塔河油田深水平井钻井液技术

介绍了正电胶聚合物混油钻井液体系和聚磺混油钻井液体系的基本配方、维护措施及在塔河油田6口水平井的现场应用情况，指出正电胶聚合物混油钻井液的抗温性较差，维护处理困难，但携岩能力强；聚磺混油钻井液体系的性能稳定、维护方便，值得推广应用。     

聚合物(聚磺)钻井液在塔河油田的应用

塔河油田是中国近年发展最快的油田，油气显示主要在三叠系、石炭系和奥陶系，埋深在4200－6500m，其中主力油层奥陶系一般埋深在5550m左右。存在的主要问题是：表层易垮塌；二开井段泥岩易吸水膨胀、地层微裂缝发育、渗漏严重，易在井壁形成较厚的滤饼，地层可钻性好，进尺快，维护处理频繁，在钻进中加足降失水剂、包被抑制剂和单向压力封闭剂，坚持短程起下钻间隔时间不超过24h；三开井段主要是石炭系防塌和防盐水侵，在钻进中除加足降失水剂、防塌剂外，还应控制泵排量等综合措施。四开钻遇主力油层，地层稳定，岩性为碳酸盐岩，压力低，油层易漏易喷。     

介绍几种新型钻井液体系

1 水平井钻井液体系在水平井钻进过程中 ,若钻井液的动态携砂能力不足 ,悬浮效果差 ,钻屑容易向井壁的低边下沉 ,形成较严重的岩屑床 ,必然导致钻进过程中 ,钻具的扭矩过大 ,摩阻增加 ,甚至发生卡钻等井下复杂情况。水平井钻井液是由提粘切剂、降虑失剂和具有暂堵作用的特殊粒子组成的一种无粘土相新型聚合物弱凝胶体系。该体系具有很高的动塑比 ,有利于动态携砂清洁井眼 ,特别是在井壁附近低剪切状态下形成的高粘弹性区域 ,其粘度高达 5 0 0 0 0～ 10 0 0 0 0ｍＰａ·ｓ ,具有很好的动态悬砂能力。在停泵状态下 ,该体系的净切力恢复迅速没…     

高钙盐钻井液体系的研究与应用

针对塔河油田第三系地层易缩径、阻卡，三叠系、石炭系地层井壁易坍塌扩径的特点，优选了高钙盐钻井液体系。现场应用表明，该钻井液体系具有极强的抑制性和防塌能力。可有效解决浅层泥岩吸水缩径、砂岩段厚泥饼缩径和深部(三叠系、石炭系)泥页岩剥蚀掉块垮塌等问题，试验井三叠系、石炭系平均井径扩大率小于6％，完井电测及下套管固井等作业顺利。且该体系在同样地层钻进中的密度低于常规钻井液体系，有利于油气层保护。     

聚合醇饱和盐水钻井液体系室内研究

聚合醇饱和盐水钻井液体系是一种适用于易垮塌、缩径,易漏易喷的大段盐膏层钻井和压力系数高的地层钻井的体系.该体系的主处理剂为聚合醇CFH-2、强封堵剂和抗高温抗盐降滤失剂OCl-PT等,采用密度为5.0 g/cm3的高密度铁矿粉或铁矿粉与重晶石的复配物(复配比例为3∶1)加重.聚合醇CFH-2具有可生物降解性,既能提高体系的抑制性、润滑性及储层保护性能,又可满足环保要求;抗高温降滤失剂OCl-PT能有效地降低饱和盐水体系在高密度(2.32 g/cm3)下的高温高压(130 ℃)滤失量(小于8 mL).聚合醇饱和盐水钻井液具有良好的抑制性、润滑性和储层保护效果,可有效抑制粘土矿物的水化分散,防止盐岩层的溶解,解决大段盐膏层、盐岩层易缩径、垮塌的问题;具有较好的失水造壁性、热稳定性以及悬浮稳定性,抗粘土侵和Ca2 污染的能力强.     

多元醇钻井液在塔河油田的应用

分析了多元醇钻井液的防塌机理,介绍了该钻井液抗温抗盐性能配伍性的室内试验情况。在塔河油田多口井的现场应用表明,该钻井液有效地解决了塔河油田三叠系、石炭系地层井眼严重扩径问题,缩短了钻井周期,经济效益显著。     

北塘36-1-1井钻井液技术

北塘36-1-1井是胜利油田在北塘凹陷BT36-1-1构造高点上打的一口预探井,井深4000m,地层十分复杂。该井在2000m以上井段采用低密度、低粘度、低切力的钻井液技术;在2000—2851m井段采用XC生物聚合物提高钻井液的携岩能力和造壁性能;在2851m以下井段严格控制钻井液的高温高压滤失量小于20mL。结果表明,不同井段的钻井液配方及现场维护处理措施满足了北塘36-1-1井钻井施工的要求。     

抗260℃超高温水基钻井液体系

通过引入抗高温降滤失剂MP488、高温流型调节剂CGW-6,使超高温钻井液流变性得到控制,通过采用抗盐高温高压降滤失剂HTASP-C,使超高温钻井液高温高压滤失量得到有效控制,形成了抗温达260℃、密度为2.35g/cm3的淡水钻井液配方,并对其进行了抗温机理分析和性能评价。结果表明,该淡水钻井液抗Na Cl污染可达饱和,页岩滚动回收率达94.1%,抗钻屑、膨润土污染能力强,具有良好的沉降稳定性,在密度为2.0~2.5 g/cm3时表现出较好的适应性,能够满足钻井液抗温260℃性能要求。     

超高温270℃水基钻井液体系研究

松辽盆地即将实施的大陆科探井松科2井井底温度可达260℃以上。采用室内合成的抗高温聚合物降滤失剂HR-1,改性腐植酸HS-1为主处理剂,与优选的沥青类高温封堵剂、高温稳定剂海泡石进行配伍性试验,形成了抗温270℃钻井液体系,并进行性能评价。结果表明,该钻井液具有较好的流变性和较低的滤失量,较强的抗钙土和抑制岩屑粉污染能力。钻井液高温稳定性好,270℃/96 h连续老化后滤失量小于5.0 m L。     

抗温270℃钻井液聚合物降滤失剂的研制

采用水溶液聚合引发体系,合成了抗高温聚合物降滤失剂HR-1。考察了基团比、单体摩尔比、体系p H、总单体用量、交联剂加量、引发剂加量等条件对HR-1性能的影响;并在淡水基浆和水基钻井液中对HR-1的性能进行了评价。采用FTIR,TG,DTG等方法对HR-1进行表征。综合考虑最优合成条件为:基团比为6∶4,单体摩尔比为10∶5,p H8,总单体用量(w)保持在60%~67%,交联剂加量(w)固定在7.0%~8.5%,引发剂加量(w)为0.3%~0.7%。实验结果表明,HR-1表现出良好的热稳定性和降滤失能力,抗温达270℃,在淡水基浆中HR-1加量为2.0%(w)时,中压滤失量(FL)由46.0 m L降至7.6 m L;抗温270℃钻井液体系高温稳定性好,流变性易于控制,FL小于4.0 m L,高温高压滤失量小于13.0m L。表征结果显示,反应单体发生了接枝共聚反应,并具有较强的热稳定性。     

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。     

车西地区富台油田钻井液技术

车西地区富台油田水矿化度高和上部地层成岩性差．伊利石、蒙脱石含量高．遇水极易水化膨胀、分散，造浆严重，馆陶组砂层发育，流砂层较厚；下部地层泥页岩，层理发育，遇水极易水化膨胀．坍塌掉块．容易发生井塌、气侵、泥页岩缩经、井漏等，引起卡钻、长井段划眼等复杂情况。在不同井段采取了不同的钻井液和相应的维护处理措施。在钻进过程中维护聚合物含量，同时用烧碱水维护。pH值在9以上，以保证钻井液较强的抑制性和稳定性；坚持使用四级净化。降低钻井液内的钻屑及总固相含量；沙二、沙三段出现剥蚀掉块现象时，采用综合防塌，维护良好的钻井液性能．动塑比保持在0．5～0．8。现场应用结果表明，采用的钻井液具有良好的悬浮携带、护壁防塌、润滑防卡能力，满足了钻井施工的需要。     

中原油田大斜度定向井钻井液技术

针对所钻的大斜度定向井多为双靶或多靶定向井．具有井斜大、水平位移长、靶心半径小、地质结构复杂、井下温度高的特点，采用了聚磺混油钻井液和聚合醇钻井液，并在钻井液体系中加入了性能良好的润滑剂或固体润滑剂，有效地降低钻井液摩阻，防止了井壁坍塌等井下复杂情况的出现；配合了相应的钻井工艺技术措施。现场应用表明，聚磺混油钻井液和聚合醇钻井液具有较强的润滑性、抑制性、稳定井壁能力和抗温抗污染能力，良好的流变性确保了较低的含砂量和固相含量，泥饼质量良好．大斜度段井眼清洁畅通．满足了大斜度定向井对钻井液性能的要求。     

正电胶聚合醇钻井液在临盘地区的应用

胜利油田在临盘油田发现了夏50等主力油区。该区块油层多厚度大。目的层为沙河街组沙三段油层。沙河街组泥岩厚度大于500m，泥岩中伊利石含量较高（68％），亚甲基蓝容量高，地层分散性和膨胀性较强，造成井壁坍塌、卡钻等复杂事故。开发出了MMH正电胶多元醇钻井液。该体系保持了MMH正电胶钻井液的优良特性，改善了润滑性能，解决了高温高压滤失问题。经现场应用表明，聚合醇与正电胶的协同作用，增强了对粘土的水化抑制能力和防塌性能，利于井壁稳定和油气层保护；该钻井液具有很强的抑制性、润滑防卡性、井壁稳定性，携带和悬浮固相颗粒能力强，并无毒、污染小，荧光灯直照无荧光显示，能满足探井和特殊井的施工要求。     

聚磺钾盐钻井液的现场应用

东濮凹陷兰聊断层下降盘毛岗构造、庆63断缝带等区块，从沙一下下部到沙二段有大段地层含有蒙脱石及较多的伊利石和伊蒙混层；沙三段为含伊利石的硬脆页岩，滤液易沿着层理面的微裂缝渗入，引起剥蚀垮塌。在这些区块的长期钻井实践中都依靠有机处理剂来稳定井壁，经常发生井壁掉块坍塌．导致井下复杂。聚磺钾盐体系具有比较经济、易于维护、防塌效果好的特点，尤其对储集层段有很好的防塌作用，因此配制出了适合深部地层易垮塌特点的保护油气层的聚磺钾盐钻井液体系。实际应用效果表明，该体系有效抑制了下部井眼的剥落垮塌，掉块很少，钻井顺利，提高了钻进速度和井身质量，平均井径扩大率约为8．3％，并保证了较高的渗透率恢复值。     

聚合醇钻井液技术在红台区块的研究与应用

针对吐哈油田红台区块泥岩易水化膨胀、剥落掉块及油层损害较严重的特点．优选出了抑制性强、润滑性好、油层保护效果好的聚合醇钻井液体系。评价了聚合醇的抑制性和润滑性．确定了聚合醇钻井液配方．分析了其油层保护效果。该钻井液在红台区块现场应用了3口井。3口应用井均未发生井下复杂情况．与同区块使用其它钻井液体系的井相比，在平均井深增加的情况下钻井周期缩短了23d；表皮系数均小于3，油层得到了较好的保护，表明该钻井液具有优良的抑制性能和良好的润滑性能．适合强水敏性地层的钻井．而且荧光级别低．不影响地质录井，特别适合探井的油层保护。     

保护油气层的防塌钻井液技术研究

保持井眼稳定和保护油气层不受损害涉及较多的工程环节,存在诸多影响因素,钻井液则是系统工程中的一个重要环节.钻井液是打开油气层的第一种工作液,其性能好坏不仅影响钻井施工的正常进行,而且直接影响油气层保护和油气产量.钻井液密度是钻井液的重要性能指标,直接关系到钻井压差的高低.如果按照钻井压差的大小则可把钻井液技术分为两大类,即正压差钻井液技术和负压差钻井液技术.从油气层保护的角度,分析了钻井液密度与井眼稳定和油气层保护的辩证关系,以及钻井液对油气层的损害机理和相应的保护措施,提出了多元协同防塌新原理,即在处理井眼不稳定现象时,除了要考虑钻井液的因素外,还要综合考虑地质、工程、水力学等方面的因素.重点介绍了目前国内外防塌与保护油气层的稀硅酸盐钻井液、有机盐钻井液、聚合醇(又称多元醇)钻井液和合成基钻井液等代表性钻井液新技术.     

用强抑制性钻井液体系钻巨厚泥岩地层

针对新疆准噶尔盆地莫北油田中生界白垩系吐谷鲁组（300-3850m)泥岩地层水化膨胀缩径严重，阻卡频繁，地层造浆性强，钻井液流变性控制困难。电测1次成功率低的问题，采用了甲酸盐钻井液和钾钙基钻井液体系，并配合相应的钻井工程技术措施。现场应用表明，这两种钻井液体系具有较强的抑制性，有效地减轻了泥岩地层的水化膨胀，明显减少了由膨胀缩径引起的井下复杂情况，井壁稳定。井径规则；控制了钻井液的流变性，减轻了泥岩地层的缩径阻卡，保证了裸眼完井作业的顺利实施，提高了电测1次成功率；通过强化钻井工程技术措施。缩短了钻井周期，提高了钻井时效，节约了钻井成本，实现了二开裸眼完井，提高了经济效益。     

多靶点、大斜度张28井钻井液技术

张28井是大斜度多靶点的定向探井,目的是为探明张店油田南38断块宽缓鼻状构造油气情况。该井斜深为3034.00 m、造斜点为1950.50 m、A靶点为2247.71 m、B靶点为2491.92 m、C靶点为2824.97 m、最大井斜为75°、井底位移为926.31 m。针对不同井段、井斜、地层及诸多工程不利因素影响情况,采取了不同的钻井液技术措施。井深1900-2122 m填井前的造斜井段到增斜井段,用聚合物润滑钻井液;井深1950-2175 m填井后重新定向,用正电胶聚合物钻井液;井深2175-2480 m增斜井段,用正电胶聚合物润滑钻井液;井深2480-3034 m稳斜井段,用正电胶聚合物润滑防塌钻井液。现场应用结果表明,正电肢聚合物润滑防塌钻井液与其它处理剂配伍性好,具有较强的抑制性、防塌性,携岩能力强、润滑性好,并能较好地保护油气层,满足了南阳油田张店地区复杂地层特殊井的施工要求。