聚胺与甲酸盐抑制性对比实验研究

为了满足"优质、环保、安全、快速"的现代钻井工程需要,近年来开发了聚胺高性能水基钻井液,其性能被认为最接近油基钻井液。聚胺页岩水化抑制剂作为该体系的关键处理剂,以其独特的分子结构和优异的抑制性能,逐步引起人们的重视。文中通过抑制膨润土造浆实验、页岩滚动分散实验和粒度分布测试,对比评价了聚胺和甲酸盐的抑制性;通过X射线衍射分析层间距、Zeta电位测试、表面张力测试、改性膨润土吸水实验及活度测试等,分析研究了聚胺和甲酸盐的作用机理。结果表明,与甲酸盐相比,聚胺在低浓度时即能最大限度降低黏土水化层间距,使黏土去水化;同时聚胺吸附在黏土表面后,能增强黏土的疏水性;甲酸盐主要通过降低溶液活度实现抑制作用。     

不同驱替液水化膨胀泥岩层对套管载荷的影响

泥岩具有极强吸水性能,泥岩水化膨胀将会使套管服役环境恶化,降低套管使用寿命。为研究不同驱替液水化泥岩层后对套管服役的影响,首先针对目的区块泥岩进行组分、水化膨胀及力学实验,并在此基础上建立不同水化膨胀工况泥岩层的有限元模型,分析泥岩层水化膨胀对套管外挤载荷和套管应力变形影响。研究结果表明:泥岩层理发育,吸水后岩石易分散,聚合物化学液对泥岩水化作用相对更弱;泥岩水化后岩石强度降低,纯水和聚合物化学液浸泡后岩石强度分别降低为原样的1/20～1/15和1/3～1/2;泥岩水化膨胀增加了水化岩层段的套管外挤载荷和套管应力,与注纯水相比,注化学液可以降低套管外挤载荷和应力水平,对保护套管和延长套管使用寿命更加有利。     

新型聚胺水基钻井液研究及应用

研制出一种聚胺抑制剂XJA-1,以XJA-1、优选出的包被抑制剂SDE(相对低分子量阳离子聚丙烯酰胺)和封堵防塌剂(铝基聚合物HA-1)为主剂构建了聚胺水基钻井液.室内实验对3种主剂和钻井液的性能进行了评价,结果表明,XJA-1抑制泥页岩水化膨胀和分散的能力与国外同类产品Ultrahib接近,且在高温下的作用效果良好;SDE和HA-1能从不同方面抑制泥页岩的水化分散,综合增强钻井液的井壁稳定效果;该钻井液的抑制性和润滑性与油基钻井液接近,并具有较好的流变和滤失性能 该钻井液在TH10410CH2井成功进行了应用,有效解决了泥页岩水化导致的井壁失稳问题,提高了钻井效率,为复杂泥页岩钻井提供了新的技术对策.     

聚胺钻井液在南海流花26-1-1井的应用

通过在聚胺钻井液PHPA/KCI体系中加入聚胺抑制剂而得到高抑制性能的水基钻井液,该体系在南海水深466m、海床温度7℃、井深3823m的初探井流花26-1-1井使用中.室内评价结果表明,聚胺钻井液体系性能稳定,现场使用表现为抑制性强,润滑性好,起下钻通畅,电测和地质资料准确,钻井工程安全顺利.     

页岩水化膨胀性能的实验研究

在钻井工程中钻遇页岩地层时,经常由于页岩水化膨胀发生井壁坍塌事故。为进一步认识页岩水化膨胀特性,在页岩全矿物分析结果的基础上,利用高温高压页岩膨胀仪,通过实验分析了温度、压力及钻井液滤液对页岩膨胀性能的影响,并阐述了原因。     

页岩储层黏土矿物水化膨胀致裂数值模拟研究

为了深入研究内应力场的变化对诱导微裂缝的影响,针对黏土矿物水化膨胀这一问题,运用复合材料理论的等应力和等应变理论估算黏土矿物和非黏土矿物的力学参数,采用数值模拟的方法分析黏土矿物吸水膨胀后诱导微裂缝的起裂和扩展规律.结果表明:1)内应力最大处产生在黏土矿物与非黏土矿物的界面处,最大Mises应力可达40.86 MPa,...     

新型聚胺钻井液在都护4井泥岩段的应用

为了解决新疆塔河油田泥岩段缩径阻卡、钻头泥包及井壁失稳问题,都护4井在二开和三开井段应用了新型聚胺钻井液。室内试验表明,新型聚胺钻井液具有强抑制性、优良的润滑性能。都护4井二开井段应用新型聚胺钻井液,有效解决了胶泥岩段阻卡和钻头泥包难题,没有出现任何复杂情况,钻井周期比邻井都护1井缩短了15d。三开井段应用新型聚胺钻井液,解决了大段复杂膏泥岩段泥页岩水化膨胀造成的井壁失稳和缩径问题,井下正常,钻井周期比都护1井缩短了50d,平均井径扩大率仅为4.37%。新型聚胺钻井液在都护4井的成功应用表明,该钻井液可以有效解决胶泥岩段阻卡和钻头泥包难题,保证井下安全,缩短钻井周期,提高钻井效率。     

油基钻井液对泥岩特性影响实验研究

油基钻井液在大位移井长裸眼段钻井过程中有较好的防塌效果。针对采用油基钻井液钻井时井壁是否存在垮塌周期问题,该文利用连续刻划实验,研究了油基钻井液浸泡对泥岩单轴抗压强度、弹性模量的影响。结果表明:油基钻井液长时间浸泡会降低泥岩单轴抗压强度和弹性模量,与水基钻井液类似,油基钻井液同样存在垮塌周期,因此,在长裸眼井段施工中要考虑井壁坍塌周期。     

新型聚胺盐泥页岩抑制剂的研究及应用

以小分子量聚合醇、金属催化剂、氨水、高温保护剂、改性剂为原料,制得钻井液用抗高温聚胺盐抑制剂JAI,外观为浅黄色黏性液体。研究表明,JAI处理剂抗黏土污染量达到40%以上,过40目、28目筛的滚动回收率分别为63.8%、51.2%,并使膨润土在清水中的膨胀体积由9.8 mL降至2.75 mL,抑制泥页岩水化膨胀和分散的能力较好,各项性能与国外同类产品Ultrahib相当。在93 200℃范围内,2%JAI溶液的钻屑回收率和pH值随温度变化较小,平均值分别为63%和9.5。与甲酸盐和KCl盐水体系的配伍性良好。在两口井的现场应用表明,JAI抑制剂可大幅提高体系的抑制性,有效解决大段泥页岩导致的严重垮塌和膨胀缩径,以及严重造浆等复杂问题。     

深井侧钻井复杂泥岩封隔技术研究与应用

针对塔河油田奥陶系侧钻井桑塔木和巴楚组泥岩坍塌问题,提出了扩孔后下入139.7mm膨胀套管封隔复杂泥岩地层,然后持续钻进两开次的技术方案。优选了5in×5in×4in CSDR5211S-B2双心扩孔钻头和475K4570型螺杆进行定向随钻扩孔,并对膨胀套管、小井眼钻井等关键技术进行配套。该技术在塔河油田成功应用3口井,应用结果表明,采用定向随钻扩孔工艺平均井眼扩大率为0.50%~14.77%,解决了塔河油田侧钻井存在的扩孔技术难题;此外,膨胀套管作业长达428 m,施工深达5 508 m,固井优良率达84.9%。深井侧钻井复杂泥岩封隔技术为钻井过程中封隔复杂地层提供了新的技术手段。     

油基钻井液固壁技术实验研究

针对花港组泥岩组构特征,分析井壁失稳机理,优选出油基胶结固壁剂技术,实验结果表明,油基固壁剂MOHGW对体系流变性影响较小,优化后体系HTHP滤失量滤失量小于2ml,滤膜滤失量小于1ml,有效胶结封堵微裂缝,压力传递平衡时间延长102h,有效阻缓压力传递作用,岩石浸泡强度保持率到达94%左右,显著提高油基钻井液稳定井壁能力,有助于实现花港组泥岩段钻井提效。     

泌阳凹陷断层分布特征及断层封闭性研究

主要从断层力学性质和利用泥岩涂抹系数(SSF)对泌阳凹陷断层封闭性进行了研究。重点解剖了新浅24块的主要控油断层,对其SSF值和有效封堵能力进行了分析研究,揭示了新庄油田SSF值和泥岩涂抹带在空间连续分布之间的关系。研究表明,研究区的断层总体上具有封闭性,只是封闭级别略有变化。泥岩涂抹系数比较适合该区,与实际地质情况符合较好。     

渤海深部气田水化作用对风化带砂砾岩地层影响分析研究

在渤海油田存在的深部存在风化带砂砾岩地层,具有一定的水化作用,对钻井井壁稳产生影响.通过对比泡水后强度实验,发现水化作用对井眼的稳定性有一定的影响,结果表明,浸泡钻井液与未浸泡钻井液相比,岩心强度、弹性模量均有一定量的下降,泊松比上升较大.对现场作用具有一定的指导作用.     

温压成膜封堵技术研究及应用

ＫＬ３－２ 油田开发井钻遇的明下段、馆陶组和东营组岩性为泥岩互层、分散性强、胶结性差、存在断层,易导致钻头泥包、起下钻遇阻、憋扭矩、倒划困难、井漏等井下复杂情况。针对井下复杂情况,按照强化砂岩封堵、强化砂泥岩互层胶结和强化泥岩抑制的钻井液技术对策,采用复合封堵剂ＰＦＳ、温压成膜剂ＨＣＭ 和页岩抑制剂胺基硅醇ＨＡＳ 研制了温压成膜封堵钻井液体系,探讨了其作用机理。室内评价表明,温压成膜封堵钻井液有着较强的封堵性和抑制性,储层保护效果好。现场应用表明,温压成膜封堵钻井液配置简单,性能稳定,便于维护,能有效解决砂泥岩互层井下复杂情况,提高钻井效率。     

地层电性质研究与电测井方法进展·之二——山前构造挤压区石灰岩、泥岩电性质与电测井响应研究应用与进展

文章介绍了近十年中国石油集团在塔里木盆地、吐哈盆地等山前挤压应力区的石灰岩、泥岩的电测井响应与初步分析,并对柴达木盆地北缘等地区系统研究了测井评价挤压地应力与相应的储层物性及该区带的油气层分布规律,该项成果是多学科综合研究的进展。研究认为,“电测井评价山前挤压应力与油层（藏）的分布关系”十分重要,建议中国石油对此立项研究,并在勘探开发生产中开展综合应用。     

强抑制钻井液体系研究及现场应用

水平井裸眼完井方式是降低开发成本的有效途径。为满足裸眼完井对井壁稳定的更高要求,通过水化机理分析研选出能够在岩心表面形成疏水膜、改变储层润湿性的抑制剂,对其改变润湿性能、相对抑制率、岩屑滚动回收率等进行了评价,并对钻井液性能进行了优化。实验结果表明:该抑制剂能有效抑制黏土表面水化,与钻井液配伍性好,优化后的钻井液岩屑滚动回收率从73.2%提升至92.42%。现场应用后钻井液抑制能力明显提高,抗污染能力强,有利于井壁稳定和机械钻速的提高。      

控制裂缝高度压裂工艺技术实验研究及现场应用

对控制裂缝高度的压裂工艺技术进行了定量分析和数值模拟.对控制裂缝高度压裂工艺进行了实验研究,确定了携带液和导向剂的最优组合及其阻挡效果,提出了遮挡层压力降与导向剂砂比的拟合关系式.在此基础上,研究了控制裂缝高度压裂数值模拟和施工设计的方法,提出了施工设计的多目标优化模型及其向单目标优化模型的转化和求解,研制了控制裂缝高度压裂优化设计软件,并给出了该技术的现场应用情况.     

川西页岩气藏新型水基钻井液体系的性能评价及现场应用

针对川西页岩气藏微裂缝发育,多为硬脆性泥页岩的成藏特征,提出了一种新型的水基钻井液体系——强抑制强封堵聚胺仿油基水基钻井液体系(CXWBM-1),并通过室内实验评价了其全性能、抑制性能、封堵性能、润滑性能以及抗污染性能。结果表明,CXWBM-1钻井液体系对川西页岩岩样第二次回收率达到95%以上,能有效封堵0.5~15μm微裂缝或微孔,钻井液体系的API失水在2mL以内;体系的黏滞系数和摩阻系数均较低,润滑性能好;体系具有一定的抗盐、抗钙和抗岩屑污染能力。在川西XYHF-1井页岩气层的应用表明,研制的新型水基钻井液体系能够很好地预防页岩层的吸水膨胀和缩径垮塌,可确保钻井的施工安全。该钻井液体系在同类页岩气藏的钻井开发过程中,具有很好的应用前景。     

鄂尔多斯盆地东部区块强抑制性钻井液研究及应用

鄂尔多斯盆地东部延长组岩性复杂，钻进过程中常伴有严重的井壁失稳， 表现为掉块、缩径、部分井段井径扩大等井下复杂情况，极不利于提高该区块的钻井速度。为解决这一技术难题，在室内对地层岩样的组构特征进行了详细分析 。在此基础上，对多种无固相钻井液体系进行了优化，最终提出两套无固相聚合物钻井液配方。现场应用证明，设计出的无固相聚合物钻井液配方具有较强的抑制能力，能使该区块的井壁失稳问题得到缓解，复杂时效平均值由上年的5.66%，降至应用后的1.74%；电测一次成功率由上年的74%上升到95%，收到较理想的效果。目前，该体系正在气田东部钻井现场进一步推广应用。     

黏土矿物膨胀防治体系 SLAS-3 的应用与机理研究

针对胜利油田水敏性油藏，研发了一种低分子有机季铵盐类黏土矿物膨胀防治剂SLAS-3，实验研究了SLAS-3预防和治理蒙脱石和天然岩心膨胀的效果。蒙脱石在蒸馏水中的膨胀性强，强碱性可明显抑制其膨胀；在20g／L的SLAS-3水溶液中，蒙脱石的膨胀率（以煤油为比较介质）保持在108％左右，不受pH（1～14）影响。在蒸馏水中达到膨胀平衡的岩心，经20g／L的SLAS-3水溶液处理后，其渗透率恢复率在室温时为85．17％，250℃时为94．41％。岩心先用20g／L的SLAS-3水溶液处理，再与蒸馏水作用并达到膨胀平衡，其渗透率保持率在室温时为95．53％，250℃时为96．36％。X射线衍射分析结果表明，在蒸馏水中蒙脱石晶层基面间距为1．9nm，经浓度≥15g／L的SLAS-3水溶液处理后缩小至1．24～1．25nm。SLAS-3能够改变黏土矿物基面间距，防治蒙脱石矿物水化膨胀。图6表1参5。