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.     

抗高温水包柴油乳状液研究

针对欠平衡钻井对低密度钻井液的要求,以水包柴油乳状液为研究对象,通过实验优选乳化剂,研究了2种和多种乳化剂协同作用下水包柴油乳状液的稳定性,优选出了抗温性能好、乳化能力强的复合乳化剂,配制出了抗180℃高温的水包油乳状液.     

抗温180℃水包油钻井液研究及应用

针对低压储层钻井保护油气层的要求,通过室内研究形成了油水比为7：3～3：7的水包油钻井液,密度在0．88—0．97g／cm3可调,抗温达180℃,具有良好的乳化稳定性和流变性,防塌能力强,在城深7井和城深9井的现场应用结果显示,研究的水包油钻井液性能稳定,具有良好的抗高温、抗CO2污染能力,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、欠平衡钻井的要求。     

水包油钻井液体系的研制与应用

解放128井是塔里木油田的一口超深水平评价井,自钻至井深5280．95m发生井漏后,共发生11次严重井漏,边漏边钻至井深5492．33m下入套管。针对如此复杂情况,决定采用欠平衡钻井技术,以保证300m水平段的钻进任务。针对当时井下钻井液密度为1．12g/cm^2时井涌和井漏同时存在的实际情况,确定采用密度为0．95－0．98g/cm^3的水包油乳化钻井液进行水平段欠平衡钻井。室内对水包油钻井液体系的油水比、乳化剂与增粘剂的种类与用量以及降滤失剂和流变性调节剂的种类与用量进行了优选,并优选出油水比分别为4：6、5：5和6：4的水包柴油钻进液配方和油水比为4：6的水包原油钻井液配方。该低固相水包油钻井液具有密度低、润滑性好、滤失量低、稳定性好等特点,且具有良好的抗温、抗污染能力,配制简单,密度和流变性易于控制。在解放128井水平段采用低密度水包油钻井液进行欠平衡钻井,取得成功,该共获高产油气流。     

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.     

水包油钻井液在宋深101井负压钻井中的应用

在分析钻井区块地质概况的基础上,决定采用水包油钻井液钻进宋深101井欠平衡井段,并给出了配方。现场应用证明,该钻井液体系能够满足欠平衡钻井的要求,具有较好的稳定井壁能力,而且对录井、测井无影响。     

大庆油田"九五"期间钻井液技术发展

在总结“九五”期间大庆油田钻井液技术发展情况的基础上,重点介绍了在井壁稳定,高温深井,欠平衡钻井,保护油气层和提高二界面胶结强度等方面开展的诸多钻井液研究和应用,结果表明,水基加重钻井液性能良好,润滑性和防漏效果明显,对油层具有更好的保护作用,保证了侧钻水平井钻井施工的顺利进行;抑制性与封堵型聚合物钻井液具有很强的抑制性,解决了井壁稳定,防卡和防漏问题,电测遇阻率比常规井眼降低10％,卡钻事故率减少3％,井漏井塌事故率减少25％,保证了小井眼钻井完井施工的顺利;抗高温油包水钻井液,水包油低密度蝇液,硅酸盐钻井液,甲酸盐钻井液和多元硅钻井液,性能稳定,抗高温能力强,有效地保护和发展了油气层,具有较好的提高二界面胶结质量作用,提高了二界面的固井质量,这些钻井液技术的发展,解决了大庆油田高温井,疑难井和特殊工艺钻井技术问题。     

CG2井水包油钻井液欠平衡钻井现场油气显示识别

水包油钻井液可以实现欠平衡钻井目的．有利于油气层的发现和保护。但水包油钻井液条件下钻进也给现场油气显示识别带来一定的难度。为消除钻井液的影响,准确识别油气显示,通过重点探井CG2井的录井实践与探索,总结出一套行之有效的油气显示识别方法．即应用钻井液定量荧光分析以及岩石热解气相色谱谱图对比等录井手段,为水包油钻井液欠平衡钻井条件下录井显示识别提供了成功借鉴。     

水包油钻井液在CFD18-1-A2h井水平段的应用

CFD18-1-A2h井水平段钻遇古近系东营组二段底部砂砾岩及古潜山,裂缝发育,地层温度较高,储层保护压力大,常规钻井液作业难度大。由于水包油钻井液具有密度低、井底负压值波动小、稳定性强、润滑效果好、对储层伤害小等优点,所以选用了抗高温低密度水包油钻井液配合压力控制钻井技术钻进。钻完井作业期间,水包油钻井液性能稳定,机械钻速较高,起下钻正常,筛管顺利下至设计深度,投产后自喷状态即超配产100%,储层保护效果显著。     

空心玻璃微珠在沈289井欠平衡钻井中的应用

沈289井在钻进地层压力系数0.93的高凝油潜山油气藏时,采用了空心玻璃微珠和水包油钻井液体系相结合的钻井液技术,实现了人工诱导欠平衡钻井。实钻结果表明,该复合钻井液技术可以有效降低钻井液密度,达到了保护油气层、正确评价油气层的目的。这为在辽河油区大面积低压潜山油气藏推广应用欠平衡钻井技术探索了一条新的技术途径。      

新型PAMS聚合物钻井液在中原油田的应用

PAMS聚合物(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙碳酸/丙烯酸/丙烯酰胺多元共聚物)钻井液自1998年3月开始现场应用以来,至2003年10月底已在中原油田不同区块累计推广应用100多口井。应用结果表明,PAMS聚合物钻井液体系具有良好的降滤失作用,热稳定性好,抑制性和抗温抗盐能力强,防塌效果好,井壁稳定。在易水化膨胀地层及高密度钻井液中能较好地控制低密度固相含量和团相的分散度,有利于固相清除,提高钻井液的稳定性,减少钻井液的处理频率,其抗温抗盐和抗钙镁污染能力显著优于传统聚合物钻井液体系,钻进中钻井液性能维护处理简单,且使用方便。统计结果表明,PAMS聚合物钻井液与传统聚合物钻井液相比,钻井液成本平均节约16.5％,显示出较好的技术经济效益和社会效益。     

Development and applications of solids-free oil-in-water drilling fluids

The increasing application of near balanced drilling technology to low-pressure and depleted fractured reservoirs requires the use of low-density drilling fluids to avoid formation damage. Solidsfree oil-in-water （O/W） emulsion drilling fluid is one type of low-density drilling fluid suitable for depleted fractured reservoirs. In this paper, the solids-free O/W drilling fluid was developed and has been successfully used in the Bozhong 28-1 oil and gas field, by which lost circulation, a severe problem occurred previously when drilling into fractured reservoir beds, was controlled, thereby minimizing formation damage. The O/W emulsion drilling fluid was prepared by adding 20% （by volume） No. 5 mineral oil （with high flash point, as dispersed phase） into seawater （as continuous phase）. Surfactant HTO-1 （as a primary emulsifier） and non-ionic surfactant HTO-2 （as a secondary emulsifier） were added into the drilling fluid system to stabilize the emulsion; and YJD polymer was also added to seawater to improve the viscosity of the continuous phase （seawater）. The drilling fluid was characterized by high flash point, good thermal stability and high stability to crude oil contamination.     

水包油近平衡钻井液在中生界地层的应用

在中生界地层，采用水包油钻井液体系实施近平衡钻井技术。室内实验结果表明，该钻井液体系具有较好的热稳定性和流变性，油水比为3：7时，具有较强的抗天然气和原油污染能力。在文23-40井的现场应用中，水包油近平衡钻井液性能稳定，能够满足中原油田中生界井段近平衡钻井要求。     

深水高温高压井钻井液技术

LS25-1S-1深水高温高压井实钻井深为4 448 m,完钻层位为梅山组,采用六开井身结构,φ212.7 mm井段为目的层段,压力系数预测为1.70~1.84,安全密度窗口窄,需重点关注井控、防漏和水合物生成的预防;同时由于井底温度约为147℃,而出口温度只有17℃,保持钻井液在高密度下的高、低温稳定性、防重晶石沉降、良好流变性和储层保护是该井段技术重点。以LS区块气源为研究对象,通过利用水合物抑制软件HydraFLASH绘制不同抑制剂浓度下水合物P-T相图,优选出钻进及静止期间水合物抑制配方:（9%~15%）NaCl+5% KCl+10% KCOOH+（0~45%）乙二醇。选用了抗高温降滤失剂HTFL,其加量为0.8%时体系高温高压滤失量小于10 mL,泥饼质量好。研发了一种新型的封堵剂PFFPA,PF-FPA较FLC2000具有更好的封堵降滤失效果。性能评价结果表明,该体系抗温达170℃,高低温流变性平稳,能抗10%的钙土污染,而且沉降稳定性好,封堵能力强,渗透率恢复值在80%以上,储层保护效果好。在现场应用中,通过Drill Bench软件模拟,将排量降至1 400 L/min,此时ECD为1.94 g/cm3,小于漏失压力当量密度（1.96 g/cm3）,ROP为10 m/h,岩屑传输效率仍在85%以上,满足携岩要求。该井顺利完钻,表明该套钻井液技术解决了现场作业难题。      

两性离子磺酸盐聚合物处理剂CPS-2000研究

采用MAOPS、AM和AA合成了两性离子磺酸盐聚合物CPS-2000。室内试验评价了CPS-2000在淡水、盐水、饱和盐水、复合盐水、氯化钙盐水钻井液中的作用，以及CPS-2000在各种钻井液体系中的抗污染能力，并与现场常用聚合物进行了对比。试验结果表明，合成出的两性离子磺酸盐共聚物CPS-2000．在各种钻井液体系中均具有较强的降滤失作用．还具有较强的提粘切能力；具有较强的耐温和抗盐、抗钙能力．热稳定性好，具有较强的抑制性，能有效控制泥页岩水化分散、控制膨润土及固相含量．其抑制粘土水化膨胀、防止地层坍塌的能力明显优于乙烯基磺酸盐聚合物PAMS601．其抗温抗盐能力明显优于现场常用的丙烯酸多元共聚物，尤其是在含有Ca^2 、Mg^2 离子的钻井液体系中，CPS-2000具有更优的性能．在使用普通聚合物无效的情况下仍可较好地控制钻井液的滤失量。     

抗高温无固相弱凝胶钻井液体系研究

抗高温无固相弱凝胶钻井液配方为:海水+0.5%NaOH+0.5%Na2CO3+1%VIS-H+0.5%抗高温稳定剂SPD+3%KCl+1%聚胺UHIB+3%聚合醇JLX-C+3%降滤失剂RS-1+5%酸溶性储层保护剂JQWY,甲酸钠加重至钻井液密度为1.2 g/cm3。性能评价结果表明,钻井液高温稳定性良好;160℃热滚16 h后的低剪切速率黏度为34095 mPa.s(0.3 r/min),悬浮性优异;90℃黏附系数为0.083,滚动回收率为90.28%,防膨率为90.59%,润滑性和抑制性较好。储层保护剂JQWY可大大减小钻井液对储层的损害,中压滤失量降至2.6 mL。裸眼完井时,通过破胶剂JPC-LV易清除滤饼,岩心渗透率恢复值为97.8%,满足了高温水平井油气层开发的需要。图1表4参7     

氧化石墨烯新型抗高温降滤失剂的合成与评价

为了解决改性石墨烯产品单独作为处理剂时加量大、成本高的问题,通过氧化石墨烯（GO）与丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）、二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）、醋酸乙烯酯（VAC）共聚,制备了氧化石墨烯/聚合物降滤失剂GOJ。借助红外谱图和透射电镜照片做的结构表征表明,GOJ中含有五元环结构和酰胺基、磺酸基、羟基等官能团,相对分子质量在3.63×105左右,微观下为颜色较深的平整的片状结构。性能测定结果表明,新研制的GOJ降滤失性能好,在淡水基浆中加入0.2% GOJ,可使API滤失量降低70%,降滤失能力优于聚合物类降滤失剂PAMS601和JT888等;GOJ具有较强的耐盐性能和优异的高温降滤失能力,耐盐可至饱和,同时在相同加量下,GOJ在180℃、200℃和220℃下的降滤失能力均优于国外产品Driscal-D;氧化石墨烯可以提高GOJ的耐温性能,当GOJ中氧化石墨烯含量为0.32%时,其抗高温能力提升约20℃,并且随着氧化石墨烯含量的增加,高温下的降滤失能力逐渐增强。GOJ可以用作水基钻井液的抗高温抗盐降滤失剂。      

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。     

钾钙基沥青树脂两性离子聚合物重钻井液的研究与应用

试验中,筛选出两性离子型抑制性降粘聚合物XY27做为核心聚合物,并加入弱分散剂、封堵剂、防卡剂、加重剂等成分,配制成钾钙基沥青树脂两性离子聚合物重钻井液,应用于4500~5500m直井和定向井中。应用中表现出了较好的流变性、抑制性、防粘卡效果、高温稳定性和较强的剪切稀释性、滤失造壁性、防塌能力和抗可溶性盐类污染能力。钻井液密度高达1.96g/cm3,机械钻速提高18%。     

抗高温油基钻井液主乳化剂的合成与评价

以妥尔油脂肪酸和马来酸酐为主要原料合成了一种油基钻井液抗高温主乳化剂HT-MUL,并确定了妥尔油脂肪酸单体的最佳酸值及马来酸酐单体的最优加量。对HT-MUL进行了单剂评价,结果表明HT-MUL的乳化能力良好,配制的油水比为60:40的油包水乳液的破乳电压最高可达490 V,90:10的乳液破乳电压最高可达1000 V。从抗温性、滤失性、乳化率方面对HT-MUL和国内外同类产品进行了对比,结果表明HT-MUL配制的乳液破乳电压更大、滤失量更小、乳化率更高,整体性能优于国内外同类产品。应用主乳化剂HT-MUL配制了高密度的油基钻井液,其性能评价表明体系的基本性能良好,在220℃高温热滚后、破乳电压高达800 V,滤失量低于5 mL。HT-MUL配制的油基钻井液具有良好的抗高温性和乳化稳定性。