抗高温水基钻井液研究现状及发展趋势

随着全球经济的快速发展,对油气资源的需求越来越多,深井和超深井的勘探开发成为趋势,而深部地层的钻探对钻井液的抗温性提出了更高要求。通过文献调研,综述了抗高温水基钻井液的特点,分析了抗高温钻井液处理剂的作用机理,介绍了国内外抗高温钻井液的现场应用情况和未来抗高温钻井液的发展趋势。     

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。     

高性能水基钻井液技术研究进展

在随着世界各大油田勘探开发难度增加,以及致密油、页岩气等非常规油气资源勘探开发深入,研制综合性能优异的水基钻井液技术,替代高成本、高污染的油基钻井液,已成为各大油田面临的共同问题。经过近20年的技术攻关,随着材料科学、化工合成等工艺技术不断进步,以麦克巴、贝克休斯等为代表的国外泥浆公司率先研发出一系列ULTRADRILL、LATIDRILL等高性能水基钻井液技术,取得了良好应用效果,国内渤海油田、长江大学等单位也研发出拥有自主知识产权的高性能水基钻井液体系,解决了现场实际难题,井壁稳定效果较好。对近年来国内外高性能水基钻井液技术进行了分析,并对高性能水基钻井液技术发展趋势进行展望,对水基钻井液技术发展具有一定指导意义。     

新型水基钻井液成膜处理剂的研制与应用

从深孔金刚石绳索取心钻探工艺对钻井液性能的要求出发,运用成膜理论和技术,开发了一种新型水基钻井液成膜处理剂。现场实践证明了这种水基钻井液成膜处理剂对强水敏性地层具有较强的抑制能力和良好的护壁效果。介绍了水基钻井液的成膜作用机理,以及X-1水基成膜剂的研制和工程应用情况。     

高性能钻井液技术进展研究

深井、超深井、非常规油气开采已经逐步成为勘探开发的重点。而油基钻井液因为受到成本和环保因素的影响开始逐渐被水基钻井液替代。为了更好地替代油基钻井液,国内外均开展了高性能水基钻井液的相关研究,其综合性能也已经逐步接近油基钻井液。介绍了国外高性能水基钻井液的相关研究进展和未来发展趋势。     

高温高压水基钻井液技术发展浅析

钻井液是油气钻探过程中钻井工程的重要组成部分,钻井液的性能极大的影响了钻井速度、质量以及成本。随着钻井深度不断增加,井底温度和压力也不断增加,高温高压钻井液也随之产生,钻井液主要包括油基和水基两种,油基钻井液虽然受到温度和压力影响较小,但是污染性强,因而高温高压水基钻井液是深井钻探的主要研究方向。水基钻井液主要由水、处理剂、降粘剂等组成,其性能的好坏与处理剂、降粘剂等的各种物质的成份及配比关系密切,国内外专家主要针对处理剂开展了大量研究,采用了不同的处理剂,并形成了各种高温水基钻井液体系。     

高性能水基钻井液技术特点及应用进展

高性能水基钻井液(又称胺基钻井液)近年来得到国内外相关机构的广泛研究和关注。高性能水基钻井液具有良好的抑制性、流变性和润滑性,已被广泛应用于各种特殊工艺井。其成本远低于油基钻井液,且无毒环保,有良好的应用前景。介绍了高性能水基钻井液的技术特点和应用进展。     

盐水钻井液配制方法对其性能的影响

随着钻井技术的发展,深井、超深井钻遇复杂地层的情况越来越多,对钻井液性能提出了越来越高的要求。通过对盐水钻井液的配制方法进行理论分析和对比,并结合现场应用,利用已有抗盐材料,基于预水化对钻井液性能影响机理及预水化时间的长短对钻井液性能的影响进行了研究。试验得出,预水化对钻井液的性能起着至关重要的作用,且随预水化时间的变化,钻井液性能产生不同的变化趋势,根据钻井液要求的侧重点不同,为配制不同性能指标的钻井液提供实践指导和理论依据。     

抗高温高密度水基钻井液技术研究

西北工区深井、超深井越来越多,随之而来的高温高压问题也越来越突出。针对高温高压对水基钻井液性能的影响,通过对钻井液处理的评价筛选,在大量室内试验的基础上,研究出抗温大于180℃、密度大于2.0g/cm3,抑制防塌性能优异的抗高温高密度聚磺防塌钻井液体系。该体系在顺南501井、顺南4-1井及顺北1-6井进行了现场应用。现场应用情况表明,该体系在高温高压条件下具有流变性好、滤失量低、抑制防塌能力强、性能稳定、易于维护、成本低廉等特点,保障了高温高压超深井钻井施工安全顺利。     

高性能水基钻井液体系研制与应用

针对水平井施工中井眼净化、井壁稳定、润滑防卡、保护油气层等技术难题,研制了高性能水基钻井液体系。通过对抑制剂、包被剂、降滤失剂等处理剂的优选,最终确定了高性能水基钻井液体系的配方,对该钻井液体系配方进行各项性能实验表明,该钻井液体系性能稳定,具有较强的抑制性、润滑性、抗污染性和油气层保护能力,在苏德尔特油田的苏平5井现场应用中井壁稳定,起下钻无阻卡现象,取得了非常好的施工效果。     

聚合醇在水基钻井液中的优选与应用

针对现有水基钻井液技术现状及存在问题,提出在原有水基钻井液体系中引入聚合醇,优化钻井液性能。在实验室优选出抑制性强、与胺基聚醇等处理剂配伍性良好的聚合醇。实验结果证明,引入聚合醇后,体系的抑制性更强,并且浊点效应对泥页岩地层微裂缝进行内封堵,可进一步提高泥页岩地层稳定性。聚合醇还具有提高钻井液润滑性和防钻头泥包的作用。高性能水基钻井液体系能够满足泥页岩长水平段施工需求。     

抗高温环保水基钻井液研究进展

为更好地服务国家生态文明建设及绿色勘查开发,环保型水基钻井液将成为发展方向。随着钻探深度增加,地层温度越来越高,对环保钻井液的抗温能力提出了更高的要求。本文介绍了国内外近10年来抗高温环保水基钻井液研究与应用的进展情况,包括高性能水基钻井液、甲酸盐钻井液、有机盐钻井液、聚合醇钻井液、硅酸盐钻井液及甲基葡萄糖苷钻井液等。总结了现有抗高温环保水基钻井液体系存在的不足,并分析了抗高温环保水基钻井液的发展趋势。     

连续循环系统在科学超深井中的需求分析

作为"入地"重要手段的科学深井、超深井工程是研究深部地质学的重要方法,被誉为"伸入地壳的望远镜"。科学超深井井内超高温高压成为钻井作业中突出的技术难题之一,其对钻井液、井底动力机具、井下检测仪器、铝合金钻柱提出了极为苛刻的要求,致使工程难度增大、风险提高、工期加长。通过对科学超深井钻井工程特点的总结,分析了钻井液连续循环对井眼稳定性和井底温度的影响,得出了连续循环系统对于科学超深井钻井作业具有较强的技术需求的结论。对我国未来万米科学超深钻计划提供了技术支持。     

可循环微泡沫钻井液技术在易漏失地层钻井施工中的应用

针对常规水基钻井液密度控制难度大、防漏堵漏效果不理想等难点,开展可循环微泡沫钻井液技术的研究与应用,通过有效控制钻井液密度、提高防塌性和封堵性、优化钻井液性能和流变参数,应用该体系在乾安易漏井区进行近平衡钻井施工,确保该技术满足钻井要求,保障井下安全,提高钻井速度。     

油基钻井液回收再利用技术研究进展

油基钻井液在降低井下复杂、提高地层井壁稳定能力方面具有较强优势,虽能一定程度上提高油气资源勘探开发效率,但其高成本、高污染、难处理等特点早已成为石油行业必须面对的共同难题。为解决该难题,各油田相继开展油基钻井液废弃物处理系统和老浆性能优化技术研究,实现了施工过程中油基钻井液不落地和回收再利用。大庆油田在高温深井、致密油井开发过程中大规模应用油基钻井液,产生了上万方废弃油基钻井液无法及时处理或回收利用,给油田造成极大经济损失和环境压力。通过开展废弃油基钻井液回收再利用技术调研,对形成适合大庆油田的处理设备和工艺技术具有重要意义,对进一步扩大油基钻井液应用范围,对大庆油田降本增效、安全环保提供支撑。     

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。     

页岩气钻井液技术进展研究

随着国内对页岩气资源开发的逐步加快,相应的钻井作业越来越多,地形和井型趋于复杂,对钻井液的要求也越来越高。美国、加拿大、澳大利亚等欧美发达国家已经实现了页岩气的高效开采,相应的钻井液技术也趋于成熟。由于页岩的特殊性,要求钻井液在抑制性、润滑性、防塌封堵性等方面具有更优异的性能。分析了页岩气钻井液的技术特点,调研了近几年现场应用的油基钻井液、水基钻井液和纳米封堵钻井液的应用和进展情况,以期为国内页岩钻井液技术的发展提供参考。     

涪陵页岩气田水基钻井液技术

涪陵页岩气田属川东南地区川东高陡褶皱带包鸾-焦石坝背斜带焦石坝构造,主要开发上奥陶系五峰组—下志留系龙马溪组页岩气层,岩性主要为灰岩、泥岩、页岩,钻井施工中易漏、易塌、易喷。井型为三开结构水平井,一开、二开采用水基钻井液体系。通过技术研究,确立了以氯化钾、聚胺页岩抑制剂等为主剂的水基钻井液体系,形成了适合涪陵页岩气田勘探开发的浅层气预防、井壁稳定、降摩减扭、防漏堵漏等系列水基钻井液技术,较好地满足了钻井施工要求。     

抗高温钻井液机理研究及性能评价

随着世界能源需求的增加和钻井技术的发展,深井和超深井的钻探已成为今后钻探工业发展的一个重要方面。一些高温高压地区和储层的钻井技术难题亟待解决,尤其是抗高温钻井液技术,它是制约深井钻井技术的"瓶颈"。由于井越深,井底温度、压力越高,钻井技术的困难越多,尤其是深井和超深井的高温高压条件下对钻井液提出更为苛刻的要求。探索了高温高压滤失量测试新方法,即两次测量法。     

混原油阳离子钻井液技术

室内通过对乳化剂、润滑剂及原油的优选与最佳配比的研究,在阳离子钻井液技术的基础上,研究出一种适合大斜度、高密度、深井、定向井混原油阳离子钻井液配方,并对配方进行了抗污染、抗高温评价。现场应用表明,该技术有效地改善了润滑性、滤失性等性能,很好地解决了深井、复杂井、定向井的托压、划眼、粘卡等井下复杂或事故。