三相可循环微泡沫钻井液的研究及其在彩南油田的应用

根据新疆准噶尔盆地彩南油田96口开发井资料统计,发生不同程度漏失的井为70口,漏失率达72.9%.主要漏失井段为400～700 m,次要漏失井段为1800～2000 m.漏失现象为随钻有进无出.随钻井漏严重影响了钻井速度,使钻井综合成本增加.针对上部井段低压裂缝地层严重漏失问题,研究出了三相可循环微泡沫钻井液体系.该体系主要采用起泡剂、稳泡剂、固泡剂配制而成,能反复循环使用,无需特殊脱气和充气设备,同时保留了普通泡沫钻井液的部分优点.室内对微泡沫钻井液体系组成、微观形态分析、稳定性评价、当量密度计算等方面进行了研究,形成了三相可循环微泡沫钻井液技术.现场应用效果表明,该钻井液体系具有稳定性高、现场配制简单、性能优良、抗污染能力强和防漏堵漏效果好等优点.     

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。     

泡沫欠平衡钻井液在中生界地层的应用

中生界古潜山构造的生油层属于裂缝性油气藏,在开发时常发生漏失。针对此条件,采用抗高温可循环泡沫钻井液实施欠平衡钻井。本研究所用可循环泡沫钻井液具有密度低、有利于保护油气层、防止漏失的特点,其密度在0．85—1．00g／cm^3可调、抗温达135℃且具较好抗盐性。该钻井液在中原油田户部寨区块成功地进行了应用,较好地解决了中生界油藏开采过程中存在的井漏、坍塌、高温等复杂问题。     

新的含硼微泡沫钻井液的应用性能

用含硼特种表面活性剂RDEB作微泡沫钻井液的起泡剂,在其用量为1.0%时,体系起泡性较好且稳定性强,稳定时间大于24h。另外,RDEB与常用钻井液添加剂的配伍性好,以其构成的微泡沫钻井液流变性、失水造壁性能良好,抗温、抗污染能力强,能满足油气藏复杂易漏地层的需求。将含硼特种表面活性剂RDEB应用于微泡沫钻井液体系,不但开发了一种新型的微泡沫钻井液起泡剂,还为其在油田化学的应用指明了新的方向。     

大庆油田微泡沫钻井液的研究与应用

微泡沫钻井液在保护油气层和防漏方面具有常规水基钻井液所无法替代的优势,特别适用于大庆油田低压、低产油藏。筛选了发泡剂、稳泡剂,将现用钻井液体系转化为微泡沫钻井液体系,研制了适合微泡沫发挥作用的微泡沫钻井液配方,并对其抑制性、抗温、抗污染(抗黏土、钙、油气)能力、油层保护效果(模拟岩心动态污染试验)以及微泡沫钻井液防塌机理和微泡沫钻井液流变特性进行了研究,建立了微泡沫钻井液的具体流变模型,通过API钻井液失水仪堵漏实验和API堵漏材料实验装置对微泡沫钻井液的堵漏机理进行了研究。研究表明:微泡沫钻井液密度较低,能适当降低井筒液柱压力,使井漏得到缓解;具有良好的润滑性,循环压耗小,泵压低,使钻井液循环当量密度降低;微泡沫钻井液的高黏度和高切力性能大大增加了钻井流体在裂缝和孔隙内的流动阻力,有利于阻止井漏的继续发生;微泡沫在裂缝和孔隙内聚结但不结合,具有"架桥"封堵作用,有效阻止了钻井液在漏失通道继续流动。现场应用表明,微泡沫钻井液可减少由于钻井造成的油层污染,提高油井产能。     

微泡钻井液室内研究及性能评价

微泡钻井液是一种适用于低压易漏地层的新型钻井液。通过对起泡剂和稳泡剂进行优选,开发出抗温135℃的微泡钻井液。室内评价结果表明,微泡钻井液抗温、抗污染能力强,同时具有良好的抗压缩、密度还原特性和承压封堵性能。在20~40目砂床中,微泡钻井液承压封堵能力达20 MPa以上;经显微镜微观表征,微泡呈球形,粒径分布集中在50~200μm之间。     

抗高温海水微泡沫钻井液实验研究

针对渤海油田深部古潜山高温低压地层钻井需要,通过考察起泡剂、稳泡剂和加重剂等主要处理剂以及聚合物加序、pH值对钻井液性能的影响,优选出了抗高温海水微泡沫钻井液配方.该体系使用起泡剂SDP-1和稳泡剂SDP-2,它们的发泡能力强,泡沫小,分布均匀,稳定性好,抗污染能力强;加入了特制的加重剂TJ,同时通过适当降低发泡搅拌速度,可使体系密度达到0.6～0.95 g/cm3;引入了高温稳定剂LNW,它使海水微泡沫钻井液的抗温性达150℃,长期稳定性达7 d.评价结果表明,该体系的抗温、抗盐、岩屑、海水和油污染能力强,油气层保护效果好.     

三塘湖油田微泡沫防漏钻井液技术研究与应用

为减少低压地层的井漏问题,室内将优选出的高效起泡剂与稳泡剂、抑制剂、降失水剂、井壁稳定剂等进行配伍,形成了微泡沫钻井液。在微观结构研究中,微泡沫显示了独特的多层膜结构特征,膜强度高,微泡沫在钻井液中分布均匀,可以有效降低钻井液的密度。室内对微泡沫钻井液性能的研究表明,微泡沫钻井液密度低,可以适应高温高压的地层条件,抑制性强,可较大幅度地提高油气层保护效果。在三塘湖油田的应用表明,微泡沫钻井液适用于封堵低压漏失地层,且现场配制简单、易于转化、维护方便,钻井液性能稳定,能够满足钻井工艺的要求,泥浆泵上水正常,应用井段钻井液密度降低到0.95g/cm~3以下,防止了井漏情况发生,减轻了油气层污染,保证了钻井工作的顺利进行。     

可循环泡沫钻井液在渤海油田的应用

渤海油田潜山地层压力系数低,裂缝、溶洞发育,钻井过程中钻井液漏失严重,因此研究和评价了一种可循环泡沫钻井液体系,并在该地区探井和开发井中首次进行了应用。结果表明,可循环泡沫钻井液的密度低,可在0.6～0.99g/cm3范围内调节;稳定性较好,稳定时间远大于24h;抗温达150℃;对岩心的封堵率均在75%以上,能显著提高岩心的渗透率恢复值,使其均在70%以上,油层保护效果好;满足潜山地层的勘探开发、钻井、录井和测井等各项作业的要求,地层不溢不漏,钻井作业安全、顺利,对低压和衰竭油气藏的勘探开发具有指导意义。     

油基可循环微泡沫钻井液研制及应用探讨

针对页岩气成藏特点及钻井过程中可能出现的井漏、页岩水化膨胀导致井壁垮塌等问题,开展了油基可循环微泡沫钻井液技术研究。通过室内实验,优选出适合于油基钻井液的发泡剂、稳泡剂等主要处理剂,进而研制出了油基可循环微泡沫钻井液配方,并进行了发泡体积、半衰期、流变性、抗温性、抗污染性、防塌抑制性、封堵性等性能评价实验。结果表明:研制的油基可循环微泡沫钻井液密度在0.65~0.88g/cm3范围内可调,流变性能良好,抗温可达到150℃,稳定时间可达60h;润滑性能优良,具有较好的抗水、抗钙污染性能和防漏堵漏性能,防塌抑制性强,同时具有良好的储层保护性能。最后,对该新型钻井液的应用前景进行了探讨,认为所研制的油基可循环微泡沫钻井液不仅可满足页岩气井钻井的需求,而且还可应用于低压低渗透储层和低压盐膏层钻井,具有较好的应用前景。     

吐哈油田可循环微泡沫钻井液技术研究与应用

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，研制开发了可循环微泡沫钻井液体系，该体系具有密度低、密度范围可调、性能易控制、施工工艺简单等优点，且可以多次循环使用。该钻井液在Y653井和WN3-1井储层段钻进过程中进行了试验应用，结果两口井的机械钻速比邻井分别平均提高80．6％和14．2％，钻井周期分别平均缩短7．48d和2．36d，日产油量增加了93．88％和36．75％。     

用于滩坝砂低渗透油藏的复合盐低伤害钻井液技术

针对胜利油田滨425区块滩坝砂低渗透油藏低采油速度、低采出程度、低含水的“三低”开发阶段中的水敏、水锁损害为主的特点,结合渗流机理、储层保护原理,优选钻井液关键处理剂,通过“协同增效”作用,研发出一种复合盐低伤害钻井液体系。利用高分辨率CT扫描、扫描电镜SEM等微观评价手段,定量评价、分析了该体系对储层天然岩心的伤害程度和低伤害机制。结果表明,该体系封堵性能强,能最大程度地减少钻井液固相颗粒和滤液进入储层,滤液表面张力低至26.2 mN/m,水锁损害小,渗透率恢复值大于90%。复合盐低伤害钻井液在滨425区块应用了26口井,平均机械钻速为22.80 m/h,平均钻井周期提前11.23 d,有效减少了钻井液对低渗储层的浸泡时间。该体系油气层保护效果显著,所钻新井表皮系数为负数,新井不需要压裂就可直接常规射孔投产,不仅减少新井投产费用,而且增产效果明显,为低渗透油气藏的高效、经济开发提供了一种新方法。      

抗高温无固相弱凝胶钻井完井液技术

针对委内瑞拉西部BARUA区块产层泥砂岩互层多,砂岩胶结不充分,地层松散、易塌易漏、地温梯度高以及Barua区块油藏物性较差,产收率低的问题,为了保持井壁稳定、减少表皮污染,通过室内实验研究了BH-ELASTICOHTHP体系。该体系按照“流体套管技术”理念,利用体系高黏度特点,配合白云质碳酸钙有效封堵产层孔喉,稳定井壁和降低表皮污染;利用低剪切速率黏度高的特点实现井底净化和钻屑返出;该体系还具有抗高温、抗腐蚀性强、主剂材料易降解等优点,适用于低密度、低渗、成岩性差的地层。MGB-0066井现场试验应用表明,BH-ELASTICO-HTHP体系防漏防塌能力强,对储层和环境保护性好,该井产量超过邻井产量30%以上,达到了安全钻井和提高油井产量的双重目的。BH-ELASTICO-HTHP体系的“流体套管技术”理念也为老油田及低油藏物性油田的增产增收指出了方向。      

印尼KSO Benacat区块低密度微泡沫钻井液技术

印尼KSO Benacat区块属于低压低渗地层,前期采用常规钻井液钻进发生多次井漏,并引起卡钻,造成很大的经济损失。为解决现场存在的此类问题,使该区块后续钻井施工能顺利进行,以表面活性剂JM为发泡剂,生物聚合物PF-XC为稳泡剂,配制了低密度微泡沫钻井液。由室内试验可知,微泡沫钻井液的稳泡时间可达96 h,岩屑滚动回收率可达94.0%,渗透率恢复率可达92.4%。2口井的现场试验表明,该钻井液可以有效减少井下故障、显著提高机械钻速,还有利于保护储层,可大大降低由钻井液侵入对油气层的损害。研究表明,研制的低密度微泡沫钻井液能够满足印尼KSO Benacat区块的现场钻井要求,并对同类地层的安全快速钻进具有借鉴意义。      

新型低固相油基钻井液研制及性能评价

为解决常规油基钻井液低温流变性差、低剪切速率下易形成凝胶结构及重晶石沉降等难题,开展了低固相油基钻井液的研究。选用3~#白油为基础油,甲酸铯溶液为密度调节剂,在确定油水比的前提下,对各主处理剂进行优选及加量确定,研制出一种低固相油基钻井液体系,并对其抗温、抗污染、抑制性及储层保护效果等性能进行了评价。评价结果表明,低固相油基钻井液体系具有良好的流变性和触变性,抗温达220℃,抗水污染20%,抗钻屑污染25%,滚动回收率98.7%,渗透率恢复值90%以上。分析认为,低固相油基钻井液体系不仅能够代替常规油基钻井液应用到强水敏地层及复杂结构井,在裂缝性碳酸盐及低孔低渗储层也具有良好的应用前景。     

甲酸盐钻井液技术在吐哈油田水平井的应用

吐哈油田目的层属低压、低渗储层,储层物性差,地层易破碎,粘土矿物含量高,页岩水敏性高,易发生漏失和坍塌。针对吐哈油田储层特点和水平井对钻井液的特殊要求,从改善润滑性、携岩能力、降滤失效果等方面对传统甲酸盐钻井液进行优化改造,形成满足吐哈油田水平井钻井需要的体系,并对体系性能进行评价,还制定出了合理的维护处理方案。现场应用表明,甲酸盐钻井液具有抑制性强、密度可调范围宽、流变性容易调控的特点,提高了井壁稳定性,解决了大井斜段水敏性地层的坍塌问题,而且对储层污染程度低,所形成滤饼容易被清除,保护油层效果好。     

低伤害钻井液技术在义北油区的应用

针对胜利油田义北油区大43区块储层特征,在低渗透油气藏"协同增效"钻井液体系的基础上,开发了一种低伤害钻井液技术。研制的油层保护剂AMP-2封堵性强,稳定性好,放置30 d不分层;防水锁剂FCS抗低温能力强,在-20℃不分层;形成的低伤害钻井液体系FA砂床侵入深度仅为4.0 cm,高温高压砂床侵入深度为5.2 cm,封堵性能强,滤液表面张力为22.1 mN/m,可有效减少水锁损害,渗透率恢复值不小于90%,油气层保护效果好。通过在4口井进行现场试验表明,该低伤害钻井液体系的性能稳定,易于维护,平均钻井周期缩短11.73 d,油层保护效果明显,投产后均不需酸化压裂,投产自喷,平均日自喷量为7.88 t/d。该低伤害钻井液在义北油区大43区块的应用,为今后胜利油田老油区开发提供了较好的借鉴意义。      

可循环微泡沫钻井液研究及应用

根据微泡沫理论模型,在室内合成出了微泡沫发泡剂MF1.对该发泡剂的性能进行了评价。结果表明,微泡沫发泡剂MF1的抗温能力大于150℃,抗盐能力达到了10%,抗油能力达到了15%,抗钙能力达到了5g/L.在此基础上研制出了性能良好的微泡沫钻井液配方,对其结构进行了显微分析。结果表明,微泡沫气泡群体是以单个悬浮和部分相互连接的方式存在于体系中,微气泡之间在平面上为点接触,气泡呈大小不等的圆球体。该钻井液密度在0.6～0.95g/cm³范围内可调,体系稳定性良好。在锦45-15-26C井的现场应用证实,在整个钻进过程中该钻井液性能稳定,没有出现气液分层现象,泡沫细小,泥浆泵上水正常,微泡沫钻井液的各项性能均能满足现场使用的技术要求。