苏北盆地高邮凹陷古近系阜宁组二段页岩油成藏条件分析

碳酸盐岩夹层型页岩油为苏北盆地页岩油勘探的主要类型之一，高邮凹陷深凹—内坡带是阜宁组二段（E₁f₂）碳酸盐岩夹层型页岩油勘探的有利区。为进一步明确高邮凹陷E₁f₂页岩油“甜点”层段，运用扫描电镜、高温压汞、氮气吸附、CT扫描、X衍射、三轴力学、多温阶热解等多种研究方法，对比分析了E₁f₂各页岩段的源岩品质、储层品质、工程条件及可动性。E₁f₂页1、E₁f₂页2为干热还原咸水的沉积环境，发育优质页岩；有机质丰度较高，平均有机碳含量分别为2.33%和1.63%，干酪根类型以Ⅰ、Ⅱ₁为主，生烃条件最为有利；黏土矿物层片间孔较发育，储集空间以宏孔、裂缝为主；E₁f₂页1—E₁f₂页5脆性矿物含量在59.1%～63.6%，黏土矿物以伊/蒙混层和伊利石为主，E₁f₂页2脆性指数最高为64.25%；在埋深大于3 500 m的范围内伊蒙混层向伊利石转化明显，页岩脆性及可压裂改造条件更好。高邮凹陷深凹—内坡带E₁f₂页1、E₁f₂页2页岩层段是下一步苏北盆地页岩油勘探方向之一。      

抗240℃高密度复合有机盐钻井液在翼探1井的应用

翼探1井是中油股份公司在青海油田柴达木盆地柴西北区南翼山构造较高部位部署的一口重点风险探井,设计井深6500 m,完钻井深6194.22 m,目的层E₃1、E₁₊₂、基岩。钻探目的是探索南翼山构造E₃1和基岩含油气性,为下一步研究和勘探部署提供依据。南翼山地区E₁₊₂下部地层以前无钻井史,钻遇地层条件复杂,高陡构造,存在3条断裂带、破碎带和膏泥岩。其E₃2、E₃1、E₁₊₂地层裂缝发育,易漏易涌,多层高压盐水伴CO₂酸性气体,盐水中Cl-含量达235 000 mg/L,CO₂侵地面监测浓度高达75%以上,钻井液密度高达2.32 g/cm3,且存在多套硬脆性碳质泥岩破碎地层,极易发生垮塌掉块、井斜。该区域显示异常高温,因为测井公司高温仪器受限,无法实测井底温度,该区地温梯度在（3.80~4.30）℃/100 m之间,以及钻井液出口实测温度达到102℃,钻井液维护处理量达到井眼容积的10倍以上,从以上资料计算,以及钻井液材料与体系循环稳定周期等综合分析,预测该井井底温度在235~266℃之间,给钻井液工作提出了严峻挑战。为解决超高温、高密度、井壁稳定、酸性气体污染、窄窗口漏失等技术难题,优选采用了渤海钻探泥浆技术服务分公司的发明专利技术,即抗240℃高温的高密度复合有机盐钻井液。在此技术基础上,结合井下地质、工程实际情况,施工现场对配方进行了优化调整,引入抗240℃高温的滤失控制材料,引入刚性和塑性材料组配的随钻锲入封堵防漏材料,以及纳米类化学吸附护壁防塌材料,并提供良好的“非氧还原”钻井液环境,通过精心施工,取得了较好效果。全井施工顺利,钻井液高温流变性良好,高温高压滤失量控制在12 mL以内,较好地解决了高温流变性、沉降稳定性、漏失、破碎性地层垮塌、酸性气体污染等一系列钻井液技术难题。      

狮202井区裂缝性地层堵漏技术

狮202井区井漏主要发生在N₁和E₃2地层上部,N₁地层裂缝发育,E₃2地层裂缝和溶蚀孔洞双介质储层发育,地层承压能力低,裸眼井段长,容易漏失的层位多,同一裸眼井段内高低压同层,井漏复杂处理难度大,针对该区块的地层漏失特点,引入NTS片状颗粒,该材料坚固,承压能力强,进入漏层后具有翻转能力。通过室内实验优选出一套堵漏技术配方,根据现场钻井液漏失速度设计了3种不同配方:①循环浆+1.0% NT-DS+（2%~3%） NTS （细）+（1%~3%）核桃壳（0.5~1.0 mm）+（1%~3%） SDL+（1%~3%） SQD-98,总浓度为12%~13%;②基浆+2% NTS （细）+3%核桃壳（1~3 mm）+（3%~4%）核桃壳（0.5~1.0 mm）+1% NT-DS+3% SDL+3% SQD-98,总浓度为15%~16%;③基浆+3% NTS （中︰细=1︰2）+（3%~5%）核桃壳（1~3 mm）+（3%~5%）核桃壳（0.5~1.0 mm）+（1%~2%） NT-DS+3% SDL+5% SQD-98,总浓度为25%左右,并制定了相应的现场施工方案。在狮202井区进行了4口井的试验应用,应用效果良好,堵漏成功率为100%,提高了地层的承压能力,扩大了安全密度窗口,满足后续施工要求。      

高压窄密度窗口油基钻井液固井技术

海上油田固井作业面临着高压窄密度窗口易发生漏失和气窜,油基钻井液环境下固井井壁滤饼清洗困难,大斜度定向井固井顶替效率低等诸多挑战。在分析相关固井技术难点的基础上,采用高密度冲洗液提高对油基钻井液套管壁及井壁滤饼的清洗质量;选用聚合物增强水泥浆体系,在固井压耗动态计算及压稳计算的基础上优化双凝水泥浆柱设计,实现防漏及压稳储层;采用旋转尾管固井技术实现固井过程中尾管旋转,提高冲洗液的洗井质量及水泥浆顶替效率。上述技术措施在涠洲油田压力系数高达1.61 g/cm3、高气油比达358 m3/m3、密度窗口仅0.12 g/cm3 的油基钻井液固井施工中成功应用,固井质量评价优良,表明该套海上油田固井技术能够满足高压窄密度窗口油基钻井液的固井需求。     

昆北油田切6 井区储层成岩作用及其对储层物性的影响

通过普通薄片、铸体薄片、扫描电镜、X-射线衍射分析,对昆北油田切6 井区E₁₊₂和E₃¹ 砂岩储层 成岩作用类型、演化阶段、演化序列及储层物性的影响因素进行了研究。结果表明：E₁₊₂ 和E₃¹ 砂岩处于中成岩阶段A 亚期的末期,成岩作用类型主要有压实作用、胶结作用、溶蚀作用、交代作用、破裂作用;较强 的压实作用、石英次生加大、方解石及硬石膏等矿物的胶结作用是使储层物性变差的重要因素;长石、岩 屑和方解石胶结物的溶蚀作用以及砂岩破裂作用使储层物性得到改善。     

白-平2HF井回收油基钻井液的优化研究及应用

为实现白-平2HF井回收油基钻井液的重复利用,采用具有塑性黏度低、动切力高、低转速度数高、乳化稳定性好的高性能油基钻井液改善老浆的流变性和乳化稳定性,并将优化后的回收油基钻井液应用于白-3HF井四开水平段。现场应用结果表明,该钻井液具有良好的流变性、乳化稳定性以及封堵防塌性。1000m水平段钻进期间井壁稳定,井眼清洁,摩阻仅为40～60kN,四开水平段井径扩大率为2.57%。在老浆利用率为67%的情况下,将密度为1.70g/cm³回收油基钻井液的油水比由96∶4降至85∶15,实现了老浆的重复利用,有效降低了油基钻井液的成本。     

东方A气田A-5井区Y2Ⅱ下气组储量级别再确认

莺歌海盆地中央底辟带东方A气田A-5井区Y₂Ⅱ_下气组为受构造与岩性控制的气藏,井区范围内A-5井钻遇薄气层,对地质储量级别的认识存在争议。通过新钻井及区域测井、地震、录井等资料的分析研究,明确了研究区主体区块储层厚度大,砂体含气性具有高置信度,储层物性好,类比分析具有工业产能,A-5井区Y₂Ⅱ_下气组地质储量级别由控制升级为探明。     

抗高温高密度可逆油基钻井液体系

为满足高温深井钻井需求以及弥补油基钻井液在完井固井和环境保护方面的不足，基于非离子表面活性剂CN-2构建了CO₂和HAc双响应性可逆油基钻井液体系，并比较了两种纳米颗粒(OTS-KH550/SiO₂、CTAB/SiO₂)对体系性能的影响。结果表明：所建体系在CO₂或HAc诱导下从油包水转相为水包油，该转相可由CaO或NaOH诱导回转。CN-2与OTS-KH550/SiO₂协同稳定的乳状液性能更佳，抗温达250℃。纳米颗粒OTS-KH550/SiO₂的加入不会影响钻井液体系的可逆性能，且能显著地改善体系抗高温性能，使得体系在低油水比50∶50～60∶40、高密度1.8～2.1 g/cm³及高温180～200℃条件下均具有良好的流变性能和滤失性能。含油钻屑、油基滤饼均可通过CO₂鼓泡或HAc溶液浸泡很容易地被清洗。通过红外光谱分析和微观观察揭示机理为：在CO₂或HAc诱导下，乳化剂发生盐化，亲水...     

长庆气区储气库超低压储层水平井钻井液完井液技术

鄂尔多斯盆地长庆气区储气库选择在榆林气田的山西组山₂³储层实施,由于该气层经过长期开采和储层压裂改造,导致水平段目的层压力极低（压力系数0.4～0.6）,成为诱发水平井段发生钻井液压差漏失的地质因素;且采用筛管完井方式又要求钻井液完井液必须具有非常好的暂堵效果。针对上述技术难题,以室内预防井漏、储层保护研究为技术支撑,研制出了具有抑制性强、润滑性高、总固相少等特点的无土相复合盐低伤害暂堵钻井液完井液体系。现场应用两口井,其中Y37-2H完钻井深5 044 m,水平段长1 819 m,创长庆气田水平段Φ215.9 mm井眼的施工记录,Φ139.7 mm筛管一次性下到预定位置,并获得无阻流量100×10⁴ m³/d 的高产气流。应用效果表明：该体系较好地保护了山₂³储层,钻完井施工作业安全顺利。     

定向井井径扩大率计算模型及影响因素分析

井眼适度坍塌是缓解井壁稳定和储层保护矛盾的关键技术之一。根据弹性力学理论,建立了定向井井径扩大率计算模型,并分析了钻井液密度、井斜角和方位角对井径扩大率的影响规律。结果表明:对于任意井斜角、方位角的定向井而言,允许井壁适度坍塌,均可降低所需的钻井液密度;允许井径扩大一定程度的条件下,所需钻井液密度随井斜角增大呈增大趋势,但是随着钻井方位靠近水平最小地应力方位,此趋势逐渐改变为先减小后增大。通过该方法可得到任意井斜角、方位角井眼钻井液密度与井径扩大率的对应关系,根据钻井安全和储层保护的要求指导现场合理设计钻井液密度。     

青海柴达木盆地三高井钻井液技术

柴达木盆地的牛东、冷湖、扎哈泉和英西区块地层岩性复杂,有盐层、盐膏层、芒硝层、硬脆性泥岩、高压盐水层,以往钻井事故和复杂频发,盆地阿尔金山前带牛东鼻隆构造,受造山运动影响,整体地层倾角为60°~70°,地应力较高且存在高压盐水层,压力系数多变,裸眼井段井壁失稳现象时有发生。2013年至今,在柴达木盆地应用BH-WEI抗三高钻井液服务各类井20口,为做好各区块钻井液技术服务,施工前查阅相关资料,结合室内实验与现场试验,总结得出低活度、弱水化与强封堵、强抑制有利于井壁稳定的结论,已完成青海油田1字号重点风险预探井4口、第1口分支水平井和扎哈泉第1口水平井,最高使用钻井液密度为2.35 g/cm3,平均井径扩大率为4.67%,电测成功率为100%。其中应用井扎平1井是油田公司在扎哈泉致密油区块部署的第1口水平井;东坪区块仅在2013年采用威德福MEG钻井液完成1口四开水平井,因漏失严重且井下复杂提前完钻,而2013~2014年在该区块应用BH-WEI钻井液顺利完成水平井6口,实现零事故复杂;2014年初投产的坪1H-2-2和坪1H-2-1井,完井测试均为区块高产井,平均日产天然气50×104 m3/d。现场应用情况表明,抗三高钻井液体系配方简单,维护方便,具有良好的剪切稀释性,具备动塑比高、塑性黏度低等特性,环空压耗小,井眼清洁,具有良好的润滑防卡和防塌能力,可防止侏罗系深灰色泥岩垮塌及水平井定向托压及黏附卡钻,形成一套适合青海油田复杂区块探井、水平井钻井液工艺技术。      

委内瑞拉疏松砂岩水平井弱凝胶微泡钻井液

委内瑞拉东南部的奥里诺科重油带AYACUCHO区块MFM构造分区块油层具有油藏浅、压力低、孔隙度大和井温低等特点。该区块多为水平井，且井段较长，以往混油聚合物等常规水基钻井液在施工过程中经常发生上提拉力过大、下放遇阻、卡钻等事故复杂。针对常规水基钻井液的不足，自主研发了流型调节剂和发泡剂，形成了一套弱凝胶微泡钻井液配方，体系的密度在0.85~1.00 g·cm-3范围内可控，120℃老化后低剪切速率黏度保持40 000 mPa·s以上，有效解决了常规水基钻井液在施工过程中容易发生上提拉力过大、下放遇阻、易卡钻的难点。该体系在MFM-62井、MFM-65井进行了现场应用，水平段均一次性顺利钻完，无事故复杂，水平段钻进周期从12 d降至4 d，口井日产量达90 t，较邻井提高40%以上。      

超高温钻井液在杨税务潜山深井中的应用

华北油田杨税务区块奥陶系储层埋深普遍较深,一般在6000 m以上,地层岩性主要为灰岩、泥岩,井底最高温度预计在210～230℃。继低固相超高温钻井液技术在安探4X井成功应用后,由于该技术所用材料多为国外进口,室内再次研选抗高温处理剂、高温保护剂等关键处理剂,以国产材料替代进口材料,构建了抗230℃的低固相钻井液配方,同时高温滚动实验和高温流变性测试表明:体系具有良好的抗超高温性能,高温条件下的流变性能仍能有效满足携岩要求。目前该套钻井液体系在杨税务区块已经成功开展了7口井现场应用,保障了钻井施工的顺利进行,形成一套满足华北油田冀中区块深潜山地层的超高温钻井液技术。      

CB6D-P4古潜山水平井钻井液工艺

CB6D-P4井水平段为三靶点制,具有一定弧度的弓形轨迹。储集类型为裂缝型油气藏,由于储层受风化壳控制,风化壳附近裂缝十分发育,极易发生漏失。为满足水平井安全钻井、油气层保护和海洋环境保护的需要,直井段和斜井段采用改性天然高分子钻井液体系,潜山水平段采用聚合醇无固相钻井液体系。现场应用表明,用改性天然高分子钻井液钻进时井下安全,摩阻较小,井眼畅通,滑动钻进和电测无粘卡现象,钻井液性能满足了钻进和保护油气层要求。聚合醇无固相钻井液具有良好的携岩润滑性能,其低密度性能对预防和减缓古潜山漏失作用明显,并控制钻井液流量在15 L/s以上,满足了携岩和保护油气层要求,钻井过程中油气显示活跃,求产时用φ2 mm油嘴放喷,油压为10 MPa,日产液量达100 m3,含油量为80%。该井全井施工顺利,无复杂情况,满足了古潜山水平井施工要求。     

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。      

濮2-平1井钻井液技术

濮 2-平1调整水平井位于东濮凹陷中央隆起带北部濮城背斜南部濮53区块。该井完钻斜深为2879.80,垂深为2370.71 m,水平段长为380 m,总位移为629 m,最大井斜为92.7°。该井在长期注采连通性好的砂层中钻进,极易发生漏失、返水、井壁坍塌等复杂情况。濮2-平1井采用了聚合醇正电胶欠饱和盐水钻井液。现场应用表明,聚合醇正电胶欠饱和盐水钻井液体系具有抑制盐溶解能力和稳定井壁能力,悬浮携砂和抗污染能力强,泥饼质量好。井下摩阻低,钻井液性能稳定,油气层渗透率恢复性好等特点。配合使用随钻堵漏材料和实施工程技术措施,克服了盐水侵、泵排量小等不利因素,成功地防止了地层的漏失。聚合醇正电胶盐水钻井液可满足盐层区块的调整水平井、大斜度、大位移定向井的钻井施工。     

海上复杂易垮塌地层高性能油基钻井液研发与应用

南海西部北部湾盆地涠西南油田涠洲组地层受构造应力及地层高含硬脆性泥页岩影响,井壁失稳风险极高,传统油基钻井液在钻进涠二段过程中不断出现起钻困难、井壁失稳和固井质量差等诸多问题。在分析传统油基钻井液应用情况的基础上,通过对乳化剂、封堵剂以及提切剂等处理剂优选,研发了新型高油水比（95∶5）高性能油基钻井液体系,该钻井液具有良好的井壁稳定、封堵能力以及优异的ECD控制能力,抗劣质土污染可达15%,岩心被钻井液损害后渗透率恢复值在90%以上,返排压力为0.4 MPa,具有良好的储层保护能力,并可提高机械钻速和起下钻效率。现场应用结果表明,高性能油基钻井液钻进涠洲组二段地层时,钻井液流变性稳定,封堵性强,井眼清洁效果好,ECD值低,未发生井漏现象,井深2 500 m钻井周期为8.09 d,较前期开发井钻井周期降低48%,储层保护效果良好。为今后北部湾海域类似油田开发提供了良好借鉴。      

应用于中国页岩气水平井的高性能水基钻井液

目前中国页岩气水平井定向段及水平段钻井均使用油基钻井液,但油基岩屑处理费用昂贵,急需开发和应用一种具有环境保护特性的高性能水基钻井液体系。介绍了2种高性能水基钻井液体系的室内实验和现场试验效果。在长宁H9-4井水平段、长宁H9-3和长宁H9-5井定向至完井段试验了GOF高性能水基钻井液体系,该体系采用的是聚合物封堵抑制方案,完全采用水基润滑方式;在昭通区块YS108H4-2井水平段试验了高润强抑制性水基钻井液体系,该体系采用的是有机、无机盐复合防膨方案以及润滑剂与柴油复合润滑方式。现场应用表明,定向段机械钻速提高50%~75%,水平段机械钻速提高75%~100%。通过实验数据及现场使用情况,对比分析了2种体系的优劣,找出了他们各自存在的问题,并提出了改进的思路,为高性能水基钻井液的进一步完善提供一些经验。      

国外保护储层的油基钻井完井液新技术研究与应用

油基钻井完井液已成为钻高难度的高温深井、大斜度定向井、水平井、各种复杂井段和储层保护的重要手段。对国外保护储层的油基完井液新技术进行了研究,着重介绍了低固相高密度油包水乳化泥浆作为射孔液在挪威北海的成功应用,该体系用溴化钙和甲酸铯调节密度,用粗目碳酸钙作为架桥粒子,较好地控制了滤失量,降低了固相粒子对储层的伤害;同时介绍了低固相油基泥浆作为水平井完井液的研究及其在非洲西部和墨西哥湾地区的应用,其最大的特点是特别适合于钻敏感性储层,以及在页岩含量未知的探井中作为砾石充填液。最后对油基钻井完井液的滤失控制机理研究进行了介绍,认为小颗粒、乳化液滴和降滤失剂在降滤失时相辅相成。     

胜利油田保护储层的水平井钻、完井液技术

胜利油田的水平井钻、完井液开发应用已经有20余年历史,形成多项具有胜利特色的保护油气层的钻、完井液技术.从低密度钻井液、全油基钻井液完井液、保护低渗储层钻井液完井液、非渗透钻井液完井液和特殊的分支井钻井液完井液技术等5个方面进行了阐述.研究发现,在水平井钻、完井液技术中,最重要的是要保持钻井液具有强润滑性能、携岩性和储层保护性.在特强水敏性地层,需要采用全油基钻、完井液体系;在将来的水平井钻、完井液技术中,要特别注意采用全过程欠平衡钻井结合使用低(无)伤害体系;在储层钻进中建议使用专门的储层钻开液,以最大程度保护储层;钻完井后,需要实施高效解堵技术,特别是无伤害解堵技术(免酸洗和自解堵技术).实施以上技术可以建立有效的储层-油气井通道,实现油气产量最大化.