“三低”水基钻井液防塌技术在四川超深井中的应用

气体钻井在川渝地区大幅度地提高了机械钻速，受到钻井界的青睐，但气体钻井结束替入常规水基钻井液后普遍出现了严重的井壁失稳难题，导致了长时间大段划眼复杂情况的频繁发生。为此，从分析气体钻井替入钻井液后井壁失稳的水敏性原因入手，提出了解决井壁失稳的技术思路，即将润湿反转防塌技术-低渗透防塌技术-低活度防塌技术三者有机集成在一套钻井液体系中，形成具有“低润湿反转角、低渗透、低活度”特点的“三低”水基钻井液防塌技术，并在室内对获得的“三低”水基钻井液成果配方进行了定量的防塌效果评价。研究结果与现场试验表明，“三低”水基钻井液能够很好地解决气体钻井结束替入水基钻井液后出现的井壁失稳难题；它能在30 min内使泥页岩地层发生明显润湿反转和惰性化反应；在180 min内能彻底密封裂缝，并在泥页岩表面形成致密疏水涂层；无论是在短期防塌，还是在长效防塌方面都具有显著的效果。适合在类似川中地区的气体钻井中推广应用。     

一项成功的水基钻井液设计改善了井眼净化条件并提高了井眼稳定性

在过去的几十年中,许多北海钻井作业使用了水基钻井液.为优化钻屑运移及振动筛上完整的钻屑,需要研制一种具有高的低剪切速率黏度的抑制钻井液.但钻屑质量和井眼稳定性没有直接的联系.目前,在从井筒向外输送钻屑过程中,一种低静切力/黏度的钻井液效果很好.因此,近年来通过降低高分子量聚合物的含量,增加低分子量聚合物的含量来提高井眼净化效果.少部分被圈闭在井筒下岩床里的钻屑被输送到地表.本文通过观察起下钻时间、下套管速度和总的钻井时间来表明低黏/低静切力的钻井液是如何改善钻井液性能的.除了黏度方面的变化外,在NaCl和KCl浓度及混合物方面进行了大范围室内及现场试验.本计划目前用的是中等浓度的KCl,已经改善了井眼稳定性.在特殊地层,通过使用低浓度的KCl及改进油井设计,不稳定井眼发生的频率减少了.本文详细地解释了在钻井过程中钻井液设计是如何优化化学性能和井眼净化性能的.在最近3年中,由于钻井设计的改变及水基泥浆系统的应用,特殊油井钻井性能得到提高,与早期相比,总的钻井时间减少了大约50%.     

狮41H1井“大肚子”井眼问题探讨研究

狮41H1井是柴达木盆地英西地区狮子沟—油砂山背斜带狮子沟构造的一口水平井。该井在二开井段以泥岩、砂质泥岩为主,地层微裂缝发育,E32富含膏岩层,承压能力低,易井塌,井漏,形成"大肚子"井眼。针对该井"大肚子"井眼岩屑上返困难,电测遇阻等问题,通过实验室室内研究,配置出优质的举砂液,有效地消除"大肚子"井眼引起的危害。     

LG地区超深井钻井液技术

通过分析LG地区的地质特点和钻井工程措施要求,针对超深井钻井液所面临的难题和挑战,建立和应用“三强”聚合物钻井液、“三低”防塌钻井液、欠平衡钻井液和抗高温弱凝胶防卡钻井液技术,较好地解决了长井段大尺寸井眼的安全快速钻井、气体钻井后替入钻井液的井壁稳定和井眼通畅、长段红层泥页岩井段防塌、欠平衡钻井和长裸眼小井眼的超深井高温防卡等技术难题。形成了LG地区的特色钻井液技术,有力地保障了该地区的安全快速钻井。     

HRD弱凝胶钻井完井液研究与应用

研究出一种专门用于水平井油气层井段的体系--HRD弱凝胶钻井完井液.该体系无黏土相,其弱凝胶结构具有独特的流变性,表观黏度低、动塑比高,低剪切速率黏度高,具有很好的动态悬砂能力;静切力恢复迅速,无时间依赖性,具有很好的静态悬砂能力,能有效克服水平井段或大斜度井段携砂难、易形成沉砂床的问题;其在低剪切速率下的高黏弹性,能够减少固相和液相对储层的损害,有利于储层保护.评价结果表明,该体系的综合性能与国外的FloPro NT钻井完井液基本相当.该钻井液在冀东油田4口水平井中进行了应用.施工中该体系有效抑制了岩屑床的形成,井眼畅通,且井壁稳定,保证了钻井和完井作业的顺利进行.     

沙特阿拉伯QATIF-894井钻井液工艺技术

QATIF-894井是沙特阿拉伯QATIF区块一口具有代表性的水井,完钻井深为1568.59 m.该井表层以沙石和红色粘土为主,地层松软,易发生井壁坍塌;下部地层以页岩和泥岩为主,多为砂石胶结,裂缝发育,地层压力系数低,易发生井漏、井喷等复杂事故.QATIF-894井针对不同的地层采用了不同的钻井液体系.一开采用膨润土钙处理高切力钻井液,有效地解决了携带钻屑、清洁井眼的问题;二开和三开继续使用膨润土钙处理钻井液,在漏失的情况下,采用清水钻进,高粘度钻井液携砂;四开采用无固相聚合物钻井液.现场应用表明,该套钻井液体系满足了沙特阿拉伯QATIF区块钻井施工需要,起下钻、下套管和固井顺利.     

塔河油田钻井液技术

塔里木塔河油田在钻井过程中,经常遇到钻井液难点:(4)445 mm大井眼中的携砂和造壁问题,(4)311mm井眼中的阻卡问题,(4)215.9 mm井眼中石炭系地层井径扩大和油气层保护问题,(4)150 mm井眼的漏失和井涌以及奥陶系地层的油气层保护问题.针对不同情况采用相应的钻井液体系和适宜的钻井液工艺技术,解决了该地区不同井眼的问题.现场应用表明,在(4)445 mm大井眼钻井以维护为主,采用高粘度、高切力、小排量钻进;(4)311mm井眼采用包被剂、大排量、高效固控和短程起下钻措施,解决了该井段阻卡问题,井下钻井施工正常,减少了井下事故的发生;在(4)215.9 mm井眼采用"物理封堵"为主、"化学抑制"为辅的措施,防止井塌和井径扩大,取得了良好的效果.     

KCl／Polyplus钻井液在冀东油田M16×3井三开井段的应用

针对冀东油田馆陶组中部、东营组二段及三段采用常规聚合物钻井液钻井时，钻井液抑制性差、复杂情况多、机械钻速低、油层保护效果不理想等问题，在M16×3井三开井段采用了KCl／PolyPlus水基钻井液。该体系主要由生物聚合物增黏剂、泥页岩稳定剂、包被剂、抑制剂、杀菌剂等组成。该体系有害固相含量低，泥饼质量好，能最大限度地防止固相颗粒对储层造成的损害。现场应用表明，KCl／PolyPlus水基钻井液性能稳定，具有独特的流变性，抑制防塌性能好，润滑防卡能力强，井眼净化效果好，钻进过程中没有发生阻卡、井漏及其它复杂情况，钻速快，满足了该井的钻井工程需要；钻井液荧光级别低，不影响录井，是一种适合该地区探井钻井的优质钻井液。     

大庆油田深探井钻井液体系应用现状

大庆石油田深层勘探储气层在纵深上高度分散，具有层位多，储气层岩石类型多和储层性质多的特点，并具有孔隙度低，渗透率低和储层压力系数低的特征，还具有含水饱和度高，粘土矿物含量较高和温度梯度高的特性，钻井过程中要求钻井液具有较低的密度，较强的井眼稳定性，钻井过程中要求钻井液具有较低的密度，较强的井眼稳定性，较高的抗温度能力和较好的保护储层能力，对两性离子、硅酸盐、水包油，油包水等钻井液体系在“井眼质量”和“保护储层能力”方面的使用效果进行了对比分析，提出了可逆化转换的油包水钻井液和低固相强抑制复合醇盐水钻井液化系将是大庆油田深井钻液体系的发展趋势，简述了此2种钻井液体系对大庆油田勘探的适应性和研究重点。     

考虑岩石尺寸效应的井壁稳定性分析

从岩石强度的尺寸效应出发,初步探讨了小井眼和微小井眼的井壁稳定性特点.一般情况下,当井眼尺寸减小时,坍塌压力随之降低,破裂压力随之增加.实例分析表明,小井眼钻井的地层坍塌压力所对应的钻井液密度比常规井眼钻井低1%～9%;破裂压力所对应的钻井液密度比常规井眼钻井高1%～7%.微小井眼钻井的上述两个密度比常规井眼钻井分别低9%和高7%以上.换言之,小井眼和微小井眼钻井的安全密度窗口范围增大.     

TK424CH侧钻短半径深水平井钻井液技术

塔河油田TK424CH侧钻短半径深水平井，钻进过程中易出现井漏，井涌，岩屑携带困难等问题，为此，在侧钻造斜段采用了聚磺混油钻井液体系，水平段采用了无固相钻井液（盐水）体系。顺利完成了该井的施工。介绍了该井钻井液性能设计。维护处理措施。并提出了应用盐水节流循环压井的方法。     

CB6D-P4古潜山水平井钻井液工艺

CB6D-P4井水平段为三靶点制,具有一定弧度的弓形轨迹。储集类型为裂缝型油气藏,由于储层受风化壳控制,风化壳附近裂缝十分发育,极易发生漏失。为满足水平井安全钻井、油气层保护和海洋环境保护的需要,直井段和斜井段采用改性天然高分子钻井液体系,潜山水平段采用聚合醇无固相钻井液体系。现场应用表明,用改性天然高分子钻井液钻进时井下安全,摩阻较小,井眼畅通,滑动钻进和电测无粘卡现象,钻井液性能满足了钻进和保护油气层要求。聚合醇无固相钻井液具有良好的携岩润滑性能,其低密度性能对预防和减缓古潜山漏失作用明显,并控制钻井液流量在15 L/s以上,满足了携岩和保护油气层要求,钻井过程中油气显示活跃,求产时用φ2 mm油嘴放喷,油压为10 MPa,日产液量达100 m3,含油量为80%。该井全井施工顺利,无复杂情况,满足了古潜山水平井施工要求。     

塔河油田TK431井钻井液技术

塔河油田三叠系、石炭系井眼失稳问题一直是该油田勘探与开发的技术难点。TK431井是在该地区实施的一口解决该井段井眼失稳问题的试验井。分析地层坍塌原因后提出，TK431井钻井液密度设计值为1．42g／cm^3，选择抑制封堵固壁型钻井液体系，二开采用PF-PLUS钻井液，三开采用PEM钻井液，四开采用PF-VIS钻井液。选择抑制型钻井液，可提高钻井液滤液的抑制性，减小泥页岩的水化膨胀作用；采用封堵固壁技术，可封固地层微裂隙，提高地层整体强度，形成薄而韧的泥饼，减少滤失量，达到稳定井壁的目的。该井钻井液润滑性能良好；包被抑制性良好，钻屑成形度高、棱角分明；防塌效果好，井径规则，没有明显的大肚子井段；性能稳定、维护处理简单；机械钻速快，辅助时间短，钻井周期较短。现场应用表明，该井实际最高使用钻井液密度为1．37g／cm^3，通过采用高包被、强抑制和综合防塌相结合的方法，有效地稳定了井壁，成功地解决了三开井径扩大问题；存在问题是设计和实际应用费用较高，尤其是三开费用是其它井的2～4倍，全井钻井液费用也是同一区块其它井费用的1．5～2．0倍多。     

有机硅防卡钻井液在G59-平2井的应用

G59-平2井是在冀东油田南堡凹陷高尚堡构造带上的第一口中深水平井.完钻井深为2778 m,水平段长198 m,井底水平位移为1097.32 m.斜井段采用有机硅聚合物钻井液体系,该钻井液流型好、性能稳定(稳定周期在1周以上);防塌、携岩效果好,岩屑返出正常,有效地防止了岩屑床的形成.根据井眼轨迹,针对不同的井斜,在液体润滑剂的基础上适时适量地复配石墨、阳离子乳化沥青,很好地解决了因水平位移大、井斜角大,携岩、拖压问题突出、,防卡难度大的问题.邻井拖压40 t以上,该井复合钻进加压2～3 t、滑动钻进加压6～8 t,起下钻平稳,基本解决了拖压现象.在水平段针对地层孔隙度及时添加复合型暂堵剂起到了保护油气层的目的.该井钻井、电测、下套管、固井等作业顺利.     

完井电测遇阻分析及对策

中原油田完井电测施工中常常出现遇阻、遇卡等问题，严重影响电测结果的准确度。采取了预防电测遇阻的措施：①控制起下钻速度，防止压力激动造成井漏、井塌事故。②每钻进300m，短程起下钻一次，钻井液以低粘度(30s)大排量充分冲洗井壁，以携带钻进时滞留和粘附在井壁上的钻屑，达到井眼畅通。③井眼内存在“糖葫芦”或砂桥时．钻井液在环空中的上返流态达到紊流，用30L／s的大排量冲洗1周后，再用原钻井液循环直至无钻屑返出。④钻井液粘度和切力较低或井底有沉砂的井，加入1％～2％的HVCMC配20m^3高粘度钻井液。⑤钻进及通井时，及时清除钻井液中的有害固相；进入易塌地层前加入足量的降滤失剂及抑制剂，降低滤失量．封堵页岩微裂缝，抑制地层水化造浆。⑥通井时，应视井下情况加入处理剂，以降低摩阻，提高泥饼质量。总之预防电测遇阻应从实际的措施入手，并与优化钻井液性能相结合，才能收到理想的效果。     

泌页HF1井油基钻井液技术

泌页HF1井设计三开在页岩层中钻进水平段,水平段设计长度1 000.00 m。该井定向段应用水基聚合物钻井液,在接近水平段时钻遇泥岩、页岩地层,并发生严重井壁失稳。为防止页岩水化、分散、垮塌及长水平段易粘卡的问题,在该井三开水平井段试验应用了油基钻井液。考虑闪点、毒性和芳香烃含量,选择5号白油为钻井液连续相;根据活度要求,确定质量浓度28.0 g/L的CaCl2水溶液为水相;优选了主乳化剂、辅乳化剂,确定了其加量;通过性能试验,确定了润湿剂、有机土、降滤失剂、提切剂和封堵剂的加量,并最终确定了油基钻井液配方。对配制的钻井液进行了各项基本性能及膨胀率、回收率、抗钻屑污染、封堵效果评价,评价结果较好。该油基钻井液在泌页HF1井三开水平段应用,仅用时6.5 d就钻完实际长达1 044.00 m的水平段而顺利完钻。应用表明,油基钻井液封堵防塌能力强、破乳电压高、性能稳定、滤失量低、流变性好,且具有较强的携岩能力。      

可循环微泡沫钻井液技术研究与应用

针对在低压裂缝性潜山油层和砂岩油层的勘探开发中，使用常规水基钻井液存在严重漏失问题，钻井工艺研究院研制出了抗高温可循环微泡沫钻井液体系。室内对发泡剂、稳泡剂用量以及该钻井液的稳定性、抗温性、抗污染性和油气层保护进行了评价。结果表明，该体系起泡性能好，微泡沫基液与气体接触后可产生大量颗粒较细的微泡沫，微泡沫稳定性强，在长时间循环和高温条件下性能稳定，抗污染能力强，与储层流体及钻井液处理剂配伍性好；配制微泡沫钻井液，发泡剂最佳用量为0．4％～1．0％，稳泡剂最佳用量为0．1％～0．3％。现场应用表明，微泡沫钻井液具有低密度的特点，在三开钻进过程中相对稳定，解决了在低压储层钻井时遇到的井漏问题，避免了因井漏引起的储层损害，达到了保护油层的目的；该钻井液具有较强的携砂能力，岩屑返出正常，完全满足了开发低压油气层工程和地质需要。     

可循环微泡沫钻井液在吐哈油田马703井的应用

可循环微泡沫钻井液技术是目前国内外用于勘探开发低压裂缝性油气藏、稠油油藏、低压低渗透油气层、易发生严重漏失油气藏的一项新技术。吐哈油田为有效开发低压低渗储层,在大量室内试验的基础上,优选了适合于该区块的微泡沫钻井液的起泡剂和稳泡剂,并进行了微泡沫钻井液体系的室内配方研究与抗温、抗污染、稳定性能评价。在马703井的成功应用表明,该微泡沫钻井液可循环、抗温抗污染、密度低、密度范围可调、稳定性好,总体性能优良,能够有效地防止漏失,保护油气层,提高机械钻速,实现近平衡钻井。     

天然气藏欠平衡水平井钻井技术在HW801井的应用

HW801井是新疆油田第1口采用欠平衡方式实施的天然气藏大位移水平井,也是新疆油田首次部署水平段长达1000 m左右的水平井。长水平段延伸钻进中存在钻具摩阻、扭矩大,井眼净化困难,容易形成岩屑床,轨迹控制效率和精度低,采用液相欠平衡控压钻井作业,如何有效实现井控目标等技术难题。通过优化钻具组合和钻井参数,保证了钻压的有效传递,井眼轨迹平滑;FJQ-245型井下封井器和双节流管汇的合理应用,实现了三开全套欠平衡钻井作业;利用固控设备来控制好钻井液性能,以"净化"保"优化",满足有效携岩的要求。通过解决以上难题,HW801井安全钻进至井深3358 m,其中水平段长1051.92 m,为以后欠平衡大位移水平井钻井提供了成功经验。     

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。