抗高温水包油乳化钻井液体系性能研究

针对目前水包油乳化钻井液在深部地层钻井中出现的抗温能力不足的问题,室内用自制的抗高温两性离子乳化剂SKT-1、辅助乳化剂Span-80、抗高温增黏剂Dristemp、降滤失剂磺化酚醛树脂(SMP-I)和两性离子包被剂FA-367等配制了抗高温水包油乳化钻井液,研究了钻井液的稳定性、抗温性、高温高压流变性和抗污染能力。研究结果表明,抗高温水包油乳化钻井液最佳配方为:2%钠膨润土+2.5%SMP-I+0.2%Dristemp+0.2%FA-367+0.2%NaOH+2%乳化剂(SKT-1∶Span-80=3∶1)+0.5%硬脂酸铝,清水、柴油体积比5∶5。该钻井液体系流变性良好,密度可在0.90~0.98 g/cm~3范围内调节,抗温达210℃,且稳定性良好;该体系对油气层损害小,可抗20%水污染、20%油污染、2%氯化钠污染和15%钻屑污染,能满足深部地层钻井的要求。     

生物柴油包水钻井液体系

生物柴油主要成分是脂肪酸烷基酯,其闭杯闪点高不易着火,且不含或含少量硫和芳香烃,其性能稳定、毒性低、无荧光性,对测井无影响,是良好的酯基钻井液基液。因常规油基钻井液处理剂与生物柴油配伍性较差,笔者针对生物柴油包水钻井液的处理剂进行了优选,优选出主乳化剂TC-PEM、辅乳化剂TC-GSEM、提切剂UP-GEL和降滤失剂UPGEL,并通过对生物柴油包水钻井液性能评价实验,研制出3种不同密度的生物柴油包水钻井液体系。该体系具有良好的抗温性,抗温为120℃,抗淡水侵能力为15%、抗CaO能力为2%;生物柴油包水钻井液体系生物降解性评级为容易,是一种环境友好型钻井液体系。现场应用表明,该钻井液具有良好的流变性能,提高了机械转速,大幅度缩短了建井周期。      

南堡5-4井抗200℃高温钻井液的研究及应用

南堡5-4井是部署在南堡油田5号构造海上的第一口深探井,完钻井深为5700 m,预测井底温度约为200℃,常规钻井液难以满足该井钻探的需要.通过对钻井液处理剂和配方的评价与优选,研究出了一套抗200℃高温海水钻井液,其具有良好的抗高温流变性能和热稳定性,可满足海上深井钻井需要.现场应用证明,该抗高温钻井液配方简单,现场处理、维护方便,性能稳定易调整,并可由上部井浆进行转化,保持了钻井液应用的连续性,显示了其良好的经济性.     

抗高温水包油钻井液的研究与应用

根据深井欠平衡钻井技术要求,通过水包油钻井液用主乳化剂、辅助乳化剂和乳化稳定剂的研究,有效地解决了水包油钻井液体系高温乳化能力差、易起泡和乳化剂加量偏高的问题.在此基础上形成了水包柴油和水包白油钻井液体系,该体系具有良好的流变性及抗高温能力,抑制泡沫效果好,防塌能力强,密度在0.89～0.99g/cm3之间可调,抗温能力达到180℃,水包白油钻井液荧光级别<6级.现场应用3口井,应用结果表明,研究的水包油钻井液体系具有较好的抗高温、抗地层水侵、抗CO2污染能力,钻井液性能稳定易于调节,不起泡,对录井、测井无影响,井径规则,有利于安全快速钻井和发现、保护油气层,能够满足深井近平衡、欠平衡钻井和地质要求.     

东海抗高温低自由水钻井液体系构建与应用

东海天然气藏埋藏深、压力高,井底最高温度达180℃以上,易使钻井液重晶石和岩屑沉降造成起下钻遇阻、卡钻事故,严重影响钻井作业效率。由长链磺酸、疏水单体和交联剂等共聚反应,通过室内实验研发了一种抗高温流型调节剂HTV-8,并以该调节剂构建了东海抗高温低自由水钻井液体系。实验结果表明:HTV-8在无黏土或低固相钻井液中的提切能力强,抗温能力达200℃,可使钻井液具有优良的高温流变性;所构建的抗高温低自由水钻井液体系具有较好的抗岩屑污染能力、抗盐污染能力、抑制性和储层保护等性能。目前该抗高温低自由水钻井液体系已在东海气田取得成功应用,钻井液携砂性能好、钻进过程中返砂顺利,长时间避台后重晶石无沉降,为东海深层天然气藏安全高效开发奠定了良好基础。     

抗高温疏水缔合聚合物无固相钻井液研究及现场试验

针对现有无固相钻井液抗温能力弱、无法满足高温水平井钻井需要的问题,以两性离子型疏水缔合聚合物PL-5为主剂配制了抗高温疏水缔合聚合物无固相钻井液。对该钻井液的流变性、滤失性、悬浮稳定性、抑制性和储层保护性能进行了室内试验评价,并应用原子力显微镜（AFM）和环境扫描电镜（ESEM）对构建该钻井液液相的聚合物的微观结构进行了观测。室内试验结果表明:该钻井液在160℃下老化后,仍可保持良好的流变性、滤失性和悬浮稳定性;上部地层钻屑的一次滚动回收率达60.1%,下部地层钻屑的一次滚动回收率达87.2%,抑制泥页岩水化分散效果显著;油层岩心的渗透率恢复率可达82.0%以上。抗高温疏水缔合聚合物无固相钻井液在DF1-1气田3口井的水平段钻井中进行了现场试验,结果表明,该钻井液不仅具有良好的流变性、滤失性和悬浮稳定性,而且具有良好的储层保护效果,提速效果显著,能够满足高温水平井钻井需要。      

抗高温聚束钻井液在南堡3-15 井的应用

南堡油田3 号构造中深层东营组和沙河街组地层垂深在4 000 m 以上,地温梯度为（3.66～4.05 ℃）/100 m,极易发生井壁失稳、井漏、CO2 污染,同时储层水锁严重,地质要求对荧光进行严格控制。针对以上钻井液系列难题,室内研究了一种抗高温聚束钻井液体系,该体系是在以往低自由水钻井液体系的基础上,增强了钻井液高温条件下稳定性及微纳米级泥岩孔缝封堵能力等特性。通过在南堡3-15 井的应用表明,该体系具有良好的流变性、润滑性、抑制性和低滤失性,解决了中深部地层井壁稳定和井漏问题,高温稳定,抗污染能力强,实现了长位移井段低荧光钻进,且能提高机械钻速、缩短钻井周期。      

耐温抗油泡沫钻井液技术及其在非常规水平井的应用

目前胜利油田的非常规低压、低渗油气藏较多,对欠平衡钻井技术要求越来越高,普通泡沫钻井液抗温性较差,且在含油井段不能使用.为扩展该项技术的适用性,研制出性能优良的AC-2发泡剂,并优选出泡沫钻井液的配方,该体系的抗温达180 ℃,抗油30％以上.该钻井液技术在盐227-1HF非常规水平井进行了首次应用,结果表明,该体系能够满足地层温度137℃和含油20％条件下的水平井施工要求,钻井过程顺利,泡沫性能稳定、地面消泡方法简单,全井无任何事故,平均钻速提高50％以上.     

抗高温低密度水包油钻井液在文古2井的应用

文吉2井是位于中原油田文留地区古潜山的造的一口重点探井，是实现东濮潜山突破的首选目标。文古2井井深为4750.18m，地层孔隙压力系数为0．98－1．0，井底温度为166℃，该井在五开井底欠平衡钻井施工中首次使用了抗高温低密水包白油井液，该体系乳化剂为新研制出的抗高温水包油乳化剂A－1（抗温可达180℃）；油为5＃白油，体系荧光级别在6级以下，对探井地质录井无影响；油水比为6：4；该钻井液密度在60℃下为0.89g/cm^3，在40MPa,150℃下为0.93g/cm^3，基本满足欠平衡钻井要求，在现场应用过程中，占井液遇到了H2S气体侵以及严重的石膏侵和HCO3^-,CO3^2-问题，经处理后，保证了钻进液PH值在12－13之间，钻井液整体性能良好，证明该钻井液抗污染能力强。现场用水包白油钻井液在高温高压下有良好的流变性；静、动态涌透率恢复值分别为91．4％和83．1％，保护油气层效果好；具有良好的抑制性和润滑性，携砂效果良好，起下钻畅通无阻；钻井液密度一直稳定在0.88-0.89g/cm^3之间，实现了真正的欠平衡钻井；电测一次成功率为100％。     

烷基糖苷衍生物钻井液研究及在长宁H26-4井的应用

针对川南页岩气地层特点,长水平井的钻井要求,研发了一种新型的水基钻井液体系-烷基糖苷衍生物(ZYAPD)钻井液体系,并通过室内评价了其基本性能、井壁稳定能力、润滑性。结果表明,该钻井液体系具有良好的流变性能,高密度条件下高温高压失水小于5 mL;90℃条件下对露头页岩岩心连续浸泡,ZY-APD钻井液在50 d内与油基钻井液井壁稳定能力相当;润滑系数小于0.1。该钻井液在长宁H26-4井的应用过程中,井壁稳定、携砂效果及润滑性能良好。该体系较好满足了页岩气水平井钻井施工技术要求。     

南堡潜山油气层钻井完井液技术

冀东油田南堡潜山油气藏埋藏深(4 000~5 600 m),地温梯度大(4.22°/100 m),井底最高温度为223℃,地层压力系数低,为0.96,储层微裂缝发育,气油比大。为满足其储层保护和安全生产的需要,研究了抗220℃高温低密度低固相钻井液和抗170℃高温冻胶阀技术。抗高温低密度低固相钻井液选择2种四元共聚物分别作抗高温增黏剂和抗高温降滤失剂,并配合使用SMP和SPNH以及耐温封堵剂FT3000,抗高温水包油钻井液由研制的抗温能力强、抗盐能力好的HWZR和HWFR乳化剂,优选出的增黏剂HVF-H和抗高温降滤失剂HWFL-H与HVS-H等组成,2套体系在220℃老化48 h性能良好,可满足井眼清洁的需要,使用密度范围为0.98~1.08 g/cm3;抗高温冻胶阀实现了起下钻和套管回接过程分隔油气层和保护油气层的目的。目前已钻井22口,8口探井应用了抗高温低固相钻井液,13口开发井应用了水包油钻井液,2口井应用了抗高温冻胶段塞封堵技术,均取得良好的效果,确保了全过程油气层保护。     

低密度水包白油钻井液在潜山欠平衡钻井中的应用

华北油田潜山油藏埋藏深,井下温度高,地层压力系数低.为满足该油藏欠平衡钻井的需要,研究出了高油水比水包白油钻井液.经现场应用表明,该钻井液性能稳定,最低密度为0.86 g/cm3,具有强抑制性和防泥岩坍塌能力,与清水的相对膨胀率仅为9.84%,抗温达180℃,抗污染能力好,对储层的损害小,渗透率恢复值大干94%,且较纯油基钻井液成本低,对环境污染小.长6、任东2和衡6探井通过应用该低密度水包白油钻井液,实现了欠平衡钻井,顺利钻穿漏失严重的潜山储层.较好地保护了储层,同时解决了钻井液的抗高温和荧光干扰问题,满足了探井施工录井的要求.     

新型抗高温水包油钻井液研究与应用

针对渤海油田潜山地层压力控制钻井中水包油钻井液抗高温性、稳定性、可重复利用性不足等问题,通过优选抗高温乳化剂、增粘剂、降滤失剂等研制了新型抗高温水包油钻井液.室内评价结果表明,新型抗高温水包油钻井液具有良好的抑制性、润滑性、稳定性、抗污染性和油气层保护能力.根据JZ25-1S等油田潜山地层井中低温特性,为降低钻井液成本,对新型抗高温水包油钻井液配方进行了优化,取得了成功应用,可在渤海其他油田潜山地层中推广.     

深水钻井抗高温水基钻井液体系研究及应用

深水钻井时存在易形成气体水合物、高温和低温并存对钻井液性能产生严重影响等问题。因此,为满足深水钻井作业的需要,通过对水合物抑制剂、抗高温增黏剂以及抗高温降滤失剂的优选与评价,研制了一套适合深水钻井施工的抗高温水基钻井液体系,并对钻井液体系的综合性能进行了评价。结果表明,该钻井液体系在低温到高温变化过程中黏度和切力变化幅度不大,仍能保持良好的流变性能;当钙膨润土的加量为15%时,钻井液体系仍能保持较好的流变性和较低的滤失量,具有良好的抗污染性能;钻井液体系的沉降因子在0. 5左右,具有良好的沉降稳定性;钻井液体系对储层钻屑的滚动回收率可以达到94. 5%,具有良好的抑制性。现场应用结果表明,S-1井钻井施工过程顺利,无井下复杂情况出现,说明该钻井液体系能够满足深水高温高压井的钻井施工需求。     

抗高温水包油钻井液体系评价及应用

针对潜山储层的特点,室内采用具有抗温性和强乳化能力的表面活性剂作为乳化剂,配套抗高温增黏剂及流型调节剂,研制出了抗220℃高温水包油钻井液体系,并对其性能进行了评价。实验结果表明,该钻井液具有乳化稳定性强、抗温稳定性好、储层保护效果好等特点,适合于奥陶系潜山储层深井钻探。该体系在某A1井水平段进行了现场应用,表现出良好的高温稳定性及易维护等特点,满足了本区块潜山高温储层开发,欠平衡钻井技术的要求。     

南堡潜山油气层钻井完井液技术

冀东油田南堡潜山油气藏埋藏深(4000~5600 m),地温梯度大(4.22°/100 m),井底最高温度为223℃,地层压力系数低,为0.96,储层微裂缝发育,气油比大。为满足其储层保护和安全生产的需要,研究了抗220℃高温低密度低固相钻井液和抗170℃高温冻胶阀技术。抗高温低密度低固相钻井液选择2种四元共聚物分别作抗高温增黏剂和抗高温降滤失剂,并配合使用SMP和SPNH以及耐温封堵剂FT3000,抗高温水包油钻井液由研制的抗温能力强、抗盐能力好的HWZR和HWFR乳化剂,优选出的增黏剂HVF-H和抗高温降滤失剂HWFL-H与HVS-H等组成,2套体系在220℃老化48 h性能良好,可满足井眼清洁的需要,使用密度范围为0.98~1.08 g/cm3;抗高温冻胶阀实现了起下钻和套管回接过程分隔油气层和保护油气层的目的。目前已钻井22口,8口探井应用了抗高温低固相钻井液,13口开发井应用了水包油钻井液,2口井应用了抗高温冻胶段塞封堵技术,均取得良好的效果,确保了全过程油气层保护。     

超高温钻井液在杨税务潜山深井中的应用

华北油田杨税务区块奥陶系储层埋深普遍较深,一般在6000 m以上,地层岩性主要为灰岩、泥岩,井底最高温度预计在210～230℃。继低固相超高温钻井液技术在安探4X井成功应用后,由于该技术所用材料多为国外进口,室内再次研选抗高温处理剂、高温保护剂等关键处理剂,以国产材料替代进口材料,构建了抗230℃的低固相钻井液配方,同时高温滚动实验和高温流变性测试表明:体系具有良好的抗超高温性能,高温条件下的流变性能仍能有效满足携岩要求。目前该套钻井液体系在杨税务区块已经成功开展了7口井现场应用,保障了钻井施工的顺利进行,形成一套满足华北油田冀中区块深潜山地层的超高温钻井液技术。      

深层致密气藏钻井液技术难点及对策

深层致密气藏具有埋藏深、温度高、低孔低渗、微裂缝发育、非均质性强等特点,钻井作业过程中极易遭受储层损害;此外深井水平井作业过程中,摩阻、扭矩较大,易发生托压、钻具阻卡等复杂情况。为解决这一系列技术难题,选择了低密度抗高温水包油钻井液。现场应用表明,该钻井液体系流变性稳定,环空压耗低,润滑性好,且具有良好的储层保护效果。加之其低毒性、对环境友好的特点,具有一定的推广和应用前景。     

超高密度抗高温饱和盐水钻井液技术

室内实验通过优选油田现有的处理剂,并配合使用室内研制的高温稳定剂SA,建立了一套抗200℃高温的超高密度(2.50 g/cm~3)饱和盐水钻井液。室内实验表明,该钻井液不仅具有良好的稳定井壁作用,而且抗钙污染能力(抗0.5%CaCl_2)和抗岩屑污染能力(抗20%岩屑)较强,满足了超深井钻井的需求。     

BH-OBM油基钻井液体系研究与应用

为解决复杂地层深井超深井、复杂结构井和页岩气地层水平井钻井中遇到高温高压、页岩井壁失稳、润滑钻具等问题,应用现代分子结构设计理论与方法,从核心处理剂设计与合成着手,注重化学材料间的协同配伍性,形成了具有脂肪酸酰胺基胺为主要结构特征的主乳化剂、辅助乳化剂、润湿剂、流型调节剂,以及吸油膨胀可变形的降滤失剂,构建了全白油、白油包水、全柴油和柴油包水等系列油基钻井液和页岩气地层油基钻井液,最高抗温250℃,最高密度2.40g/cm~3;可实现对不同地层的高效封堵,现场应用50余口井,很好地解决了新疆塔里木、委内瑞拉以及长宁页岩气等市场的井壁稳定、悬浮、润滑、井眼净化和储层保护等技术难题,对高温深井超深井、页岩气地层水平井的安全快速钻井具有重要的意义。