超低渗透钻井液研究与应用

在水基钻井液中加入一定量的零滤失井眼稳定剂即可以形成超低渗透钻井液。室内在水基钻井液中加入一定量的零滤失井眼稳定剂后,对钻井液的API滤失量、砂床滤失量、岩心滤失量、岩心承压能力、裂缝封堵和储层渗透率恢复值进行了评价。结果表明,砂床滤失量不是时间平方根的函数,与API滤失量没有对应关系;超低渗透钻井液对不同孔隙的砂床、岩心和裂缝具有很好的封堵能力,甚至实现零滤失;通过增强内泥饼封堵强度可大幅度提高岩心承压能力;超低渗透钻井液能有效保护储层,2%加量时储层渗透率恢复值大于85%。     

几种超低渗透钻井液性能测试方法

在水基钻井液中加入一定量的零滤失井眼稳定剂可以形成超低渗透钻井液。介绍了几种超低渗透钻井液性能测试方法——可视式中压砂床降滤失评价测试方法、高温高压砂床降滤失测试方法、高温高压岩心降滤失测试方法及岩心承压能力测试方法。钻井液API降滤失与砂床降滤失试验表明，砂床滤失量不是时间平方根的函数。砂床滤失量与API滤失量没有对应关系。高温高压岩心滤失量或滤液进入岩心的深度可以用来说明钻井液降滤失性及对地层的封堵能力，钻井液的类型与性能对岩心承压能力具有重要的影响。超低渗透钻井液对不同孔隙的砂床、岩心和裂缝具有很好的封堵能力，可以实现近零滤失；并能增强内泥饼封堵强度，从而达到提高岩心承压能力、漏失压力和破裂压力梯度，扩大安全密度窗口的目的。     

超低渗透钻井液防漏堵漏技术研究与应用

在水基钻井液中加入一定量的零滤失井眼稳定剂可以形成超低渗透钻井液.介绍了超低渗透钻井液提高地层承压能力及防漏堵漏的机理.超低渗透钻井液对不同孔隙的砂岩、岩心和裂缝性地层具有很好的封堵能力,可以实现近零滤失;零滤失井眼稳定剂通过在井壁表面形成超低渗透膜及增强内泥饼封堵强度大幅度提高岩心承压能力.在大港油田和辽河油田多口井的现场应用中,超低渗透钻井液在长裸眼多压力层系或压力衰竭地层防止了漏失、卡钻和坍塌的发生,表明超低渗透钻井液能自适应封堵岩石表面较大范围的孔喉,在井壁岩石表面形成致密超低渗透封堵薄层,可有效封堵不同孔喉地层和微裂缝泥页岩地层.超低渗透钻井液封堵隔层承压能力强,能提高漏失压力和破裂压力梯度,相当于扩大了安全密度窗口.     

超低渗透钻井液提高地层承压能力机理研究

通过超低渗透钻井液高温高压条件下侵入岩石深度实验、侵入岩石深度实验后的岩心清除泥饼前后岩心承压能力实验、提高裂缝承压能力实验、钻井液中加入零滤失井眼稳定剂前后岩心滤失量随时间变化关系实验,以及超低渗透钻井液在滤液进入岩心浅层后封堵孔隙的电子显微照片分析可知,超低渗透钻井液提高地层承压能力机理是利用特殊聚合物处理剂,在井壁岩石表面浓集形成胶束,依靠聚合物胶束或胶粒界面吸力及其可变形性,封堵岩石表面较大范围的孔喉,在井壁岩石表面形成致密超低渗透封堵膜,有效封堵不同渗透性地层和微裂缝泥页岩地层.超低渗透钻井液在井壁表层能快速形成渗透率为零的封堵层,在井壁的外围形成保护层,钻井液及其滤液完全隔离不会渗透到地层深处,可实现接近零滤失.零滤失井眼稳定剂通过在井壁表面形成超低渗透膜及增强内泥饼封堵强度大幅度提高了岩心承压能力,这样在现场应用中就能提高漏失压力和破裂压力梯度,扩大安全密度窗口.     

超低渗透钻井液处理剂的研究及应用

针对美国环保钻井技术公司的无渗透钻井液降滤失剂FLC2000、井眼稳定剂LCP2000成本高的问题,室内开展了超低渗透钻井液处理剂的研究。采用化学共混的方法合成了DF-NIN-Ⅰ和DF-NIN-Ⅱ。评价其对钻井液流变性、API滤失量、润滑性、砂床滤失性及承压能力的影响。结果表明,DF-NIN-Ⅰ是一种具有增粘、成膜降滤失、润滑及提高泥饼承压能力等作用处理剂;DF-NIN-Ⅱ是一种对钻井液流变性、API滤失量、润滑性无影响,大幅提高泥饼承压能力的处理剂。这两种处理剂在江汉、河南、中原、辽河、青海等油田应用均表现出良好的流变性、成膜降滤失性、润滑性、井壁稳定性和储层保护性。     

CY-1无渗透钻井液处理剂的室内试验研究

为解决钻井过程中经常遇到的压差卡钻、钻井液漏失、井壁垮塌及地层严重损害等问题，保证安全、快速钻进的同时，节约钻井成本，提高油气产量，人们研究开发了一种提高地层承压能力的新型钻井液体系，其中零滤失井眼稳定剂和防漏堵漏零滤失井眼稳定剂是其两个关键处理剂。研制了一种提高地层承压能力的CY-1无渗透处理剂，并对其性能进行了室内试验研究及评价，结果表明，CY-1处理剂与国内外同类产品相比，能快速形成封堵膜，降低钻井液的滤失量，提高砂床和砂岩的承压能力，而且成本较低，效益显著。     

钻井液静态/动态滤失性评价装置与方法研究

文章针对现有钻井液滤失性能评价装置大多只能在静态条件下工作的特点,设计并制作了一套动态砂床滤失仪.通过对几种水基钻井液降滤失剂API滤失量及砂床滤失量的评价,分析了砂床滤失量与API滤失量之间的差别,并研究了砂砾粒径的选择对砂床滤失量的影响.利用自行设计的动态砂床滤失仪对基浆的动态砂床滤失量进行了评价.实验结果表明,砂砾的粒径对于砂床滤失量的影响很大;砂床滤失量与砂粒的粒径成正比关系,即砂粒粒径越小,滤失量越小;动态砂床试验的试验方法能够更加真实地反映钻井液在井下的滤失情况.     

超低渗透钻井液技术在小龙湾区块的应用

小龙湾区块位于辽河盆地东部凹陷中段黄沙坨构造小22、23区块.该区块馆陶组地层胶结疏松,成岩性差;沙河街组泥岩地层水化分散能力强,易坍塌;沙一、沙二段以及沙三段上部地层多为砂层,渗透性较好.根据以上地层特点及其对钻井液性能的要求,确定选择超低渗透钻井液完井液.室内实验研究了该体系的2个关键产品--超低渗透井眼稳定剂JYW-1和防漏堵漏超低渗透井眼稳定剂JYW-2对钻井液性能的影响.结果表明,JYW-1和JYW-2对不同孔隙的砂床、岩心和裂缝具有很好的封堵能力,可有效防漏堵漏,有效保护储层;超低渗透钻井液通过增强内泥饼封堵强度,大幅度提高岩心承压能力,能提高漏失压力和破裂压力梯度.超低渗透钻井液在小龙湾地区5口井上进行了现场实验.应用结果表明:由于超低渗透钻井液滤失量小、封堵能力强,防漏承压能力突出,抑制性强,稳定性好,钻井液排放量减少50%,电测一次成功率在95%以上.证明该钻井液能较好解决以往钻长裸眼多套压力层系或压力衰竭地层时易发生的漏失、卡钻和坍塌技术难题,保护油气层,满足环保要求.     

超低渗透钻井液在H17油田的研究与应用

针对江苏油田花庄地区钻井过程中井壁不稳、钻井液滤失以及低压、低渗、强水敏性油藏容易伤害等情况,研究并应用了超低渗透钻井液。室内试验及现场应用表明,超低渗透钻井液具有很好的封堵能力,通过增强内滤饼封堵强度大幅度提高岩心承压能力,达到降低滤失和保护储层的目的。     

基于压力传递的钻井液纳米封堵剂研究与应用

针对南堡油田泥页岩地层孔隙尺寸为纳微米级,传统的微米级以上的固相颗粒难以实现有效封堵这一问题,选用纳米级钻井液封堵剂FT-3000、HLFD-1及环境友好型可变形聚合物封堵剂Green seal,在室内展开研究,评价其对高温高压滤失、砂盘滤失及泥饼承压能力的影响,并针对南堡油田所选岩心进行孔隙/裂缝封堵前后渗透率变化情况、压力传递及膜效率测试分析。结果表明用Green seal作封堵剂的钻井液,高温高压滤失量为17 mL,砂盘滤失量为13.8 mL,均为最小值,且其能有效提高泥饼承压能力至大于8 MPa,孔隙/裂缝封堵前后渗透率分析显示其封堵效果最佳,有效减缓了压力传递,膜效率为0.099 0,最大。该封堵剂在NP36-3652和NP36-3701井进行了应用,应用井井壁稳定、井径规则、渗透率恢复值高、滤液侵入量低,实现了泥页岩地层井壁稳定、储层保护的多重目的。      

一种强吸附疏水改性纳米SiO2封堵剂

钻井过程中钻遇稳定性较差的地层和承压能力较弱的地层时,经常出现井壁失稳和井下漏失等问题,为此开展了新型纳米封堵剂的研究与评价。合成了强吸附疏水纳米封堵剂,对其粒度分布、吸附性、润湿性和砂床封堵性能进行了测试。测试结果表明,该封堵剂粒度分布在100～150 nm,吸附性强,高温下能够将页岩表面水的润湿接触角增大到80.7°;加量为2.5%时,实验浆的砂床滤失量降低到5.0 mL;对钻井液流变性影响较小,API滤失量从4.4 mL降低到1.0 mL,高温高压滤失量从16.2 mL降低到6.2 mL;加量超过3.0 %时,渗透率降低到2.81 μD;PPA封堵率测试表明,该封堵剂能在陶瓷过滤盘内部形成封堵,钻井液的滤失速率降低到0.45 mL/min1/2,瞬时滤失量降低到2.58 mL。研究表明,强吸附疏水纳米封堵剂能够提高钻井液的封堵能力,降低钻井液对地层的侵入量,对保护井壁稳定有较好的作用。      

成膜剂HN-1研制及其在钻井液中的应用

在复杂地区石油勘探开发过程中,井壁失稳和储层伤害已成为国际性技术难题。钻井液中的水相进入井壁地层和油气储层是造成井壁失稳和储层损害的主要原因,为了阻止钻井液中的水相进入井壁地层和油气储层,近年来国内外学者提出了超低渗透钻井液技术,其中成膜剂是超低渗透钻井液的关键处理剂。着重介绍为恩平24-2油田所研制的一种不影响钻井液其他性能并能降低钻井液滤失量的成膜剂HN-1以及由此而构建的恩平24-2油田超低渗透钻井液体系。同时,根据超低渗透钻井液性能测试方法,评价了其侵入砂床深度、高温高压砂床滤失量、岩心承压能力和储层保护能力。评价结果表明,HN-1成膜剂阻止了钻井液中固相和液相进入储层,降低了钻井液侵入砂床深度和钻井液高温高压砂床滤失量,提高了岩心承压能力和储层保护能力,为开发恩平24-2油田提供了有效保障。     

长裸眼随钻防漏封堵技术在跃满3-3 井的应用

跃满区块是塔里木油田公司近年来重点开发区块。该区块二开裸眼段长达5 500 m,钻遇多套地层,安全密度窗口仅为0.01~0.02 g/cm3。现场施工过程中,渗透性漏失与井壁失稳现象严重。采用常规聚磺钻井液施工,钻井液日消耗量高达100 m3,严重制约了聚磺钻井液在该区块的应用。为有效解决这些问题,针对跃满区块不同地层,优选出随钻堵漏剂、超细碳酸钙、纳米封堵剂等封堵材料。通过评价钻井液的高温高压滤失量、高温高压渗透失水、高温高压砂床滤失量、高温高压砂床渗透失水以及正反向岩心驱替等性能,得到针对该区块地质特点的强封堵配方,并在现有跃满3-3 井钻井液体系中复配使用。与邻井相比,该井钻井液密度提高0.02~0.04 g/cm3,且未发生明显漏失。该技术的应用,为解决跃满区块渗透性漏失、井壁失稳等技术难题提供了一种新方法。     

塔河南岸跃满区块三叠系防塌钻井液研究与应用

针对塔河南岸跃满区块三叠系井段井壁垮塌严重的问题,对井壁失稳机理及防塌钻井液体系研究。三叠系地层岩性为泥岩和砂泥岩,黏土矿物含量为28.6%,黏土矿物中伊蒙混层含量45%,岩石吸水后抗压强度下降,现场钻井液密度低于井壁坍塌压力当量密度,这些是井壁坍塌的主要内因。现场钻井液滤失量大、泥饼厚而韧性差,岩屑滚动回收率和线性防膨率低,封堵性差,固相颗粒粒径分布不合理,这些是井壁坍塌的主要外因。通过优选降滤失剂、复合防塌抑制剂,引入防塌封堵剂FTDA等研究出防塌钻井液体系。该体系API滤失量和高温高压滤失量低,泥饼薄而且韧性好;岩屑滚动回收率比现用体系提高15.7%,对砂盘的封堵性提高50%以上。现场应用时钻井液流变性稳定,滤失量低,无卡钻、无掉块现象,平均井径扩大率为10.35%,比该区块平均井径扩大率下降50.24%。该体系的应用为跃满区块三叠系井壁稳定提供一种新的技术思路。      

评价钻井液滤饼对固井二界面胶结质量影响的新方法

为了更真实地模拟在固井作业时，高温高压条件下形成滤饼的井壁岩石与水泥浆固结的实际情况，设计了一套HTHP岩心滤失装置以及专用岩心，该装置由加温套、釜体、岩心夹持器3部分组成，岩心中央钻有一未完全连通的小孔作为钻井液的渗滤通道。开展岩心滤失实验时，钻井液只能通过岩心外壁向内壁滤失以在外壁上形成滤饼，这与现场实际情况相符合。通过配合HTHP岩心滤失装置和水泥浆固结模具，并测定形成滤饼的岩心与水泥浆的胶结强度，建立了一种评价固井第二界面胶结质量的新方法。研究结果表明，该评价方法简单适用，科学合理，较为真实地模拟了井壁岩石与水泥浆的胶结情况。该方法有较高的实用推广价值，为以后定量研究钻井液类型和性能对第二界面胶结强度的影响奠定了基础。     

无渗透无侵害钻井液及其渗滤性能评价方法的探讨

无渗透无侵害钻井液通过在常规钻井液中加入无渗透钻井液处理剂转化而成,是一种能够满足钻井工程要求的宾汉塑性流体,其滤液几乎不渗入地层,采用砂床评价方法测得的滤失量趋近于零,固相颗粒对地层几乎不产生侵害,能最大程度地防止储层渗透率降低,实现无损害钻井.介绍了一种无渗透钻井液处理剂OCL-BST及用其配制的无渗透钻井液,评价了该钻井液的渗滤性能.OCL-BST由水溶和油溶性聚合物及生物聚合物、阳离子胶体等原料组成,在常规钻井液中加入OCL-BST就可以将体系转换为无渗透钻井液,采用中国产FA型砂床无渗透滤失仪测得该体系滤失量趋近于零,从而实现了无损害钻井技术.无渗透钻井液是一种与传统钻井液不同的体系,需用新方法对其渗滤性能进行评价,国外用砂床代替滤纸作为渗滤介质对无渗透钻井液进行滤失试验并研制出了相应的仪器,中国也随之研制出了类似的评价仪器.对评价无渗透钻井液渗滤性能的方法进行了初步探讨.     

铝胺基钻井液在夏1031HF井的应用

为了解决非常规水平井夏 103-1HF 井三开所面临的井壁稳定、井眼净化、润滑防卡、钻井液流变性控制和油气层保护等钻井液技术难点,通过室内试验对有机胺、铝基聚合物、物理封堵剂、降滤失剂、润滑剂和流型调节剂等进行了优选和复配,确定了铝胺基钻井液的配方。室内评价试验表明,铝胺基钻井液具有强抑制性、强封堵性、优良的润滑性和流变性及抗温性能,其所污染岩心的渗透率恢复率高达90%以上。现场应用表明,铝胺基钻井液流变性能稳定,动塑比保持在0.5左右,API滤失量控制在2.4 mL以内,高温高压滤失量控制在8.0 mL以内,泥饼粘附系数在0.1以内,较好地解决了该井所面临的钻井液技术难点,保证了该井安全顺利完成,且三开井径较规则,平均井径扩大率为2.0%。铝胺基钻井液在夏 103-1HF 井的成功应用表明,该钻井液可以推广应用到该工区其他非常规大斜度井和水平井中。