钻井液环保润滑剂SMLUB-E的研制及应用

针对现有钻井液润滑剂耐温与环保性能难以兼顾的不足,以天然脂肪酸、有机多元醇等为原料,合成了钻井液环保润滑剂SMLUB-E。室内试验发现:膨润土浆中加入1.0% SMLUB-E时,摩阻系数可降至0.05,且形成的润滑膜强度高;聚磺钻井液中加入2.0% SMLUB-E,可使摩阻系数从0.31降至0.08,其润滑性能优于加入8.0%原油;SMLUB-E耐温160 ℃,对钻井液的流变性、滤失量无不利影响,无毒,环保性能好。SMLUB-E在塔河油田TP238CH井等深井进行了现场应用,加入SMLUB-E的钻井液中表现出良好的润滑降摩性能,大幅降低了井下摩阻,避免了托压、卡钻等复杂情况发生。研究结果表明,SMLUB-E具有良好的耐温性与环保性,能有效解决深井超深井钻井井下摩阻大的技术难题。      

胜利油田渤南洼陷浊积岩油藏长水平段水平井钻井液技术

针对胜利油田渤南洼陷浊积岩油藏水平井钻井中存在的井壁易失稳、滑动摩阻大、携岩困难等问题,通过线性膨胀试验评价了有机胺的抑制性,通过高温高压滤失试验评价了"原油+极压润滑剂"的封堵效果,并分析了原油加量对钻井液流变性和润滑性的影响规律,最终研制出高混油有机胺聚磺钻井液。室内研究表明,高混油有机胺聚磺钻井液的抗温性、流变性及抑制性好且性能稳定、润滑性能优良,可以达到现场要求。该钻井液在渤南区块应用了9口井,均未出现井壁坍塌和黏卡事故。其中,义123-9HF井三开井段平均井径扩大率5.8%,三开水平段钻进摩阻保持在60~80 kN,显示出良好的抑制防塌和润滑性能。由此可见,高混油有机胺聚磺钻井液可有效解决胜利油田渤南洼陷浊积岩油藏长水平段水平井钻井中存在的问题,也可为同类储层的提速钻进提供新的技术支持。      

白56深井高密度钻井液技术

自56井完钻井深4650m，是白庙区块第一口超过4500m的深井，上部地层（3300m以上）采用聚合物正电胶钻井液体系，中深井地层（3300－4498m)采用聚磺钾盐钻井液体系，下部地层小井眼采用聚磺正电胶钻井液体系。现场使用表明，聚合物正电胶钻井液具有独特的流变性，抑帛性和较强的防塌能力，聚磺钾盐钻井液具有防塌性能好，抗高温能力强，聚磺正电胶钻井液具有低粘高切特性，降低井眼环空压力损耗，满足了白56井各井段钻井施工要求。     

聚束环保钻井液在风南4井区的应用

为满足油气勘探开发过程中愈加严苛的环保要求,在保证钻井液基本性能的前提下,使用天然高分子改性的降滤失剂、封堵剂等环保材料对聚束钻井液进行优化,形成了聚束环保钻井液体系。通过现场应用对其进行了性能评价,结果表明该体系具有良好的流变性、抑制性、润滑性与封堵防塌能力,可满足风南4井区水平井的施工需求,且该体系具有色浅、无毒、不含磺化材料与重金属、生物降解性能好等特点,可完全达到施工地区的环保排放标准,对农业生产无害。     

哈德地区长裸眼双台阶水平井钻井液技术

塔里木哈德地区石炭系地层深度为5005－5015m，两个油层厚度均为1－2m，属低压，低渗透油气藏，3000m以上地层胶结疏松,岩性差，泥岩水化造浆严重，极易发生阻卡事故；3000m以下地层易漏，井壁易垮塌，因此，直井段钻进时，在钻井液中加入足量的封堵剂和防塌剂，保证井壁稳定，在造斜段和水平段采用低粘度，低切力聚磺混油钻井液体系；并随着井温升主，不断补充抗温处理剂和润滑剂，降低摩阻，减少托压和阻卡事故的发生；进入油气层前，在聚磺混油钻井液中加入大量的乳化沥青，SMP－1和超细碳酸钙，利用屏蔽暂堵技术，防止固相颗粒进入储层，减少对储层的损害，应用结果表明，低粘度，低切力聚磺混油钻井液体系具有很强的抑制性和携砂能力，润滑性能好，性能稳定，完全满足了长裸眼，双台阶水平井钻工程的要求，避免了井下复杂情况的发生。     

塔河油田超深定向井KCl-阳离子乳液聚磺钻井液技术

塔河油田超深定向井钻井主要使用聚磺混油钻井液,该钻井液虽然能满足超深定向井的钻井要求,但无法满足环境保护和油气层保护的要求。因此,以阳离子乳液聚合物钻井液为基础,通过引入磺化材料提高其抗温性,加入KCl提高其抑制性,优选出了KCl-阳离子乳液聚磺钻井液。室内性能评价表明,KCl-阳离子乳液聚磺钻井液的高温润滑性、抑制性、稳定性与聚磺混油钻井液相当。现场应用表明,KCl-阳离子乳液聚磺钻井液能够满足塔河油田超深定向井的携岩、防塌、润滑和环保要求,可以替代聚磺混油钻井液,同样也适用于与塔河油田地质特征相似的超深定向井。     

周深X1井钻井液技术

室内通过对不同处理剂及其加量的优选,优选出了聚磺润滑防塌钻井液的配方。其中,高效携砂剂的使用提高了钻井液的携砂能力,保证了井眼的清洁;多种防塌剂的复配使用有效地解决了多个层位井壁失稳问题;优选出的乳化石蜡的使用解决了因井斜大、摩阻扭矩大的难题。应用结果表明,该套钻井液技术抑制泥页岩水化分散能力强、性能稳定、抗温性能好、润滑防塌效果理想,有效地减少了井下复杂和故障的发生;且钻进速度快,该井只用了127 d就安全顺利地打完进尺,比设计提前了8 d。     

义171-斜15VF井钻井液技术

针对义171-斜15VF井地质构造复杂、钻井液技术难度大的特点,施工中采用强抑制聚合物钻井液体系和强抑制聚磺润滑防塌钻井液体系,利用胺基聚醇的强效抑制作用、胶乳沥青和双膜承压剂的复合封堵作用以及硅氟稳定剂的高温稳定作用,解决了沙河街组易发生的泥页岩水敏性垮塌及应力性垮塌、膏泥岩缩径卡钻及定向井润滑防卡等难题,顺利钻至目的层,达到了优快钻井的目的。     

聚磺润滑防塌钻井液在蠡县斜坡西柳区块的应用

针对冀中坳陷饶阳凹陷蠡县斜坡西柳区块地层岩性特点,结合实验并通过钻井实践,形成并应用了聚磺润滑防塌钻井液.现场应用表明,该钻井液具有较强的润滑性、抑制性和防塌能力,摩阻系数低,油层保护效果好,且流变性能易于调整控制.在该区块已应用该钻井液完成23口井,各井钻井施工均正常,完井作业顺利,无一口井发生卡钻事故,平均井径扩大率为8.51%.该钻井液在该区块的应用取得了良好的技术效益.     

川东地区深井高密度聚合物钻井液技术问题的研究

为了解决川东深井高密度聚合物钻井液面临的技术问题,根据川东地区高密度钻井液的技术要求与技术现状,结合国内高密度聚舍物钻井液的研究情况,经过大量反复的现场实践,确定了川东深井高密度聚合物钻井液现实可行的技术路线——适度分散的强抑制、强封堵特性的钾钙基沥青树脂两性离子聚合物高密度钻井液,其典型配方为:预水化新浆(或上部井段聚合物低固相钻井液) XY27(或再复配SK—4等低分子量聚合物) SMp KHm CaO 沥青类处理剂 润滑防卡剂 加重剂。此体系在保持磺化高密度钻井液优点的同时又较好地解决了磺化高密度钻井液和聚合物不分散高密度钻井液未能解决的问题,收到了显著的技术经济效益,为研究建立复杂地区深井聚合物高密度钻井液体系提供了有益的参考。     

KCl-有机盐聚合物钻井液在川西双鱼石区块的应用

川西地区双鱼石区块目的层埋藏深,完钻井深在7 000 m以深,上部φ444.5 mm、φ333.4 mm井眼主要采用“空气钻”提速,空气钻井转钻井液如何保证井壁稳定至关重要,在“高效PDC+螺杆”提速方式下优质的钻井液性能也尤其重要。为此,KCl-有机盐聚合物钻井液在KCl、有机盐的共同作用下抑制能力强,能够抑制岩石组分水化分散、膨胀,封堵防塌剂可以快速形成致密泥饼,减少滤液侵入井壁地层,防止“空气钻”后干燥井壁“吸水”引起的井塌;抑制钻屑水化分散,钻井液流变性能稳定、波动小、易调控、现场维护处理简单;钻井液强抑制性、低黏度和切力可提高钻头水马力,减少钻屑在钻头上的吸附,防止钻头泥包现象,减少钻井液中微米、亚微米粒子,有助于提高机械钻速。双探8井等现场应用表明,KCl-有机盐聚合物钻井液确保了“空气钻”井段井壁稳定,顺利钻过沙溪庙组下部（沙一段）、凉高山组、自流井组及须家河组易垮塌地层,井眼畅通、井壁稳定、井径规则、电测顺利、井下安全、钻速较高,满足工程、地质录井需要。      

正电胶磺化混油聚合物钻井液在长裸眼水平井中的应用

针对塔里木油田大部分开发水平井裸眼井段长，地层极易坍塌、渗漏，造成粘附卡钻等复杂问题。对不同的井段、不同地层采用了不同的钻井液体系。即上部地层采用正电胶聚合物钻井液，以防中上部软泥岩地层分散、造浆以及粘附卡钻等复杂情况的发生；下部地层采用正电胶聚磺钻井液，保证钻井液在高温、高压下性能优良，再配合使用稳定处理剂对地层进行封堵，确保了长裸眼井段的井壁稳定；定向水平井段采用正电胶磺化混油钻井液，解决了钻进存在的“岩屑床－流变性－水马力发挥－压耗”等诸多问题，提高了机械钻速，减少了裸眼井壁的浸泡时间，再配合使用油层保护剂及超细碳酸钙，改善泥饼质量，形成屏蔽暂堵层，较好地保护了油气层。经现场50口长裸眼水平井应用表明，该套钻井液体系性能稳定，具有很强的抑制性及悬浮携砂性，钻井施工安全、顺利，无粘附卡钻事故发生，仅套管费用每口井就节约几百万元，取得了非常好的经济效益。     

桩1-支平1井钻井液工艺技术

桩1－支平1井位于胜利长堤油田桩1块中部构造较高位置，目的层是馆陶组上段9小层，该井是胜利油田第一口分支井，钻探目的是利用分支水平井技术控制更大面积储量，抑制底水锥进，增大泄油面积，提高采收率，针对分支水平井对钻井液的特殊要求，及分支井施工钻井液在裸眼井段静止时间长，要求钻井液具有很好的悬浮携带能力，稳定性能，流变性能和油层保护性能，采用聚合醇防塌钻井液体系，聚合醇钻井液以聚合醇为主要处理剂，正电胶，两性离子聚合物为辅助处理剂，经现场应用表明，聚合醇在钻井液中加量为3％时，具有很强的润滑性，抑制性和防塌性能，携岩能力和保护油气层能力强；生物毒性小，LC50值大于30800g/mL，利于环境保护，满足了该水平井钻井的要求。     

长北大井眼大斜度井段钻井液体系改进与实践

长北区块率先在长庆区域二开井段采用Ф311.1 mm大井眼,在生产实践中存在以下钻井液技术难题:二开大井眼段大斜度段井壁稳定问题、大井眼防漏堵漏问题、大井眼井壁润滑和煤层段坍塌等问题。从长北项目开始至今,本着环保第一、降本增效的主旨对钻井液进行了一系列的优化和改进。先后使用了清水聚合物体系和低固相三磺聚合物体系。但是由于这两种体系对斜井段的抑制性和防塌性不足,导致黏土分散、膨胀、垮塌和钻头泥包问题。本文介绍了一种在上述体系的基础上,经过不断的优化和改进,形成的应用于长北区块Ф311.1 mm斜井段的强抑制防塌一体化钻井液体系。室内实验数据和现场应用表明,该钻井液体系具有维护简单、防塌抑制性强的特点,大幅度降低了生产成本、最大化的延长了井壁的坍塌周期,增加了井壁稳定性和预防了PDC钻头泥包,在使用过程中创造了多项钻井纪录,节省了大量的非生产时间,创造了很可观的经济效益。     

玉门青2-7井钻井液技术

玉门青2－7井一开井段砾石层成岩性差,胶结疏松,易卢井漏、井塌、沉砂;二开为砂泥岩互层,裸眼井段长,泥岩易水化膨胀,砂岩渗透性好易形成厚泥饼,砾岩、砂泥岩胶结差,井壁易坍塌,并存在石膏污染;三开为产层钻进,地层倾角大,裂缝发育,岩性为硬脆性泥岩,易发生掉块砖塌现象,井底温度高,根据该井地层特点、钻井工程要求和保护油气层的需要,一开使用“三高一适当”普通膨润土浆,防止了表层疏松砾石层的井漏、井漏;二开采用金属离子聚合物钻井液,该体系抑制能力强,防止了泥岩水化膨胀,具有良好的失水造壁性,防止了因砂岩地层渗透性好而形成的厚泥饼缩径,保证了长裸眼段的防塌及井下安全;三开选用金属离子聚磺屏蔽暂堵钻井液,该体系具有良好的失水造壁性,封堵防塌能力强,防止了油层段的剥落掉块垮塌,实现了近平衡钻井,保护了油气层。现场施工表明,该井钻井液技术满足了钻井、地质录井的需要,达到了保护油气层的目的。     

ZQ2井盐膏层高密度欠饱和盐水聚磺钻井液技术

ZQ2是库车凹陷秋里塔格构造中秋2号构造的一口预探井,吉迪克组～库姆格列木群泥岩段（N1j2 ～ E_1-2km1）盐膏层埋藏深度在4545～5827 m,地层特性膏盐层段长、石膏含量高、压力系数高、盐间软泥岩欠压实高含泥质高含水与软黏特性、φ333.375 mm大尺寸井眼,原设计为油基钻井液,后更改为水基钻井液,且井深结构更改为高低压层套打,对水基钻井液技术提出了较高要求。针对地层特性通过改变传统钻井液体系思路引入烯丙基磺酸钠四元共聚物降滤失剂MYK、改性植物胶包被抑制剂NXX、国内首次在欠饱和盐水体系中引入有机盐Weigh2对传统的欠饱和盐水磺化钻井液进行改造升级为聚磺高密度欠饱和盐水钻井液,在实钻过程中表现出包被抑制性强、抗盐膏污染能力强、性能稳定、维护简单、岩屑代表性强,流变性控制优于邻井欠饱和盐水磺化钻井液,在ZQ2井该段盐膏层取得了良好效果,解决了传统欠饱和盐水磺化体系因使用稀释剂致强分散、强依赖性而出现“加～放～加、增黏～降黏～增黏”难题,实现了该层位盐膏层及软泥岩安全快速钻进、井壁稳定、井下安全,电测、下套管一次性成功,为该区块优化井身结构奠定了基础。      

缅甸D区块高陡高压地层封堵防塌钻井液技术

缅甸D区块地层属高陡高压地层、断层多,地层水敏性强且裂缝发育,钻井过程中多井发生井壁坍塌,其中,P-1-1井最具代表性,该井由于井塌造成的卡钻高达32次,井径扩大率达100%。使用常规的KCl聚合物钻井液体系及套管封隔技术等均不能解决井塌难题。为此,通过室内实验研究,优选出以微米级乳化沥青为防塌剂、以KCl和聚合醇为主抑制剂、以聚阴离子纤维素为降滤失剂、以磺化聚合物为高温稳定剂的微米乳液防塌钻井液体系。该体系与优化前的钻井液相比,页岩膨胀率降低15%,页岩回收率提高50%。结合提高钻井液密度,优化钻井液流变性能,降低钻井液API滤失量等配套技术措施,在D区块现场应用取得了较好的防塌效果,易塌井段井径扩大率由100%降低到20%,钻井时效提高了35%,钻井成本降低20%。该套钻井液技术解决了缅甸D区块高陡构造、高压地层井壁坍塌问题。      

钻井液用页岩防塌剂中磺化度测定方法的改进

磺化沥青中磺酸钠基含量为衡量其质量好坏的重要指标,其含量越高,性能越好。采用离子色谱与元素分析仪相结合,建立了1种快捷地测定磺化沥青中磺酸钠基含量的方法。此方法测定每个样品结果的相对标准偏差（RSD）均小于1%（n=5）,表明该方法具有良好重复性。经实验表明,此方法简单快速可靠,可便捷地应用于磺化沥青中磺酸钠基含量的测定。      

超高密度复合盐水钻井液流变性调控及应用

Lu206井是四川盆地南部泸县长宁地区油气页岩气勘查区块的一口评价井,目的层为宝塔组。该井直导眼井井深为4082 m,实际钻井过程中钻遇高压裂缝气导致所施工的最高水基钻井液密度为2.42 g/cm3,气层活跃井控风险大,必须维持钻井液具有超高密度,由于密度超高导致固相控制难度大,还因为上部泥岩地层易造浆,所以导致调控钻井液体系的流变性困难。总结区域内钻井经验,通过系统的室内实验研究,将上部聚磺钻井液体系转换成抗污染能力、抑制性强的超高密度复合盐水钻井液。该复合盐水钻井液在实践中也面临着流变性调控的难点,加强现场理论分析和小型试验,优选出了一种褐煤树脂KJ-4,将KJ-4、高密度分散剂、磺化单宁一起复配,在Lu206井直导眼井四开进行了超高密度复合盐水钻井液的试验。结果表明,该复配组合能较好地调控复合盐水流变性,控制超高密度复合盐水钻井液的黏度和切力,为该区块高密度钻井液流变性的调控提供了一种解决思路。     

小井眼钻井液的开发与应用

文章介绍了中国石油集团西部钻探工程有限公司小井眼钻井液的开发情况,他们通过对钻井作业中遇到的钻井液难点进行分析,提出了降低环空压力消耗、增强悬浮携带能力、增强封堵、防塌、保护油气层和润滑防卡能力等技术研发思路,开发出了低固相聚合物磺化小井眼钻井液。该钻井液在玉门油田、吐哈油田,以及乌兹别克斯坦和哈萨克斯坦的油田56口井中应用试验和推广,表现出了良好的剪切稀释特性、润滑性,悬浮携带能力强、净化效果好,具有良好的封堵造壁性能,油层保护效果也很好。