成膜剂HN-1研制及其在钻井液中的应用

在复杂地区石油勘探开发过程中,井壁失稳和储层伤害已成为国际性技术难题。钻井液中的水相进入井壁地层和油气储层是造成井壁失稳和储层损害的主要原因,为了阻止钻井液中的水相进入井壁地层和油气储层,近年来国内外学者提出了超低渗透钻井液技术,其中成膜剂是超低渗透钻井液的关键处理剂。着重介绍为恩平24-2油田所研制的一种不影响钻井液其他性能并能降低钻井液滤失量的成膜剂HN-1以及由此而构建的恩平24-2油田超低渗透钻井液体系。同时,根据超低渗透钻井液性能测试方法,评价了其侵入砂床深度、高温高压砂床滤失量、岩心承压能力和储层保护能力。评价结果表明,HN-1成膜剂阻止了钻井液中固相和液相进入储层,降低了钻井液侵入砂床深度和钻井液高温高压砂床滤失量,提高了岩心承压能力和储层保护能力,为开发恩平24-2油田提供了有效保障。     

涠洲12-1油田水平井无固相有机盐钻井液技术

涠洲12-1油田在应用无固相有机盐钻井液钻进储层时,存在钻井液流变性不能满足长裸眼水平段井眼清洁要求、暂堵剂粒径分布不合理和储层保护性能差的问题。为此,通过优化增黏剂的加量和暂堵剂的粒径分布对无固相有机盐钻井液配方进行了优化。性能评价表明:优化后的无固相有机盐钻井液具有较高的低剪切速率黏度,可以提供良好的携岩和悬浮岩屑的能力;储层保护性能优良,岩心的渗透率恢复率大于90%;抑制性能较强,泥页岩线性膨胀率仅为10%,岩屑滚动回收率高达96.48%。4口井的现场应用结果表明:采用优化的无固相有机盐钻井液后,涠洲12-1油田水平井段未发生起下钻遇阻;表皮系数由20.0以上降为-3.0,产油量为配产的2倍。这表明,优化后的无固相有机盐钻井液能满足涠洲12-1油田水平段钻进的要求,可解决水平井段井眼清洁和储层保护效果差的问题。      

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。      

新型免破胶钻开液在疏松砂岩水平井的应用

裸眼完井保护储层的有效方式之一是采用无固相钻井液,通过后续破胶处理,可以大大减少对储层的伤害,是提高油气采收率,增加产油量的有效手段之一。渤海油田大多数井钻开储层过程中往往采用PRD无固相钻井液,完井过程中需加入破胶剂破胶,不仅增加作业时间,而且破胶后随着完井液漏失,从而一定程度的污染地层。EZFLOW钻开液是渤海油田新开发的免破胶钻开液,本文在对其性能、特点描述的基础上,对QK油田水平段适用性做了评价,最终在该油田成功试用,不仅节省作业时间,节约作业成本,完井过程中基本无漏失,对储层有效保护,取得重大效果。     

无固相保护煤层钻井液研究及应用

针对沁水盆地15#煤层水平井钻井过程中煤层坍塌失稳和储层污染的难题,通过研发可降解的稠化剂和低温氧化破胶剂,开发出一套既能稳定井壁又能保护储层的无固相保护煤层钻井液体系。通过钻井液流变性、滤失性、抑制性、储层保护性能和破胶性能等实验对该体系进行了评价。实验结果表明,该体系性能稳定,抑制性强,煤岩回收率大于96%,煤岩相对膨胀率低于0.3%,与地层流体配伍性良好,30 ℃下破胶率达到93%以上,破胶后煤岩渗透率恢复值达到96%以上。该钻井液在七元煤矿4口U型水平井现场应用,现场施工顺利,未发生任何事故复杂,完钻后试井表皮因数最低-2.17,达到了稳定井壁和保护储层的双重目的。     

EZFLOW钻井液在XX油田的应用

此文围绕水平井水平段钻井与优化完井的钻井液使用需求,相应地将EZFLOW钻井液体系与PRD钻井液体系进行了总体性的对比;阐述了EZFLOW体系的改进要求与构成原理、使用要求与性能控制要点、现场操作措施和在XX油田的成功应用。以此表明该体系具有很好的携砂能力,超强的切力和较高的相应低剪切速率黏度——在低泵速或停泵时有利于悬浮钻屑,提高井眼净化能力,克服了水平井或大斜度井段携砂困难,并且免破胶的操作流程对于储层保护、简化添加剂品种而更好地适应于海洋运输与健康安全环境,这不管在增产和降本方面均具有重大的意义,完全适用于XX油田及渤海的类似油田。     

有效降解PRD钻井液的低温破胶剂JPC室内研究

用PRD聚合物钻井液钻井完钻后,须对井筒内余留的钻井液实施破胶处理,以免钻井液污染地层。常用的氧化剂破胶法低温破胶效果差。本文报道低温破胶剂JPC的实验研究结果。实验钻井液(胶液)为0.65%PF-VIS增粘的PRD钻井液。用破胶率即以空白处理胶液为基准的破胶剂处理胶液表观粘度降低率表示破胶效果。在包括强氧化性酸、盐、碱的9种化学(生化)剂中,JPC的50℃、4 h破胶率最高,为95.2%(加量1.0%),α-葡糖酶次之,为72.1%(加量1.5%),其余均低于50%。JPC的破胶率随加量增大而增大,加量≥1.5%时趋于恒定,适宜加量为2.0%;破胶温度升高(21~95℃)或破胶时间延长(0.5~5.0 h)时破胶率增大,加量2.0%、50℃、3 h破胶率超过90%,破胶液21℃表观粘度为4.0 mPa.s。JPC对储层无伤害,注入2.0%的JPC海水溶液4.5 PV时,南海西江23-1油藏岩心渗透率不降低,油相渗透率在注入煤油7.0 PV时完全恢复。图3表3参2。     

水平井无固相甲酸盐保护储层钻井完井液技术

通过优选与研制环保型增黏剂、降滤失剂、润滑剂、防腐剂等产品,研制出一种水平井无固相甲酸盐保护储层钻井液.该钻井液所使用的聚合物类处理剂均能生物降解,且不使用原油类润滑剂.2007年该钻井液在水平井示范区块京11断块成功应用了6口井.结果表明,该钻井液携砂能力强、润滑性能好、具有优异的静结构特性和油层保护作用,是水平井钻井使用的优质的钻井完井液,为水平井油气层保护和安全钻进提供了技术保证.     

无固相弱凝胶钻井液延时破胶剂的制备及性能评价

介绍了采用包囊材料HSN和普通破胶剂HCC制备缓释性破胶剂HYP的方法。评价了其缓释性能和对PRD钻井液的破胶效果。结果表明,当HYP用量为4．5％时,在100℃条件下经过5d破胶,PRD钻井液破胶率达80．2％,可满足储层温度在90℃以上完井破胶的要求。延迟破胶储层保护效果评价结果表明,渗透率恢复值达92％以上,具有较好的储层保护效果。     

吸水树脂储层堵漏液破胶剂PLOK的室内研究

吸水树脂类储层堵漏液在油田堵漏作业中,以其优异的性能发挥着越来越重要的作用.针对常用破胶剂对吸水树脂储层堵漏液破胶效果不佳的问题,通过以合成出的过碳酸钠为主剂,辅配一定比例的稳定促进剂,得到了一种破胶解堵性能优异的氧化破胶剂(取代号为PLOK).与其他常用的6种破胶剂的对比评价结果表明,PLOK和过硫酸铵破胶剂的效果最好,而且破胶液均透明澄清,几乎为水状自由流动,无凝胶颗粒状残留物,但PLOK的破胶率高达90.91％,而过硫酸铵的破胶率为85.45％;当PLOK加量超过2％时破胶率趋于恒定.储层保护评价实验表明,PLOK对高、低渗透率岩心的破胶效果不一,但破胶解堵后吸水树脂储层堵漏液的油相渗透率恢复值均在85％以上.     

东海深井高温高压低孔渗储层钻井技术研究与应用

随着近年东海勘探工作量的迅速增加,钻井深度越来越深,面临着深层高温高压低孔渗地层钻井的一些重大技术难题.针对遇到的难题,分析研究了钻井技术和工艺,主要包括深部复杂压力体系井身结构优化、构建储层保护和井壁稳定性能良好的低自由水钻井液体系、高压低孔渗储层防气窜固井工艺技术、分井段钻井提速配套技术.研究成果应用表明,该套技术较好地解决了钻井过程中出现的问题,保护了储层,提高了时效,满足了产能测试的要求.     

油基钻井液体系在东海气田的试验应用

东海地区油气层系主要分布在花港组和平湖组,存在砂泥岩互层胶结疏松、裂缝性泥岩以及煤层发育等地层特性,井壁稳定和井眼清洁是导致钻井复杂情况的主要原因。研究气田的大位移井最大井深为6 716 m,最大水平位移达4686 m,垂深最大为4 429 m,井底温度最高在150℃以上,井口返出钻井液温度在115℃以上。大井斜、高水垂比和长水平位移,使井眼清洁难度更大;地层温度高,使设备维护难度大。为满足该气田大位移井安全高效作业要求,建立了一套低黏高切的油包水钻井液体系,并加入了2%封堵剂PF-MOLSF、2%成膜封堵剂PF-MOLPF和2%~3%疏水胶体封堵剂PF-MOHCP。在现场应用中,通过调节提切剂PF-HSV-4加量,该油基钻井液表现出了很好的携岩性,井眼净化效果好;在地层稳定性差的井段增加成膜封堵剂的加量,7口井没有发生漏失,井下事故率为零,个别井段遇阻均划眼通过,划眼时间相比探井减少70%以上,其他作业都安全顺利;钻井液在储层段的高温高压滤失量均在3 mL以内,且滤失的几乎全为油相,对储层液损程度小,避免了水敏等伤害。室内评价和现场应用结果表明,该油基钻井液具有良好的流变性、电稳定性和润滑性,井壁稳定和储层保护效果明显,加上钻井液维护及油基岩屑处理等配套措施的完善,使其在东海的应用获得了成功。      

史深100断块油层保护技术应用研究

通过对钻井液的筛选和入井液的评价,并在室内研究、现场攻关试验的基础上,形成了从钻井到完井、采油等区块开发生产全过程中的一整套完善的油层保护技术体系。研究表明,钻进过程应采用正电胶钻井液、聚合物铵盐泥浆体系和近平衡钻井;作业过程严禁使用淡水或卤水作为洗井液、压井液,酸液中应加入抑制盐敏和酸敏的防膨剂;压裂过程优选羟丙基瓜胶、有机硼交联剂及微胶囊破胶剂;注水过程宜采用水质精细处理和先期防膨技术等。     

生物酶在水平井钻井液中的应用

提出了在水平井中运用生物酶解除钻井液对地层造成的伤害 ,详细阐述了生物酶的作用机理。通过室内粘度降低、滤饼清除和渗透率恢复等评价实验 ,及中东地区三口多油层井的现场对比实验 ,证明了运用生物酶作为破胶剂处理水平井钻井液对地层伤害的优越性     

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。     

新型有机正电胶双聚钻井液体系研究和应用

针对常规钻井液使用正电胶和聚合醇存在的问题,研制开发出了新型液态有机正电胶和聚合醇产品,并介绍了两种产品的性能特点.以有机正电胶、聚合醇和聚合物为主体,研制出了有机正电胶双聚钻井液体系,并进行了室内性能评价.结果表明,有机正电胶双聚钻井液克服了常规正电胶钻井液的缺点,兼有正电胶钻井液和聚合醇钻井液的优点,具有独特的流变性、优良的润滑性、抑制岩屑分散和稳定井壁作用,以及显著的保护储层特性.现场应用证明,该钻井液综合性能优良,完全能够满足定向井、水平井井眼稳定、井眼净化、润滑防卡和储层保护的需要,具有良好的推广应用价值.     

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     

渤中沙河街水平井安全钻井及储层保护

针对下第三系储层开发的水平井，依靠现有的弱凝胶钻井液技术无法满足安全钻井和储层保护的要求, 根据沙河街地层特点，通过改变配方中甲酸钾与KCl 的加放比例，降低钻井液活度，促使储层段钻井液与沙河街地层活度相匹配。利用甲酸钾离子压缩黏土胶体颗粒双电层的能力，提高了对泥页岩的抑制性；储层保护方面采用逐级拟合填充技术，即通过优选CaCO3 粒径的大小与地层孔喉粒径相匹配达到封堵作用；完井期间使用隐形酸作为破胶剂，达到解堵效果，从而解决沙河街地层易发生井壁失稳和深部地层储层保护难度大等技术难题。该技术在BZ34-7-A2H 井中成功应用，实现了安全钻井与储层保护的目的。