非常规油气藏水平井油基钻井液技术

针对油基钻井液在非常规油气藏勘探开发中存在的悬浮稳定性及封堵能力不好、流变性对温度的敏感性强、复杂条件下流变性控制困难等问题,形成了一套新型油基钻井液体系,该体系采用对温度敏感性小的沥青类降滤失剂和抗高温有机土,用粒径小于6.5μm的超细碳酸钙和细目海泡石复配作封堵材料,用细颗粒重晶石作加重剂,并使用抗高温的润湿剂。通过设计正交实验,优化了油基钻井液配方。室内评价结果表明,该油基钻井液具有良好的流变性和热稳定性,可泵性及携砂能力满足施工要求,可抗20%岩屑粉、20%NaCl,在130℃静置120 h的上下密度差小于0.02 g/cm3。在中原油田濮1-FP1井水平段的应用表明,该油基钻井液的润滑防卡效果好,无托压现象,通井、电测一次到底;稳定井壁能力强,平均井径扩大率为8.2%;钻井液性能稳定,机械钻速快,平均机械钻速为7.05 m/h。为油基钻井液在非常规油气藏应用提供了技术支撑。     

北部湾涠西钻井液技术

涠西地区地质构造复杂,尤其是涠洲组涠二段和流沙港组流二段泥页岩地层断层多、地层破碎,微裂缝发育、水敏性强,在钻井过程中极易发生井壁坍塌、漏失,甚至发生卡钻事故。通过分析研究涠西南地区易垮地层岩性、硬脆性泥页岩的垮塌机理,研发了KCl-聚合醇强抑制封堵钻井液体系,并利用这一体系已成功完成了海2井、涠4井、涠5井的施工。现场应用表明,该钻井液有良好的抑制性和封堵性能,保证了井壁的稳定及井下安全。应用该钻井液已成功施工3口井,井径较规则,无井下复杂情况,成功解决了涠西地区的井壁稳定问题,并在涠4井试油过程中发现高产油气流,日产油气超过千吨。     

浅谈非常规油气藏

在对比非常规油气与常规油气特征差异的基础上,以"连续"与"准连续"概念为线索,通过成藏基础条件和成藏特征分析,认为非常规油气藏是以"孤立式"-"准连续式"-"连续式"的混合状态在盆地中心、斜坡等位置甜点式聚集,连续与否,受孔隙结构及岩石润湿性影响。其主要特征为:源储合一或源外近储;浮力作用受限;初次运移或短距离二次运移;无明确清晰的圈闭边界;流体分异差,无明确的油水界面。分析认为,生烃增压是一个暂态(幕式)过程,其对油水没有分异作用,同时,由于纳米孔隙的存在,地层的非均质性变的更强,毛管力作为阻力更为明显,浮力作用由于孔隙结构的复杂化对油气运移的动力作用受到限制,因此,该类油气藏形成的最本质原因是储层孔隙结构和非均质条件的复杂化。     

哈山区块钻井液技术研究与应用

根据哈山区块地层特点,优选出胺基强抑制封堵防塌钻井液体系.该钻井液体系抑制性好,封堵性强,具有一定的抗碳酸根污染能力,在哈山1井和哈山2井取得了良好的现场应用效果,施工中井壁稳定,起下钻畅通无阻,电测及下套管均一次成功.     

三效合一强抑制钻井液技术的研究及应用

针对西部山前构造及胜利油田部分地区由地层因素引起的井壁失稳问题,研制了一种三效合一强抑制钻井液处理剂,并形成了一套封堵成膜强抑制钻井液体系。室内研究表明,该处理剂可实现3种功能的复合,性能优于常规单功能处理剂。现场应用表明,封堵成膜强抑制钻井液体系稳定井壁效果好,可有效降低井径扩大率,缩短建井周期,减少井下复杂,实现安全高效钻进。     

强抑制封堵钻井液体系研究及应用

针对伊拉克米桑油田Fauqi区块钻井过程中易发生井壁坍塌、漏失难题,设计开发了新型强抑制封堵钻井液体系。该体系通过KCl、硅酸钠和聚胺抑制剂的多元复合作用,实现对页岩水化分散的有效抑制,页岩膨胀率较清水降低67.6%,毛细管吸入时间较清水降低64.4%。该体系在物理封堵基础上配合硅酸盐的化学固壁作用,低渗沙盘封堵试验滤失量仅为9.6 mL,能有效封堵地层孔隙、微裂缝,减少滤液对地层侵入,提高井壁稳定性,避免井下漏失发生。该体系在伊拉克米桑油田FQCS-41井的五开井段进行了现场应用,结果表明该体系在钻进过程中性能稳定,流变状态良好,井径规则,五开井段平均井径扩大率仅为1.2%。     

保护低压油气藏的钻井液技术研究

分析了花土沟油田油藏地质特征、岩性及储层物性,依据储层敏感性评价结果,确定了保护低压油气藏的钻井完井液技术对策及配方,即无固相甲酸盐钻井完井液、无(微)粘土相强抑制性聚合物钻井完井液和微泡沫钻井完井液.现场应用表明,3种钻井液性能稳定,对地层泥页岩水化分散和吸水膨胀的抑制能力强,提高了钻井速度,保护油气层效果好,满足了钻井施工要求,减少了井眼缩径卡钻等复杂情况.用这3种钻井液钻井与在同等条件下用两性离子聚合物钻井液钻井的产油量(3.83 t/d)相比,其产油量平均增加了0.26～1.74 t/d,经济效益明显.     

东方1-1气田水基钻井液技术优化

东方1-1气田为我国海上最大的自营气田,由于地层的复杂性,且由于区块已开采多年,导致地层压力衰竭,φ311.15mm井段存在着憋漏、溢流和卡钻等作业风险。针对东方1-1气田现场PLUS/KCl钻井液抑制性能和封堵性能的不足,通过引入胺基硅醇PF-HAS和润湿转向剂PF-HWR,将钻井液体系的抗钻屑污染能力提高了近一倍;通过大量实验优选出强化封堵的材料PF-LSF和PF-HFD,增强了钻井液对渗漏和微裂缝漏失的封堵能力,形成的封堵层承压能力强,渗漏量小。优化后的体系有利于保障类似区块和地层钻井作业安全,降低作业风险。      

束探1H(P)井钻井液技术

束探1H(P)井是中石油股份公司的一口重点风险探井,目的层为沙三段.该区域沙河街组深灰色泥岩、油页岩、膏泥岩水敏性垮塌严重,泥灰岩裂隙发育,承压能力低,油气活跃,施工过程中易发生井漏、划眼等复杂情况,该区域施工的14口井发生划眼的有11口,7口井共9次发生卡钻事故,多口井发生了严重漏失和井涌.该井采用了优化的KCl聚磺封堵防塌钻井液,通过引入聚胺抑制剂、成膜固壁剂、特制乳化沥青和乳化渣油,提高了体系抑制能力、封堵防塌能力和润滑性能,解决了沙河街组地层严重垮塌难题和深部地层润滑防卡问题;采取的随钻堵漏和承压堵漏技术大幅度提高了地层承压能力,解决了井漏与井涌的矛盾.该井施工安全顺利,钻井周期仅为74 d,比束探1H井的钻井周期缩短40 d,为该区域深探井施工提供了技术经验.     

临汾区块煤系地层泥页岩防塌钻井液技术研究

临汾区块煤系地层山西组泥页岩易发生井壁失稳,导致钻井非生产时效多,钻井周期长,是影响临汾区块致密气水平井钻井提速提效的主要原因之一。为解决泥页岩失稳问题,采用钻井岩心观察、扫描电镜、X射线衍射分析以及膨胀率和回收率测定等方法,分析了山西组泥页岩宏观、微观特征和理化特性,探讨了其对山西组泥页岩井壁稳定的影响。研究表明,山西组泥页岩在清水中浸泡7天后破裂,扫描电镜观察发现微裂缝宽度为0.32～7.69μm,黏土矿物中高岭石占比为37.2%、伊蒙混层占比为35.2%。为此,提出了强封堵、强抑制和低滤失量的防塌钻井液技术对策,形成了高性能防塌钻井液体系配方。评价表明,该体系老化后中压失水2.4 mL,高温高压失水8.8 mL,泥页岩膨胀率为0.73%,滚动回收率为99.3%。该体系已在临汾区块1口井进行了现场试验,应用效果良好,表明该技术能够有效解决脆性泥页岩的井壁失稳问题,具有推广应用价值。     

便携式离子分析技术指导南海西部非常规油气藏评价

便携式离子分析技术在南海西部试验时,研究出了计算泥浆混入量及估算纯地层水矿化度的方法,将现场分析结果与实验分析结果进行对比,误差很小。该技术的主要特点是时效性强,精度符合要求,在南海西部油田得到推广应用,在非常规油气藏中,为实时测井解释及油藏评价提供了重要依据。     

高效环保型页岩气开发水基钻井液体系研究

目前在页岩气水平段钻井过程中常用油基钻井液,但存在一系列环保问题。因此,有必要研究出一种可替代油基钻井液的高效环保型水基钻井液体系。针对涪陵礁石坝区块龙马溪-五峰组页岩气地层的实际情况,通过老化前后流变性、高温膨胀率、滚动回收率、常温中压失水、高温高压失水以及极压润滑摩阻系数等实验,以KCl和甲酸钠为抑制剂、准纳米颗粒与新型Soltex复配、高效润滑剂与乳化剂复配,研制出一种强抑制性、强封堵和良好润滑性的高效环保型水基钻井液体系。性能评价结果表明,该体系膨胀率为5.12%、FL_(API)为1.6mL、FL_(HTHP)为4.8mL、K_f为0.14,能够满足水平段泥页岩地层钻进的要求。     

延长气田强抑制强封堵胺基钻井液技术

针对延长气田地层特性、井壁失稳原因、储层特性等特点,开展了强抑制强封堵胺基钻井液研究。实验室采用抑制膨润土造浆实验,优选出抑制效果与聚醚胺相同、成本较低的胺基抑制剂AI-1。采用延长气田刘家沟组泥岩进行的页岩滚动分散实验和膨胀率实验表明,AI-1的抑制性好,对钻井液性能影响小。采用AI-1作抑制剂,改性淀粉、SPNH及PAC-LV作降滤失剂,ZHFD和FT-1作封堵剂,优选出强抑制强封堵胺基钻井液。该钻井液的流变性能较好,滤失量低,具有良好的泥饼质量、强的抑制性与封堵性能,对气层的损害程度低,对延长气田石盒子组、山西组、本溪组等气层岩心的渗透率恢复值在90%以上。该钻井液在延长气田3口井的使用,防止了井塌、井漏的发生,井径规则,提高了钻井速度,减少了对气层的损害。     

诺1井钻井液技术及复杂情况处理

诺1井位于柴达木盆地北缘东部三湖坳陷霍布逊凹陷全吉背斜圈闭,完钻井深为5 000 m,是工程公司重点预探井。该井地层泥岩水敏性强,砂泥岩互层严重,区域断层发育,存在盐水等流体污染,下部地层无实钻资料可供参考,施工中钻井液技术难度大。通过优选胺基硅醇强抑制强封堵钻井液体系,配合相应的现场钻井液维护处理工艺,有效抑制了砂泥岩互层中泥页岩的水化膨胀,井壁稳定性得到有效提高,成功完成了诺1井的工程施工。诺1井中途完钻及完井后采用封井浆封井,保障了中完及完井作业的顺利进行,全井共计电测10次,成功率100%,下套管一次到底;全井井身质量良好,虽然发生卡钻事故,但是φ444.5 mm、φ311.2 mm、φ215.9 mm井眼平均井径扩大率为7.46%、9.33%和9.40%;全井平均机械钻速为7.54 m/h,达到了优快钻井的目的,为区块后续勘探开发提供了技术保障。      

渤海南部BZ34-3区块井壁稳定性分析与钻井液应用

BZ34-3区块东营组与沙河街组以泥页岩为主,在当前的钻井作业中,面临的主要难题是井壁不稳定导致的各种复杂情况。而且,BZ34-3区块独特的地质构造(断层)给该区块的作业更添难度。本文从该地层井壁稳定研究与钻井液体系作用机理入手,结合实际地层情况,阐述HIBDRILL体系在该区块某井的成功应用。     

SHBP-1超深井三开长裸眼钻井液技术

针对SHBP-1井在钻井过程中可能出现的井壁失稳及漏失等复杂问题,对其原因及技术难点进行分析,提出了该井的井壁稳定、防漏堵漏技术思路,选用强抑制强封堵防塌钻井液体系,以满足地层特性对钻井液抑制性、降失水及封堵的要求,筛选了复合抑制剂KCl+SMJA、镶嵌成膜防塌剂SMNA-1、纳米封堵剂SMNF-1,以进一步提高钻井液的抑制性、封堵性及防塌性能,降低高温高压滤失量。经现场应用表明,优化后的强抑制强封堵防塌钻井液流型易于控制,维持井浆中0.5% SMJA、3% KCl、2.5% SMNA-1,保障了钻井液有强的抑制防塌性;在易漏地层使用了纳米封堵剂2% SMNF-1、超细碳酸钙等随钻堵漏材料,避免了井漏的发生,顺利完成了该井的施工,三开井段扩大率仅为3.49%。该套钻井液技术顺利解决了SHBP-1井三开的井眼失稳及井漏问题,为后续类似井的钻井提供借鉴。      

辽河双南高温深井钻井液技术

双兴1井是一口风险探井, 完钻井深为5 505 m, 井底温度为180 ℃, 位于辽河油田施工难度最大的双南区块,也是辽河油田目前完钻的垂深最深井。针对该区块泥页岩地层垮塌、井底温度高及施工周期长等技术难题,通过使用表面活性剂保护黏土粒子,引入从美国进口的抗高温聚合物 HE-300,将 KCl 聚合物钻井液体系抗温能力逐步提升到180 ℃,解决了 KCl 聚合物钻井液体系抗温能力不足的问题 ;将无荧光白沥青与抑制型聚合醇引入该体系,提高了钻井液体系对地层微裂缝的封堵能力,使泥页岩井壁在该水基钻井液长时间浸泡下仍保持稳定,同时满足了深探井施工要求。双兴 1井现场施工安全顺利,电测一次成功,二开和三开井径平均扩大率分别为 7.4%、2.7%,三开钻进至井深4 324 m 因故裸眼等停 33 d 后,复产下钻一次到底。      

成膜强抑制纳米封堵钻井液的研究

针对胜利油田某些区块的东营组高孔高渗储层具有较强的水敏性和速敏性的特点,研究开发了成膜强抑制纳米封堵钻井液体系.该体系具有强抑制性和成膜特性,能够最大程度地减轻储层伤害,有利于发现和保护油气层;多种防塌抑制剂的协同作用,有利于稳定井壁,减少复杂情况的发生,保证快速钻进和安全钻井,为胜利油田有效开发该类区块提供了有效保障.     

强封堵钻井液体系在河南页岩气钻井中的研究和应用

河南中牟和温县页岩气区块在直井钻井过程中频繁出现坍塌掉块、井径扩大等井下复杂,通过对储层地质特征以及老井钻井液体系测试分析,造成此现象的主要原因为钻井液封堵性不足。因此基于抑制水化、加强封堵两方面开展钻井液研究,优选封堵剂HSM、HGW和抑制剂HAS,形成一套强封堵、强抑制钻井液体系,并对体系性能进行了测试。室内测试结果表明,该钻井液体系性能优良,100℃老化72 h仍具备较好的流变性;对泥页岩钻屑热滚回收率高达98.5%,10 h线性膨胀率仅为2.34%;封堵性能好,6 h API和HTHP滤失量分别为7.8 mL和9 mL;还具备较强的抗污染能力。现场应用后基本未发生坍塌掉块、井壁失稳现象,井径扩大率从21%降至6%,说明该钻井液体系能够满足该区块的钻井工程需要。