董7井井壁稳定钻井液技术

通过探讨钻井液抑制机理和封堵机理,优选了抑制剂和封堵剂,研发了铝胺抑制防塌钻井液体系,该体系抑制性好,封堵性强,在董7井进行了现场应用。通过采用合理密度支撑-"多元协同"抑制-物化封堵防塌技术,解决了上部地层泥页岩易水化分散及侏罗系地层井壁失稳的难题,顺利穿过高压盐水层,完成了钻探目的和地质任务,为该区块其它井的施工提供了有力的技术保障。表8参10     

准噶尔盆地中部4区块侏罗系井壁稳定钻井液技术

通过分析准噶尔盆地中部4区块侏罗系地应力状况、地层理化性能、实钻井钻井液应用情况,明确了井壁失稳机理,提出了稳定井壁的钻井液优选思路,据此研发了铝胺抑制防塌钻井液体系,该体系抑制性及封堵性强,抗盐性能好;体系在董7井和董8井进行了现场应用,辅助相应的钻井液现场维护处理工艺,满足了钻井施工的要求,解决了侏罗系煤层失稳及地应力失稳的难题,井身质量显著提高。     

钱1井硬脆性地层井壁失稳机理及钻井液技术

钱1井位于准噶尔盆地东部区块,施工中井壁失稳严重。通过对地质构造,地层理化性能及电镜扫描、施工用钻井液体系分析,明确了井壁失稳机理;采用优选的胺基硅醇和双膜承压剂,研发了胺基硅醇防塌钻井液体系替代现有的铝胺强抑制防塌钻井液,该体系不仅保持原铝胺强抑制防塌钻井液体系的强效抑制性,还提高了钻井液体系的封堵性能。     

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。     

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。     

沙12井钻井液技术及复杂情况处理

沙12井是位于准噶尔盆地中拐凸起东斜坡的一口重点探井,设计井深5 450 m。该井地质构造复杂,钻遇地层多。上部地层存在大段水敏性泥岩,易造成起下钻阻卡;侏罗系发育超压,应力性垮塌及硬脆性垮塌严重;三叠系及二叠系断层发育,地层破碎,施工中易垮塌。通过使用胺基成膜防塌钻井液体系,配合相应的现场维护处理工艺和井壁稳定措施,满足了工程施工的要求。     

柯193井井壁稳定钻井液技术应用研究

吐哈盆地柯柯亚区块位于山前构造带,侏罗系中下部地层泥页岩水敏性强、煤层发育,钻井过程中易发生井壁失稳造成的划眼、卡钻复杂事故。通过井壁失稳机理研究并结合多元协同防塌理论,引入有机硅醇、纳米聚合物等新型防塌剂,对常规钻井液体系进行配方优化和性能改造,形成满足柯193井井壁稳定要求的钻井液技术。现场应用表明,钻井液配方抗温能力强、井壁稳定效果好,减少了复杂事故发生,具有良好应用前景。     

英2井井壁稳定钻井液技术

针对英2井不同井段地层岩性特征,优选铝胺封堵防塌钻井液体系,采用合理密度支撑-多元协同抑制-双重封堵防塌技术,配合相应的现场施工工艺,解决了泥页岩水敏性强、长裸眼段井壁失稳、煤层坍塌及石炭系塌漏并存的难题。该井钻探施工顺利。     

SHBP-1超深井三开长裸眼钻井液技术

针对SHBP-1井在钻井过程中可能出现的井壁失稳及漏失等复杂问题,对其原因及技术难点进行分析,提出了该井的井壁稳定、防漏堵漏技术思路,选用强抑制强封堵防塌钻井液体系,以满足地层特性对钻井液抑制性、降失水及封堵的要求,筛选了复合抑制剂KCl+SMJA、镶嵌成膜防塌剂SMNA-1、纳米封堵剂SMNF-1,以进一步提高钻井液的抑制性、封堵性及防塌性能,降低高温高压滤失量。经现场应用表明,优化后的强抑制强封堵防塌钻井液流型易于控制,维持井浆中0.5% SMJA、3% KCl、2.5% SMNA-1,保障了钻井液有强的抑制防塌性;在易漏地层使用了纳米封堵剂2% SMNF-1、超细碳酸钙等随钻堵漏材料,避免了井漏的发生,顺利完成了该井的施工,三开井段扩大率仅为3.49%。该套钻井液技术顺利解决了SHBP-1井三开的井眼失稳及井漏问题,为后续类似井的钻井提供借鉴。     

SHBP-1超深井三开长裸眼钻井液技术

针对SHBP-1井在钻井过程中可能出现的井壁失稳及漏失等复杂问题,对其原因及技术难点进行分析,提出了该井的井壁稳定、防漏堵漏技术思路,选用强抑制强封堵防塌钻井液体系,以满足地层特性对钻井液抑制性、降失水及封堵的要求,筛选了复合抑制剂KCl+SMJA、镶嵌成膜防塌剂SMNA-1、纳米封堵剂SMNF-1,以进一步提高钻井液的抑制性、封堵性及防塌性能,降低高温高压滤失量。经现场应用表明,优化后的强抑制强封堵防塌钻井液流型易于控制,维持井浆中0.5% SMJA、3% KCl、2.5% SMNA-1,保障了钻井液有强的抑制防塌性;在易漏地层使用了纳米封堵剂2% SMNF-1、超细碳酸钙等随钻堵漏材料,避免了井漏的发生,顺利完成了该井的施工,三开井段扩大率仅为3.49%。该套钻井液技术顺利解决了SHBP-1井三开的井眼失稳及井漏问题,为后续类似井的钻井提供借鉴。      

南海西江油田古近系泥页岩地层防塌钻井液技术

为了解决南海西江油田古近系泥页岩地层钻井过程中出现的井下掉块和阻卡等问题,进行了防塌钻井液技术研究。通过地层矿物组分、理化特性和力学参数分析,明确了古近系泥页岩地层井眼失稳机理;建立了维持井壁稳定的钻井液密度与岩石黏聚力关系图版,确定了保持井壁稳定的最低岩石黏聚力;为提高泥页岩经钻井液浸泡后的强度,优选了抑制剂和封堵剂并确定了其加量,得到了新防塌钻井液配方。研究发现,钻井液滤液进入地层引起泥页岩强度降低,是该油田古近系泥页岩地层井眼失稳的主要原因;在KCl–聚合物钻井液中加入2.0%聚铵盐、0.5%纳米二氧化硅和3.0%碳酸钙配成的新防塌钻井液,泥页岩岩样在其中浸泡10 d后黏聚力可达8.8 MPa,满足预计工期内岩石内聚力大于8.7 MPa的要求。研究认为,新防塌钻井液具有较好的抑制性、封堵性和良好的防塌效果,能有效减小井径扩大率,从而解决南海西江油田古近系泥页岩地层钻井中出现的井眼失稳问题。      

大牛地气田新型防塌钻井液研究及应用

鄂尔多斯盆地大牛地气田石千峰组和石盒子组地层在钻进过程中易出现井壁垮塌,并引起其他井下复杂情况,经常造成钻井无法顺利进行。为此,在该气田原来钻井液配方的基础上,将研制的新型防塌封堵剂PAS-5与阳离子沥青粉YK-H复配作为封堵剂,引入凝胶型携岩剂,并增大了抗高温降滤失剂的加量,配制了新型防塌钻井液。室内试验表明,该钻井液性能优良,流变性、抗温性和抑制性均较好,滚动回收率均大于96.0%,封堵率可达91.3%。新型防塌钻井液在大牛地气田4口井进行了现场应用,钻井过程中均未出现井下复杂情况,井径扩大率均小于6.00%,目的层平均机械钻速明显提高,实现了安全、优质及快速钻井。应用结果表明,新型防塌钻井液能够有效解决大牛地气田石千峰组和石盒子组地层井壁失稳问题。      

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。     

甲酸盐聚合醇钻井液在WZ油田储层段应用的研究分析

南海WX勘查区涠二段与流二段地层属于易坍塌地层,井壁容易失稳垮塌,为保证在该区域安全高效地钻井和高收益地开发,所用钻井液体系必须同时解决储层保护和井壁坍塌问题。该文首先对该区域曾经所用钻井液体系进行了分析总结,然后对甲酸盐和聚合醇的防塌抑制性以及二者的协同效应进行了理论分析与实验研究。研究表明:甲酸盐聚合醇钻井液体系具有良好的防塌抑制性和润滑减阻效果,并且固相含量低,有利于储层保护,尽管价格昂贵,但是通过回收加以再利用可以在一定程度上解除这一不利因素对其使用的限制,钻井与综合的经济效益优异。推荐在WZ油田储层段开发钻井中采用甲酸盐聚合醇钻井液体系。     

大安地区井壁稳定机理与硅醇成膜防塌钻井液技术

吉林油田大安地区大208区块青山口组地层为大段硬脆性泥页岩,矿物组分以伊利石和伊/蒙间层矿物为主,钻井过程中极易产生剥落掉块和井壁坍塌,导致划眼和起钻遇卡等复杂情况.以往在该区块施工主要采用硅铵聚合物钻井液,钻至青山口组掉块严重,完钻起钻遇卡,下钻遇阻划眼,测井一次成功率很低,延误了钻井、完井周期,造成了一定的经济损失.为了有效解决这一困扰钻井生产的技术难题,首先针对该地层岩样进行了井壁失稳的机理研究,确定了相应的稳定井壁的钻井液防塌技术对策,并在室内实验基础上选用了强抑制性硅醇成膜防塌钻井液体系.现场试验表明,强抑制性硅醇成膜防塌剂与其他处理剂配伍性好,钻井液性能稳定,具有良好的抑制性和流变性,现场维护处理简单.该体系的推广应用,有效解决了该区块井壁稳定问题,提高了钻井速度,能够满足该地区的钻井施工.     

聚合醇硅基防塌钻井液在王101井的应用

王101井是大港油田小集区块王27断块下降盘官106井断鼻高部位构造上的一口评价井,完钻井深3773m.大港油田沙河街组大段泥岩、泥质粉砂岩和生物灰岩易造成井壁坍塌、划眼、井漏;孔店组石膏层易污染钻井液,泥页岩吸水膨胀,导致粘度和切力增大、流动性变差、产生剥落掉块,钻井过程中易发生井壁坍塌等事故.针对不同的地层特点,采取相应的施工方案.即一开采用膨润土浆钻至井深103 m;二开采用聚合物钻井液钻至井深1743 m;三开地层复杂,在1743～2733 m井段采用硅基防塌钻井液,2733～3774 m井段采用聚合醇硅基防塌钻井液.钻至井深2837 m,进入油层时,在聚合醇硅基防塌钻井液中加入0.25%单封、1%细目碳酸钙、0.25%酚醛树脂、0.5%润滑防塌剂.现场应用表明,聚合醇硅基防塌钻井液润滑、防卡效果好,抗岩屑污染能力强,流变性能好,阻止了泥页岩水化分散,井壁稳定,井眼规则,井径扩大率为4.16%.该钻井液体系保证了王101井钻井施工的顺利进行.     

伊拉克东巴油田Tanuma组泥页岩高效防塌钻井液技术

伊拉克东巴油田South-2区块采用水平井开发Khasib组储层,但该区块首口以Khasib组为目的层的水平井在钻井过程中,因Tanuma组泥页岩多次发生坍塌卡钻,导致井眼报废。研究Tanuma组矿物组成、孔缝发育情况和水化膨胀特性发现,该组泥页岩具有黏土矿物含量高、水敏性较强、宏观层理发育明显、微观孔缝发育度高和水化膨胀速率快等特点,导致钻井过程中因黏土矿物快速水化膨胀而发生井眼失稳问题。基于此,通过室内试验,优选了封堵剂N-Seal及抑制剂U-HIB,对氯化钾聚磺钻井液的配方进行了优化,形成了高效防塌钻井液。室内试验发现,高效防塌钻井液具有良好的流变性、较强的封堵和抑制能力,能够满足Tanuma组泥页岩井段高效封堵的要求。该防塌钻井液在South-2区块3口水平井进行了现场试验,均成功钻穿Tanuma组泥页岩层段,顺利钻至设计井深,未出现坍塌掉块等井眼失稳问题。室内研究与现场试验结果表明,高效防塌钻井液能够有效解决Tanuma组泥页岩坍塌的技术难题,为实现Khasib组储层的有效开发提供技术支撑。      

松科一井长裸眼防塌钻井液技术

松科一井是为研究“白垩纪地球表层系统重大地质事件与温室气候变化”而进行的科学钻探井,该井地层主要为松散的流沙层、松软泥岩、水敏性泥岩和砂岩互层。对钻井液的抑制性、黏结性和降滤失性进行了研究,并对相应处理剂的作用机理进行了分析,得到DFD+LG+Na-CMC钻井液配方体系。为了直观地测试评价所配钻井液护壁能力的强弱,模拟井内情况,设计加工了井壁稳定模拟测试仪,通过实验得出在不同钻井液护壁作用下,井壁发生坍塌的破坏压力,从而测试出各种钻井液的防塌护壁能力。现场应用表明,该钻井液体系具有很好的抑制性和黏结性等防塌护壁性能,井壁在长期裸眼取心作业情况下,仅靠该钻井液进行护壁即可维持长裸眼钻进到完钻,井壁从没发生缩径或坍塌,从而保证了整个工程顺利、安全地进行,同时还避免下套管护壁,节约了工程成本。     

顺北蓬1井444.5 mm长裸眼井筒强化钻井液技术

针对顺北蓬1井二开444.5 mm长裸眼井段钻遇的三叠系泥岩地层易水化膨胀和井眼失稳,二叠系巨厚火成岩地层裂缝孔隙发育、易发生掉块垮塌和井漏等问题,研究了井筒强化钻井液技术。在分析三叠系地层井眼失稳机理及二叠系地层井漏原因的基础上,制定了防塌防漏技术对策,优选了抑制剂SMJA-1、防塌剂SMNA-1和封堵剂SMGF-1等关键处理剂,构建了强抑制强封堵钻井液体系。现场应用显示,二开钻进期间,钻井液性能稳定,泥岩钻屑棱角分明、完整度高;裸眼段井眼稳定,起下钻顺畅;钻井时间逾90 d,平均井径扩大率仅4.7%。应用效果表明,以强抑制强封堵钻井液及配套施工工艺为核心的井筒强化钻井液技术,能有效解决顺北蓬1井三叠系地层井眼失稳与二叠系地层井漏的问题,并可为后续顺北区块类似井的钻井提供借鉴。      

防塌与保护气层的钻井液技术

利用X-射线衍射、电镜扫描、岩心流动、表面张力测定等试验，对胜利油田孤北区块中生界及上古生界易塌地层的矿物组构、理化性能以及气层损害主要机理进行了分析。在分析易塌地层井眼失稳与气层损害机理的基础上，依据化学力学耦合井眼稳定理论，针对易塌地层特点，确定了“强化封固井壁-强化抑制降高温高压滤失-合理密度力学支撑井壁合理的钻井水力参数”钻井液协同防塌技术。利用优选的高效防塌剂和新研制的气层专用保护剂，开发出了一套防塌与保护气层的钻井完井液体系，并进行了2口井的现场试验。2口试验井均未发生井下复杂情况，与邻井相比，井眼稳定性明显提高，气层保护效果较好，钻井液维护处理较简单，基本形成了一套与地层匹配、防塌、气层保护效果较好的钻井完井液技术。