焦页54-3HF井低油水比油基钻井液技术

针对焦页54-3HF井三开对油基钻井液封堵性和携岩能力要求高、回收油基钻井液利用率低的技术难点,以聚合物类表面活性剂为主乳化剂,优化了乳化剂、有机土的加量,构建了具有良好稳定性和流变性的油水比65:35的油基钻井液,并对其性能进行了评价。结果表明,油水比65:35油基钻井液的稳定性、携岩能力和封堵性能达到了钻井要求,并确定了低油水比油基钻井液与回收油基钻井液的最佳体积配比为1:2。焦页54-3HF井三开井段在钻进过程中采用了低油水比油基钻井液与回收油基钻井液按体积比1:2混合的钻井液,钻井液的油水比控制在67:33~76:24,破乳电压600~1 000 V,动塑比0.30~0.40,三开井段井壁稳定、井眼清洁、摩阻低、起下钻顺利。这表明,低油水比油基钻井液技术可完全满足页岩气水平井钻井需求,具有良好的应用前景。      

油水比对油基钻井液性能的影响研究

为获得适合页岩气水平井的低油水比下性能优良的油基钻井液,利用Turbiscan Lab型分散稳定性分析仪研究了油水比对油包水乳状液的粒径及稳定性的影响,考察了油水比对油基钻井液性能的影响。研究结果表明,油水比由90∶10降至60∶40时,油包水乳状液的平均粒径由5.65μm增至8.21μm;随着油水比降低,乳状液的背散射光强度值变化幅度逐渐增大,油包水乳状液稳定性变差。在处理剂加量不变的条件下,油水比由90∶10降至60∶40,热滚后的油基钻井液的塑性黏度由16 m Pa·s增至55 m Pa·s,动切力由7 Pa增至30 Pa,破乳电压由1211 V降至303 V。通过提高乳化剂加量、降低有机土加量在低油水比条件下获得了性能优良的油基钻井液,并成功用于焦页54-3HF、焦页25-2HF、焦页54-1HF等多口井的现场施工。     

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。      

彭页2HF井油基钻井液技术

彭页2HF井是部署在彭水区块的一口重点页岩气勘探水平井。该区页岩微裂隙发育、伊蒙混层含量较高,滤液进入地层后,与黏土矿物、微裂缝发生综合作用,井壁极易失稳;同时由于页岩微裂隙发育,极易发生井漏,且地层承压能力低;该井水平段长达1 650 m,对井眼清洁要求高。因此,井壁失稳、井漏频发和井眼清洁要求高是本井施工主要技术难点。笔者在分析彭水区块页岩矿物成分和裂缝分布的基础上,制定了相应的技术措施,进行了油基钻井液现场应用,取得了显著效果,创造了国内陆上页岩气水平井水平段和水平位移长度新纪录。该井的成功实施,对于国内其他地区页岩气水平井油基钻井液技术施工具有指导和借鉴作用。     

油基钻井液低温特性实验研究

利用水合物抑制性评价实验装置,模拟了水深达3 000 m的海底低温、高压且存在机械扰动的动态环境(3 ℃,30 MPa),评价了油基钻井液抑制水合物生成的能力.结果表明,以高浓度氯化钙盐水为水相的油基钻井液具有良好的水合物抑制效果,可满足深水钻井需求,但随着油水比减小,油基钻井液中生成水合物的可能性增大.考察了油基钻井液的低温流变特性,结果表明,与常温下相比,深水低温环境中油基钻井液的黏度、切力明显增大,随着油水比降低,钻井液的低温增黏现象加剧,甚至出现胶凝.提高油水比有利于改善油基钻井液的水合物抑制性和低温流变性,有助于提高深水钻井效率.     

一种低黏高切油基钻井液体系

针对传统油包水钻井液黏度高、切力低、携岩能力差的问题,合成了一种Gemini主乳化剂,其与辅乳化剂有较好的协同效应,钙皂分散性好,兼具润湿功能,在2.0%~3.5%的低加量下具有好的乳化能力。研制出了密度在1.0~2.0 g/cm3之间、抗温达170℃的低黏、高切油基钻井液。室内研究结果表明,该钻井液密度为1.00~1.70 g/cm3时,塑性黏度小于40 m Pa s,动塑比为0.35~0.50 Pa/m Pa s,具有低黏高切的特点;破乳电压在800 V以上;抗水达15%,抗钻屑达10%,并且润滑性能好,密度在2.0 g/cm3以下时润滑系数小于0.085。在焦页54-1HF井水平段的应用表明,该钻井液性能稳定,具有突出的低黏高切流变特性,破乳电压高,保证了施工顺利、井壁稳定、井眼通畅。     

高动塑比油基钻井液体系研究及应用

为了解决番禺34-1气田超大位移水平井钻井过程中井眼难以清洁、井壁不稳定、摩阻及扭矩大等技术难点,开发出了适合于大位移水井的高动塑比油基钻井液体系,并进行了抗温、抗污染、抑制性及润滑性能评价。室内评价及现场应用结果表明该体系具有良好的抗温性、抗污染性、抑制性和润滑性,且动塑比高,利于携带岩屑,其黏度、扭矩、泵压等都控制较好。     

高性能油基钻井液的研制及在彭页3HF井的应用

彭页3HF井为一口页岩气评价井,水平段长1150m,三开龙马溪组页岩黏土矿物含量高达30.05％,以伊利石和伊/蒙混层为主,且页岩微裂缝发育,对钻井液性能要求高.研制出了能增强油水两相乳化效果的大分子乳化剂和新型提切剂,新型提切剂通过电性作用可增强油水界面膜的强度,减少分散相的团聚几率,能与乳化剂协同增效,进一步提升体系乳化稳定性;结合优选的改性褐煤降滤失剂SMFLA-O和封堵剂SMRPA、SMFibre-O等,形成了一套高性能油基钻井液.该油基钻井液在该井三开钻进期间,塑性黏度为20～28 mPa·s,动切力为10～15 Pa,表现出低黏高切的流变性;破乳电压高,性能稳定;封堵防塌能力强,无剥落、掉块现象,且钻井液消耗量低;井眼清洁、无岩屑床,摩阻、扭矩低,无托压现象,确保了该井顺利完钻,累计进尺1815 m.     

页岩气水平井低油水比油基钻井液研制及应用

针对页岩气水平井钻探过程中井壁失稳风险大、钻井液性能要求高和商业开发降本提效的迫切需求,基于页岩储层特征、水平井工程施工要求,构建、研制了一套性能稳定的低油水比油基钻井液体系。室内试验表明,该油基钻井液具有良好的热稳定性、抗污染性、封堵性和乳化稳定性,而且塑性黏度较低、切力适中、流变性能较好,可以满足页岩气水平井钻井的要求。低油水比油基钻井液在涪陵页岩气田5口井进行了现场应用,通过采取低油水比胶液维护、固相控制和随钻封堵等配套措施,实现了将油水比控制在70/30以下,较该气田以往油基钻井液基础油用量降低15%,获得良好的降本效果。页岩气水平井低油水比油基钻井液能有效降低涪陵页岩气田钻井成本,有力支撑了页岩气低成本商业开发,对国内其他地区页岩气开发也具有借鉴意义。      

桩1291HF大位移井钻井液技术

针对桩129-1HF井摩阻扭矩大、携岩困难、井壁失稳突出等问题,在分析大位移井钻井中钻井液技术难点的基础上,通过评价悬浮剂CDXW的悬浮能力和携岩能力、高效润滑剂 BH-1 在常温和高温高压条件下的润滑效果,以及优化粒度级配、优选页岩抑制剂,形成了铝胺基聚磺钻井液,并对其性能进行了评价.结果表明,铝胺基聚磺钻井液的API滤失量小于3mL,高温高压滤失量小于10 mL,动塑比在0.5以上,黏附系数小于0.05,说明该钻井液抗温性能好,携岩能力强,润滑性能可以满足大位移井的润滑要求.桩129-1HF井使用铝胺基聚磺钻井液钻进的井段,起下钻正常,没有发生井下故障,三开油层段平均井径扩大率仅为3.85%,钻井周期比设计周期缩短了22.09 d.这表明铝胺基聚磺钻井液具有良好的携岩能力、润滑性和抑制性,能有效解决大位移井井眼清洁效果差、摩阻和扭矩大等问题.      

全油基钻井液完井液体系研究及应用

胜利油田王732区块储层具有非速敏、极强水敏、强酸敏、弱碱敏的特征,为了更好地保护油气层,满足勘探开发的要求,提出在该区块使用全油基钻井液。通过对全油基钻井液配方的优选和全油基完井液的研究,得出了一套完整的钻井液完井液体系方案,并在王73-平4井进行了首次应用。应用结果表明,全油基钻井液配方能够适应王732区块储层特征,满足现场施工的要求,能够有效地保护油气层和提高油气产量。全油基完井液能够对全油基钻井液泥饼进行有效清除,使王73-平4井精密滤砂管裸眼完井,实现了免酸洗作业,为胜利油田的油层保护技术提出了新的理念。     

页岩水平井用高性能油基钻井液研究与应用

国内页岩油气水平井用油基钻井液(OBM)存在切力低、流变性能差等问题,难以完全满足页岩油气长水平井钻井施工井壁稳定与井眼清洁的技术要求。针对上述问题,在借鉴国外先进技术的基础上,开展了页岩油气水平井用OBM体系构建,在研发核心处理剂的基础上,形成了一套高性能油基钻井液体系,对其综合性能进行了系统研究,该钻井液体系整体性能指标达到国外同类钻井液体系水平。该油基钻井液在彭页2HF井水平段钻进中进行了成功应用,并创造了国内陆上页岩气水平井水平段和水平位移最长的新纪录。高性能油基钻井液技术的成功研究与应用,提高了我国高性能油基钻井液技术的自主化水平。      

油包水钻井液技术在古龙1井的应用

介绍了抗高温油包水型钻井液在大庆古龙l井的现场施工情况和室内评价结果。该井井底温度在250～260℃之间,钻井液需要解决高温下流变性变差问题、高温下滤失量控制问题、井壁稳定问题及储层保护等主要问题。通过室内评价和现场使用表明,VERSACLEAN油基钻井液能抗260℃高温,具有抗污染能力强、有利于井壁稳定、润滑性好和对油气层损害程度小等优点,且现场工艺简单易操作,圆满完成了松辽盆地最深井(6300.84m)的任务,达到了预期的目的。     

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。      

适用于大位移井的油基钻井液性能研究

大位移钻井存在井眼难以清洁、井壁不稳定、摩阻及扭矩大等技术难点,因而对钻井液性能提出了更高要求。通过室内研究,对体系所需的添加剂进行了筛选,并对添加剂的质量分数及油水体积比进行了优化设计。通过进一步评价该体系的施工性能,建立了一套适合大位移井钻井的油基钻井液体系。该体系具有良好的流变稳定性能、电稳定性能、润滑性能、抑制性能以及较高的动塑比等优点,能有效地控制井壁稳定,降低摩阻和扭矩,达到有效携岩效果,较好地满足了大位移井的钻井施工要求。     

油基钻井液性能与固井质量研究

为了研究油基钻井液性能和固井质量之间的直接关系，采用新建立的评价方法--人工岩心法，考察了油基钻井液体系及其主要组分对固井作业中第一、第二界面剪切胶结强度的影响规律，以及不同混浆比例下对水泥浆胶凝强度、初凝时间、终凝时间和水泥石抗压强度的影响规律。研究表明：对两界面胶结强度的影响由大到小依次是体系、乳状液、主乳化剂、降滤失剂、白油；前置液清洗后，胶结强度成倍提高，尤其对体系、乳状液和降滤失剂清洗效果最佳；随混浆比的增大，水泥浆初凝和终凝时间明显延长，水泥石抗压强度明显下降，甚至不凝。     

低黏高切油基钻井液在东海大位移井的应用

为了解决东海大位移井钻井过程中井眼清洁困难,易导致起下钻困难乃至卡钻、下套管遇阻无法到位;设备负荷大;施工周期长,易发生井壁失稳,引发井下复杂情况或事故等问题,在分析了传统的油基钻井液体系利弊的基础上,采用一种适合于大位移井的低黏度高切油基钻井液体系。本文主要介绍分析了东海G-1大位移井的特点,并对低黏高切油基钻井液在其中的应用情况进行分析和评价。结果表明,低黏高切油基钻井液很好的解决了大位移井的诸多问题,达到了非常好的井眼净化效果,在东海大位移井应用取得了成功。     

超微粉体加重高密度油基钻井液的性能

为解决高密度油基钻井液中采用常规重晶石粉加重多发生固相沉降的难题,室内分别研究了超微重晶石粉、超微铁矿粉、超微锰矿(中值粒径D504μm)加重高密度油基钻井液的性能,并研究了超微粉体和常规重晶石复配加重高密油基钻井液的性能。研究结果表明,与普通重晶石加重钻井液相比,采用3种超微加重的油基钻井液的流变性和电稳定性明显增强,超微材料性能优良程度排序依次为超微锰矿粉超微铁矿粉超微重晶石粉。将超微粉体和普通重晶石复配(质量比1∶1)加重至钻井液密度为2.3 g/cm3时,超微锰矿粉、超微铁矿粉和普通重晶石复配加重时可获得良好的流变性,而超微重晶石和普通重晶石复配加重后黏切偏大,流变性差,将乳化剂用量降低50%以上可获得良好流变性,复配加重油基钻井液180℃高温稳定性良好,热滚后的表观黏度仅为68 m Pa·s,塑性黏度为59 m Pa·s,初终切力为6 Pa/8 Pa,破乳电压达1732 V,稳定性指数TSI仅为0.5。超微粉体明显改善了钻井液的流变性、高温稳定性并降低处理剂应用成本,能更好地适应超深井复杂地质条件钻井需要。     

正电胶钻井液在濮2-平1井中的应用

正电胶钻井液具有独特的流变性、较强的抑制性、较低的负电性、抗可溶性盐污染能力强、热稳定性好、与其它处理剂配伍性良好等特点,正电胶钻井液从20世纪90年代初到现在已发展成为一项较成熟的钻井液体系。从国内来看,自1991年开始到目前所钻水平井80%使用正电胶钻井液,而在中原油田则是首次使用该钻井液体系钻水平井。着重讨论正电胶钻井液在中原油田水平井的应用效果及取得的经验,为今后水平井钻井液的使用奠定了基础。     

油基钻井液在番禺30-1气田大位移井中的应用

番禺30-1气田地层疏松、渗透性强,容易发生井漏、遇阻、卡钻等复杂情况,因此室内通过选用PF-MOEMUL-H乳化剂(该乳化剂兼有主乳化剂、辅乳化剂和润湿剂的功能),优选出一种油基钻井液基本配方,并对该体系做了进一步的优化,给出了陆地配制和现场使用的油基钻井液配方.室内评价及现场应用结果表明,该油基钻井液具有较好的流变性、沉降稳定性和润滑性能;添加石墨等润滑剂能进一步改善该油基钻井液的润滑性,降低钻进扭矩和摩阻,降低顶驱等关键设备的故障率;通过使用加有封堵、成膜材料的该钻井液,解决了番禺30-1气田由于存在断层和裂缝发育而发生井漏的难题,同时井壁更加稳定.