8%,满足了高温水平井油气层开发的需要。图1表4参7     

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。     

抗高温无固相储层保护钻井液体系

针对渤中19-6油田深层裂缝性储层环境温度高、漏失风险大等难题,利用抗高温流型调节剂、抗高温护胶剂、聚胺抑制剂及甲酸钾加重剂等材料,构建了一套抗高温无固相储层保护钻井液体系。室内评价结果表明,自制的关键处理剂抗高温护胶剂、抗高温流型调节剂的抗温能力均达到200 ℃,且具有自动破胶性能;老化后的滤液与煤油的界面张力为2.61 mN/m,表现出良好的抑制性,油藏条件下渗透率恢复值达90%以上,储层保护效果良好。该体系在渤中19-6油田成功应用8口预探井,其中渤中19-6-7井钻进垂深5 508 m,井底温度达190 ℃。该体系可用于太古界高温深井的勘探开发。     

适于西非深水油田的水基钻井液室内评价

通过分析西非深水油田钻井液技术难点,针对钻井液低温流变性调控与井眼清洗问题、气体水合物的生成与控制以及活性泥页岩井壁失稳问题,提出了相应的技术对策,构建了新型深水高性能水基钻井液体系。实验评价表明,该钻井液具有较低的黏度和较高的动切力,φ6读数保持在7~10,有利于井眼清洗;钻井液流变性受低温影响较小,2℃和25℃的表观黏度比和动切力比分别为1.28和1.10。该钻井液在不同层位的泥页岩岩样回收率均在90%以上,抑制性明显优于以往使用的KClPHPA钻井液体系,且在动态和静态条件下均具有优良的水合物抑制效果,抗污染能力强,满足西非深水油田钻井液技术需求。     

抗高温疏水缔合聚合物无固相钻井液研究及现场试验

针对现有无固相钻井液抗温能力弱、无法满足高温水平井钻井需要的问题,以两性离子型疏水缔合聚合物PL-5为主剂配制了抗高温疏水缔合聚合物无固相钻井液。对该钻井液的流变性、滤失性、悬浮稳定性、抑制性和储层保护性能进行了室内试验评价,并应用原子力显微镜（AFM）和环境扫描电镜（ESEM）对构建该钻井液液相的聚合物的微观结构进行了观测。室内试验结果表明:该钻井液在160℃下老化后,仍可保持良好的流变性、滤失性和悬浮稳定性;上部地层钻屑的一次滚动回收率达60.1%,下部地层钻屑的一次滚动回收率达87.2%,抑制泥页岩水化分散效果显著;油层岩心的渗透率恢复率可达82.0%以上。抗高温疏水缔合聚合物无固相钻井液在DF1-1气田3口井的水平段钻井中进行了现场试验,结果表明,该钻井液不仅具有良好的流变性、滤失性和悬浮稳定性,而且具有良好的储层保护效果,提速效果显著,能够满足高温水平井钻井需要。      

钻井液对煤层气井壁稳定性影响实验研究

在对煤层气储层岩石组成及理化性能分析的基础上,通过测定煤岩与钻井液接触后的力学性质,研究各种理化性能对煤层井壁稳定性的影响。研究结果表明,钻井液侵入煤层后容易引起黏土膨胀,煤层气储层存在由于水敏引起的煤层井壁失稳的危险;在岩石强度大、无水敏的煤储层可采用清水钻进,在水敏性强的储层应在钻井液中加入黏土抑制剂,并采用欠平衡等钻井方式,控制钻井液侵入。