三塘湖盆地致密油水平井钻井液技术研究与应用

为解决新疆三塘湖盆地山前构造钻井技术难题,特别是在钻遇强地应力构造、大段泥岩和凝灰质页岩井段过程中出现的泥岩水化膨胀及凝灰质泥岩微裂缝发育引起的井壁失稳问题,研制出一种强封堵性钾盐聚合物钻井液体系配方,室内评价表明:该钻井液体系在120℃热滚时性能稳定,防塌封堵性能和抑制性能良好,岩屑一次回收率在95%,二次回收率在82%。现场应用表明:采用强封堵性钾盐聚合物钻井液体系,可以有效解决上部井眼缩径、下部井壁坍塌、高摩阻高扭矩、钻头泥包、起下钻遇阻等长期困扰三塘湖盆地山前构造安全快速钻井技术难题。     

浅述南华北某页岩气钻井液

南华北某页岩气井采用钾胺基聚合物钻井液体系,采用强包被抑制剂,抑制泥页岩吸水膨胀分散、垮塌。根据地层压力系数,合理调整钻井液密度,防止井眼坍塌。同时做好井眼净化、减阻润滑、井壁稳定、防漏防涌、抗高温稳定等方面的工作。     

煤层气多分支水平井防塌可降解屏蔽暂堵钻井液研究

多分支水平井技术的突破,有效地改变了我国煤层气开发模式和产业发展步伐。本文针对煤层气水平井钻井过程中遇到的井壁稳定性问题和钻井液对煤储层的伤害问题,在煤储层伤害敏感性评价的基础上,通过室内实验对钻井液基浆进行了优化配置,优选出了能够有效防止井壁坍塌、降低储层伤害的储层保护钻井液体系。     

基于极限平衡法的煤层钻井井壁稳定性解析模型

考虑煤层割理、裂隙随机分布及近井壁被切割成块体的特点,建立非均匀地应力和钻井液压力共同作用下的煤层井眼稳定性解析模型。假设井眼附近围岩为拟连续体,采用连续介质理论和岩石断裂力学获取了井壁附近的应力场分布,并借助极限平衡理论分析和Mohr-Coulomb准则,推导了块体滑落作为煤层井壁坍塌条件的解析判据公式。以块体滑落位置和滑落面积为控制条件,利用PFC离散元软件验证了解析模型的准确性。结果表明,对于煤层钻井,钻井液压力越大,井壁坍塌可能越严重;I型块体和III型块体极易滑落引起井壁坍塌,II型块体滑落的条件在于其临近块体先行滑落;对于沁12-10-70-X井,钻井液压力在9.5 MPa左右时,井壁坍塌程度最低,增大或减小钻井液压力均使得井壁坍塌加剧。     

致密油水平井井壁稳定的钻井液技术研究与应用

井壁稳定问题是一个长期困扰石油工程的重大技术难题,在全世界范围内广泛存在。近年来,在肇源油田施工的致密油水平井由于使用现有的高性能能水基钻井液不能满足井壁稳定需求,容易发生井壁坍塌、缩径等复杂问题,严重时甚至导致井眼报废,造成巨大的经济损失。通过对肇源油田致密油水平井井壁失稳层位和岩性特点进行分析,确定了合理的钻井液密度,并且优选出适合该区块水平井的盐水钻井液体系,对肇源油田致密油水平井的开发具有重要的意义。     

页岩地层常用水基钻井液体系及抑制性能评价

页岩地层长水平段钻井过程中易发生井壁坍塌,对钻井液综合性能要求较高。归纳了几种页岩地层常用水基钻井液体系的作用机理,通过试验对不同水基钻井液体系抑制性能进行了分析,本次试验结果表明硅酸盐钻井液、聚合醇钻井液、甲基葡萄苷钻井液、甲酸盐钻井液均具有较强的抑制泥页岩分散和膨胀的能力,其中甲基葡萄苷钻井液抑制性能突出。     

两性离子聚合物钻井液体系在桩139丛式井的应用

针对胜利油田泥页岩地层水化分散严重、坍塌掉块、润滑防卡等问题，通过主要单剂优选及其配伍性研究，优化钻井液配方，形成了适合于胜利油田定向井施工的两性离子聚合物钻井液体系，并在桩139丛式井钻井平台，进行了共计21口井的现场试验。在现场施工中，该钻井液体系表现出了抑制防塌能力强、剪切稀释性好、摩阻小润滑性好等特点，顺利解决了钻进过程中的井壁稳定、润滑、井眼净化、产层保护等定向井钻井液技术难题，有力地配合了钻井工程的正常施工和特殊作业，取得了较理想的现场应用效果，在胜利油田具有很高的推广价值。     

塔中定向井油基钻井液技术

通过对塔中顺9井区定向井钻井液技术难点分析,明确了威胁塔中该区定向井钻井安全的志留系柯坪塔格组泥岩井壁失稳主要原因,研制了适合该区志留系地层的油基钻井液体系,通过性能评价和3口井的现场应用表明,油基钻井液很好地解决了顺9井区志留系复杂泥岩地层井壁坍塌问题,具有优良的抑制性、润滑性、携岩性,保证了钻井施工安全。     

高性能钻井液技术在大庆QP-X5井中的应用

大庆油田龙虎泡区块致密油资源发育,但是致密油发育地层泥岩含量高、微裂缝和微孔隙结构发育,在该区块钻井过程中,经常发生剥落和坍塌等井壁失稳事故。油基钻井液虽然性能稳定,能够满足钻井需求,但其高成本、高污染等缺点又限制了应用范围。因此,为了解决这一难题,通过处理剂优选和体系配伍性研究,研发出一套性能与油基钻井液接近的高性能水基钻井液技术,钻井液成本比油基钻井液下降。该体系在QP-X5井的应用过程中,钻井液体系抑制性优良,振动筛上返出岩屑切削齿明显,在嫩江组和姚家组地层没有发生缩径和造浆复杂;封堵性能较好,在青山口组和泉头组裂缝发育地层没有发生剥落、掉块和坍塌等井下复杂;润滑性满足了水平段超过1000m的钻井施工需求。为大庆油田致密油资源的高效开发提供了技术支撑。     

基于煤层气水平井的可降解聚合物钻井液研制与应用

为解决清水钻进带来的煤层井壁严重失稳问题,开发出可降解聚合物钻井液,其组成为：清水+0.1%纯碱+0.5%可降解聚合物DPA+1.0%润滑剂WLA。性能测试结果表明,可降解聚合物钻井液较清水具有强的防膨性,侵入煤层深度浅,对煤岩强度影响小,稳定井壁能力强;对煤层有污染,但通过氧化型破胶液可以有效解除可降解聚合物钻井液造成的煤层污染,达到保护煤层的目的。6口煤层气U型水平井应用结果表明,可降解聚合物钻井液稳定井壁能力强,配合后期破胶液技术,综合煤层保护效果好。     

东胜气田钻井液废弃物处理与钻井液技术

东胜气田某水平井钻探过程中应用钻井液不落地技术,通过电化学处理、沉淀、加药调整各项性能之后再次参与循环,岩屑无害化处理以降低废弃物污染。但钻井液中直径5μm的固体颗粒没有完全清除,颗粒累积后会污染钻井液。污染后的钻井液导致各类井下复杂频发。这样会增加钻井成本,甚至使施工井报废。试验应用的氯化钾聚合物钻井液体系解决井壁失稳和井漏问题。对合理应用不落地技术和氯化钾聚合物钻井液体系提供了参考依据。     

钻井液在内蒙古盐井施工中的应用

内蒙古盐井超深钻探中,因穿越煤系地层,易造成钻孔膨胀坍塌、缩径、漏失而导致卡钻事故。因此,施工中通过采用聚合物钻井液体系,满足了该井对井壁稳定、润滑性能、井眼净化、防漏堵漏及保护煤层等方面的技术要求,钻探中未出现任何事故,并且井身质量达到了设计要求。该文对深部煤系地层钻探有较大参考价值。     

钾铵基聚合物钻井液抑制性研究

大牛地气田石盒子组泥岩发育,钻井液抑制性不足,易发生井壁失稳事故,严重影响施工安全和施工进度。在分析石盒子组泥岩段失稳机理的基础上,开展了钾铵基聚合物钻井液抑制性研究。放大蒙脱石和伊蒙混层矿物含量,评价和优选出具有高效抑制性的钾铵基聚合物钻井液体系。该体系具有较低的线性膨胀率和较高的滚动回收率,对大牛地气田预防泥岩段井壁失稳具有重要的实际意义。     

无固相KCl聚合物钻井液体系在伊拉克鲁迈拉油田的应用

伊拉克鲁迈拉油田三开地层存在大段的泥页岩,易发生剥落坍塌,储层砂岩段长,渗透性好,易发生渗漏和形成小井眼。钻井液体系从一开始单纯追求井下的稳定性,到兼顾井壁稳定、储层保护、S型和J型井的摩阻降低,最终形成了无固相KCl聚合物钻井液体系。主要从室内实验和现场应用方面详细阐述了体系的形成和现场应用效果。     

双聚防塌钻井液在准噶尔盆地中的应用

准噶尔盆地中部Ⅰ区块岩性及压力体系复杂多变,钻井过程中喷、漏、塌、卡等事故及其它复杂情况多,钻井施工难度大。西山窑组、三工河组、八道湾组分别发育有煤层,钻进中极易发生井壁坍塌、缩径卡钻。针对地层复杂情况,该区块从三开采用双聚(聚磺、聚胺)防塌钻井液。现场应用结果表明,该套钻井液体系在井底温度超过120℃时性能稳定,抑制性好,抗污染能力强,解决了高温深井条件下的井壁稳定、流变性控制和润滑防卡等一系列技术难题,未发生任何井下事故,实现了钻探目的,满足了施工要求,为准噶尔盆地油气田的勘探开发积累了重要经验。     

国内外抑制性钻井液研究进展

防塌钻井液体系是井壁稳定技术研究的集中体现和综合应用。通过文献调研,对温度活化钻井液、聚合醇钻井液、硅酸盐钻井液、阳离子聚合物钻井液、铝复合物AHC钻井液、高性能钻井液等钻井液体系的研究进展进行了调研和综述,对各种抑制性钻井液的应用情况进行了概括。     

大庆油田致密油藏钻井液技术发展历程

大庆油田非常规致密油资源储量丰富,主要位于青山口组和泉头组的扶杨油层,开采方式以长水平段水平井为主。在青山口组钻进过程中,井壁剥落、掉块和坍塌等井壁失稳事故频发,极大影响了致密油资源勘探开发效率。采用常规中浅层水平井用硅基阳离子水基钻井液,嫩江组水化、缩径、钻头泥包现场严重,井壁稳定能力差,采用油基钻井液虽然井下复杂事故发生率极低,但是高成本、高污染、难处理等局限性使得油基钻井液未能大范围应用。后来又引进国外贝克休斯公司的ULTRADRILL高性能水基钻井液技术,但9口井的现场试验证明该体系综合性能与致密油地层安全钻进需求相差较大。因此,大庆油田开始自主研发与油基钻井液综合性能相近的高性能水基钻井液技术,先后研发了强抑制胺基钻井液体系、强抑制高封堵钻井液体系、盐水钻井液体系等多项水基钻井液技术,在不同阶段的致密油开发过程中发挥了重要作用。随着材料科学和基础理论研究的进步,致密油藏钻井液技术也会朝着助剂合成精细化、环保兼容性强的方向发展。     

镶嵌暂堵钻井液在潘河区块15~#煤层开采试验中的应用

潘河15~#煤层含气量大,易碎易污染,井壁坍塌严重。分析其坍塌与煤储层保护的机理,采用镶嵌暂堵钻井液进行了研究试验。结果表明,该钻井液具有良好的流变性,API失水低于10 m L,井壁防塌和储层保护效果良好,9口井的平均煤层井径扩大率6.13%,试验井先期产量达2 112 m~3/d,均优于清水钻进。形成了一套适宜潘河15~#煤开发的钻井液体系,并为解决井壁坍塌和煤储层保护难题提供了新的思路。     

基于煤层气可降解的羽状水平井钻井液室内研究

为解决煤层气羽状水平井井眼净化、井壁稳定和储层保护之间的矛盾,研制出可生物降解的钻井液技术。该钻井液为无固相聚合物钻井液体系,具有较高的动塑比和低剪切速率黏度,能很好地稳定井壁和保持井眼清洁。优选出能够降解无固相聚合物钻井液的生物酶,测试结果表明：该生物酶在001%加量、1 h能有效降解钻井液,较适宜的降解环境为：pH=55~70,温度20~50 ℃,氯化钠和氯化钾对生物酶降解效果影响较小。     

强抑制性钾胺基钻井液体系在顺南区块的应用

顺南区块三叠系、二叠系、奥陶系却尔却克组存在大段泥岩,易水化膨胀造成井壁失稳,且却尔却克组发育盐水层,钻井过程中对钻井液抑制性、防塌封堵性、高温稳定性要求较高,已完钻顺南1、顺南2井井壁失稳、钻井液性能不稳定等问题突出。针对复杂地层以及其钻井复杂事故,引入钾胺基钻井液体系。通过分析钾胺基强抑制性钻井液体系的作用机理,进行了钾胺基钻井液性能评价实验,实验表明,该钻井液体系具有良好的流变性、抗高温能力、抗粘土污染能力,能显著提高滚动回收率。与KCl相互配合,提高了钻井液的抑制能力,满足稳定井壁的要求,有效地解决了上部造浆地层易阻卡和下部地层的井壁失稳问题。在顺南区块应用,取得良好的应用效果。