离子色谱技术在钻井现场的应用研究

将离子色谱技术(IC)应用于钻井现场的钻井液滤液分析,从而获取所钻井钻遇地层的可溶性矿物的性质、地层水的类型等资料信息。离子色谱技术在这一领域的应用尚属探索阶段,但通过现场两口井的试用已见到较好的应用效果,文章简介了该技术的应用前景及价值,如:确定油水界面的位置及指导钻井液的调配、确保井下安全等。这方面的论述,对分析化验仪器向井场转移实现多手段综合分析具有一定的促进作用。     

离子色谱录井地层水识别方法

随着钻井工艺及钻井液技术的突飞猛进,录井施工面临的环境越来越复杂,传统的录井氯离子滴定分析技术已经不能满足现场有效识别地层水的需要。虽然离子色谱录井技术在这方面具有独特的优势,但受限于复杂钻井液体系、钻井液滤液分析代表性以及分析数据准确性等因素的影响,该技术在地层水识别方面尚未得到广泛应用。通过对XX气田须家河组地层水地球化学特征的分析研究,结合实验室内钻井液滤液分析结果,建立了正常钻进、弱异常显示钻进和复杂钻井液体系条件下识别须家河组地层水的3种经验识别方法;运用聚类分析、概率分布统计方法,挖掘Na~+、Cl~-增长率区间分布规律,建立了离子色谱录井地层含水程度判别标准和图板;为进一步明确地层水成因与水型,给出了苏林地层水成因与水型判别标准。现场应用表明,离子色谱录井技术在识别地层水以及不同含水程度储集层方面效果显著,具有识别简便、直观的特点。     

离子色谱录井技术在SK 1井的应用

离子色谱分析作为一种高效液相色谱技术,主要用于待测样品中阴、阳离子的测定。由于其选择性好、灵敏度高、快捷方便等优点,在很多领域得到应用。经过多方论证,将该技术引入录井现场的综合分析中,通过离子色谱录井连续分析随钻钻井液中几种主要离子浓度的变化,及时判断地层出水情况,可达到判断钻遇地层特性的目的。SK1井的应用表明,该录井技术在判断地层压力、反映可溶性矿物的性质、识别特殊地层、指导钻井液的配制和维护钻井液性能等方面有很好的应用效果,为该技术在录井现场的全面推广应用提供了可靠的实践经验。     

离子色谱技术在地层水检测中的应用

长期以来,对钻井液中无机离子的检测局限于氯离子滴定法,其信息量及分析速度均不能满足对地层水进行随钻分析的需要。离子色谱技术作为一项高效液相色谱分析技术,因其检测精度高、速度快而成为现场钻井液离子检测的重要手段。在阐述离子色谱检测分析钻井液离子质量浓度和评价地层水原理的基础上,分析了识别地层水的基本方法和判断地层水类型的苏林分类法,并结合实例介绍了苏林分类法各参数的求取过程,最终给出了水型检测结果。与地层测试资料对比表明,该技术可实现地层水类型和水体性质的准确识别,对现场生产决策及完井方案的确定具有实用参考价值。     

塔河油田优快钻井钻井液技术

分析了塔河油田上部砂泥岩易缩径地层、难点，针对长裸眼井钻遇不同地层所出现的不同问题，下部易扩径的三叠系石炭系硬脆性地层的地质特征及钻井技术采用了不同的钻井液体系并采取了不同的维护处理措施，成功解决了塔河油田优快钻井中长裸眼地层的井眼稳定、钻井液性能维护等一系列技术问题，现场应用效果良好。     

优化钻井技术在苏里格气田东区的应用

根据地层可钻性特点、地层岩性特征,以现有的PDC钻头技术、低固相钻井液使用、丛式井开发配套技术为基本出发点,结合以往在该地区钻头使用记录、钻井液资料、地层等情况进行分析对比,对PDC钻头优化效果、无固相钻井液现场施工、丛式井现场试验效果进行了分析评价,通过现场应用综合效益评价,证明了优化钻井技术的应用,提高了钻井速度,缩短了建井周期,降低了钻井开发成本,真正实现了"优质、安全、高效、低耗"的钻井施工目的。     

赤水地区官渡构造钻井液技术

赤水官渡构造为南方海相地层，其地质特征不同于陆相构造。在分析南方海相地质特征及钻井液技术难点基础上．阐述了一开、二开、三、四开钻井的钻井液防塌、防漏技术在海相地层的成功应用。研究结果表明，该技术对现场作业是可行的、有效的。     

优快钻井技术与应用

针对鄂尔多斯盆地的钻井施工难度,通过对地层岩性特点进行分析,并结合现场试验,从钻头的选型、钻井参数的优化、钻井液性能指标确定及钻具防失效的研究,开发出适合该区块地层特点的优快钻井技术。现场实施应用后,钻井速度大幅度提高,效果很好。     

快速钻井液技术在海拉尔盆地的应用研究

海拉尔区域井中上部地层造浆严重,易形成泥环,导致严重阻卡,中下部地层可钻性差,研磨性强,导致钻井机械钻速低、钻井周期长,下部地层易发生井壁垮塌、严重掉块等现象,严重影响海拉尔区域勘探开发进程。为此,采用快速钻井液技术在海拉尔盆地乌126-88井进行了现场提高机械钻速试验。结果表明,快速钻井剂与现场所用的两性复合离子钻井液体系具有良好的配伍性,对钻井液常规性能及流变性没有影响,且有效解决了井壁失稳以及起下钻过程中的阻卡问题,试验井段井径规则,平均机械钻速提高23.31%以上,有效缩短了钻井周期。     

干热岩钻井液技术新进展

热岩钻井液遇到的2个主要关键问题是抗高温和堵漏能力。分析了干热岩钻井施工的地质特点和钻井液技术难点,调研了干热岩钻井液体系及现场应用情况,总结了适合不同地层条件的国内外干热岩钻井液新技术,以及现阶段存在的问题,展望了未来的发展方向。目前干热岩钻井液仍是以聚磺钻井液为主的水基体系,已研究出抗高温泡沫钻井液、充气钻井液、液氮流体等,他们在现场的应用效果明显;具有地层伤害小、抗温抗盐、地层适应性强、环境友好等特点的体系是干热岩钻井液未来的发展方向。      

蒙古国塔木察格油田钻井液技术

蒙古国塔木察格油田在钻井施工过程中钻遇伊敏组地层大段泥岩,易吸水膨胀、缩径,造成起钻拔活塞、下钻遇阻;大磨拐河组和南屯组地层在钻进中易发生井垮;铜钵庙组地层存在微裂缝,易导致钻井液发生漏失等。通过研究分析,确定出了适合塔木察格油田的两性复合离子聚合物防塌钻井液,以及相应的处理措施。现场应用结果表明,该钻井液具有较强的抑制性、低的滤失量和良好的稳定井壁作用,抑制了铜钵庙组地层的井漏;该钻井液流变性好,对井壁能产生清洗,满足了安全快速钻井的需要,降低了钻井生产中的事故和复杂,提高了生产时效,为降低钻井成本及钻井施工创造了良好的井眼环境。     

鄂北优快钻井技术研究与应用

对鄂尔多斯盆地北部区块地层的特点和主要钻井难点进行了分析，从优选钻头类型、优化钻井参数、钻井液维护和处理、制订防止钻具失效措施等方面给出了优快钻井技术方案。现场应用表明，鄂尔多斯盆地北部区块实施该技术方案后，大幅提高了钻井速度，缩短了钻井周期，降低了钻井成本，值得在该区块进一步推广应用。     

防塌钻井液技术在福山油田的应用

福山油田主要钻井区块为花场、花东及白莲，该油田在钻井过程中遇到的主要问题是泥页岩的坍塌以及完井阶段的电测遇阻、遇卡。通过对已完成井资料的总结，地层黏土矿物的分析，得出了地层坍塌的．原因。从钻井液体系、流变性和封堵能力方面进行研究，提出了配合应用正电腋和成膜剂的有机硅防塌钻井液技术，并进行了现场应用。应用结果表明，应用井电测顺利，井径相对规则，缩短了完井作业时间；钻井过程中掉块明显减少，起下钻、完井下套管作业的拉力和阻力均在正常范围内，表明该防塌钻井液技术能够控制流二段地层的井壁坍塌问题。     

实用欠平衡钻井钻井液技术

欠平衡钻井钻井液技术是实现欠平衡钻井成败的关键技术之一。针对中国石化新星公司近几年在不同地区施工的30余口欠平衡井所用不同类型的钻井液体系，介绍了低固相聚磺钻井液、无固相盐水聚合物钻井液、低密度乳化柴油钻井液3种钻井液的室内性能评价结果以及现场应用情况，并在此基础上总结分析了各钻井液体系所适用的地层以及其优缺点。无固相盐水聚合物钻井液现场配制简单．成本低廉，特别适用常压碳酸盐岩储层的欠平衡钻井施工，但抗温能力较低．有待于进一步研究；低固相聚磺钻井液是成熟的钻井液体系，适用于水平井以及砂泥岩地层的欠平衡钻井施工；低密度乳化柴油钻井液适用于低压气体欠平衡钻井，但井场安全要求高．成本也相对较高，对油层实施欠平衡钻井，会影响原油的分离，需进一步研究。     

鄂北工区井壁失稳原因及对策

井径扩大率超标是鄂北工区井身质量存在的最大问题，一般都达到20％～30％，严重影响成井质量。简述了工区地层特征，分析了井壁失稳原因，介绍了钾—铵离子聚合物钻井液、两性离子钻井液体系及屏蔽暂堵钻井完井液的主要性能及现场维护措施。     

塔河油田三开井段井壁稳定分析及实践

在对塔河油田已钻井资料分析的基础上，分析了井壁失稳的主要原因。利用井壁稳定分析技术，通过对孔隙压力、地应力、地层强度特性的分析，结合测井资料处理确定了该油田安全钻井液密度窗口，并成功应用于该油田TK431井的钻井作业中。现场应用表明，该技术有效避免和减少了井下复杂情况的发生，提高了钻井效率，为钻井工程设计、现场钻井液密度的合理调整和实现安全快速钻进提供了科学的依据。     

羊塔克地区复杂地层高密度饱和盐水钻井液技术研究

采用适当密度的钻井液技术是复杂岩性地层钻井成功的关键。通过对羊塔克地区下第三系复杂地层不稳定因素及其对钻井作业的潜在危害进行分析研究,对钻井液的配伍进行改进,优选了适合该地区的KCl/聚合物饱和盐水钻井液体系。该钻井液体系具有良好的流变性、造壁性、润滑性和抑制性。现场应用表明,该钻井液体系对该地区顺利钻进、井下安全及油气层保护有非常好的效果。     

气体钻井井斜的原因及防斜技术

在归纳气体钻井井斜规律的基础上,对比分析了气体钻井与钻井液钻井两种情况下,地层各向异性、地层倾角、井眼几何参数及钻井参数等因素对井斜的影响。结果表明：气体钻井与钻井液钻井相比,地层各向异性显著增加是气体钻井容易井斜,且井斜后较难控制的根本原因;在中、大钻压下,井径扩大是气体钻井容易井斜的重要原因;而地层倾角、钻压、钻头切削各向异性和钻具组合对气体钻井井斜的影响与钻井液钻井相似。建议在现场推广应用空气锤、钟摆钻具组合和空气螺杆钻具组合三项气体钻井防斜技术来防止气体钻井井斜。     

气体钻井井壁稳定性分析

首先分析了用钻井液钻井时钻井液与地层的相互作用，并以多孔介质传导、吸附与扩散（水分子和水化离子）、双电层电场与电斥力为基础，建立起钻井液滤液在井周地层中的渗透运移规律和水化应力与地层强度随时间变化的规律，对地层应力应变状态受钻井液的影响进行定量化分析。并将用于校正后由测井资料得到的围岩强度性质及应力状态，从而得到气体钻井条件下井周地层的强度性质及应力状态。最后选择适当的强度准则，形成气体钻井井壁稳定性分析模型系统。以七里北1井的测井资料为基础，运用该模型系统分析了七北101井气体钻井井段的井壁稳定性，其结果与该井钻井实际情况一致，表明该模型系统是准确、可靠的。     

KCl/硅酸盐钻井液体系在苏丹6区的成功应用

针对苏丹6区已钻井在Abu Gabra层钻井过程中出现的严重井壁失稳问题，通过室内实验，决定在Abu Gabra组地层采用KCl／硅酸盐钻井液。经现场应用表明，KCl／硅酸盐钻井液是一种低固相环保型体系，具有抑制性强、化学封堵固壁性好、性能稳定、利于保护油气层、现场配制简便、容易维护等特点，它满足了苏丹6区AbuGabra组地层钻井的需要，提高了井壁稳定性，在一定程度上降低了钻井液密度，降低了钻井液成本。