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。     

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。     

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。     

泡沫钻井液配合生物酶在煤层气钻井中的应用

针对煤层气井施工过程中易垮塌、裂缝渗漏及水平段携岩困难等问题,研究并应用了泡沫钻井液配合生物酶钻井液技术。利用泡沫钻井液能够降低正压差,降低储层的应力敏感性,减少滤液侵入储层和水锁伤害的特点,并且生物酶可对钻进过程中侵入地层和粘附在井壁上的钻井液物质进行生物降解,实现解堵。在优选生物酶的基础上,将泡沫钻井液应用于WL05-1H井进行了试验研究。研究结果表明,在水平段长达627 m的长井段煤层钻进过程中,未进行短起下,井眼稳定通畅,泡沫钻井液防塌抑制能力强,悬浮携带能力较强,能满足施工需要;泡沫钻井液配合生物酶技术具有很好的降解能力,能够很好地保护煤储层的原始状态。泡沫钻井液配合生物酶技术为韩城地区水平井钻探提供了技术保障。     

郑平01-1煤层气多分支水平井优化设计与实践

煤层气多分支水平井技术集成了钻井技术优化设计、远距离穿针、精确地质导向、煤层保护与井壁稳定控制等技术,是一项技术性强、施工难度高的系统工程。为探索该项技术在沁水煤层气田郑庄区块的适用性,利用国内现有技术和装备,进行了郑平01-1煤层气多分支水平井现场施工。结合现场实施情况,从多分支水平井优化设计、两井连通、保护储层钻井液、多分支水平井井眼轨道控制、钻井施工工艺等方面论述了相关技术要点,探讨了煤层气多分支水平井的设计方法和理论,为煤层气的高效勘探开发提供了技术参考。     

新型无粘土相储层保护钻完井液的研究与应用

根据新疆陆梁油田储层特点及水平井钻井施工工艺对钻完井液的技术要求,研究了新型无粘土相储层保护钻完井液技术,并首次在新疆陆梁油田大规模推广应用35口井,取得了良好的效果。该技术,既有效地解决了水基钻井液的悬浮、携岩问题,满足了钻井需求,又最大限度地降低固、液相对储层的损害,还突破了传统的储层保护技术的局限,对钻完井液污染的近井壁地层进行破胶解堵,解除井壁泥饼,实现了钻井工程及完井过程储层保护的连续性,形成了储层专打钻完井液技术。现场应用表明,该技术配方简单,维护方便,效果明显,极大的改善了储层的渗透率恢复值,并且取得了良好的经济效益和社会效益。     

煤层气储层压裂液添加剂的优选

介绍了沁水盆地沁南地区无烟煤Ⅲ(3号煤)煤层气储层的物性特征：低渗中孔低压；粘土含量高，膨胀性强；水润湿吸附性差。该地区地表水符合配制压裂液要求。实验筛选了煤层气井压裂液添加剂，主要目标是减少压裂液对煤层气储层的伤害，筛选结果如下：稠化剂为羟丙基瓜尔胶GRJ和香豆胶；交联刑为硼砂；粘土稳定刑为KCl，KCl可造成测定压裂裂缝几何形状所需的高矿化度环境，但会降低压裂液粘度，其用量应适当；所选助排剂为DL-10和D-50，对助排刑的要求除界面活性高外，更重要的是在煤样表面吸附量小，吸附速率小，接触角大，不易润湿煤基质表面；配液用地表水显微酸性，当煤层地下水显碱性时应调节压裂液的pH值；使用过硫酸铵为破胶剂时，30℃下破胶时间很长，加入活化剂BT-6或TA-1使破胶时间缩短到1～2小时；对于煤层气井压裂液，当温度低，压裂液配制后存放时间短时，可不加杀菌剂(如甲醛液，TH-1)。图2表8参4。     

川西低固相钻井完井液泥饼清除技术初探

针对川西地区钻井完井液在井壁上形成的泥饼完井后影响固井质量和造成油气通道堵塞的问题,进行了室内泥饼清除实验。通过实验得知,生物酶破胶剂和氧化破胶剂NaClO无法降解目前配方中的聚合物,但是能降解纤维素类钻井液,因此选用增黏剂HV-CMC和降滤失剂LV-PAC、SL-PAC来提高生物酶和氧化破胶剂NaClO对泥饼的清除作用。根据黏度降低率和渗透率恢复率结果,可推荐固井冲洗液中加入氧化破胶剂NaClO或生物酶来提高冲洗液的清洗效果,而对川西地区致密性砂岩储层的泥饼推荐复配使用氧化破胶剂和酸液进行清除。     

宁武盆地4#和9#煤岩坍塌机理

近年来随着煤层气开发规模的不断扩大,钻井时煤层井壁垮塌、失稳甚至井眼报废等问题日益突出,严重制约了煤层气规模化开发。通过对宁武盆地 4#煤岩和 9#煤岩的综合力学参数和理化性能等进行研究,得出了宁武盆地的坍塌机理,提出了宁武盆地煤层气井段安全快速钻进对钻井液的要求,并优选出了一套具有防塌和储层保护效果的封堵型成膜钻井液体系,该钻井液在山西煤层气井武15-1 和武 15-2 等 6 口井进行了成功试验。      

无固相弱凝胶钻井完井液生物酶破胶技术

用无固相弱凝胶钻井液完井后,必须采用破胶技术来解除滤饼,以恢复油井产能.传统的氧化破胶剂在运输、储存和使用的过程中存在安全隐患,且选择性差.优选出了具有储存时间长、储存和运输方便的固体中温生物酶破胶剂HSW-L.该破胶剂能以无规则的形式水解PRD弱凝胶钻井液中的增黏剂PF-VIS和降滤失剂PF-FLO分子中的a-1,4葡萄糖苷键,生成短链糊精和小分子糖类,从而起到破胶作用.系列对比评价结果表明,对于还原性甲酸钠加重的无固相弱凝胶钻井完井液,HSW-L的破胶效果明显优于传统氧化破胶剂,与复合破胶剂的破胶效果相当;HSW-L对井筒残余PRD肢液、井壁/筛管泥饼,储层滤液均具有较好的破胶效果;而且与储层原油具有较好的配伍性,同时其还具有环境保护性能、选择性好的优点,值得推广应用.     

川渝油气田压裂用生物酶破胶技术的研究与应用

近日,西南油气田公司天然气研究院(以下简称天然气研究院)申请的《一种用于油气井酸化的自生气配方》发明专利获得国家知识产权局授权。至此,天然气研究院在泡沫流体研究方面已获得两项发明专利授权,一项实用新型专利授权。专利《一种用于油气井酸化的自生气配方》(专     

金秋区块气田水回注增注措施

研制了一套适合川渝地区使用的酶破胶羟丙基胍胶压裂液体系,该酶破胶剂对压裂液稠化剂具有很好的专一破胶性能,与压裂液各种添加剂有良好的配伍性能。与常规破胶剂相比,酶破胶剂破胶更彻底,破胶液黏度小,残渣含量少,对支撑裂缝导流能力伤害小。在合川001-25井组3口井的现场应用表明,该酶破胶压裂液体系能够完全满足现场加砂压裂施工要求,返排液残渣含量明显低于常规破胶剂体系,且使用酶破胶剂的2口井压后增产效果较使用常规破胶剂的更好。     

镇北长8酸性羧甲基胍胶压裂液的研究及应用

针对镇北长8储层特征,研制开发出了一种新型酸性羧甲基胍胶压裂液体系,确定了该压裂液的配方。室内实验表明,该压裂液在酸性条件下交联,流变性能好,能完全破胶,破胶液粘度为3.44mPa.s,破胶残渣只有144mg/L,对储层伤害低。目前已成功压裂镇北长8地区6口井,增产效果明显,说明该压裂液适合用于碱敏储层改造。     

三维离散元在煤层水平井井壁稳定中的应用

为了阐明煤层中端割理和面割理等不连续面对井壁稳定的影响,利用三维离散元来分析煤层水平井井壁稳定,实现了在三维空间中对不连续面的仿真。在充分、真实反映煤岩割理特性的基础上,对煤层水平井进行了井壁稳定数值模拟分析。提出了虚拟节理和内外双层建模技术,虚拟节理技术可实现节理在各个方向的随机分布和动态的断裂分析,内外双层技术可降低计算量和消除边界的影响。模拟了沁水盆地3号煤层面割理和端割理的实际分布情况,最大程度反映了煤层的真实微观特征。通过分析井眼的走向、井径、井底压力和割理密度对井壁稳定的影响发现,当面割理的走向与井眼的走向相互垂直时,井壁最稳定;当两者相互平行时,井壁最不稳定。割理密度越大,井壁的稳定性越差;井径越大,井壁越不稳定。当不考虑渗流时,井底压力越大,井壁越稳定。     

顺9井区致密油藏水平井一体化开发技术

顺9井区志留系碎屑岩储层存在埋藏深、温度高、物性差和底水发育,前期直井压裂后无法获得稳定产能的问题,为此,开展了水平井一体化开发技术研究。按照钻井、完井和压裂一体化设计的思想,水平井方位角设计为137.7°,与最大主应力方向正交,以提高压裂后泄油面积;使用油基钻井液钻进,保证井径规则,便于分段完井工具坐封;优选耐温130℃、耐压差70 MPa的裸眼封隔器,保证分段成功,并将压裂端口置于储层发育段,便于裂缝起裂;通过降低胍胶浓度和优化添加剂用量,形成耐温130℃的低伤害压裂液;采用油藏数值模拟方法优化压裂施工参数,应用常规压裂+人工隔层控缝高技术实现避水高度30 m,控缝高、深穿透压裂,形成顺9井区致密油藏水平井一体化开发关键技术。现场试验表明,水平井压裂后产能较直井提高4倍,2口井累计产油量达1.02×104 m3。水平井一体化开发技术提高了顺9井区致密油藏开发效果,对国内同类致密油藏开发具有一定借鉴意义。      

PF-PRD 钻开液在文昌13-1油田的现场应用

在分析苏里格气田上古储层地质条件的基础上,依据"羟丙基胍胶的临界重叠浓度就是交联的最低浓度"理论和有机硼交联机理,通过对交联络合剂和合成条件的优选,研发出新型的高效交联剂,采用该交联剂体系,羟丙基胍胶稠化剂质量分数较常规气井降低40%时,仍保持了良好的耐温和流变性能。该压裂液体系残渣残胶含量大大降低,降低了对储层的伤害程度。截至到2011年底,该压裂液已成功应用于苏里格气田42口直井、3口水平井,取得了较好的改造效果。     

大牛地气田煤层失稳机理分析及对策

大牛地气田以山西组、太原组为目的层的水平井,在大斜度井段钻遇煤层,易发生井壁垮塌事故,严重影响了施工安全和施工进度。为了预防钻遇煤层发生垮塌事故,从煤层的层理结构、煤层的裂隙结构分析了煤层失稳的机理,并结合已完钻水平井工程及钻井液技术指标,分析得出了预防煤层垮塌的钻井液技术对策和工程技术对策。得出进入煤层段前50 m钻井液密度应稳定在1.24~1.26 g/cm3,避免上下大幅波动,钻井液滤失量应低于5 mL;控制起下钻速度不超过10 m/min,进入煤层钻井液应遵循大排量、低射流的原则。对以后山西组、太原组水平井的钻井工程设计、钻井施工及其他油气田煤层钻井垮塌问题,具有指导和借鉴意义。     

多元改性速溶胍胶压裂液研究与应用

为克服传统胍胶压裂液溶胀速度慢、现场配制时间长、破胶后残渣含量高等缺点,研制了一种多元改性速溶胍胶压裂液.在清水中加入一定量的羧甲基和羟丙基双改性胍胶及杀菌剂、黏土稳定剂、交联剂等处理剂,配制得到多元改性速溶胍胶压裂液.室内试验表明,该压裂液溶胀速率快,1 min溶胀率已达到3 min溶胀率的94.7%,溶胀速度较羟丙基速溶胍胶压裂液提高了18.75%;水不溶物含量极少,较羟丙基速溶胍胶压裂液降低了88.46%;破胶后的残渣含量降低超过71.0%,对支撑剂导流能力的伤害降低了62.0%,对岩心渗透率的伤害降低了53.8%,其综合性能达到现场施工要求.现场应用表明,多元速溶改性胍胶压裂液能够满足大规模水平井压裂施工的要求,并能为低渗透、特低渗透储层的有效开发提供技术支撑.      

吐哈盆地北部山前带深层致密气藏水平井钻井技术

吐哈盆地北部山前带和斜坡区致密气资源前景广阔,水平井技术是实现致密气有效开发的重要途径。但北部山前带水平井钻井中存在高陡构造地层倾角大,直井段井身质量控制困难;大段煤系地层、薄互层等复杂地层发育,井壁稳定性差,坍塌严重、复杂事故频发;深部地层可钻性差,水平段施工钻头破岩效率低,钻井周期长等一系列技术难题。通过优选适合北部山前带水平井的井身结构、井眼轨迹和钻井液体系,开展个性化钻头、煤系地层安全定向钻井、小井眼长水平段旋转地质导向钻井技术攻关和现场应用,形成一套适合于北部山前带致密气藏水平井优快钻井技术系列,达到提高水平井机械钻速、有效缩短钻井周期的目的,为实现致密砂岩气藏的“安全、高效、优质、经济”勘探开发提供强有力的技术支持。