减弱泥饼对二界面胶结质量影响的方法与技术

钻井液上返时会在井壁发生滤失形成泥饼,虽然在固井前会对井壁进行冲刷,但仍无法完全清除井壁上的泥饼。泥饼强度低,与水泥浆相容性差,固化时会收缩并产生裂缝,导致固井二界面胶结质量差,使固井质量达不到要求,产生油气井窜流等现象。为了减弱泥饼对二界面胶结强度的影响,相继提出了MTC、MTA等方法,通过消除井壁的泥饼及在钻井液中加入添加剂改善泥饼的强度、韧性、致密度等方面来提高固井质量。综述了这些技术和方法的原理、应用情况及发展方向。     

钻井液造壁过程中颗粒堆积序的研究

从钻井液泥饼SEM电镜扫描的结果发现钻井液泥饼颗粒大小分布均匀，这一结果与在形成泥饼过程中钻井液颗粒的堆积顺序是先大后小，大颗粒架桥小颗粒填充这一普遍认知相矛盾。为此有必要对钻井液泥饼形成过程中颗粒堆积顺序进行深入的研究。在研究过程中首先对钻井液中的颗粒进行数学建模，然后再进行模型分析，得到大、小颗粒在堆积过程中加速度大小相同，发生的同时堆积的结果。最后再对钻井液的泥饼进行电镜扫描，同时对未经高温高压作用和经高温高压作用后的钻井液进行粒度分布进行分析，发现泥饼中的颗粒分布均匀，钻井液高温前后的粒度分布相同。实验研究分析结果证明理论模型计算结果‘大、小颗粒同时堆积’的正确性。     

钻井液边层流厚度对驱替效率的影响

钻井工程中,最重要的一步就是固井,固井质量的好坏影响到合理开发油气资源的能力以及保证油气井寿命的关键。而影响到固井质量的主要因素便是井眼的清洁程度。随钻钻井液被水泥浆顶替干净的程度与水泥环是否具有长期的稳定的密封性能是保证固井顶替效率的关键问题。净替是保证水泥环密封性能的关键因素,也是保证水泥环密封好坏的先决条件,因此,只有有效的把钻井液以及产生的粘附泥饼驱替完全才能保证水泥浆的固井界面质量,进而获得良好的固井顶替效率,从而达到良好的水泥环密封性能。泥饼的性能决定着泥饼是否容易剥落,而泥饼性能是由钻井液决定的,良好的钻井液体系在钻进过程中形成的泥饼更容易被驱替。本文主要采取流体力学里的边层流理论对几种不同的钻井液进行评价,从中选取优良的钻井液体系,提高泥饼的驱替效率。     

油基泥饼解除液体系研制及性能评价

针对东海油田钻井过程中油基钻井液在井壁和筛管上形成的泥饼难以清除等复杂问题,室内经过有机溶剂、有机酸、增溶剂等处理剂优化筛选,研制出一套油基泥饼解除液体系,其配方为:55%5#白油+45%增溶剂HZRJ+5.5%有机酸HTS+5%有机溶剂RJ;通过API滤失实验、配伍性实验、渗透率恢复值实验对体系进行了性能评价,结果表明该体系具有良好的泥饼解除效果和较强的储层保护能力,且与钻井液及储层岩石、原油具有较好的配伍性。     

泥饼解除剂和清洗剂对固井界面胶结强度的影响

为提高固井界面胶结强度,从清除井壁和套管上的油基钻井液泥饼的角度出发,研发了油基钻井液泥饼解除剂JCJ和清洗剂QXJ,利用挂片实验和界面模拟实验考察了各种因素对其泥饼解除效果的影响。挂片实验结果表明,油基钻井液中w(JCJ)=1%,浸泡温度55℃、浸泡时间40min、清洗液中w(QXJ)=1%、清洗温度45℃、清洗时间20min的条件下,油基钻井液泥饼的解除效果最佳,泥饼解除率达到89%;界面模拟实验表明,首先在钻井液中加入w(JCJ)=1%,然后再利用w(QXJ)=1%清洗液清洗后,固井一、二界面的胶结强度分别提高到原强度的10.3倍和8倍,固井界面增强效果显著;JCJ不会对钻井液的主要性能产生明显的影响,具有发效时间短、温度适用范围广的特点。     

甲酸盐完井液泥饼清除室内实验研究

含碳酸钙颗粒的甲酸盐完井液体系常在裸眼砾石填充完井过程中使用,充填过程中会在井壁上形成泥饼。为了提高产能,该泥饼需要用一种合适的清除体系去掉。无机、有机酸和泥饼反应速度过快,造成泥饼清除不完全。原酸酯能在盐水溶液中水解并形成缓释酸,但由于甲酸盐体系较高的p H值,甲酸盐溶液体系对于原酸酯来说并非合适的基液。提出一种方法来解决这个问题:向甲酸盐体系中加入Na Br溶液后,原酸酯体系能用于甲酸盐体系的泥饼破胶。最后提出了一种螯合剂破胶体系,能够高效清除泥饼,并且满足缓速要求。     

振动固井技术在大庆油田的研究与应用

钻井时钻井液会在井壁上形成泥饼,如果在固井的时候这些泥饼没有被清除掉就会在井壁上形成一个不可固化层,严重影响胶结强度影响固井质量,实验证明利用振动固井技术来提高固井质量是多方面的是可行的,振动可以改善流体的性质,提高顶替效率,提高水泥面胶结强度,缩短水泥胶凝时间,减少甚至消除水泥浆静切力,所以振动固井是很有发展前途的一项新型固井技术。     

泥饼渗透率影响因素研究

页岩气水平井钻进过程中,由钻井液失水形成泥饼质量的好坏会直接影响钻井生产效率,同时也影响井壁稳定性。通过制备泥饼,利用高温高压失水仪来考察钠膨润土、不同种类加重剂以及不同添加剂的质量分数对泥饼渗透率的影响。实验数据表明,从经济性和效果来看,钠膨润土质量分数为8%时,泥饼渗透率及厚度处于较低值,且变化趋势不明显,可视泥饼质量较佳;当重晶石质量分数在固相颗粒90%以下时,泥饼渗透率随质量分数增加而减小,当重晶石质量分数超过90%时,泥饼渗透率与质量分数呈正相关性;随着无机盐处理剂NaCl和KCl质量分数的增加,泥饼渗透率和厚度有着不同程度变化,且均呈正相关性;当重晶石质量分数为泥浆质量分数的80%,10μm碳酸钙质量分数为20%,6μm碳酸钙质量分数为6%时,泥饼的渗透率达到最低。分散剂加入后,会使黏土颗粒之间不易发生絮聚,同时增强颗粒间静电斥力,改变其表面亲水性,使黏土颗粒均匀地分散在水中,综合作用下导致泥饼渗透率降低。降滤失剂、稀释剂和包被剂都对降低泥饼渗透率起到一定作用。通过对泥饼渗透率影响因素研究,为现场施工过程中钻井液剂的加量优选提供数据支持。     

水基钻井液泥饼增强剂及作用机理研究

非常规致密油藏的开采,一般采用水平井固井后,射孔加大型压裂的完井工艺。其中,固井质量至关重要,直接影响到后期压裂的效果。目前,水平井的固井质量普遍不高,主要原因之一就是存在固井弱界面现象。针对上述问题,本文研发了一种泥饼增强剂,利用冲击试验评价了泥饼增强剂对聚合物钻井液的泥饼增强效果,分析了其作用机理。结果表明,在钻井液中加入0.7%～1.0%的泥饼增强剂后,泥饼强度增大到原强度的29～33倍、厚度减小37%～39%、韧性增加15%～17%。现场试验表明,使用泥饼增强剂后,固井界面胶结质量中等以上占比提升32%,泥饼增强剂具有良好的泥饼性能改善效果,可有效提高水平井固井质量。     

废弃钻井液脱出泥饼成分分析

随着油气田的不断开发，不可避免地会产生大量的废弃钻井泥浆。废弃泥浆经过处理，可脱出泥饼，而泥饼成分复杂，存在环保隐患。结合HL油田实际情况，通过X射线衍射仪方法分析出泥饼中固体颗粒成分，同时通过多参数分析仪、原子吸收光谱仪、BOD含量测定仪等研究废弃钻井液脱出泥饼的离子成分、含油性、聚合物含量、微生物含量等，分析了脱出泥饼的成分。结果表明：废弃泥浆脱出泥饼，其含水率较低，含油性较差，其主要以黏土矿物、石英、方解石等为主。泥饼滤液中钠、钙、钾、镁等阳离子含量高，含有少量的铅，并且微生物含量较少，不含聚合物。研究结果对进一步研究切实可行的废弃钻井液脱出泥饼综合利用方法、保护环境和资源利用具有重要意义。     

鄂尔多斯盆地产层段冲洗液有效冲洗技术研究

为提高鄂尔多斯盆地产层段冲洗液的冲洗能力,本研究主要对冲洗液有效冲洗技术进行了探究。通过泥浆相容性性能测试、原油溶解能力测试及泥饼清除实验对冲洗液进行了评价,结果表明该冲洗液与钻井液及水泥浆具有良好的适配性,可降低塑性黏度和动切力,并且对原油溶解效果较好,溶解速率超过1.0 mL/min,可有效清除井壁原油,提高顶替效率,当延长冲洗液的紊流时间时,可明显提高泥饼清除效率。     

泥饼质量改进剂及其对固井质量的影响

以增强油井固井界面胶结强度,提高固井质量为目的,从增强泥饼的强度、减小泥饼厚度、提高泥饼与固井水泥浆胶结力的角度出发,研制了一种新型的泥饼质量改进剂EA,考察了EA对固井界面胶结强度的增强效果,分析了EA的界面胶结增强机理.EA由磷酸钙矿物纤维、金红石粉和磺化丹宁组成,通过网状支撑和诱导作用增强泥饼强度,通过表面活性和静电排斥作用减薄泥饼厚度.将EA以1％的比例加入到钻井液中,泥饼强度和模拟固井二界面的胶结强度分别提高到原强度的19倍和8.5倍,油田现场应用结果表明油井的平均固井优质率可提高30％.     

水基钻井液成膜机理与应用现状

在水基钻井液中,通过加入一到几种成膜剂,可以使钻井液体系在泥页岩等地层井壁表面形成较高质量的膜,这样可阻止钻井液滤液进入地层,从而在保护油气层和稳定井壁方面发挥类似油基钻井液的作用。本文介绍了水基钻井液的成膜机理,总结了成膜钻井液的性能和应用现状,并对未来的发展提出了一些建议。     

浅谈新型水基防塌钻井液室内研究

新型水基钻井液防塌就是在水基钻井液中加入能够疏水的成分,在正压差的作用下,能够在钻井的井壁空隙和泥饼中产生弱亲水或者是亲油的通道,利用毛细管阻力阻止或者降低渗入地层的滤液,从根本上解决由于井壁地层吸水产生的井壁不稳定的问题。目前可以通过利用疏水降失水剂和疏水封堵剂作为钻井液的处理剂,研究新型的水基防塌钻井液。本文主要根据新型水机防塌钻井液的形成和性能评价,分析了新型水基防塌钻井液的作用机理。     

大庆调整井钻井液泥饼固化室内实验研究

室内实验利用带静切力的幂律方程(H-B方程)的评价实验方法,考察了SMT分散剂、铁铬木质素磺酸盐分散剂及矿渣对钻井液性能的影响规律以及对钻井液泥饼固化性能评价.结果表明,分散剂SMT对调节钻井液的流变性能具有一定效果,加入6％矿渣+0.8％SMT的改性钻井液同原浆接近,经过高温高压滤失后形成的滤饼放入水泥原浆滤液中养护...     

Pop-Off技术在水平井眼清除泥饼的技术原理研究

水平井的早期投资回报率,高生产率指数,晚水窜/气窜和致密储层的采收率远远优于垂直井。但是不同的泄油孔清理方法及其结果却不一致(尤其是在钻井期间使用油基或假油基泥浆)。常规消除钻井液滤饼和滤液的伤害是靠酸洗,氮气举或者盐水洗涤。虽然酶或酸洗在水基泥浆的清除结果上是很好的,但是对油基以及假油基泥浆形成滤饼的清除结果却不乐观。本文详细介绍了Pop-Off技术来消除钻井液对地层造成的损伤以及高渗透水平井剖面的滤饼清除。该方法的应用结果表明在非常低的地层压力下获得的高生产率。此外,采用Pop-Off技术去除泥饼和以前的常规方法相比较能长期而又持久的改善井的生产状况。     

一种实用油基钻井液冲洗效果评价方法及应用

油基钻井液因其良好的抗温、抗盐钙、防水合物、高油水比性能,广泛应用在易坍塌井、高温高压井、超深水井中。保证优良固井质量重要前提是使用前置液驱替干净裸眼环空油基钻井液,改善油润湿为水润湿环境并冲洗干净胶结面泥饼。经过实践探索与提炼,采用井浆使用高温高压滤失仪压制泥饼,并通过六速旋转黏度计模拟井内循环温度冲洗泥饼,可以得到不同的冲洗效果,根据实验数据设计固井前置液浆柱结构在南海西部油基钻井液固井中得到了广泛应用,充分保障了固井质量,具有非常强的实用性和可操作性。     

沿水平井钻井液渗滤研究

在钻井过程中,如果地层孔隙中流体的压力小于钻井液液柱压力,会发生地层被钻井液侵入,引起地层污染的后果。这会大大影响油气井的产能,我们只有理解和掌握钻井液渗滤的污染机理,才能有效的进行防治。在油气井投产之前,一般会采用酸化、压裂的方法解堵,为了确保解堵措施安全高效,需要精准地确定钻井液的伤害程度和侵入深度。数值模拟在研究钻井液渗滤问题上应用非常广泛。基于有限元的数值模拟的方法研究地层渗透率,泥饼渗透率和钻井时间对钻井液渗滤的影响。通过对相关算例进行分析,系统的概括出钻井液渗滤的影响因素。结果表明:地层渗透率越低,钻井液沿水平井筒渗滤越困难;泥饼渗透率越低,钻井液的侵入深度越小,钻井时间越长钻井液沿水平井筒渗滤越多,侵入的深度越大。     

固井前置隔离液的研究发展

固井隔离液用在钻井液和水泥浆之间,其主要作用是防止水泥浆的污染和钻井液的絮凝稠化以及冲蚀走井壁泥饼的油膜及疏松物,改善水泥浆对井壁的固结条件。所以我们要在使用前要进行合理的设计,要全面了解其种类、性能标准、体系常用组分及作用原理、设计要求以及性能评价手段、方法、标准等,这样才能很好的利用和综合发挥隔离液的作用。     

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。