疏水纳米SiO_2在泥页岩水基钻井液中的应用

在水基钻井液钻井过程中泥页岩易发生水化膨胀、掉块等井壁失稳问题,在泥页岩水基钻井液引入疏水性纳米SiO_2TSP-L20,TSP-L20可以提升水基钻井液对泥页岩的降滤失性、封堵性以及抑制性。介绍了疏水纳米SiO_2的抑制防塌机理,通过测试TSP-L20浆及加有TSP-L20的水基钻井液的失水量、压力传递、泥岩钻屑的滚动回收率和线性膨胀率,评价了TSP-L20的降滤失性、封堵性及抑制性。结果表明:疏水性纳米SiO_2TSP-L20具有较好的降滤失性能、封堵性及抑制性,可以提高水基钻井液对泥页岩的抑制防塌性能。     

页岩水平段水基钻井液技术

龙马溪-五峰组页岩地层页岩脆性矿物含量高,微纳米级孔隙裂缝和层理发育,常规水基钻井液无法满足钻进需要,针对龙马溪五峰组页岩裂缝发育等特性,提出吸附封堵提高承压,强抑制强润滑三管其下形成减弱水基钻井液对页岩强度弱化影响长效机制,构建了JHGWY-1高性能水基钻井液,该体系具有较好的封堵性,160℃热滚后保持良好的流变和低失水量,具备较强的抗污染能力,在涪陵焦页××井等3口井三开代替油基钻井液应用,在三开钻、完井过程中,该体系表现出良好的封堵性、润滑性及及时封堵裂缝抑制裂缝扩展的能力,完井作业顺利,固井质量良好,说明该水基钻井液能够满足涪陵页岩区块钻完井工程需要。     

页岩油气大段泥页岩钻井液技术的研究

针对页岩油气大段泥页岩钻井过程中主要存在的井壁稳定、携岩、润滑防卡、井漏等技术问题,开展了水基钻井液抑制性、润滑性、封堵性等方面的研究,初步形成了页岩油气水平井水基钻井液技术,室内实验和现场应用表明该技术能够满足非常规钻井的需要。     

新型防塌水基钻井液技术研究

利用新型聚胺抑制剂的化学抑制泥页岩水化作用和铝基封堵剂的封堵泥页岩裂缝作用,研制了可有效提高泥页岩井壁稳定性的新型防塌水基钻井液体系。评价实验表明,钻井液泥页岩岩屑回收率高达90%以上,并且具有良好的流变性和滤失性。该钻井液在新疆准格尔盆地一口探井成功开展了现场试验,有效抑制了泥页岩的水化分散,避免了井壁坍塌及卡钻等事故,提高了机械钻速。     

环保型强抑制成膜封堵页岩气水基钻井液研究与应用

在油基钻井液普遍应用的背景下,开发应用复杂地层需要的页岩气水基钻井液,满足绿色、安全、高效钻进,仍然是当前钻井液技术发展的趋势。以聚酰胺抑制剂JXA-1和成膜封堵剂FDM-1为依托,采用模块化设计,构建了CQ-SDM环保型强抑制成膜封堵页岩气水基钻井液体系。实验表明,体系的页岩抑制性强,封堵防塌能力强,润滑减阻好,能保持低粘切流变性,具有成膜造壁能力,且主要材料及配制的钻井液经生物毒性检测,均达到无毒标准,对环境友好。在1个井组4口页岩气水平井中试验应用,重复利用率100%。     

延长区块炭质泥岩高性能水基钻井液研究

延长地区陆相页岩气岩性多为沥青质或富含有机质的暗色的高炭泥页岩,且其成藏具有隐蔽性特点,而页岩气开发又以浅层大位移井、丛式水平井为主,给现场钻井施工带来了挑战。由于页岩地层裂缝发育、水敏性强,在长水平段钻井中容易发生井漏、垮塌、携岩困难等问题,增大了井下产生复杂情况可能性。高性能水基钻井液PYW-2是在原体系PYW-1基础上提出的改进型,对抑制剂和封堵剂进行了优化,经现场应用证明,改进型高性能水基钻井液PYW-2能够有效稳定长炭质泥岩、煤岩井段,且具有携砂能力强、润滑性好、强封堵和强抑制、低成本等特性。     

XZ高效环保型水基钻井液体系

针对现阶段钻井液所面临的技术难题,从提高井壁稳定性、钻井液抑制性、微纳米级封堵性、润滑性和环保问题等方面入手,研发了五种处理剂,完成了材料配伍性研究,优选了体系配方,提出了一套适合深井及大位移水平井的XZ高效环保型水基钻井液体系工艺。研究结果表明,该体系润滑效果良好,具有较好的抗盐、抗钙污染能力和防漏封堵能力,可以减少井壁不稳定的发生,总体抑制性较好,可以满足安全钻井需求,同时满足环保体系去磺化的要求。     

国内外页岩水基钻井液用抑制剂研究进展

介绍了几类页岩水基钻井液抑制剂的研究进展,主要有传统抑制剂(无机盐、聚合醇、硅酸盐)、聚胺类、纳米材料、其他新型抑制剂(离子型、植物提取液环保型),及其缓蚀机理。各类抑制剂主要从化学和物理两个方面对页岩的水化膨胀及分散进行抑制,从而改善页岩稳定性。并结合各自特点展望了几种抑制剂未来的发展趋势,为页岩地层的水基钻探提供一定的参考。     

国内外页岩水基钻井液用抑制剂研究进展

介绍了几类页岩水基钻井液抑制剂的研究进展,主要有传统抑制剂(无机盐、聚合醇、硅酸盐)、聚胺类、纳米材料、其他新型抑制剂(离子型、植物提取液环保型),及其缓蚀机理。各类抑制剂主要从化学和物理两个方面对页岩的水化膨胀及分散进行抑制,从而改善页岩稳定性。并结合各自特点展望了几种抑制剂未来的发展趋势,为页岩地层的水基钻探提供一定的参考。     

一种水基钻井液用热固型纳米封堵剂的研制

为解决页岩井壁失稳问题,制备了一种热固型纳米封堵剂。采用红外光谱仪、热重差热等,验证封堵剂的分子结构及热稳定性。研究了封堵剂对钻井液流变性、滤失性及封堵性能的影响。结果表明,纳米封堵剂的加量越多,Zeta电位越高,水基钻井液的粒径越大。含有该封堵剂的钻井液120℃/16 h老化后的粘度参数较老化前增加,且纳米封堵剂加量越多,钻井液的粘度越高,API滤失量越低。当封堵剂加量为4%,水基钻井液在纳米级滤纸及微米级砂盘过滤介质中的滤失量均低于10 mL,承压120℃/3.5 MPa。扫描电镜显示纳米封堵剂在滤饼中保持纳米级分布,通过热固效应出现微米级自生颗粒,合理粒度级配能够形成致密滤饼,具有良好失水造壁性和封堵效果。     

一种高性能纳米水基钻井液的室内研究与评价

主要针对页岩气水基钻井液难点设计了一种纳米材料钻井液体系。我们主要通过添加混合好的纳米材料复合剂和少量高效润滑剂来达到钻井液封堵性和润滑性优良的目的。同时评价了该体系流变性能和热稳定性等基本性能,对比了该钻井液体系封堵抑制性能、润滑性能和抗侵污性能,其综合性能接近油基钻井液,具备了页岩气开发水基钻井液所需的各种重要性能,同时也达到了降本增效的目的。     

大位移井油基钻井液技术应用

近海富含油气资源,通常采用大斜度、大位移井进行开发,其地质资料显示,地层地质情况复杂,泥页岩水化分散性强,井壁稳定性差。水基钻井液在二开、三开、四开常发生划眼、塌、卡、缩颈等问题,存在抑制性、井眼清洁、摩阻扭矩控制等难题。长城钻井液公司研发出具有自主知识产权的油基钻井液体系,室内实验显示,该体系稳定,抗污染能力强,泥页岩抑制性强,润滑性能优于水基钻井液。从现场施工的4口井来看,复杂地层的抑制性难题、井眼净化难题和摩阻扭矩控制难题都得到有效解决,事故率明显降低,施工效率得到提高。     

梨树断陷致密承压封堵钻井液技术研究

为解决梨树断陷硬脆性泥页岩地层井壁失稳的问题,根据多元协同井壁稳定理论,提出了以柔性封堵剂配伍刚性封堵剂来提高钻井液封堵能力的技术对策,构建了致密封堵钻井液体系。性能评价结果表明,该钻井液体系可将泥页岩的渗透率降低至95%以上,抑制性能优异。在梨6-11HF进行了现场试验,钻井过程中均未出现井壁失稳现象,试验井段平均井径扩大率仅为8.94%,电测均一次成功。     

准噶尔盆地新型环保型钻井液研究与应用

准噶尔盆地深井及大位移深水平井存在着储层埋藏深、地层压力变化大、所钻岩性复杂等难点致使钻井复杂事故频发,为加强对深井钻井液流变性、抑制性、封堵性、润滑性等性能研究,在准噶尔盆地成功研究并应用新型XZ高性能水基钻井液、胺基聚合物钻井液。XZ高性能水基钻井液中研发出5种新型处理剂,用以提高井壁稳定性、钻井液抑制性、微纳米级封堵性和润滑性,成功创建了一套适合准噶尔盆地深井及大位移深水平井的XZ高性能水基钻井液工艺;胺基聚合物钻井液体系具有非常强的抑制性和剪切稀释性,抗污染能力强、性能稳定,封堵、防塌能力和携岩、清洁能力强等特点。通过现场试验研究表明,XZ高性能水基钻井液、胺基聚合物钻井液均能达到降低井底复杂事故发生、缩小井径扩大率、缩短钻井周期、降低钻井成本的目的,能同时满足安全、高效、环保要求,值得在适宜地层区块加以推广应用。     

硅基阳离子水基钻井液体系在大庆油田水平井中的应用

大庆油田自2007年开始大量应用水平井钻井技术开发外围＂三低＂油藏,而硅基阳离子水基钻井液体系作为一套成熟的水基钻井液体系在大庆油田的水平井钻井施工中发挥了重要作用,在三年近100口水平井的实际应用中,该体系以其抑制性强、润滑性好、滤失量小和流变性稳定以及具有简单有效的现场应用工艺等特点在钻井现场很好的解决了由于目的层泥页岩段长、造浆能力强、多层里发育、易塌、易漏等特点对水基钻井液的限制,取得了良好的应用效果,现场应用证明该体系可替代油基钻井液成为大庆水平井钻井的常规钻井液体系。本文对该钻井液体系的室内性能（流变性、抑制性、润滑性等）进行了研究与分析,并在大量现场应用的基础上总结性介绍了该钻井液的现场配制工艺和维护工艺。     

腐植酸铝-胺基钻井液的研究与应用

随着河南油田勘探开发的的深入,大斜度井、水平井及非常规井等特殊工艺井的增加,钻井难度急剧增大,在张店油田、泌阳凹陷的大斜度井、水平井在钻井过程中,采用聚合物防塌钻井液体系,由于粘土矿物含量高(I/S相对含量达33-50%),多次出现了缩径、坍塌、卡钻及钻头泥包等井下复杂情况,如张20井出现两次卡钻,泌页HF1井频繁发生钻头泥包,由于井壁多次严重坍塌、阻卡等井下复杂情况,最后导致回填侧钻,说明水基聚合物钻井液体系的抑制性已不能很好地解决钻井过程中出现的复杂情况。腐植酸铝-胺基水基钻井液是一种强封堵、强抑制的水基钻井液,该钻井液含有一种胺类抑制剂、腐植酸铝,并与其它处理剂等,该体系具有良好抗盐膏、抗温性、良好的封堵能力,有利于水敏性地层、大段泥页岩地层的优快钻井。针对泌阳凹陷、张店油田泥页岩、伊蒙混层含量高,泥岩易水化分散,页岩层理发育,水敏性强,钻井过程中易出现井壁坍塌、钻头泥包等问题,为此形成腐植酸铝-聚胺钻井液体系,现场应用表明该体系能较好封堵泥页岩的微裂缝,解决泥页岩的坍塌。     

雷家地区全油基钻井液技术

在裂缝性页岩钻井过程中,如果出现井壁失稳现象,单纯提高钻井液密度重新使井眼达到稳定状态,会造成如压差卡钻、降低钻进速度等一系列工程问题,更严重的是如已揭开油气层,会对油气层造成严重的伤害。针对辽河油田雷家地区井壁失稳现象突出的问题,利用自主研发的处理剂形成了一套全油基钻井液体系,通过页岩膨胀率、滚动回收率、砂床实验以及三轴压缩实验等方法对全油基钻井液的抑制性、封堵性及保持页岩强度能力进行了评价。结果表明:自主研发的全油基钻井液体系能够有效抑制页岩水化膨胀,封堵地层微裂缝,对页岩强度有很好的保持能力。在高28井施工过程中,全油基钻井液性能稳定,井壁稳定,符合现场施工要求。     

油基钻井液用纳米材料CQ-NZC的封堵性能评价

封堵性是油基钻井液的一个重要评价指标,提高油基钻井液的封堵性有助于井壁稳定,促进快速安全钻井.本文通过使用砂芯漏斗来模拟页岩的微裂缝,建立了一种新的评价油基钻井液封堵性能的方法,利用该方法对自制的纳米材料CQ-NZC在钻井液封堵性及其与氧化沥青封堵剂的复合作用开展了实验研究.结果表明,CQ-NZC在与沥青类封堵剂复配使用时,能够更好地降低滤失量、提高封堵性能.通过微观形态分析发现,CQ-NZC与沥青类封堵剂可以在一定程度上聚结,形成堵孔粒子,提升了钻井液体系的封堵性能.     

钻井液用成膜封堵剂HCM的性能评价及现场应用

针对渤海辽东湾某油田东营组地层硬脆性泥页岩裂缝和微裂缝发育的特点,研制了成膜封堵剂HCM以解决硬脆性泥页岩地层钻探过程中的坍塌掉块问题.室内研究表明,成膜封堵剂HCM对不同渗透率岩心具有很好的封堵能力,抗温能够达到180℃.渤海辽东湾生产井的现场应用表明,成膜封堵剂HCM与PEM钻井液具有良好的配伍性,能显著改善滤饼质量,从而明显降低钻井液的滤失量,大大减少钻井液滤液由于压差的作用浸入地层引起泥页岩水化膨胀而导致井壁不稳定和各种井下复杂情况的发生.     

冀东油田深层泥岩钻井液防塌性能评价方法研究

冀东油田深层泥岩主要是以伊利石、伊蒙混层为主的硬脆性泥岩;在钻井过程中,泥岩的剥落掉块容易引起井壁失稳,经常造成井壁坍塌掉块、钻具阻卡、电测遇阻等井下复杂情况。针对冀东油田深层泥岩的理化特性和硬脆性泥岩的坍塌机理,研究了钻井液封堵性评价方法;通过高温高压滤失速率、纳米微孔滤膜测试技术和泥岩压力传递测试技术,来评价钻井液体系对硬脆性泥页岩微-纳米孔喉的封堵效果。这些方法对提高钻井液对硬脆性泥岩的封堵能力有一定的指导作用,可以用于现场施工过程中对井壁失稳预防及处理,指导钻井液防塌性能的现场监督管理和调整维护。