抗高温钻井液体系的研究与应用

通过对抗高温处理剂的优选及对处理剂间协同作用的考察,研制了一种抗高温水基钻井液体系。室内评价了该钻井液体系的高温稳定性、抗盐污染性、抑制性、润滑性、油层保护性和高温高压滤失性能等,结果表明,该体系具有很高的热稳定性（抗温可达250-260℃）,优良的抑制防塌能力、抗污染能力和润滑性能,岩心的渗透率恢复值平均为83．11％。在民深1井、车66区块的现场应用中,该抗高温钻井液的性能稳定,未发生井壁垮塌现象,电测一次成功,施工顺利,应用效果显著。     

低密度新体系钻井液在高温超深井中的运用

介绍双一井整个钻进的5500．55m井段，使用1．05-1．08g/cm^3低密度钻井液技术及应用情况，取得较好的效益，并有效地保护了低压油气层，证明该技术具有较好的推广应用前景。     

抗高温高密度海泡石钻井液体系

为了开发深部的油气藏，在钻进事需要使用性能更为优良的加重钻进液。为此，研制了一种新型的抗高温高密度水基钻井液体系。     

深水高温高压井钻井液当量循环密度预测模型及应用

深水高温高压井具有井筒温度场变化复杂、钻井液物性变化大等特点,导致钻井液当量循环密度(ECD)难以准确预测。为此,根据南海某研究区深水高温高压井钻井资料,通过PVT测量仪和旋转黏度计研究了深水水基钻井液当量静态密度、流变参数与温度、压力之间的响应特征,并根据实验数据拟合经验模型参数,同时考虑温度和压力对钻井液物性参数的影响、海底增压对井筒流场与温度场的影响,对深水高温高压井ECD计算模型进行完善。研究表明:高温高压环境对水基钻井液物性有较大影响,海底增压泵排量越高,井筒内ECD越高。利用模型对南海ST362-1d井进行实例计算,ECD模型预测值与实测值平均误差仅为0.249%。该研究结果对深水高温高压井水力参数优化设计及井筒压力控制具有一定的参考价值。     

抗盐抗高温水基钻井液体系研究与应用

为了满足复杂地层深井钻探钻井工艺技术对钻井液的要求,开展了抗盐抗高温深井水基钻井液体系的试验研究,研制了两套钻井液配方,评价了钻井液的抗温性能、沉降稳定性能、泥饼封堵性能、润滑性能、抑制性能和抗污性能。结果表明:体系的抗温可达200℃;静置48h后,钻井液的上下密度差小于0·05g/cm3;泥饼的渗透率小于0·5×10-3μm2;泥饼的粘附系数均小于0·1;可抗0·1?Cl2,0·1%MgCl2和10%NaCl。现场应用了3口井,效果较好。     

国内外超高温高密度钻井液技术现状与发展趋势

简要介绍了国内外超高温井的情况,从油基钻井液、合成基钻井液及水基钻井液三方面介绍了国内外超高温高密度钻井液的研究与应用现状,并指出了超高温高密度钻井液的发展方向。国外早期超高温钻井液以水基钻井液为主,近年来油基和合成基钻井液应用越来越多,尽管钻遇的井底温度已经超过300 ℃,但钻井液最高密度没有超过2.40 kg/L。国内超高温高密度钻井液以水基钻井液为主,与国外相比,尽管应用的温度没有国外高,但钻井液密度高,已经突破2.50 kg/L。相对而言,国外在超高温高密度钻井液方面更注重高性能专用产品的开发,而国内尽管在超高温钻井液处理剂研究方面已经开展了大量的工作,但没有形成系列产品,大部分研究局限在实验室,超高温高密度钻井液多在传统处理剂基础上,或采用国外产品形成,钻井液的综合性能还不能满足现场需要。国外超高温高密度钻井液已经成熟,目前的研究重点是改善钻井液的环境可接受性。我国应在专用产品开发的基础上,形成配套的钻井液体系,并围绕环保、高效、经济的目标进行油基和合成基钻井液研究。      

页岩水平井用高性能油基钻井液研究与应用

国内页岩油气水平井用油基钻井液(OBM)存在切力低、流变性能差等问题,难以完全满足页岩油气长水平井钻井施工井壁稳定与井眼清洁的技术要求。针对上述问题,在借鉴国外先进技术的基础上,开展了页岩油气水平井用OBM体系构建,在研发核心处理剂的基础上,形成了一套高性能油基钻井液体系,对其综合性能进行了系统研究,该钻井液体系整体性能指标达到国外同类钻井液体系水平。该油基钻井液在彭页2HF井水平段钻进中进行了成功应用,并创造了国内陆上页岩气水平井水平段和水平位移最长的新纪录。高性能油基钻井液技术的成功研究与应用,提高了我国高性能油基钻井液技术的自主化水平。      

高性能抗高温聚合物钻井液研究与应用

为满足环境敏感性海域高温深井钻井作业和环境保护要求,研究了抗温200℃,生物毒性值LC₅₀大于10×104mg/L的高性能抗高温聚合物钻井液,其以合成聚合物为主要处理剂,辅以优选出的纳米封堵剂、页岩抑制剂和极压润滑剂,该体系具有了油基钻井液抑制泥页岩水化的分散性能和润滑性能,对环境友好,可直接排海。实验表明,分别以重晶石和甲酸盐为加重剂,该抗高温聚合物海水基钻井液体系在200℃高温热稳定时间长达48 h以上,高温高压滤失量为12～25mL,抗20%氯化钠和0.5%氯化钙污染,生物毒性卤虫96 h半致死浓度LC₅₀大于10×104 mg/L,发光细菌半数有效浓度EC₅₀大于30×104 mg/L,符合一级海区生物毒性排放要求。在环渤海油田进行了现场应用,取得了良好的试验效果,试验最深井深6 066 m,最高井底温度204℃。      

中原油田深井超深井钻井技术

深井钻井具有裸眼段长、井底温度高、岩石可钻性差、机械钻速低、井眼易失稳等问题。中原油田开展了复杂地质条件下深井钻井技术攻关，逐步形成了深井井身结构优化设计、PDC钻头十井下动力钻具复合钻井、防斜打直、钻井液、固井、井控等配套工艺技术。截至2004年底，该油田共完成井深超过4000m的深井468口，而且深井钻井速度逐年提高，事故复杂时间大幅减少。详细介绍了中原油田深井超深井钻井技术现状，并对深井超深井钻井技术的发展提出了建议。     

深井钻机钻井液真空除气器研制与应用

针对深井、超深井钻井过程中,使用高密度钻井液,导致常规真空除气器处理量大幅下降、除气效率明显降低的难题,研制出一套适用于高密度钻井液的真空除气器,满足深井、超深井钻井的需要。研制了轴流式辅助进液装置,提高了除气器的处理能力; 设计了射流式排液装置,具有较大的抽吸能力,大幅提高了除气器的真空度,进而提升了处理量和除气效率。现场试验结果表明,深井钻机钻井液真空除气器的工作性能稳定,处理量大,除气效率高,满足了高密度钻井液除气器的需要。     

莺歌海盆地抗高温高密度钻井液技术

南海莺歌海盆地储层具有高温高压特征,主要储层温度范围为186~218℃,地层压力系数范围为1.6~2.4,现用的水基钻井液抗温达到180℃,密度能够达到2.0 g/cm3,存在抗温性能不足,在200℃老化后钻井液增稠严重,密度难以达到地层要求的压力范围,对储层损害程度较严重等问题。结合该区域地质概况和储层损害机理分析,对钻井液进行了优化,加入超细碳酸钙和广谱油膜封堵剂,形成良好泥饼和致密的封堵薄膜;加入表面活性剂,改变孔隙岩石的表面性质,防止水锁现象的发生;加入白油和表面活性剂提高体系抗温性。优化的抗高温高密度水基钻井液在200℃条件下性能良好,密度可达到2.2 g/cm3,能够满足井下安全生产需要;钻井液具有良好的封堵性和防水锁能力,渗透率恢复值达90%左右;具有一定的抗CO2污染能力。     

高温高密度油基钻井液处理剂性能研究

介绍了一套适用于南海莺琼盆地的高温高密度油基钻井液体系，对其中各种处理剂对体系性能的影响进行了研究。结果表明，所研究的高温高密度油基钻井液体系及其处理剂不仅具有较好的高温稳定性，而且在高达2．3g／cm^3的密度下体系的流变性稳定．满足钻井工程的需要。     

费尔甘纳盆地高温超高密度聚磺复合盐水钻井液技术

乌兹别克斯坦费尔甘纳盆地卡拉吉达构造带主要目的层为N1下部和E上部,深度为5 700～6 500 m,具有高压(地层压力系数在2.2左右)、高产(产量超过500 t/d)、高含硫(5％～6％)、高盐(5％～27％)、超深的“四高一超”的特点,事故多发生在盐层和盐下油气层段.研制出2套抗温分别为150～180℃、180～200 ℃的超高密度聚磺复合盐水钻井液体系,密度可在2.0～2.4 g/cm3范围内调节,具有好的悬浮稳定性和流动性,在抗温达180～200℃的体系中使用了单剂抗温可达200℃的磺酸盐抗盐降滤失剂DSP-2和抗温可达240℃的超小分子高温高盐聚合物降滤失剂PFL-H;同时提出了2套体系的现场配制、维护处理的技术措施和工艺流程,现场操作性强.室内评价和现场应用结果表明,2套体系都能满足该油田深层高温高压盐膏层、高压盐水层井段的钻井施工.     

塔河油田深水平井钻井液技术

介绍了正电胶聚合物混油钻井液体系和聚磺混油钻井液体系的基本配方、维护措施及在塔河油田6口水平井的现场应用情况，指出正电胶聚合物混油钻井液的抗温性较差，维护处理困难，但携岩能力强；聚磺混油钻井液体系的性能稳定、维护方便，值得推广应用。     

塔里木深井盐膏层钻井技术

盐膏层钻井，特别是深井盐膏层和复合盐层钻井，是一个世界级的钻井技术难题。分析了塔河油田几口井的盐膏层钻井的难点，详细介绍了适合塔河油田深井盐膏层钻井技术措施。     

青海油田开2井高密度钻井液应用技术

青海油田开特米里克构造地质条件复杂,存在高压盐水层、长井段膏盐层、高低压共存层。钻井施工中,上油砂组大段泥岩容易坍塌,下油砂组井漏、井涌、井塌、地层出水问题频发,深部干柴沟组邻井从未钻达,地质资料不明。介绍了高密度聚磺钻井液防井喷、漏、塌、卡、抗高温、抗盐水以及维护井壁稳定技术在开2井的应用情况。     

白56深井高密度钻井液技术

自56井完钻井深4650m，是白庙区块第一口超过4500m的深井，上部地层（3300m以上）采用聚合物正电胶钻井液体系，中深井地层（3300－4498m)采用聚磺钾盐钻井液体系，下部地层小井眼采用聚磺正电胶钻井液体系。现场使用表明，聚合物正电胶钻井液具有独特的流变性，抑帛性和较强的防塌能力，聚磺钾盐钻井液具有防塌性能好，抗高温能力强，聚磺正电胶钻井液具有低粘高切特性，降低井眼环空压力损耗，满足了白56井各井段钻井施工要求。     

青西地区复杂深井钻井液技术研究与应用

青西地区地质情况十分复杂,钻井施工中易发生井漏、缩径、井壁坍塌,并引起卡钻事故.用该地区代表井窿8井钻屑进行的室内研究结果表明,全井粘土矿物含量分布呈M形状,1700～3300 m井段地层粘土矿物易发生水化膨胀,下沟组以下的泥岩段基本无水化现象,但裂缝发育,地层应力释放严重.所以中沟组以上地层应采用强抑制性钻井液,下沟组以下地层应使用防硬脆性泥页岩垮塌钻井液,特别注意高温高压滤失量的控制.针对该地区地层岩性特征,通过室内评价,优选了阳离子正电胶钻井液.现场应用表明,该钻井液能够有效抑制泥页岩水化和硬脆性地层的垮塌,具有良好的抗高温、抗钙、抗石膏及抗钻屑污染的能力,且配方简单,维护间隔时间长,起下钻无阻卡现象,满足了青西地区安全快速钻井的需要.30多口应用井的统计结果表明,复杂情况和事故时间由原来的年平均1.69%下降为1.42%,平均钻井周期由原来的182.1 d缩短到133.2 d以内,油层段平均井径扩大率由15.81%下降为9.4%,固井质量优质率在90%以上.     

莺琼盆地抗高温高密度水基钻井液

莺琼盆地地温梯度高,压力系数大,安全密度窗口窄,抗高温高密度钻井液技术是其高温高压地层钻井面临的主要技术难题之一。对该区块现用水基钻井液进行性能分析,通过对钻井液性能进行优化,构建了莺琼盆地高温高压段水基钻井液。该钻井液体系在200℃热滚16 h后的黏度为39 mPa·s,动切力为7 Pa,高温高压（200℃、3 MPa）沉降因子为0.512,高温高压滤失量为8.6 mL,高温高压砂床滤失量为14.4 mL,在4 MPa被CO₂污染后黏度为43 mPa·s,动切力为9 Pa,API滤失量为4.5 mL,高温高压滤失量为13.6 mL。研究结果表明,该体系的流变性、沉降稳定性、高温高压滤失性、封堵性及抗酸性气体CO₂污染性能均优于莺琼盆地现有高温高压段水基钻井液体系。      

塔河油田深井超深井钻井液技术难点与对策

塔河油田油气埋藏深．钻遇地层多而且复杂．钻井过程中易发生钻井液漏失、井眼坍塌、卡钻等井下复杂情况和事故，严重影响了勘探开发的进程。通过技术攻关和技术引进，成功解决了塔河油田三叠系、石炭系硬脆性泥页岩地层易坍塌、奥陶系大型裂缝溶洞地层钻井液漏失、巨厚盐膏层塑性蠕变卡钻等制约塔河油田勘探开发的技术难题，使该油田井深6000m左右的开发井建井周期从原来的90d缩短到70d以内，井径扩大率由15％降至10％以内，超深盐膏层钻井成功率从2002年前不足40％提高到现在的100％，经济效益十分显著。