兴隆1井钻井液工艺技术

兴隆1井位于霸县凹陷，是渤海湾盆地冀中坳陷北部一个西断东超的箕状断陷，该井是高家堡地区的一口风。险探井，完钻井深为5500m。该地区地层以膏岩、膏泥岩、膏盐岩和含膏泥岩为主，地层胶结性较差，可塑性强，极易发生井漏、井塌、盐层卡钻等复杂事故。该井二开用高抑制性钻井液，三开用抗高温、抗污染高密度钻井液，四开用欠平衡钻井液。三开钻井液解决了该地区大井眼携岩、井壁稳定、膏盐层污染、电测和欠平衡保护油气层等钻井问题。现场应用表明，高抑制性钻井液确保了该井段井眼畅通，起下钻、电测完和下套管顺利；抗污染、抗高温、抗高密度钻井液利于井壁稳定，能抑制油页岩、泥页岩、膏泥岩互层引起的剥落掉块，满足了钻井施工的要求；欠平衡钻井液具有良好的保护井壁稳定的能力，较好地保护了油气层。     

针对盐膏层的钻井液体系室内研究与评价

针对在盐膏层钻进时经常出现严重的井壁失稳的问题,通过大量室内试验研究得出了一套适用于盐膏层的钻井液体系。该体系是由筛选出的抗盐、抗钙、抑制性性能很好的有机处理剂组成,辅以无机盐抑制剂(氯化钾、硅酸钠),利用其协同作用和化学反应作用来提高体系整体对盐、膏溶解及粘土分散膨胀的抑制性。试验证明,该体系具有良好的流变性和失水造壁性,能有效抑制盐、石膏的溶解和泥页岩分散、膨胀,并且有很强的抗盐侵、抗膏侵、抗钻屑污染能力,可以使体系在钻遇盐膏层时保持其稳定性能,而安全钻过该段。     

保护低压油气藏的钻井液技术研究

分析了花土沟油田油藏地质特征、岩性及储层物性,依据储层敏感性评价结果,确定了保护低压油气藏的钻井完井液技术对策及配方,即无固相甲酸盐钻井完井液、无(微)粘土相强抑制性聚合物钻井完井液和微泡沫钻井完井液.现场应用表明,3种钻井液性能稳定,对地层泥页岩水化分散和吸水膨胀的抑制能力强,提高了钻井速度,保护油气层效果好,满足了钻井施工要求,减少了井眼缩径卡钻等复杂情况.用这3种钻井液钻井与在同等条件下用两性离子聚合物钻井液钻井的产油量(3.83 t/d)相比,其产油量平均增加了0.26～1.74 t/d,经济效益明显.     

吐哈油田神泉8区块钻井液技术研究与应用

本文围绕吐哈油田神泉8区块钻井液技术研究与应用进行探讨。吐哈油田神泉8区块第三系存在大段盐膏层,缩径及盐溶易形成不规则井眼,泥岩易水化分散,造浆能力强,因钻井液抑制性不足导致复杂事故多发。为此开展室内研究,明确复杂事故机理,并优选出有机盐钻井液,其具有良好的抑制性与抗盐、抗钙能力,能充分降低井壁泥页岩和钻屑的水化分散,并有效抑制盐膏溶解。现场应用中大幅降低了复杂事故。     

塔河油田盐膏层钻井液技术

塔里木盆地石炭系盐膏层埋藏深，温度为110～130℃。钻井过程中，盐岩、软泥岩的塑性变形，硬石膏的吸水膨胀，高压低矿化度的盐水层对高密度钻井液的污染，盐岩、石膏的溶解使井径扩大，造成井壁垮塌；含膏盐泥页岩吸水膨胀和塑性变形．造成缩径和垮塌．易导致粘卡事故的发生。采用聚磺欠饱和盐水钻井液体系。经现场应用表明，聚磺欠饱和盐水钻井液性能稳定，抑制泥页岩水化分散能力强，携岩能力强，井壁稳定，井径扩大率低，流变性好，FCLS可有效控制钻井液的流变性；钻盐层前把聚磺钻井液转换为聚磺欠饱和盐水钻井液．控制Cl^-含量大于160000g／L，钻井液具有良好的抗盐性，有效抑制膏盐层的塑性流动和盐岩的溶解；该钻井液滤失量低，具有良好的造壁性能，能够有效防止井眼扩大；该钻井液体系钻井液排放量少，处理维护工艺简单，满足了塔河油田盐膏层钻井的要求。     

高温超压有机盐钻完井液抑制性研究

大斜度井段常含大段泥页岩,而泥页岩在钻进过程中易发生井壁失稳等复杂问题。本文针对目前较为先进的强抑制性钻完井液体系(有机盐钻完井液),从活度因素抑制性机理、离子交换晶格嵌入因素抑制性机理、双电层因素抑制性机理三个方面入手,通过大量的实验与数据分析,其结论为当有机盐在钻完井过程中,通过降低其水活度,拉紧粘土晶层、进一步压缩双电层,这样就实现了对粘土膨胀与分散作用产生的极强抑制,其抑制效果大大好于常规水基钻井液与完井液,这样就取得明显的应用效果。     

塔河油田S114超深井盐膏层钻井技术

塔河油田南缘盐体覆盖区石炭系巴楚组存在巨厚盐层．在钻井过程中，由于盐的溶解而造成井径扩大，盐膏层塑性变形造成缩径卡钻，含盐泥页岩的水化分散造成井壁不稳定，给钻井施工带来了很多难题。以S114超深探井盐膏层钻进施工为例，介绍了盐下超深井钻井工艺、安全钻穿盐膏层的主要技术措施。     

哈萨克斯坦SLK3井巨厚盐层钻井液技术

SLK3井位于哈萨克斯坦共和国阿特劳市东科尔占区块西部盐膏层最发育地区，是该地区第1口盐下预探井。该井高温高压井段盐膏层的溶解蠕变、吸水膨胀、坍塌掉块等易污染钻井液而导致井下复杂情况的发生。在SLK3井巨厚盐层井段使用了两性离子聚磺饱和盐水钻井液。应用结果表明，该钻井液性能稳定，抑制泥页岩水化分散能力强，携岩能力好，井壁稳定，在低滤失条件下，控制Cl^-1含量大于160g／L，克服了因盐膏层发育给钻井生产带来的难题，满足了钻井要求，摸索出了适合科尔占地区巨厚盐层钻井的配套综合技术，对今后开发该地区盐下油气资源具有重要意义。     

活性泥页岩快速钻井钻井液技术

为解决活性泥页岩水化分散而导致井眼缩径、井壁垮塌、钻头泥包、起下钻不畅、卡钻等井下复杂问题,以聚胺抑制剂和防泥包快钻剂为主要处理剂,研制出一套适宜于活性泥页岩钻井的快速钻井液体系。钻井液抗高温流变性能实验表明,钻井液能抗温150 ℃以上,通过钠膨润土造浆试验、岩心耐崩塌试验、钻屑滚动回收和泥岩黏附聚集试验,表明其抑制性能和润滑性能接近于油基钻井液,可解决强造浆活性泥岩钻井出现的钻井液黏切升高、流变性能恶化,能有效防止泥岩井壁失稳、钻屑分散、钻头泥包、泥岩黏附和聚结。钻井液体系抗污染性能好,且生物无毒,满足排放标准。在南堡17-×1511井的成功应用表明,该钻井液体系一定程度上有效解决了水敏性活性泥页岩安全快速钻进问题,可进一步推广。     

硅氟钻井液的研究与应用

为解决钻井施工中深部地层或复杂地层的井壁稳定、高温老化、抗盐抗钙和油层保护等技术问题，开展了以硅氟产品SF260、SFJ-1、SKHM为主剂的新型抗高温、抗盐，抗钙钻井液的研究．并对SF260和SFJ-1进行了综合评价及与同类处理剂的对比试验，针对盐膏层和泥页岩地层特点，优选出了硅氟聚磺钻井液配方。室内试验表明，SF260具有很好的抗高温、抗盐、抗钙的性能．降粘效果明显；SFJ-1能满足深井抗高温钻井施工要求，是一种良好的深井抗高温降滤失剂；SKHM具有良好的抑制泥页岩水化分散作用；硅氟钻井液转型较容易。现场应用表明，硅氟钻井液抗温能力强，流变性能稳定；具有良好的抑制性、膨润土容量限高，岩屑代表性强．保证了地质取全取准资料；具有良好的抑制防塌能力，缩短了钻井周期和油气层的浸泡时问，较好地保护了油气层，完井各项作业顺利。     

51/2”套管开窗侧钻井盐膏层钻井液技术研究

依据江汉油田侧钻井的要求和江汉油田的地层特点,针对江汉盆地存在大量的盐膏层,采用聚合物饱和盐水钻井液和聚合物饱和盐水乳化钻井液体系,使钻井液能够有效抑制泥页岩水化膨胀,保证井壁稳定,解决因井壁不稳定容易造成开窗侧钻小井眼垮塌、缩径、卡钻等复杂情况的发生,从而提高侧钻速度,降低钻井成本。     

MEG钻井液页岩抑制性研究

在钻井过程中,由于钻井液滤液的侵入,地层中的粘土矿物发生水化膨胀和水化分散作用,削弱了岩石的力学强度,致使井壁发生失稳。MEG钻井液是一种具有成膜作用的水基钻井液,对页岩具有较好的抑制作用。文中简单阐述了MEG钻井液页岩抑制性机理,分析研究了影响MEG钻井液页岩抑制性的因素,实验验证MEG钻井液的成膜作用。MEG钻井液主要是通过半透膜效应、封堵作用、渗透作用及去水化作用抑制页岩的水化分散和膨胀,当 钻井液中MEG浓度足够大时,MEG分子吸附在井壁岩石或钻屑表面上形成一层憎水膜,阻止钻井液滤液向地层或钻屑中渗透。研究表明,MEG浓度大于30％时,其抑制页岩的能力优于浓度为3％的KCl溶液;钻井液中MEG的加 量是影响钻井液抑制性的主要因素,并且钻井液中加入无机盐后,无机盐与MEG协同作用使MEG钻井液的页岩抑制能力提高;钻井液中MEG浓度越高,膜效率越好,MEG浓度大于50％时,页岩内水份渗出。

     

大港油田埕海二区钻井液技术研究

针对大港油田埕海二区沙一段大位移钻进过程中常出现的倒划眼、卡钻和井塌等复杂钻井问题,对该地层进行了黏土矿物分析和泥页岩理化性能实验,得出该井段中硬泥页岩地层微裂缝发育和易发生水化膨胀是导致井壁失稳问题的主要原因。根据井壁失稳机理,研制出一套高性能水基钻井液。评价实验结果表明,该体系抑制性强,能抑制岩屑分散及中硬泥页岩的水化膨胀,并能显著降低由钻井液侵入导致的对泥页岩强度的影响;具有较强的抗温(120℃)和抗污染能力。该体系总体性能与目前现场使用的国外一种高性能钻井液体系性能相当,能满足大位移钻井的需要。     

塔河油田星火1井深井盐膏层钻井技术

塔河油田南缘盐体覆盖区下第三系古-始新统库姆格列木群存在盐层,在钻井过程中,由于盐的溶解而造成井径扩大,盐膏层塑性变形造成缩径卡钻,含盐泥页岩的水化分散造成井壁不稳定,给钻井施工带来了很多难题。     

滨里海盆地巨厚盐膏层钻井液密度设计新方法

传统的盐膏层钻井液密度的设计方法是,根据井筒的液柱压力和盐岩的非线性粘弹性变形特点,分析不同液柱压力条件下井筒的缩径速率,然后根据现场安全钻井所允许的井眼缩径速率,确定合适的钻井液密度。在分析哈萨克斯坦滨里海盆地实钻井盐膏层钻井液密度的基础上,认为在钻进巨厚盐膏层时,只要控制井壁围岩的八面体剪应力,使盐岩不产生损伤扩容,即可保证盐层井段安全钻井。亦即给定盐岩井壁八面体剪应力处于扩容损伤边界值,就可以计算得到保持井壁稳定的钻井液密度安全窗口。3口井盐膏层钻井液密度的设计结果表明,利用该方法设计的钻井液密度完全可以满足现场安全钻井的要求。     

XC气田须五段气藏水平井井壁稳定性分析

XC气田须五段气藏属典型非常规致密气藏,砂岩、泥页岩均为储层,且频繁互层,水平井钻井面临泥页岩井壁水化失稳问题。根据水化后井壁变弹性参数的物理模型,结合数学物理公式推导、计算软件编制,形成了一套考虑泥页岩地层遇钻井液水化影响的井壁应力计算方法;通过岩心室内实验标定,研究了XC气田须五段气藏岩石力学参数特征、井壁岩石水化规律、泥页岩力学参数水化规律,及水化过程井壁稳定性特征。结果显示,水化性泥页岩地层存在水化初期高坍塌压力现象,随着水化时间的增加,井壁稳定性并未进一步恶化;对于该类地层,在钻井设计与施工中,需正确认识和处理水化初期的高坍塌压力现象,而并不一定要使用过高的钻井液密度。     

复合阳离子钻井液体系的研究和应用

在室内进行了不同阳离子比例对钻井液性能、页岩抑制性及对粘土吸附能力和离子交换能力影响的试验，结果表明：在比例合适的条件下，由K^＋、Ca^2＋、Al^3＋等阳离子组成的复合阳离子钻井液体系具有强抑制性、低粘切和粗分散特性。现场应用表明，复合阳离子钻井液体系能很好地解决中原油田黄河南硬脆性泥页岩水化分散和膨胀引起的井壁失稳问题及南方海相地层盐膏层污染钻井液、流变性难控制的问题。     

强抑制性钻井完井液研究与应用

胜利油田郑408区块储层埋藏浅,胶结疏松,粘土含量为0.3%-13.2%,粘土矿物以易分散运移的高岭石敏现象,针对该地层特点,在大量室内实验的基础上,通过使用黑色正电胶和复合无机盐抑制剂,研制了适合强水敏性储层的水基钻井完井液体系,并将pH值控制在7.0-8.5之间,室内评价结果表明,该体系具有很强的抑制包被能力,能有效防止粘土水化膨胀和造成高岭石分散运移,钻井液各种处理剂之间有较好的相容性,滤液与储层内流体有很好的相容性,保护油气层效果与油基钻井液相当;能抑制钻屑分散,有利于发挥固控设备效率和提高钻井速度,具有良好的携岩性,润滑性能,防塌抑制性和造壁性能,摩擦系数小于0.05;可抗130℃的高温,在郑408区块用强抑制性水基钻井完井液代替油基钻井液用于强水敏储层钻进后,保护了油气层,提高了原油采收率,降低了成本,缩短了钻井周期,而且对环境无污染。     

新型抑制剂AC-34的研究与应用

用水基钻井液钻泥页岩地层时,由于泥页岩中粘土矿物具有较强的水化分散作用,造成井眼膨胀、缩径及井壁坍塌等井下复杂事故。为此研制了一种泥页岩水化反应活性低、价格便宜、无环境污染及适应性强的钻井液抑制剂AC-34。该剂是由淀粉经水解、缩聚,与Al~(3-)络合而成的一种络合物抑制剂。现场实验表明,AC-34抑制性强,配伍性好,钻进液流变性易调,钻进过程中井壁稳定,井眼规则,井下正常,满足了钻井施工的要求,取得了较好的经济效益。     

迪那11井超高密度钻井液技术

迪那11井是继迪那－1井钻遇超高压盐水层卡钻报废后，新布的一口预探井。迪那11井在三开的大段纯膏岩，盐岩和膏泥岩地层中设计使用密度为2．40－2．50g/cm^3的钻井液，压死超高压盐水层，然后用1．80g/cm^3左右的钻井液钻开目的层，钻至井深6050m裸眼完井。现场应用结果表明，高密度钻井液能平衡和抑制地层的蠕变，在钻进875m厚的纯石膏、盐岩、泥膏岩和泥岩时，没有发生阻卡现象，未排放过1次钻进液，钻井液性能稳定，电测、下套管和固井施工。