“零电位”水基钻井液体系

针对塔里木油田深井、超深井上部地层泥页岩水化膨胀阻卡,下部地层温度高,常规水基钻井液性能调控、维护困难等问题,通过优选阳离子抑制剂CPI、阳离子包被剂CPH-1和CPH-2、阳离子降滤失剂CPF-1和CPF、阳离子封堵剂CPA等,形成了一套"零电位"水基钻井液体系。该体系阳离子浓度可达8 000 mg/L,其黏土颗粒的Zeta电位可达-10 m V左右,稍高于原地层条件下岩屑颗粒的Zeta电位,从而阻止电荷迁移,稳定井壁;在1.0~2.3g/cm3密度范围内,在80~180℃下,在很少处理剂加量下,体系均表现出良好的流变性和降失水能力;能抗20%盐、2%钙和5%黏土污染。该钻井液在塔里木油田已应用20余井,由钻井液引起的事故与复杂损失时间相比于传统水基钻井液减少10.2%,机械钻速提高14.9%,钻井周期缩短9.8%,为深井安全、快速、高效钻井提供了新的钻井液体系。     

强抗钙强抑制改性淀粉的合成及性能评价

以淀粉和自制新型烯类单体为原料合成了改性淀粉接枝共聚物,并对该改性淀粉接枝共聚物性能进行了评价。结果表明,该改性淀粉在不同基浆中加量为2.0%~3.0%时,均可将滤失量控制在10 m L之内;抗温达130℃;尤其是具有强抗盐抗钙性能,抗氯化钠、氯化钙均可至饱和,并且随含盐量的增加,降滤失效果和提黏切能力反而增强。表观黏度上升率实验和黏土块浸泡实验结果表明,由于高含量阳离子基团的引入,该改性淀粉具有较好的抑制黏土水化分散性能。     

抗240℃超高温水基钻井液室内研究

针对中国大陆科学钻探松科2井深部高温层段钻井作业需要,通过研制出高温稳定剂MG-H2,引入抗高温抗盐的凹凸棒土,优选抗高温降滤失剂,设计出一套以钠膨润土和凹凸棒土为黏土相的低固相抗240℃超高温的水基钻井液配方。MG-H2是采用反相乳液聚合方式研制出的一种油包水型高温稳定剂,其具有球状高分子柔性搭接、增强悬浮稳定性作用和半刚性微粒黏度特性,能实现对钻井液黏度、润滑、滤失性能的综合控制。优选出的3种降滤失剂及其加量配比为3%Lockseal+1%硅氟降滤失剂+1.5%Soltex。综合性能评价结果表明,该抗高温钻井液经过240℃高温老化后性能稳定,具有良好的流变性能和滤失造壁性能,抑制和润滑性能满足钻井需要,能抗10%膨润土、5%Na Cl和1%Ca Cl2的污染。为松科2井下阶段抗260℃超高温钻井液的研制奠定了良好基础。     

低渗储层PRD钻井液微细固相的絮凝性能优化

以东方某低渗透气田储层为例,分别测试了重晶石粉、超细碳酸钙、膨润土粉、泥岩钻屑(储层段)在液相里的粒径分布情况,评价了他们对储层的损害程度,发现造浆膨润土和水化后泥岩,由于大部分颗粒在微米和亚微米级,对岩心渗流通道造成了堵塞。因此优选出了絮凝剂PL-1,其在加量为0.1%时对微细固相具有好的絮凝能力,并能明显增强钻井液的储层保护能力,被优化后的PRD钻井液污染的岩心,渗透率恢复值由优化前的66.9%提高到79.7%,而且钻井液的滤失造壁性也得到了改善。     

石油钻采工艺征稿简则

<正>一报道范围报道国内外石油工程(包括钻井、钻井液、固井、完井、油气开采理论与工艺、增产增注工艺、提高采收率关键技术)等方面的科技进展和现场经验。二选题重点钻井完井国家、集团公司科技重大专项相关课题的研究;复杂结构井优快钻井理论与技术;致密油/气、油砂、页岩气、煤层气等非常规油气优快钻井技术;海洋钻完井、深水钻井工艺及国产化工具;水平井、多分支井钻井配套技术;先进固井完井技术;优质钻井液、完井液研究;工厂化作业先进经验;其他学科新技术在提高油气井设计及作业效率方面的应用。     

强抑制、抗高温防塌钻井液在董8井中的应用

董8井是中石化部署在准噶尔盆地的一口重点预探直井,完钻井深5 580 m,该井上部地层起下钻遇阻频繁,下部侏罗系煤层发育,且地层压力异常,施工中井壁失稳严重;三工河组存在高压盐水层及碳酸氢根流体污染,高密度下钻井液流变性不易调控。针对该井地质特点,通过室内研究,确定使用铝胺强抑制防塌钻井液体系和抗高温成膜防塌钻井液体系,现场应用结果表明,采用的钻井液体系解决了上部地层软泥岩缩径、砂岩段阻卡及侏罗系井壁失稳的难题,全井平均井径扩大率仅为7.02%,满足了施工的需要。     

应用CT技术研究钻井液污染三维空间分布特征

常规液相钻井技术对油气藏储层污染空间分布特征的认识是许多学者关心问题。采用高能、高精度CT仪探索研究了钻井液污染后全直径岩心3D空间分布特征,建立了相应测试方法及定量判断钻井液滤失深度手段,获取了不同条件下钻井液污染三维空间分布图形;并结合电镜扫描及能谱分析,分析孔隙型及裂缝型储层钻井液污染微观特征。研究表明,钻井液滤失深度主要集中在离岩心端面11~24 mm;钻井液污染后孔隙型、裂缝型储层岩心污染空间呈"锅底状"特征,裂缝型储层岩心还可观察到钻井液贯穿整个裂缝;压差及裂缝导流能力是制约钻井液侵入基质孔隙深度的重要因素;裂缝中侵入颗粒以重晶石颗粒、盐类结晶为主,以区域性滤饼、团聚状颗粒形态分布;基质孔隙储层侵入颗粒以盐类结晶为主,以孔隙表面沉淀、孔隙充填、孔喉堵塞分布。研究成果为深入认识孔隙型、裂缝型储层钻井液污染特征提供重要机理认识,为室内实验评价技术提供了新的研究技术方法。     

膨润土钻井液深钻技术在渤海某油田的应用

通过分析渤海某油田的沉积环境、地质油藏概况和优化井身结构及井眼轨迹,优选钠基膨润土,添加增黏剂、烧碱和纯碱等添加剂提高动、静切力和确保p H值大于10,并在淡水配制后让充分水化形成的膨润土钻井液深钻至馆陶组(垂深2 000 m左右),实现了快速钻进,钻速由50~70 m/h提高至90~100 m/h,扩大了上部井段的井径(由?342.9 mm扩至?374.65mm)、减少了起下钻和下套管作业的阻卡风险,而且节约了钻井液成本,形成了渤海油田降本增效和钻井提效典型技术。     

水基压裂用聚电解质复合溶液的研究

以物理交联为出发点,以聚电解质复合为基础,探讨聚电解质复合溶液作为压裂液稠化剂的可行性。实验发现调节阴、阳聚电解质的分子量和阳离子度等条件得到均相稳定的聚电解质复合物。分子量为80万和阳离子度为9.1%的阳离子聚合物与分子量为2 200万的阴离子聚合物复合形成具有高黏弹性能的聚电解质复合物。聚电解质复合物溶液的电子扫描显微镜(SEM)表明,通过库伦力的作用而形成的聚电解质复合物形成网络结构,且不同状态的聚电解质复合物的网络结构不同。对可以作为压裂液增稠剂的聚电解质复合物溶液的流变分析表明,其具有良好的黏弹性能,在频率大于0.1 Hz时,储能模量远大于耗能模量。黏温曲线显示在170 s-1剪切速率下、130℃时,该聚电解质复合物溶液的黏度仍保持在40 m Pa·s以上。实验现象表明均相聚电解质复合物有望形成一种新的超分子压裂液体系。     

高内相逆乳化钻井液体系的室内研究

为了有效降低油基钻井液的油相比例,研制了高内相逆乳化钻井液体系。该体系具有低油、低毒、低固相、较低成本的优异特性。该体系的配方为5#白油+30%CaCl2盐水+HFGEL-120型有机土(w=1%)+石灰(w=0.5%)+脂肪胺类乳化剂(w=3.6%)+自制酰胺类稳定剂(w=1%),油水体积比为50∶50,钻井液的密度为1.20~1.85g/cm3。室内性能评价结果表明:该高内相逆乳化钻井液体系性能良好,破乳电压为400~900V,抗温性达160℃,120~150℃高温高压滤失量≤10mL,流变性与传统逆乳化钻井液相当。进一步评价表明,该体系还具有良好的抗污染性、抑制性、储层保护性能。