也门32区块空气泡沫钻井技术

也门32区块和53区块地层可钻性差、存在断层漏失，采用泡沫钻井液有效地解决了井漏问题，应用空气锤钻井加 快了硬地层的钻进速度，并且利用国外先进技术成功地进行了取心和定向钻进；已在也门顺利完成5口井，全部安全优质高效地完成，经济效益显著。     

气体/泡沫钻井技术在也门砂岩地层的应用

针对也门Abyed-2井大尺寸井眼灰岩裂缝性地层漏失、疏松砂泥岩井眼失稳等一系列钻井难题,确定了采用泡沫气基流体钻过灰岩地层、抑制性硬胶泡沫钻过不稳定砂泥岩地层、零滤失高效泡沫压井液保证起下钻安全的多套气体钻井施工方案.现场施工表明,空气/泡沫钻井工艺提高了灰岩地层的机械钻速,避免了裂缝性灰岩、疏松砂泥岩地层出现恶性漏失,能维持疏松砂泥岩地层的井眼稳定,有效缓解了严重缺水地区钻井施工对生产用水的依赖,降低了钻井成本.空气/泡沫钻井工艺在该井的成功应用,为也门1区块的优快钻井提供了借鉴.     

高性能硬胶泡沫钻井液体系的研究及应用

硬胶泡沫钻井液不仅具备普通泡沫钻井液能提高机械钻速、及时发现油气层的特点，还具有较强的携岩能力和抗污染能力。针对欠平衡钻井可能遇到的高温、高浓度盐水地层和原油污染问题，优选出了性能较好的2种增黏剂和稳泡剂，运用自主研发的高效发泡剂TSB研制出了高性能硬胶泡沫钻井液。室内实验评价了其抗温、抗盐和抗油污染性能。该钻井液在BJ7168和白22井进行了应用。现场应用结果表明，硬胶泡沫钻井液的发泡量大、稳定时间长、抗污染能力强，很好地满足了携岩及井壁稳定的要求。     

义178非常规区块钻井液技术研究与应用

为加快义178区块勘探开发进程,提高钻探成功率,解决该区块水平段钻进中井壁稳定、井眼净化、润滑防卡及储层保护的难题,优选了聚胺强抑制润滑防塌钻井液体系,试验表明,该体系抑制性、封堵性及润滑性好,抗盐钙及油层保护能力强。聚胺强抑制润滑防塌钻井液体系在义178区块进行了现场应用,解决了二开长裸眼段井壁稳定,沙河街组油泥岩垮塌、盐膏层缩径卡钻及流变性难于调控的难题;平均机械钻速达到8.98 m/h,达到了优质高效钻井的目的。     

可循环空气泡沫钻井技术在元坝10井的应用

针对川东北地区上部陆相地层砂岩、泥岩、页岩互层频繁,硬度大,研磨性强,常规钻井液钻井机械钻速低,而气体钻井由于地层出水无法顺利进行的技术难点,研发了适合该地区上部地层钻进的空气泡沫流体配方,研制了HX-350型环隙式机械消泡器,形成了可循环空气泡沫钻井技术。元坝10井Φ660.4 mm导眼段应用了可循环空气泡沫钻井技术,该井段的平均机械钻速为4.88 m/h,与邻井常规钻井液钻井井段相比,平均机械钻速提高了3倍;消泡器消泡效果显著,累计回收泡沫基液2230 m3,节约清水2230 m3,污水处理量减少2230 m3,并大大减少了发泡剂的消耗。应用结果表明,可循环空气泡沫钻井技术能有效解决大尺寸井眼的携岩问题,实现泡沫基液的循环利用,大幅度降低泡沫钻井成本,具有广阔的推广应用前景。      

双聚防塌钻井液在伊通地区伊59区块的应用

伊通地区地层层理裂隙发育,由于强地应力作用及地层倾角大,加剧了掉块井塌、井斜的发生。通过实验优选出强抑制性双聚防塌钻井液。经现场应用表明,通过采用该强抑制性双聚防塌钻井液,钻井施工顺利,较好地解决了井壁稳定问题,避免了井下复杂情况的发生,机械钻速提高5.08%,钻机月速度提高528.53m/台月,提高幅度为39.09%,钻井周期减少了4.9d,约缩短了11.52%,井身质量合格率为100%,固井质量合格率为100%,优质率为16.67%,井眼扩大率小于8%,井径规则,满足了伊59区块钻井施工的需要。     

高性能硬胶泡沫钻井液体系的研究及现场应用

硬胶泡沫钻井液在具备普通泡沫钻井液提高机械钻速、及时发现油气层特点的同时,还具有较强的携岩能力和抗污染能力。本文针对欠平衡钻井可能遇到的高温、高浓度盐水地层和原油污染问题,通过对原材料的优选,运用自主研发的高效发泡剂TSB研制出高性能硬胶泡沫体系,在室内评价了其抗温、抗盐、抗油污染性能,并分别在BJ7168井、白22井应用实施。现场应用表明,硬胶泡沫钻井液的发泡量大、稳定时间长、抗污染能力强,能很好地满足携岩的要求。     

顺北区块深层井壁稳定钻井液技术

顺北区块位于顺托果勒低隆北部,储层埋深7 300 m。石炭系及以下深部地层其地质结构复杂,钻井施工中井壁失稳严重,钻井液井壁稳定技术难度大。为保证顺北区块勘探开发顺利,提高超深井钻完井成功率,针对该区块深部地层岩性特点及钻井液技术难点,优选了聚胺强封堵润滑防塌钻井液体系。评价实验表明,聚胺强封堵润滑防塌钻井液体系抗温性好,抑制性及封堵能力强,具有良好的润滑性。该钻井液体系在顺北区块2口超深井进行了现场应用,施工中井壁稳定,解决了石炭系及志留系钻进过程中由于泥页岩水化导致的井壁失稳难题;解决了上奥陶统桑塔木组辉绿岩和中奥陶统一间房组碳酸岩由于孔隙及裂缝发育导致的井塌难题;该钻井液体系应用井的井身质量好,全井平均机械钻速高,两口井钻井周期较同区块平均值分别降低了26.90%和34.15%,取得了优快钻井的良好效果。     

徐闻X1井钻井液研究与应用

徐闻X1井是北部湾盆地的一口重点预探井,属于大井斜长稳斜段三靶点的高难度定向井,井深为4376.74 m,井斜为42.68°。根据地层情况,一开用复合金属离子聚合物钻井液钻进,二开用正电胶润滑防塌钻井液钻进,三开用正电胶硅磺润滑防塌钻井液钻进。现场应用表明,这3套钻井液体系具有较强的包被抑制能力、抗污染能力和润滑防卡能力。在硬脆性泥页岩地层采用正电胶硅磺钻井液钻进,钻井液塑性粘度低、动塑比高,具有较强的携带岩屑和稳定井壁的能力,在井底温度大于180℃时,钻井液性能稳定,解决了徐闻X1井携带岩屑、净化井眼和硬脆性微裂缝发育地层的井壁稳定问题,满足了徐闻X1井钻井施工要求。钻井过程中采用无荧光或低荧光处理剂,有利于地质资料录取和发现、保护油气层。     

罗68区块钻井液技术的研究与应用

罗68区块地质构造复杂,上部井段钻遇大段造浆地层;二开并眼大,裸眼段长;沙河街组发育断层、盐膏层和高压油气层,井壁失稳严重,钻井施工难度大。通过优选聚合物防塌钻井液体系和聚磺抗高温防塌钻井液体系,辅助现场钻井液维护处理工艺,取得了良好的应用效果,为该区块优质、安全、高效钻井提供了技术支持。     

伊朗TABNAK气田低压裂缝性地层泡沫钻井液技术

伊朗TABNAK气田地层岩性以灰岩和白云岩为主，石膏夹层较多；碳酸盐岩地层裂缝发育，连通性好，漏失严重；海平面以上是干层，无孔隙压力，海平面以下至井深2450m是盐水层。长城钻井公司采用了空气—泡沫钻井流体，即：空气粉尘、雾化空气、稳定泡沫钻井液和硬胶泡沫钻井液。通过实验，优选出发泡体积大、稳定时间长、抗盐抗钙能力强和耐温性能好的发泡剂和稳定泡沫液及硬胶泡沫液配方。现场应用表明，空气—泡沫钻井流体密度低；钻速快，平均机械钻速是常规钻井液的3—5倍；携砂性好，井眼清洁；能顺利穿过严重漏失地层。其中，空气粉尘用于干层钻进，速度快，无钻井液材料消耗，但必须有足够的空气排量；雾化空气适用于出水量较小的水层，但需要的空气排量更大，而且对钻井腐蚀太严重；泡沫钻井液适用于低压干层和水层，需要的空气排量较小，钻速快，抗盐钙和携砂能力强。     

三相可循环微泡沫钻井液的研究及其在彩南油田的应用

根据新疆准噶尔盆地彩南油田96口开发井资料统计,发生不同程度漏失的井为70口,漏失率达72.9%.主要漏失井段为400～700 m,次要漏失井段为1800～2000 m.漏失现象为随钻有进无出.随钻井漏严重影响了钻井速度,使钻井综合成本增加.针对上部井段低压裂缝地层严重漏失问题,研究出了三相可循环微泡沫钻井液体系.该体系主要采用起泡剂、稳泡剂、固泡剂配制而成,能反复循环使用,无需特殊脱气和充气设备,同时保留了普通泡沫钻井液的部分优点.室内对微泡沫钻井液体系组成、微观形态分析、稳定性评价、当量密度计算等方面进行了研究,形成了三相可循环微泡沫钻井液技术.现场应用效果表明,该钻井液体系具有稳定性高、现场配制简单、性能优良、抗污染能力强和防漏堵漏效果好等优点.     

伊朗TBK气田严重漏失与严重坍塌地层钻井液技术

TABNAK气田是伊朗南部位于波斯湾近海岸的一个出露背斜，地层岩性主要是碳酸盐岩和页岩。该气田地层裂缝发育，钻井过程中井漏和井塌问题非常严重，钻井作业十分困难。一开采用微泡沫钻井粗泡沫堵漏工艺；二开采用稳定泡沫钻井液；三开采聚磺钻井液；四开采硬胶泡沫钻井液；五开和六开采用随钻堵漏技术与低密度水包油钻井液相结合的方法。钻井过程中防漏堵漏效果好。现场应用表明，该套钻井液体系密度低，防漏，防塌效果好，抗盐，抗钙和携砂能力强，机械钻速快，钻井施工顺利，成本低，基本解决了TBK气田表层钻井和固井漏失问题，据TBK-2井，TBK-3井和TBK-6井完井统计，实际钻井液材料费用比预算分别降低了67.4%,81.0%和76.3%。     

微泡沫钻井粗泡沫堵漏工艺在TBK气田的应用

TBK气田海拔1125m,表层主要是无压裂缝性碳酸盐岩地层,井眼直径914.4mm。钻井过程中的主要困难是严重漏失和大井眼清洁。用膨润土钻井液、正电胶钻井液和清水钻进时,有进无出,而盲钻常常砂卡钻具。微泡沫钻井液既可降低井筒液柱压力,又可在近井壁形成一个类似于"液体套管"的滞留层,因而在钻井过程中具有非常好的防漏作用。粗泡沫堵漏工艺,是在钻穿漏层后,将适量微泡沫钻井液配成密度略高、可循环、但不太稳定的泡沫钻井液,缩短泡沫稳定时间,故意让泡沫液进入裂缝。在低流速或静止状态下,微泡沫就会变成"蜂窝"状的结构强度很大的泡沫凝胶,对漏失通道产生"气锁"和凝胶封堵,防止固井水泥浆漏失。现场应用表明,微泡沫钻井液密度低,黏切高,可循环,成本低,不需增加任何设备,具有非常好的防漏作用和岩屑携带能力;粗泡沫堵漏工艺操作简单,施工方便,堵漏效果好,注水泥固井一次成功。     

通南巴地区充气欠平衡钻井技术应用

通南巴地区地层可钻性差,地层复杂,井漏、井塌严重,常规钻井液机械钻速在0．8m／s以下,个别井漏失钻井液近2×10^4m^3。近年来气体钻井技术迅速发展,先后在通南巴地区进行了10余口井的气体钻井、泡沫钻井,上部地层机械钻速大幅度提高。但气体钻井遇到了地层应力垮塌、地层出水量大等工程地质难题,导致了下沙溪庙组一须家河组近2000m的井段无法使用气体钻井提速。文章提出通过充气钻井方式应对上述难题,并详细介绍了充气钻井的工艺特点及现场实验应用,将进一步提高河坝地区复杂地层的钻井效率。     

Technology and Applications of Foam Drilling Fluid in Fractured and Complex Formations

Abstract

Fractured and complex formations where types of fractured and porous mud loss occurred in commonly induced instability of wellbore and drilling accidents such as borehole collapse and blowout; therefore, it is the technological bottleneck for the development of oil and gas. Solid free recyclable foam drilling fluid was developed and aimed to deal with the MIS oilfield of Iran, which has abnormally low pressure and developed fracture-cave hydrocarbon reservoir with a high concentration of H₂S, which has problems such as serious lost circulation and H₂S risk. A sectionalized drilling fluid system has been adopted in this oilfield, and drilling with water can meet the operation requirements during first spud and saturated salt polymer system or undersaturated salt polymer in second spud; the horizontal section adopts solid free recyclable foam drilling fluid to achieve near balance drilling and effectively solves the lost circulation problem in fractured limestone formation. The spot application indicates that solid free recyclable foam drilling fluid has excellent rheology, and meets the requirement of drilling engineering. Meanwhile, the system can retard the H₂S corrosion effect on drillstring and guarantee to provide a good MWD transmission signal. A new idea has been provided for drilling engineering in fractured and complex formations.     

大庆油田致密油水平井强抑制防塌水基钻井液技术

针对大庆油田齐家区块致密油水平井钻井过程中存在的井塌、卡钻等问题,在聚磺水基钻井液体系基础上研制出强抑制防塌水基钻井液。室内研究表明,聚合醇和有机硅酸脂的协同抑制作用,可有效降低泥岩、泥页岩水敏性,采用铝基聚合物封堵地层微裂缝,可提高井壁稳定能力。该体系在齐家区块应用5口井,均未出现井壁坍塌和卡钻等事故,平均机械钻速14.5m/h,平均井径扩大率5%,水平段钻进摩阻30~60 k N,有效解决了大庆油田齐家区块致密油藏长水平段水平井钻井中存在的问题,为致密油储层的高效钻进提供了借鉴。     

三相微泡沫钻井液体系研究及现场应用

介绍三相微泡沫钻井液体系的室内研究和现场试验情况。优选出的基液配方、起泡剂和稳泡剂能保证建立性能优良的微泡沫体系，新疆油田C2854井的应用表明该体系配制简单、可循环使用、维护方便、易于转化、成本较低，钻井液性能能够满足钻井工艺的要求，保证安全快速钻井。该体系可用于欠平衡钻井和近平衡钻井，也为解决低压易漏地层的井漏问题提供了切实可行的办法。     

油基可循环微泡沫钻井液研制及应用探讨

针对页岩气成藏特点及钻井过程中可能出现的井漏、页岩水化膨胀导致井壁垮塌等问题,开展了油基可循环微泡沫钻井液技术研究。通过室内实验,优选出适合于油基钻井液的发泡剂、稳泡剂等主要处理剂,进而研制出了油基可循环微泡沫钻井液配方,并进行了发泡体积、半衰期、流变性、抗温性、抗污染性、防塌抑制性、封堵性等性能评价实验。结果表明:研制的油基可循环微泡沫钻井液密度在0.65~0.88g/cm3范围内可调,流变性能良好,抗温可达到150℃,稳定时间可达60h;润滑性能优良,具有较好的抗水、抗钙污染性能和防漏堵漏性能,防塌抑制性强,同时具有良好的储层保护性能。最后,对该新型钻井液的应用前景进行了探讨,认为所研制的油基可循环微泡沫钻井液不仅可满足页岩气井钻井的需求,而且还可应用于低压低渗透储层和低压盐膏层钻井,具有较好的应用前景。     

胡尖山油田水平井提速钻井液技术

胡尖山地区地层复杂,钻井时井漏频繁,砾石掉块、煤层坍塌严重,导致水平井钻井施工速度慢、风险大。针对钻井施工中存在的技术难题,开展了一系列技术攻关,形成了适应不同地层的堵漏技术措施和各井段钻井提速方案,特别是确定了一开和二开堵漏钻井液体系及完井钻井液方案,形成了一整套水平井提速钻井液技术及工程技术措施。优选的聚合物正电胶屏蔽暂堵钻井液体系在该油田AP3井进行了试验应用,结果表明,该方案解决了胡尖山油田钻井中出现的井漏、煤层坍塌、粘卡等难题,减少了井下故障的发生,提高了钻井速度,建井周期明显缩短,为该油田的有效开发提供了技术支持。