伊朗YD油田稠油沥青层钻井液技术

伊朗YD油田白垩系Kazhdumi层位主要岩性为沥青质页岩、灰岩,多数井在该层位钻进时发生了严重的稠油软沥青污染钻井液问题.该区块X19井在高压稠油沥青层的钻进中尝试使用了KC1聚磺水基钻井液技术,采取了如下处理稠油软沥青侵的措施:逐步提高钻井液密度减缓沥青侵入,混入15％柴油+0.3％乳化剂,置换受污染严重浆,并通过实施承压封堵、强钻、强下套管,最后成功固井,因处理稠油沥青侵共耗时33 d,排放受稠油沥青污染严重钻井液2 158 m3.结合对该油田X13井(最后填井侧钻)及AP-2井(最后弃井)在Kazhdumi层位钻遇稠油沥青层侵入钻井液复杂处理过程的分析,提出了预防稠油沥青层侵入水基钻井液的处理措施,并总结了Kazhdumi层位水基钻井液技术处理要点,初步建立了适合YD油田高压稠油沥青层钻进的水基钻井液技术,为该海外区块的进一步勘探开发积累了经验.     

伊朗雅达油田复杂地层钻井液技术

伊朗雅达油田地层复杂,具体表现在Gachsaran层大段石膏层污染钻井液,Kazhdumi层稠油质沥青侵入导致钻井液流变性能变差;Fahliyan地层为储层,井底温度高达145℃。前期完钻的5口井均出现了石膏、沥青污染和Fahliyan层压差卡钻等复杂情况,导致作业费用增加和钻井效率降低。在Gachsaran石膏层采用了抗膏聚合物钻井液,在Kazhdumi层采用了混入柴油和加入乳化剂等方法,在储层钻进中使用了超低渗透钻井液技术及分段封堵工艺,以解决高温高压下渗透性良好的孔隙性灰岩的压差卡钻问题。优化后的钻井液技术现场应用效果良好,F4井仅用65 d完钻,比邻井F23井钻井液总费用节约26万美金,钻井周期提前15 d。     

沥青质稠油与钻井液重力置换规律与控制技术

Y 油田K 地层沥青质稠油普遍发育,钻井过程中常出现涌漏同存、压井密度越高溢流量越大的现象。常规刚性井筒理论无法解释此现象。为了验证沥青质稠油和钻井液之间重力置换是否存在和探索影响重力置换的影响因素,最终形成有效的控制方法和技术,采用室内实验、数值模拟和理论研究相结合的方法,开展了沥青质稠油与钻井液重力置换实验和理论研究。研究结果表明:钻井液密度、裂缝宽度和沥青质稠油黏度是影响沥青质稠油置换的主要因素,同置换量分别呈线性、对数和指数关系。同时开展了沥青固化技术、控压钻井技术和随钻丢手封隔技术研究,最终形成了超厚沥青层分程度综合控制技术。现场应用表明,沥青固化技术和控压技术是解决沥青层安全钻井的一条有效途径。     

沥青防黏剂在伊朗雅达油田Kazhdumi地层中的应用

伊朗雅达油田Kazhdumi层富含沥青,钻井过程中,大量的沥青侵入钻井液,无法通过振动筛有效筛除,严重影响钻井施工,目前已经有三口井因为无法控制Kazhdumi层沥青而填井报废。针对这一问题,查阅大量中外资料并进行试验研究,研发出一种沥青防黏剂,可改变沥青的表面性质,使沥青不再发生聚结、分散等作用,由井内返出后能够通过振动筛清除,从而减少沥青对钻井液的侵害。在F03和WD2两口井进行了现场应用,证实该产品能很好地满足雅达油田Kazhdumi沥青层钻井作业的要求。与邻井相比,使用沥青防黏剂的F03井和WD2井共节约钻井成本96万美元。表7参2     

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。     

钻井液用沥青质稠油硬化剂的研究与应用

为了解决沥青质稠油对钻井液的污染问题,从沥青氧化硬化化学反应理论出发,对13种沥青处理剂进行了沥青质稠油硬化试验,优选出硬化剂 LYJ-5;并在钻井液中进行了硬化试验,对硬化剂与稠油反应时产生的温度、压力进行了室内试验评估;然后,对沥青质稠油硬化剂进行了现场试验验证。室内试验表明,LYJ-5 可以使沥青质稠油的软化点由52 ℃提高至127 ℃;在有、无钻井液存在2种情况下,LYJ-5 可以将稠油沥青的软化点提高52 ℃和75 ℃。在F17井的现场试验表明,应用 LYJ-5之后每小时钻井液污染量降低至应用前的19.15%,部分沥青出现硬化聚集现象,使后续的测井和下套管施工更加顺利。综合研究表明,LYJ-5 可以大幅度提高沥青质稠油的软化点,显著降低沥青质稠油对钻井液的污染,因而可对沥青层钻进提供强有力的技术支持。      

非均质超厚活跃沥青层安全钻井技术探讨

Y油田开发过程中多口井钻遇Kazhdumi层超厚活跃沥青,沥青地层的非均质性、空间分布的不确定性给钻井施工带来极大挑战,钻井液污染、涌漏并发、硫化氢逸出等复杂情况导致多口井工程弃井,严重影响了Y油田的整体开发进度。根据已钻井实钻资料,从沥青层压力、连通通道、沥青特征及分布规律等方面研究了沥青层环境因素,分析了活跃沥青层处理难点。在此基础上,提出强化沥青层分布规律研究、优化调整井身结构和控压钻井技术配合沥青硬化处理等技术对策。分析认为,活跃沥青层地层压力当量钻井液密度1.58~1.65 kg/L;现有井身结构中沥青层所在井段裸眼段长,是治理活跃沥青侵害的主要难点。沥青硬化封固剂YHJ-6能将沥青软化点提高60℃以上,将其应用于现场能有效减少沥青侵入量,提高沥青环境中漏失通道的封堵效果。      

伊朗雅达油田F13井严重沥青侵复杂情况的处理

在雅达油田Kazhdumi地层钻井施工过程中,沥青的侵入导致了钻井液污染、井涌、喷漏共存等井下复杂情况的发生。F13井在钻Kazhdumi地层遭遇严重沥青侵,引起溢流和喷漏同存。通过25次艰难的探索施工处理,成功运用水泥浆配钠水玻璃促凝剂实现打塞封堵,最终转换地质目的层侧钻成水平井。该井复杂情况处理的经验和教训,对处理类似情况具有一定的借鉴意义。     

基于量纲分析的沥青钻井液重力置换规律研究

伊朗雅达油田Kazhdumi地层沥青质稠油发育,钻井过程中裂缝常发生置换式双向流动,严重影响钻井安全,迫切需要开展重力置换规律研究,形成有效的防控技术。为了深入揭示置换发生的条件、发展规律、影响置换量的因素,文章研制了一套基于真实裂缝的可视化重力置换实验装置,研究了裂缝宽度、钻井液与沥青密度差、沥青与钻井液黏度差等对重力置换的影响。引入量纲分析理论,推导出了重力置换量的准则方程。结果表明,缝宽对置换量的影响较大,随着裂缝宽度的增加,置换量不断增加;置换量随钻井液与沥青密度差的增大而增加;随着沥青与钻井液黏度差的增大,置换量将显著减小,尤其从低黏度差到高黏度差,减小的幅度更大。提出了"化学封堵+控压钻井+物理阻隔"的综合防控技术,现场应用效果显著,可为国内外同类地层安全钻进借鉴参考。     

F19井沥青侵及相关井下复杂情况的处理

F19井212.7 mm井眼裸眼段长达2 445 m。与邻井相比,地层压力系统发生了明显的变化,高压沥青、盐水层与多个低压薄弱层共存,钻井液安全密度窗口窄。钻井过程中先后发生了沥青侵、井漏和盐水侵等一系列井下复杂情况。稠油沥青严重威胁着钻井安全,破坏钻井液流变性能,污染严重时钻井液呈现胶凝状,无法循环利用。在室内实验的基础上,应用混柴油钻井液预防和处理稠油沥青侵及问题;同时针对严重的井漏,优选出了桥塞堵漏和固结型堵漏2种堵漏浆配方。为保证尾管下到底,从钻井液、悬挂工具、操作等多方面制订了具体措施和应急预案。下尾管作业中,尽管多次出现阻卡和失返等异常情况,但由于措施和预案有针对性,可操作性强,最终成功实现尾管"坐底",挤水泥固井。     

雅达油田F13井沥青层喷漏同存复杂情况的处理

伊朗雅达油田F13井在Kazhdumi地层钻井施工中遭遇严重沥青侵引起的溢流和喷漏同存，处理时国内外可参考的文献和应对措施有限，在历经多次探索施工失败后，被迫采用先打塞进行封堵，再转换地质目的层侧钻成水平井的策略。详细介绍F13井喷漏同存发生和处理的过程，分析了各处理手段失败的原因，以及最终选用硅酸钠溶液作为促凝剂的原因。在室内实验的基础上，应用硅酸钠溶液加隔离液配合水泥浆进行了沥青污染环境下的打水泥塞封堵作业。现场应用结果表明，硅酸钠溶液促水泥浆闪凝是一种应对沥青污染情况下的可行的打水泥塞封堵作业方法。该井沥青层喷漏同存处理的经验和教训、形成的硅酸钠溶液促水泥浆闪凝打水泥塞封堵作业方法，对油田后续在Kazhdumi地层钻井作业的顺利进行具有重要的借鉴价值。     

抗稠油沥青层损害钻井液技术在S03井的应用

针对中石化在海外中东Y油田K层位钻遇的稠油沥青侵,引起的钻井液密度下降、黏度急剧升高,并最终导致钻井液流变性失控、严重威胁井下安全、无法正常钻进、下套管困难、无法测井、无法固井的重大技术难题,文章通过总结该区块K层位稠油沥青钻进处理经验,提出了现场处理"足量补充,定量置换"的钻井液维护总体原则,阐述了于该区块稠油沥青损害严重的S03井首次采用抗损害能力强的抗高温欠饱和盐水体系结合控压钻井的处理方式,成功解决了该井稠油沥青层水基钻井液钻进的技术难题,开拓性地为中石化该海外区块下部层位的进一步开发提供了技术支撑。     

Y油田超厚沥青层安全钻进分强度控制技术

为解决Y油田超厚沥青层安全钻井技术难题,开展了沥青层分强度控制技术研究。通过高温高压砂床滤失试验、沥青乳化试验、堵漏试验和沥青硬化试验,优选了随钻堵漏浆配方、乳化剂最佳加量、化学堵漏浆配方、硬化剂。室内试验结果表明,随钻堵漏技术可以有效防止沥青侵入井筒;乳化剂RHJ-3加量达到沥青的20%时,能有效降低钻井液的黏度和切力,保持其性能稳定;优选的化学固结堵漏浆对渗透性地层具有良好的封堵效果;硬化剂YHJ-5可以将沥青的软化点提高75 ℃。随钻堵漏技术使F18井沥青层全烃值由87.98%降至23.40%,有效阻止了沥青侵入;乳化降黏技术使F02井沥青层钻井液漏斗黏度保持在62 s;化学堵漏技术使F19井地层承压能力提高0.2 g/cm3;沥青硬化技术在F17井应用后钻井液污染量降低19.5%;S03井采用"专封专打"井身结构和应用控压钻井技术安全钻穿了厚158.00 m的沥青层。超厚沥青层分强度处理技术能有效解决Y油田沥青层安全钻进的技术难题。      

YD油田复杂地层井身结构的优化与应用

YD油田钻井中存在地质环境复杂、多套压力体系并存及高压沥青层溢漏同存等问题,给钻井施工和井身结构优化设计带来困难.在实钻资料分析、确定必封点及重新认识Gachsaran地层孔隙压力的基础上,采用自下而上的设计方法,先后形成了适合YD油田复杂地层钻进的3套井身结构.针对部分Gachsaran盐水地层存在异常高压层的情况,从安全钻进角度考虑,设计了高压盐水层井身结构;对于正常压力Gachsaran盐水层,为提高机械钻速和降低钻井成本,形成了简化高效的常规井身结构;对于Kazhdumi高压沥青层,从安全钻井实现地质目的考虑,形成了延长 244.5 mm技术套管和专打专封2种井身结构.优化后的井身结构在YD油田20余口开发井中进行了应用,取得了良好的应用效果.YD油田井身结构的优化,不仅为该油田"二期工程"奠定了基础,也对国内外同类型的碳酸盐岩油藏开发具有借鉴意义.      

YD油田沥青层安全钻井技术

在YD油田钻穿沥青层的过程中,易出现沥青侵入导致的溢流、井涌等井下故障,极太影响了钻井安全,为此,开展了YD油田沥青层安全钻井技术研究.根据已钻井的沥青侵入特点、沥青所造成的井下故障及采取的主要技术措施,将钻遇沥青层的井分为4类.对YD油田钻遇沥青层时所采用技术及采取的技术措施进行了总结,并结合钻遇沥青层井的分类,提出应根据沥青侵入的特征及程度,采用相应的安全钻井技术并采取相应的技术措施.YD油田的钻井实践表明,针对不同类型的沥青侵入情况采用相应的钻井技术和技术措施,可以解决YD油田沥青层安全钻井的技术难点.      

塔河油田沥青质稠油成因分析及防治技术

塔河油田TK235、TK305等井陆续出现沥青质稠油沉积堵塞油管造成停产,对生产造成了严重影响。针对此类问题,文中对塔河油田原油中沥青质的沉积问题进行了综合研究,形成了有效的沥青质稠油沉积堵塞防治技术。通过对塔河油田沥青质原油组分进行分析,结合沥青质沉积堵塞物成分的分析,发现沥青质沉积主要是由于原油组分在举升过程中的环境条件变化所导致,从而开发了掺稠油、掺改性稠油（稠油＋沥青分散稳定剂）等治理工艺．试验结果表明：这些工艺较好地解决了沥青质沉积堵塞油管的问题,实现了油井的正常生产,并在现场应用中取得了良好的效果。     

分散剂对沥青质稳定性与稠油稳定性的改善效果*

为了更加客观、准确地评价分散剂对稠油稳定性的改善效果,研究了5种分散剂对孤岛稠油和馆陶稠油沥青质和稠油稳定性的改善效果,包括含磺酸基的阴离子型分散剂AA、斯盘系列分散剂NA1、油酸、月桂酸、棕榈酸。结果表明,分散剂对沥青质和稠油的稳定性均具有一定的改善效果,其中AA和NA1可明显降低沥青质的聚集程度,对沥青质的稳定分散作用最强;分散剂对沥青质稳定性的改善效果普遍优于对稠油整体稳定性的改善效果。分散剂对沥青质稳定性的改善效果随分散剂浓度增大而增大,沥青质完全裸露在体系中易与分散剂作用;分散剂对稠油整体稳定性的改善效果随分散剂加量增大先增大后降低,分散剂对稠油稳定性改善用量存在最佳值。沥青质稳定性的提高对于稠油整体稳定性的提高具有重要影响,但稠油稳定性的改善还受到胶质、芳香分和饱和分等的影响。图12表3参20     

伊朗雅达油田优快钻井技术

伊朗雅达油田地质条件复杂,为碳酸盐岩储层,具有高温、高压及多压力系统,并含有高浓度硫化氢及二氧化碳酸性气体。在2001到2003年间施工了5口探井,井深4 500~5 000 m,普遍钻井存在着机械钻速低、井漏、压差卡钻、高压沥青层侵入等突出问题,钻井周期长,安全快速钻井面临巨大的挑战。文中分析了雅达油田钻完井存在的难点以及优快钻井技术应用方案,包括灰岩地层压力检测技术、非渗透防卡钻井液技术、高效破岩及优选钻井参数、高压沥青层钻井技术为特色的雅达油田安全快速成井配套技术等,这些成果在雅达油田一期的井身结构、钻头选型、钻井提速和钻井液等方面进行了全面应用,平均机械钻速较前期提高40%以上,取得了显著的效益。     

原油沥青质沉积引起储集层损害的室内评价

防止沥青质沉积造成的储集层损害是渤海稠油油藏开发生产中遇到的技术难题之一。结合渤海SZ36-1油田实际情况，使用岩心流动实验装置，建立沥青质沉积导致储集层岩心渗透率下降的室内评价方法，并应用SARA法对稠油发生沥青质沉积的可能性进行预测。评价实验结果表明，损害程度与沥青质沉积量和储集层岩心的原始渗透率有关。沉积量越大，原始渗透率越低，则损害越严重。表5参12     

废钻井液固化处理技术的研究

针对废钻井液不经处理会对周围环境造成污染这一问题,研究了用化学固化方法处理废钻井液技术。通过大量室内试验,确定了固化剂的组成和有效配方,研制出了XG系列固化剂。室内及现场试验结果表明,XG固化剂可以用于不同钻井液体系固化处理,使用方便,加量少,固化效果好,可有效地控制废钻井液对环境的污染。