不同钻井液对固井二界面胶结强度的影响

钻井液不仅要满足钻井工程的要求,同时还必须有利于提高固井二界面胶结质量,但钻井液对固井二界面胶结强度的影响目前尚不明确.以井楼油田、温米油田和双江油田钻井液为研究对象,研究了3种钻井液对固井二界面胶结强度的影响,探讨了相应的影响机理.室内模拟实验结果表明,井楼油田钻井液的固井二界面胶结强度最大,温米油田钻井液次之,双江油田钻井液最小.XRD和SEM测试分析结果表明,在一定范围内,随着钻井液中黏土矿物的增加,固井二界面胶结强度有减小的趋势,钻屑含量的增加也不利于固井二界面的胶结,重晶石等加重材料对固井二界面胶结强度的改善并无明显作用.     

镶嵌屏蔽钻井液滤饼对固井二界面胶结质量的影响与提高措施

固井质量的好坏是决定后期开采作业能否顺利进行的关键,钻井过程中形成的滤饼会影响固井二界面的胶结质量,因此通过固井二界面胶结强度的评价方法,分析镶嵌屏蔽钻井液滤饼对固井二界面胶结质量的影响,结合SEM和EDS进一步说明钻井液形成的虚滤饼因为其疏松的凝胶状态导致固井二界面质量降低。针对以上问题,选用脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO）、脂肪酸山梨醇酐聚氧乙烯醚60（T60）、聚氧乙烯烷基酚醚（OP）3种渗透剂对镶嵌屏蔽钻井液滤饼进行冲洗,实验结果表明,AEO对镶嵌屏蔽钻井液滤饼的冲洗效果最好,滤饼通过AEO冲洗后,固井二界面胶结强度增大33.34%～166.67%,提高了固井二界面的胶结质量。      

钻井工程固井胶结界面研究现状

固井质量问题在石油勘探开发中备受关注，对特殊工艺井钻井、油水井开采寿命和勘探开发效益有直接的影响。对固井胶结界面的研究是从根本上提高固井质量的一项基础性研究工作。为了推动固井胶结界面研究工作的开展，分析了国内外近年来有关固井界面研究的文献，阐述了开展固井胶结界面基础研究工作的意义，着重分析了这一研究领域目前所采用的研究方法，以及提高固井界面胶结强度的主要途径。在分析文献的基础上，提出今后深入开展固井界面研究工作的重点是：1）继续完善研究方法；2）重视动态研究；3）从胶结界面的微观结构和钻井工程整体系统的角度开展研究工作；4）注重改善胶结界面水化产物的微观结构和钻井工作液之间的协调增强作用。     

提高二界面胶结强度的多元硅钻井液

根据大庆油田3次加密调整钻井的需要，以及油田长期开发造成的多压力地层状况，研制出了多元硅钻井液，通过室内实验和5口井的现场试验，证明这种钻井液可以有效地改进二界面胶结强度，有利于提高二界面固井质量。     

提高固井界面强度的钻井液研究与应用

在钻井液中加入超细活性矿物和稳定井壁的材料能使固化体水化产物结构致密，固化体本体强度和界面胶结强度得到强化。在钻井液中加入特制活性矿物微晶，能使胶体中存在大量具有较高能量的自由表面，为泥饼水化反应提供有利的场所，降低水化成核反应的势垒，使水化反应充分均匀，固化体结构更加牢固，也就从根本上强化了界面胶结强度。通过室内研究，固化体第一界面的胶结强度提高30％以上，第二界面提高50％以上；现场4口井的应用表明，固井质量全为优质，平均井径扩大率小于4％。     

LPS多元硅钻井液提高二界面胶结强度的研究

针对大庆油田三次加密区多压力层系薄油层，差油层的二界面固井质量问题，通过对井壁围岩，泥饼，水泥石的物理和化学结构，组成和成分的分析，研制了一种多元硅界面增强剂LPS。LPS主要由硅醇，低分子量聚合物，有机成膜剂组成。以LPS为主要处理剂研制出一种新型钻井液体系，研究结果表明，LPS多元硅钻井液体系具有液变必合理，抑制剂强，油气层保护性好，能够提高水泥环－泥饼－地层的胶结能力等优点，经5口三次加密调整井的现场试验证明，LPS多元硅钻井液对井壁有较好的稳定作用，在一定程度，有效地提高了二界面胶结强度，利于提高二界面固井质量；钻井液性能优良，保护油气层效果好，井径扩大率较小，满足大庆油田加密调整井钻井要求。     

钻井液性能对水淹层固井质量的影响

重点研究了钻井液性能对水淹层固井胶结质量的影响规律，试图通过强化钻井液的相关性能、改善钻井液技术的途径来提高水淹层的固井质量。通过研究，得出的基本结论是：①钻井液性能对于水淹层固井界面胶结质量的控制至关重要；②影响水淹层固井质量的主要性能是钻井液的滤失造壁性能。在水淹层封固段形成致密坚韧、渗透率低的泥饼能够有效减轻水淹层对固井质量的不利影响；③为了保证水淹层的固井质量，应在水淹层区块钻井和完井的全过程使用抑制性强，造壁性能好的优质钻井液体系，精心维护性能；④水淹层固井时，通过使用特殊的胶乳冲洗隔离液对封固表面进行预处理，能够减轻钻井液对封固界面胶结质量的不利影响，增加封固表面的反应活性，密实胶结界面，从而提高水渣层的固井质量．     

提高水泥环二界面胶结质量方法的探讨

通过控制钻井措施、钻井液和前置液以及固井液性能,保证井身质量、井眼轨迹平滑、顶替效率高、固化井壁泥饼等,可以达到提高二界面胶结质量的目的.在钻井措施方面:直井段要防斜打直,造斜段要增斜平稳,避免井斜度大于5°/30 m以及狗腿度大于3°/10 m,使井眼轨迹平滑;使用近平衡技术钻井,并控制滤失量小于5 mL,保证井壁稳定.在钻井液方面:建议使用聚合醇-正电胶钻井液,因为该体系有很好的抑制防塌性和较强的降滤失性,能很好地防止缩径、垮塌掉块.固井方面:在固井前使用表面活性剂使井壁润湿反转;通过加双弓弹簧扶正器提高套管居中度;在下完套管大排量循环时及在固井时均要上下活动套管;用冲洗液 CMC溶液 药水作为前置液,该前置液对井壁疏松泥饼具有一定的浸透力,将前置液与地层的接触时间提高到7 min以上;在固井液中加入PZW增强剂,使水泥浆直角稠化,并要求矿渣浆凝结顺序为从下到上和保持正压差.通过实施以上几个方面的措施,收到了良好的效果,VDL电测显示第二界面合格率达100%.     

提高水泥环第二界面胶结质量的固井技术

文章深入分析了水泥环第二界面胶结质量的影响因数,指出改善固井质量是一个系统工程。介绍了旋流固井工艺技术以及该技术在苏北洲城油田中的运用情况。实际应用表明,该工艺技术基本解决了现有固井工艺技术不能很好清除粘覆在井壁上的泥饼问题以及不规则椭圆或葫芦状井眼水泥浆顶替效率低下问题,能明显提高水泥环第二界面的胶结质量。     

提高第二界面固井质量的钻井液与前置液研究

针对提高第二界面固井质量的问题．研究出了多功能钻井液和SF-1冲洗前置液。对这两种体系的性能评价表明：加入矿渣后多功能钻井液的滤失量大大降低．泥饼的胶结强度提高，从而降低了钻井液对地层的损害；加有活性组分的SF-1前置液具有较强的稀释钻井液、降低粘度和切力的作用，提高了钻井液和水泥浆的相容性。现场应用表明．多功能钻井液须与MTC固井液配合使用．才具有提高第二界面固井质量的效果；SF-1前置液改善了水泥环与套管和水泥环与井壁的胶结环境．增强胶结力，提高了水泥浆的顶替效率．有效地提高了固井质量。密度介于钻井液与水泥浆之间的加重前置液在现场使用效果良好．固井质量优质，钻井液与水泥浆界面清晰。     

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由于受外在条件的限制水泥浆流态性能常常无法达到紊流顶替要求，而井眼状况、钻井液性能调整对界面胶结质量的影响又常被固井作业者所忽视； 文章结合大港油田现场作业结果提出的固井前钻井液性能地面调整可以降低固井施工紊流顶替对水泥浆流态性能的过高要求以及使用前置液紊流低返速顶替固井技术提高二界面胶结质量，充分体现了固井工程“一体化”系统设计思想；固井前调整、优化钻井液流变性能，可降低钻井液屈服值、塑性粘度、初终切力和流动摩阻压力，防止固井顶替过程中泵压过高压漏薄弱地层，并能有效除去大块钻屑及附着在井壁的虚滤饼，预防固井后声幅测井电测遇阻下小钻杆通井等复杂工况，有利于改善滤饼质量并提高第二界面胶结质量；在水泥浆返速无法达到紊流流态性能下采用前置液紊流冲洗及水泥浆低返速顶替技术，并结合流速剖面梯级匹配顶替技术，能够有效提高顶替效率，适合窄安全压力窗口防漏注水泥的施工要求，提高固井质量。     

钻井液完井液质量监控体系

经多年实践，中原油田建立了钻井过程中的钻井液完井液质量监控体系。讨论了钻井过程中钻井液完井液质量监控体系的控制指标及对有关指标的要求，对油气层保护工作措施和效果进行了分析。钻井过程中应进一步加强钻井液完井液质量监控措施，形成更加规范的监督、监测一体化队伍。     

钻井液技术现状及发展方向

介绍了国内外钻井液处理剂和钻井液技术现状,对如何提高钻井液处理剂和钻井液的水平,以及今后钻井液处理剂和钻井液的开发方向提出了几点看法,认为钻井液工艺技术应向钻井液工程技术转化,最终形成钻井液工程技术,提高钻井综合效益,有效地保护油气层和提高油井产量.并讨论了中原油田钻井液处理剂和钻井液技术发展趋势.     

文南油田优快钻井配套钻井液技术

文南油田断块多，地层复杂，稳定性差，易坍塌掉块；大部分区块含大段膏泥岩，易造浆，钻井液维护困难；地层压力层系较为紊乱，沙二下至沙三中大都含异常压力层，易涌易漏；钻井施工中“喷、漏、卡、塌”等事故频发，严重制约钻井速度的提高。通过应用固相清除技术、井壁稳定技术、随钻防漏技术等多项钻井液技术，效果显著，有效保障和促进了该地区钻井速度的提高。     

提高复杂井固井质量的钻固一体化技术应用研究

钻井时钻井液在井壁上形成的泥饼不管有多薄，固井时都会在井壁上形成一个不可固化层，尤其是漏失层段，易导致第二界面的胶结强度达不到预期的效果。钻固一体化工作液技术通过引入复合活性材料，形成可固化泥饼层，固井施工时可以使钻井液的性能转换、潜活性激活，从而提高易漏地层的承压能力，促使井壁附着的泥饼固结，提高地层-泥饼-水泥环的胶结亲和力，有效地解决了传统固井水泥浆与钻井液不相容的问题。该技术在两口井进行了现场试验并获得成功，油层井段固井质量达到了优质标准，有效地提高了第二界面胶结质量，减少和阻止了各种流体的层间窜通。     

用MMH钻井液钻大位移大斜度井

介绍了大港油田张巨河滩海地区张东构造上张海2－2井使用MMH钻井液钻井的情况。张东构造比较复杂，张海2－2井是用45J钻机钻探的1口大位移大斜度三开定向深探井，是使用MMH钻井液将该井钻探成功的。文章通过实例指出了MMH钻井液的特点及与其配伍的各常用处理剂的作用。     

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井下循环温度不但直接水泥浆的稠化时间、流变性等性能，而且与井内压力平衡、井壁稳定、井内工作液体系选择、套管和钻柱强度设计等方面有关。文章根据传热学的基本原理，针对井内热传递特点，建立了井下循环温度的二维瞬态数学模型，并用无条件稳定的全隐式有 差臾法数值求解数学模型。最后用塔里木油田的3口井的实测井底钻井液循环温度对模型预测结果进行了验证，并对理论模型和简易法计算的循环温度与实测值进行了对比分析。该模型可用于计算实际循环条件下的管内液体、管壁、环空液体与地层的温度分布，为水泥浆、泥浆与管柱强度设计等提供基础。     

应用油井水泥降滤失剂提高中原油田固井质量

根据中原油田复杂断块的地质特点，就水泥浆滤液对油气层的损害特征，油井水泥降滤失剂控制失水的原理进行了论述。针对淡、盐水、低密度、高密度水泥浆分别选用了S27、SM－B、XS-2、R90系列、T50系列降滤失剂。经降滤失剂处理过的水泥浆其滤失量、稠化时间、抗压强度等性能均符合现场施工要求。经几十口井的现场应用．有效地提高了中原油田的固井质量。     

微流变学研究钻井液静态黏弹性特征

钻井液在静止时微观结构和性能逐渐变化,通过微流变技术研究了钻井液在静止状态下黏弹性的变化过程。配制了6种不同配方的油基钻井液,在高速搅拌后使用Rheolaser流变仪测试了钻井液的黏弹性变化。实验发现油基钻井液的网络结构是悬浮重晶石的骨架,在高速搅拌后,钻井液的网络结构被打散,在静止时结构开始恢复,损耗因子随着时间延长越来越小,意味着重晶石沉降的速率越来越小;性能不好的钻井液静置一段时间后黏度因子和弛豫时间发生下降,其结构开始失稳,此时可能导致严重的重晶石沉降问题;有机土和提切剂对钻井液的微观结构有明显的加强作用,当这种可以形成结构的材料达到一定浓度后,其结构恢复得更快。微流变学可以在微观角度来描述钻井液的结构变化过程,这对进一步研究和了解钻井液复杂的性能变化有重要的意义。