塔河油田超深定向井KCl-阳离子乳液聚磺钻井液技术

塔河油田超深定向井钻井主要使用聚磺混油钻井液,该钻井液虽然能满足超深定向井的钻井要求,但无法满足环境保护和油气层保护的要求。因此,以阳离子乳液聚合物钻井液为基础,通过引入磺化材料提高其抗温性,加入KCl提高其抑制性,优选出了KCl-阳离子乳液聚磺钻井液。室内性能评价表明,KCl-阳离子乳液聚磺钻井液的高温润滑性、抑制性、稳定性与聚磺混油钻井液相当。现场应用表明,KCl-阳离子乳液聚磺钻井液能够满足塔河油田超深定向井的携岩、防塌、润滑和环保要求,可以替代聚磺混油钻井液,同样也适用于与塔河油田地质特征相似的超深定向井。     

阳离子乳液聚合物钻井液在页岩气井的应用

常规聚合物钻井液在页岩气井钻井过程中易出现各种井下故障。经对页岩气井井下故障和页岩岩心分析研究,决定选择阳离子乳液聚合物钻井液钻进页岩地层。通过室内试验,对阳离子乳液钻井液的常规性能、抑制性、抗岩屑污染能力、润滑性和储层保护性等进行了评价,并在湘页1井和彭页1井进行了现场应用。应用表明,2口井施工过程中无阻卡现象,平均井径扩大率小于8%,钻井液抑制性能、润滑性能、储层保护性能等均满足页岩地层钻井施工要求。应用还表明,阳离子乳液聚合物钻井液可解决页岩地层井壁失稳和储层损害问题,缩短钻井周期,节约钻井液成本。该钻井液的成功应用,为页岩气井的勘探开发提供了宝贵的参考经验,其在页岩气井钻井施工中具有良好的推广应用前景。      

艾丁-3井三开井段钻井液体系转换技术

AD-3井位于新疆塔河油田艾丁地区,属盐下钻井区块,从三开3200m转化为阳离子乳液聚合物钻井液体系,该体系具有较强的抑制性和较高的控制泥页岩地层蠕变的能力。并在此基础上,进一步转化为阳离子聚合物聚磺钻井液体系和阳离子聚合物高密度欠饱和盐水钻井液体系,钻井液体系转化施工顺利,有效控制井下复杂情况的发生,取得了理想的应用效果。     

莺歌海盆地高温高压气田定向井水基钻井液优化与实践

南海莺歌海盆地是世界三大高温高压并存盆地之一,面临地温梯度高、压力系数高、压力窗口窄、储层渗透率低、上部地层泥岩的水敏性强等技术挑战,钻井作业实践过程中,存在着上部井段泥岩易水化膨胀,导致缩径,且容易形成泥球,井眼清洁困难;钻井液安全窗口窄,加上地层薄弱,容易发生井漏;钻井液的高温稳定性、流变性、滤失性控制以及低渗透储层的储层保护困难等难题。经过多年的高温高压探井钻井液技术实践和总结,逐渐形成了该区域极具特色的高温高压气田定向井水基钻井液优化设计和技术体系。结果表明,优化设计后的高温高压水基钻井液体系具有高温稳定性强、润滑性好以及泥页岩抑制能力、封堵能力及抗污染能力强和储层保护效果好等一系列优点,对类似井及该区域后续气田定向井具有较好的借鉴意义。     

开窗侧钻"S"形定向井钻井工艺

利用无产能老井,进行套管开窗侧钻定向井或水平井,可经济有效地开发井筒周边新的储油体,恢复老井产能,对于深井,其经济效益更为显著.从优化设计、套管段铣开窗、井眼轨迹控制、钻井液等方面,介绍了塔河油田套管开窗侧钻"S"形定向井钻井工艺技术,并提出了进一步改进和优化的技术措施.塔河油田4口试验井均顺利钻至设计井深,未发生钻具事故.该技术的推广应用,必将对塔河油田剩余油田挖潜及增储上产起到积极的作用.     

钾铵基悬浮乳液钻井液体系在大牛地气田的应用

针对大牛地气田水平井钻井中常规钻井液存在的问题,根据气田的储层特征,优选出钾铵基悬浮乳液钻井液体系。室内实验表明,该钻井液体系具有良好的抗温、抗盐性,较强的抑制性,优异的防塌性,可有效抑制黏土矿物的膨胀、分散、运移,极大地预防了井壁失稳;钻井液滤失量低,侵入储层深度浅,滤饼易于消除,具有良好的储层保护效果。现场应用表明,钾铵基悬浮乳液钻井液体系可有效解决大牛地气田水平井钻井中存在的井壁稳定和储层保护的难点,取得良好的经济效益。     

定向井井径扩大率计算模型及影响因素分析

井眼适度坍塌是缓解井壁稳定和储层保护矛盾的关键技术之一。根据弹性力学理论,建立了定向井井径扩大率计算模型,并分析了钻井液密度、井斜角和方位角对井径扩大率的影响规律。结果表明:对于任意井斜角、方位角的定向井而言,允许井壁适度坍塌,均可降低所需的钻井液密度;允许井径扩大一定程度的条件下,所需钻井液密度随井斜角增大呈增大趋势,但是随着钻井方位靠近水平最小地应力方位,此趋势逐渐改变为先减小后增大。通过该方法可得到任意井斜角、方位角井眼钻井液密度与井径扩大率的对应关系,根据钻井安全和储层保护的要求指导现场合理设计钻井液密度。     

新型有机正电胶双聚钻井液体系研究和应用

针对常规钻井液使用正电胶和聚合醇存在的问题,研制开发出了新型液态有机正电胶和聚合醇产品,并介绍了两种产品的性能特点.以有机正电胶、聚合醇和聚合物为主体,研制出了有机正电胶双聚钻井液体系,并进行了室内性能评价.结果表明,有机正电胶双聚钻井液克服了常规正电胶钻井液的缺点,兼有正电胶钻井液和聚合醇钻井液的优点,具有独特的流变性、优良的润滑性、抑制岩屑分散和稳定井壁作用,以及显著的保护储层特性.现场应用证明,该钻井液综合性能优良,完全能够满足定向井、水平井井眼稳定、井眼净化、润滑防卡和储层保护的需要,具有良好的推广应用价值.     

欠平衡钻井NW无固相充气钻井液的研究

为了有效配合欠平衡钻井开发低压低渗透气藏，最大限度地保护气层．研制了NW无固相充气钻井液。该钻井液的特点是可避免钻井液中的固相颗粒堵塞储层孔隙，抑制性强，减少滤液进入储层，即削弱水锁损害，保护储层岩石孔隙的连通性；小阳离子具有优先吸附形成一层阳离子保护膜的特点，其分子结构中的憎水基团．起到阻止水分子侵入的作用，进而削弱由低压低渗储层天然渗吸效应产生的水锁损害；司时钻井液滤失量小，仅约为10mL，而且钻井液具有强抑制性，可以减小钻井液对油层岩石渗透率的影响，达到保护储层、增加采收率的目的。该钻井液可满足充气工艺要求。此外，该钻井液密度连续可调，能有效降低液柱压力．形成泡沫群体结构，具有群体封堵、疏水屏蔽及特有的流变特性等良好特性，防止低压地层漏失，保护气层；配方简单，维护使用方便，能够很好地满足欠平衡钻井工程的需要。     

正电胶阳离子聚合物低界面张力钻井液技术研究

根据大情字井地区的地层特点和潜在损害问题，开展了防塌和保护储层的钻井液试验研究，通过单剂流动试验。确定了MMH阳离子聚合物钻井液体系的基本配方，通过钻井液界面及表面张力的测试，探讨了减少水锁的方法及水锁机理，确定了适合大情字井地区低渗、特低渗储层的正电胶阳离子聚合物低界面张力钻井液的配方，并对其加重前后的抗温性能、抗污染性能及储层保护性能进行了室内试验评价。在黑108井的现场试验表明，该钻井液能有效防止井壁坍塌，保证井下安全，而且储层保护效果很好。     

钻井液用抗高温阳离子乳化沥青的研制与性能评价

针对冀东南堡中深层泥页岩地层微裂缝与层理发育、脆性强、易发生井壁失稳等问题,以阳离子乳化基质沥青、阳离子乳化特种沥青及耐高温弹性体乳液为原料,制备了一种抗高温阳离子乳化沥青封堵防塌剂。实验评价表明:抗高温阳离子乳化沥青能在井壁表面及裂缝内部吸附破乳,提升了泥饼质量,能使外泥饼光滑、致密,内泥饼有效封堵裂缝;与钻井液配伍性好,加量3%时,钻井液失水量减少47%,降滤失性较常用磺化沥青提高38%。抗高温阳离子乳化沥青可满足中深层高温、微米裂缝封堵需求。     

延长油田水平井钻井液优化与应用

延长油田水平井现用KPAM聚合物钻井液体系存在着抑制性能不足、流变性能不佳等问题,导致现场卡钻、托压等问题频繁发生。提出用阳离子乳液聚合物DS-301与RHJ-1乳化石蜡取代原体系中的KPAM和水基润滑剂,以改善钻井液性能。DS-301为大分子阳离子聚合物抑制剂,带有大量的阳离子基团,其分子量可以达到600万以上,能够有效提高连续相的黏度;RHJ-1具有优良的润滑防塌性能,能辅助提高DS-301的化学抑制效果。通过室内实验优选,0.3% DS-301与2.0% RHJ-1复配的阳离子乳液聚合物钻井液体系在100℃老化16 h后塑性黏度为25 mPa·s,动切力为12.5 Pa,润滑系数为0.233,高温高压泥饼黏滞系数为0.052 4,滚动回收率高达92.8%,对比KPAM聚合物体系在流变性能和抑制性能上有了明显的提高,有利于大幅度减少了卡钻问题的发生;通过配合加入1%极压减摩剂JM-1,润滑系数进一步降低到了0.137,有效地提高了钻井液的润滑性能,解决了水平段出现的托压问题。现场试验3口井,在水平钻进井段控制钻井液滤失量在5 mL以下,保持动塑比在0.48 Pa/（mPa·s）左右,提高钻井液携岩性能,保持井壁的稳定,现场施工作业顺利。      

乳化沥青YK-H在塔里木哈得及轮古地区中的应用

塔里木哈得地区和轮古地区在长裸眼水平井钻井过程中，上部地层易渗漏，尤其是哈得地区二叠系火成岩地层坍塌和满失非常严重。利用阳离子乳化沥青YK—H能嵌入不规则井壁微裂缝中、堵塞井壁微裂缝缝隙的特性来阻止剥落性页岩表面水化和渗透水化，抑制页岩膨胀，减少剥落性脱落。防止坍塌，从而达到稳定井壁的作用。沥青材料配合适当的超微细碳酸钙。通过超细碳酸钙架桥。沥青的软化变形填充，可有效地堵塞渗透性满失地层的孔洞。达到防止漏失的目的。现场应用表明。适当软化点的乳化沥青具有很强的封堵作用，有效地防止了地层坍塌及地层渗漏的发生。YK—H在防止哈得地区火成岩地层坍塌及哈得地区和轮古地区渗漏中取得了很好的效果。     

乳化沥青破乳机理研究

本文根据乳化剂分子化学组成和结构特点对阳离子乳化沥青和阴离子乳化沥青的破乳机理分别进行了初步研究和探讨。阳离子乳化剂和阴离子乳化剂分子组成和结构的不同决定了阳离子乳化沥青和阴离子乳化沥青破乳机理的不同。     

乳化石蜡的优化制备及其降滤失作用

鉴于南海西部油田检泵作业中修井液大量漏失,且产油恢复时间长,拟选用乳化石蜡解决伤害问题,然而市售的大多数乳化石蜡抗温抗盐性差,不能满足需要.因此对乳化石蜡的生产工艺进行了优化,并使用非离子表面活性剂、辅助磺酸盐型表面活性剂ODS,制备出了一种在模拟海水中可以稳定分散的乳化石蜡,其具有一定的抗温抗盐能力;使用质量浓度为5％的乳化石蜡溶液可使滤失速率降低80％,并通过润湿反转和贾敏效应使后续盐水的滤失量降低80％,根据此特点可以在乳化石蜡封堵后转用海水压井,从而减小乳化石蜡的用量;油相渗透率的恢复率超过100％,有一定解除水锁效应的作用,且渗透率的恢复时间短.     

乳化柴油钻井液欠平衡钻井技术在松辽盆地南部油气田的应用

依据松辽盆地南部油气田负压钻井存在的主要技术难点，通过对井眼稳定的实验分析、负压钻井的安全与井底负压值的控制设计以及负压钻进结束后压井技术的系统研究，确定了以乳化柴油钻井液作为钻进和压井的负压钻井施工方案。首次在国内安全顺利地应用低粘、低切、低密度乳化柴油钻井液体系，在探井SNl82井、评价井SN98井进行了欠平衡压力钻井施工。在SNl82井中新发现了2个天然气层；在SN98井中钻遇了多个天然气层，从2038m点着火到完钻，实现了“边喷边钻”，放喷管线口火焰最高时达8．5m左右。机械钻速比邻井高2—4倍，1只钻头相当于邻井2只钻头的进尺。此外，该乳化柴油钻井液在加入破乳剂等处理剂后可回收部分柴油，大大降低了欠平衡钻井成本。     

油包水钻井液降滤失规律研究

钻井液滤失性是钻井液的重要性能。通过对加入不同降滤失剂的油包水钻井液体系滤失规律的试验研究,表明油基钻井液体系的滤失性和水基钻井液有着相同的规律,滤失量的大小和时间的平方根呈线性关系,油包水钻井液降滤失剂的评价方法可以采用与水基钻井液相似的方法进行评价,但是需要对破乳电压进行测定。当油基钻井液体系经过高温老化后,油包水钻井液的滤失量会大幅度降低,这使得油基钻井液在高温地层钻井时有很好的优势,能更好地维持钻井液的性能稳定。     

油基钻井液与水泥浆接触污染内因探讨

油基钻井液因其良好的性能被广泛应用于深井、复杂结构井钻井中,但伴随其广泛应用,油基钻井液与水泥浆因接触污染引起井下复杂情况案例越来越多。为此,首先分析了水泥浆中掺混钻井液和钻井液外加剂对其性能影响,在此基础上,借助于扫描电镜、X射线衍射仪及傅里叶变换红外光谱仪等现代分析手段,探究掺混前后水泥浆物相和微观形貌的变化。研究结果表明:油基钻井液中降滤失剂、氯化钙在水泥水化不同阶段增加了的氢氧化钙的溶解度,加快了C₃S水化速度,使得水泥浆凝聚、变稠,导致水泥浆流动性急剧变差;而主乳化剂、辅乳化剂及黏土增加了油基钻井液界面膜的强度与厚度,难以与水泥浆形成“油包水”或“水包油”乳化结构而造成污染。该系统性研究更加深入地认清了油基钻井液与水泥浆接触污染的本质,为防范两者接触污染提供技术参考。