中空玻璃微珠低密度钻井液性能探讨

随着油田的发展，对钻井液密度的要求越来越高。为此，探讨了玻璃微珠对钻井液密度、流变性、润滑性和稳定性的影响，并且讨论了玻璃微珠本身的强度和回收性。结果表明，玻璃微珠加入到钻井液中能明显降低钻井液的密度，并且能将钻井液流变性能保持在适当范围内。此外，该钻井液还具有润滑性能好、钻井液稳定的特点，更为重要的是其具有耐用性能好、易分离、可以回收利用、降低使用成本等特点。     

新型水基微泡沫钻井液的室内配方优选和性能评价

分析了微泡沫在水溶液中的具体结构及微泡沫钻井液分散细、稳定性好的原因。通过室内试验优选出了水基微泡沫聚合物钻井液的配方，并对其密度、流变性、稳定性和滤失性等性能进行了评价试验，总结出压力、温度和剪切速率等对其性能的影响规律。根据优选配方所配制的微泡沫水基聚合物钻井液性能稳定、密度低（循环当量密度维持在0．93～1．04kg／L），具有保护储层的功能，不需要增加钻井设备，能满足近平衡或欠平衡钻井的要求。     

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。     

HGS低密度钻井液在全过程欠平衡水平井中的应用

大庆油田外围的扶杨油层属于低压低渗透储层,全过程欠平衡钻井是经济有效开发该类储层的方式之一,南扶273-平253井即是在大庆油田钻的第一口这种井.根据该井储层地层压力系数,通过室内实验,研制出了利用高强度、低密度空心玻璃微珠作减轻剂的低密度硅基阳离子钻井液.室内评价结果表明,该钻井液最低密度可达0.83 g/cm3,钻井液流变性合适且稳定,能够满足现场施工需要.介绍了该钻井液的室内研究及其在南扶273-平253井全过程欠平衡钻进中的试验应用情况,对现场存在的问题进行了分析和探讨.     

MMH海水钻井液在海洋大斜度井中的应用

针对曹妃甸1—6油田的地质情况及CFD1—6—2D大斜度井的钻井设计和海上作业特点,研制了MMH海水钻井液体系。经室内试验和现场应用表明,该钻井液具有较强的抑制性;良好的润滑性、流变性;一定的抗海水、原油及其综合污染的能力;能较好地保护储层。解决了东营组下段泥岩水化造浆的钻井难题,使钻井、电测、下套管等工程施工顺利完成。该钻井液体系配制简单,易于维护,与其它的处理剂配伍性良好,在国内首次应用获得满意的效果,有一定的推广应用前景。     

松南气田低密度低伤害随钻堵漏钻井液技术

松南气田火成岩储层地层压力低,且裂缝发育,在钻井过程中极易发生井漏,降低钻井时效。针对该地区的地质特征与钻井要求,以钻井液的动速比为指标,优选了疏水缔合型两性离子聚合物PAADDC作为携岩剂;通过滤失造壁性能评价实验和压力穿透测试,优选了PB-1和不同粒径的超细碳酸钙构成的钻井液封堵防塌剂;通过堵漏评价实验,优选了中空弹性橡胶、碳酸钙颗粒和中空弹性微珠作为主要随钻堵漏材料。在此基础上研制了低密度低伤害随钻堵漏钻井液体系,并对其性能进行了综合评价。实验结果表明,该钻井液具有良好的流变性和封堵防塌性,防漏堵漏效果良好,酸化解堵效果显著。在腰平16井的现场应用中,钻井液性能稳定,成功解决了火成岩低压储层井漏影响钻井时效问题,满足了现场钻井施工和储层保护的需要。      

聚合盐钻井液体系研究

针对北80井区强水敏储层及使用白油基钻井液成本高的问题，开展了具有强抑制性及良好封堵能力的水基钻井液体系研究。通过对聚合盐JN（胶体，干基的有效浓度为25％）性能评价，确定聚合盐在钻井液中的加量为40％，并优选了与之配伍的处理剂，形成了一套性能优良的聚合盐钻井液体系。室内评价结果表明，聚合盐钻井液的储层渗透率恢复值高于柴油基钻井液，略低于白油基钻井液，可满足北80井区储层保护要求。聚合盐钻井液具有较强的抑制性和滤失造壁性，流变性易调控，润滑性、抗温性及抗污染能力较强，其抑制效果和储层保护效果与油基钻井液基本相当，可满足北80井区强水敏储层钻井施工要求。     

聚合物钻井液对储层损害因素的研究

在压差作用下,聚合物钻井完井液的固相微粒和滤液不可避免地要侵入储层造成损害,文中从采用的小阳离子NW—1和BD—Plus两种聚合物钻井液体系中固相粒子大小分布与锦州9—3油田储层岩心孔喉大小及分布的配伍性出发,研究了钻井液处理剂之间、处理剂与储层水之间的配伍性、处理剂对储层的抑制性及钻井液微粒在岩心中运移因素对该油田储层的损害,为该油田储层保护提供了依据。     

低密度钻井液在沈289井的应用

沈289井是大民屯凹陷前进-东胜堡西侧潜山带沈34-沈119东块上的一口预探井，三开实施欠平衡钻井技术。由于潜山油层压力系数仅为0．93，因此必须使用超低密度钻井液。选用了水包油中空玻璃微珠钻井液，对其配方进行了优选并评价了其性能。该钻井液密度可以达到0．83g／cm^3，抗温可达150℃。通过应用该钻井液，该井三开施工中一直处于点火燃烧状态，发现了良好的油气显示，为重新认识和评价潜山构造提供了重要依据，而且钻井速度大大提高。指出，该钻井液适用于在井壁比较稳定的地层实施的欠平衡钻井，同时中空玻璃微珠随着水眼喷射剪切和钻具的研磨会发生破碎，使钻井液密度逐步上升的问题尚待解决。     

无固相保护煤层钻井液研究及应用

针对沁水盆地15#煤层水平井钻井过程中煤层坍塌失稳和储层污染的难题,通过研发可降解的稠化剂和低温氧化破胶剂,开发出一套既能稳定井壁又能保护储层的无固相保护煤层钻井液体系。通过钻井液流变性、滤失性、抑制性、储层保护性能和破胶性能等实验对该体系进行了评价。实验结果表明,该体系性能稳定,抑制性强,煤岩回收率大于96%,煤岩相对膨胀率低于0.3%,与地层流体配伍性良好,30 ℃下破胶率达到93%以上,破胶后煤岩渗透率恢复值达到96%以上。该钻井液在七元煤矿4口U型水平井现场应用,现场施工顺利,未发生任何事故复杂,完钻后试井表皮因数最低-2.17,达到了稳定井壁和保护储层的双重目的。     

页岩气油基钻井液体系性能评估及对策

油基钻井液已成为开发页岩气水平井的关键技术之一,具有稳定井壁和保持井眼清洁的功能。通过评价中石油川渝地区油基钻井液体系的流变性、封堵性、固相含量和稳定性等性能,并结合这些井的井下复杂情况原因分析,得出封堵性是保持井壁稳定的关键,提高钻井液φ₆值和排量可以改善井眼清洁,有害低密度固相含量的增加是导致钻井液性能恶化的主要原因。针对井壁失稳、井眼清洁和性能维护等问题,建立了纳-微米封堵评价方法,确定了有害低密度固相含量计算方法,并形成了页岩气油基钻井液技术规范,有望为页岩气水平井的开发提供技术支持。      

聚硅醇钻井液在川东北复杂深井中的应用

川东北地区地质构造复杂，地层倾角大，有易坍塌的碳质泥岩层、多套煤层、石膏层和盐膏层等，为解决石膏、盐膏污染，H2S和高压天然气侵及井漏等难题，在川东北复杂深井钻井中使用了聚硅醇钻井液体系，应用效果表明，该钻井液体系防塌封堵性强，具有很强的抗盐钙、H2S污染的能力，而且使用处理剂种类少，易于维护，性能稳定，值得在川东北深井中推广使用。     

低密度无固相海水钻井液在南海西部D气田的应用

南海西部D气田目前在生产的浅层气藏,属上第三系莺歌海组地层,是中孔中渗的泥岩储层,该地层较复杂,钻进时易发生掉块、井塌、卡钻等井下复杂。在研究储层岩石性质及现有钻井液性能存在问题基础上,提出应提高体系的封堵性能以及抑制性能,措施为:在φ311.1 mm井段原PRG钻井液配方中增加VIS,降低滤液侵入速度,降低钻井液对于井壁的冲刷作用;降低PLUS的含量和增加PF-FLOTROL,降低黏度并增强降滤失性能;在φ215.9 mm井段原PRF钻井液配方中增加Greenseal,形成致密隔离层带,封堵微裂缝和孔喉,降低滤液渗透,延长井壁稳定时间;增加EZCARB的含量并且使用KCl加重,增加抑制性能。评价结果表明,PRG和PRF钻井液具有滤失量低（API滤失量为2.1 mL,高温高压滤失量约为4.3 mL）、流变性好、抑制性强（滚动回收率约为90%）和抗污染能力强（抗盐达10%,抗钙达2%）等特点。在D气田P3H井和D4H井的现场应用表明,使用PRG和PRF钻井液,有效抑制了泥包卡钻、井漏等井下复杂的发生,使用效果良好。      

KL2-H1水平井高密度饱和盐水混油钻井液技术

KL2-H1井是西气东输2007年在克拉区块的一口水平井.该井三开段为高压盐膏层,四开段为白云岩高压气层;钻井液密度为2.00～2.25 g/cm<'3>,压井液密度为2.40 g/cm<'3>,使用混10%～15%原油基液,固相含量相对高,且容量限低,同时由于带POWVER或MWD定向工具钻进,只能使用重晶石加重,使得钻井液的流变性较差,现场施工困难.经过室内实验,研究出了一套适用于现场要求和用重晶石加重的流变性较好的高密度饱和盐水钻井液和压井液配方.现场应用表明,该钻井液的各项性能均能很好地满足钻进要求.     

甲酸铯/钾无固相钻井液和完井液研究

自1999年9月壳牌公司首次使用甲酸铯钻井液以来,到2009年10月,世界上已有18家石油公司在220多口高温高压井中使用甲酸铯/钾盐水进行钻井、完井及修井等作业。甲酸铯/钾钻井液、完井液具有无固相、气体溶解度和腐蚀性低、润滑性和相容性好及储层伤害性低等特点,很好地解决了高温高压井中常规钻井液存在的缺陷。气体溶解度低能够较好地控制井涌;润滑性能好能够降低摩阻和扭矩,从而降低压差卡钻的风险,提高机械钻速;相容性好、储层伤害性低能够降低修井需求,提高采出速度;可生物降解能降低HSE风险。基于对卡博特公司的甲酸铯手册及国外发表的有关甲酸铯/钾钻井液和完井液文献的深入分析,介绍了国外甲酸铯/钾钻井液和完井液的常用处理剂、配方,应用现状及回收利用情况,并对其应用前景进行了分析。      

新型无固相钻井液体系研究新进展

甲酸盐钻井液是一种新型无固相钻完井液体系,具有密度易调且范围宽（1.0～2.3 g/cm3）、高温稳定性好（225 ℃）、抑制性强、可增强页岩井壁稳定的特性,高密度下具有优良的流动性。为解决我国西部地区山前构造带复杂深井高密度钻井液使用成本高的难题,调研了国内外甲酸盐钻井液技术。提出采用密闭循环或经净化后回收再利用的方法来降低甲酸盐钻井液的使用成本,并加入少量适合的加重剂以形成滤饼来保护井壁的稳定,降低了深井、超深井钻井液的使用成本。该研究成果为我国西部地区山前构造带复杂深井、超深井钻井液体系的选择提供了依据。     

北部湾水基钻井液固相控制与重复利用技术

北部湾地区地质条件复杂,钻井难度大,结合北部湾地区钻探的实际情况,通过对影响水基钻井液重复利用因素的分析,对废弃钻井液的粒度分析和性能检测制定了一套成熟的固相控制技术。通过检测废弃钻井液中固相颗粒粒径分布,优化固控设备的搭配和参数配置(尤其是振动筛筛布选择),选择离心机分离能力、布局和台数等,从而提高固相控制效率,达到有效净化废弃钻井液的目的;制定了一套合适的废弃钻井液处理方式:先检测回收的废弃钻井液性能,然后通过固控设备来净化废弃钻井液,合理配制新浆量进行稀释处理废弃钻井液,使钻井液性能满足下一口井或井段的开钻要求,节省了材料成本、人工成本和运输成本。北部湾水基钻井液固相控制与重复利用技术在北部湾地区29口开发井进行了成功应用。      

稠油沥青污染钻井液的处理技术

伊朗Y油田有5口井钻遇了稠油沥青层,提高钻井液密度,不能阻止稠油沥青侵入井眼污染钻井液,轻则振动筛跑浆,重则钻井液变成膏状絮凝物,失去流动性。室内研究发现,常规稀释剂不能消除稠油沥青对钻井液的污染;加15%～20%水稀释,污染钻井液流变性能好转,再加重恢复密度值,流变性能重新恶化;用柴油和乳化剂,才能改善污染钻井液的流变性能。现场采用的处理方法,一类是机械、排放法或置换法,将稠油沥青从循环系统中除去,避免大量积累污染钻井液;另一类是乳化分散法,将稠油沥青分散在钻井液中,降低对钻井液性能的不利影响。应用结果表明,稠油沥青侵入速度慢的井适宜用第一类方法,在侵入速度快的井中,分散乳化法是主要的处理手段,可以避免钻井液絮凝,满足安全快速钻井的目的。     

油基钻井液环境下的录井方法及实践

油基钻井液以其良好的润滑性、抑制性而在稳定井壁、抑制地层水敏膨胀及快速钻进等方面有独特优势，在越来越多的各种高难度钻井中被采用。油基钻井液对传统录井有较大影响，尤其是岩屑的清洗辨认及油气显示识别。为了消除或减少其影响及干扰因素，得出可靠的录井结论，通过现场反复探索与实践，对油基钻井液条件下不同录井手段进行了有针对性的改进，总结了油气水评价方法。经过对比相关井的测井数据，验证了改进后录井方法的有效性和可靠性，说明对于油基钻井液录井，是能够找到一种有效途径以实现录井目的的。     

水平井段钻井液携带岩屑的实验研究

采用八种不同流体作为携带岩屑的介质,利用正交设计法安排实验,对水平井段同心环空和偏心环空中钻井液携带岩屑的问题进行了实验研究.全面考虑了环空流体返速、钻具旋转、钻具与井限间的偏心度、钻进速度、岩屑粒径及泥浆性能对岩屑运移的影响.得到了影响岩屑运移的主要参数和次要参数,以及各因素间交互作用的影响,建立了水平井段岩屑床厚度的经验模式.利用7口水平井资料对模式进行了验证,提出了以2cm岩屑床厚度作为安全钻进时的合理厚度,并依次求出了合理环空返速的大小.结合现场实际情况及理论研究成果,推荐了水平井洗井措施.