气体钻井转换钻井液井壁稳定技术

气体钻井可以提高机械钻速、预防井漏,川东北地区上部陆相地层采用该技术钻进,加快了施工速度,大大缩短了钻井周期.但在气体钻井结束,转换为钻井液钻进后经常出现井壁失稳问题.分析了川东北地区气液转换过程中井壁失稳的原因,主要是该地区复杂的地质特点、干燥井壁吸水和钻井液冲刷.针对干燥井壁吸水,提出以润湿反转剂作为前置液的技术措施;针对该地区的地质特点和钻井液冲刷制定了符合川东北地质特点的气液转换施工工艺.在P204-2井和其他井的应用结果表明,以润湿反转剂作为前置液的技术措施和制定的气液转换施工工艺能减少由气液转换井壁失稳造成的井下复杂情况,避免恶性钻井事故的发生.     

气体钻井后气液转换新工艺

为了解决气体钻井后气液转换过程中容易出现的地层水化剥蚀、井壁坍塌、钻井液漏失等问题,对气体钻井后的气液转换工艺进行了研究。分析了3种常规气液转换工艺存在的风险,根据井壁润湿反转理论,在井壁上喷淋润湿反转剂使其形成亲油状态,保护井壁不坍塌;在注入钻井液前先将钻头提至上一层套管内,然后旋转钻头喷淋润湿反转剂,对井壁进行润湿反转处理;最后将钻头下到井底,边慢速起钻边小排量注入钻井液。在元坝区块元页 HF-1 井的应用表明,转换时间仅为常规气液转换工艺的47%,润湿反转剂消耗量仅为常规气液转换工艺的13%,整个过程无井下故障发生。这说明该气液转换新工艺是一种安全、简易、经济有效的气液转换工艺,可为气体钻井后气液转换提供新的技术支持。      

气体钻井后井筒预处理井壁稳定技术

气体钻井技术在提高川东北地区陆相地层钻速、有效防止地层漏失等方面作用显著，但实践过程中存在气体钻井后气液转化过程中的井壁失稳等问题。分析了川东北地区气体钻井后井壁垮塌的原因，探讨了疏水性处理剂对地层岩石表面润湿特性的改变机理，进行了润湿反转剂配方优选和室内试验研究。在川东北地区的多口井进行现场应用后，井壁稳定性明显好转，气液转换时间缩短，初步形成了适合川东北陆相地层地质特点的气液转换井壁稳定技术。试验表明，井筒预处理技术可以提高气液转换施工过程中的井壁稳定性，有效避免泥页岩地层快速吸水失稳垮塌后井下复杂情况发生。     

普光气田气体钻井钻井液转换技术

气体钻井能大大提高川东北地区普光气田的钻井速度,但由于陆相地层的不稳定性,在转换钻井液后地层极易发生垮塌,为此引入润湿反转技术和无渗透处理剂,并使用强抑制聚磺防塌钻井液体系。在空气钻后应用较多的钻井液体系主要为聚合物防塌钻井液、聚磺防塌钻井液体系或聚合醇封堵防塌钻井液体系,并在钻井液转化施工中采取了防漏、防塌技术措施,大大改善了井下状况,保证了井下安全。     

川西气液转换技术探索

多数井将气体钻井转换成常规水基钻井液钻井后都出现了井壁失稳问题，且处理时间长，严重影响了气体钻井取得的成果，介绍了2个实例。分析了井壁失稳的原因后，介绍了解决该问题的3种途径。一种是使用润湿反转剂RSF-1，将其作为替入钻井液之前的润湿反转前置液，RSF-1能把岩石的亲水表面转变成亲油表面，减缓滤液侵入地层。再配合使用性能优质的钻井液与合理的施工方案，可保证后续施工顺利进行。该技术在P301-4和P204-2井的应用，起到了有效维护井壁稳定的作用。另一种是对已钻的不稳定地层实施封堵加固，介绍了几种井壁加固的工作液。还有一种是选用隔离膜钻井完井液或成膜封堵保护油气层钻井液技术。     

元坝地区油基前置液气液转换技术

气体钻井是目前元坝地区陆相地层提高钻速的重要手段之一.但在气体钻井结束转换为钻井液钻进后常出现井壁失稳、井漏问题.采用水基润湿反转剂解决了部分井井壁失稳问题,但由于工程和地质原因影响,仍有部分复杂井出现垮塌、划眼时间长以及井漏等复杂情况.在分析元坝地区气液转换过程中井壁失稳原因的基础上,研制出一套以油基润湿反转剂、油溶性乳化沥青以及柴油作为油基前置液,配合堵漏钻井液挤堵的气液转换施工工艺技术,并根据井壁稳定情况提出了2种不同的气液转换方式.在YB204-1H井和其他井的应用结果表明,油基前置液气液转换技术能预防井壁失稳和漏失发生,减少转换钻井液钻进后划眼时间,缩短非生产时间.     

“三低”水基钻井液防塌技术在四川超深井中的应用

气体钻井在川渝地区大幅度地提高了机械钻速，受到钻井界的青睐，但气体钻井结束替入常规水基钻井液后普遍出现了严重的井壁失稳难题，导致了长时间大段划眼复杂情况的频繁发生。为此，从分析气体钻井替入钻井液后井壁失稳的水敏性原因入手，提出了解决井壁失稳的技术思路，即将润湿反转防塌技术-低渗透防塌技术-低活度防塌技术三者有机集成在一套钻井液体系中，形成具有“低润湿反转角、低渗透、低活度”特点的“三低”水基钻井液防塌技术，并在室内对获得的“三低”水基钻井液成果配方进行了定量的防塌效果评价。研究结果与现场试验表明，“三低”水基钻井液能够很好地解决气体钻井结束替入水基钻井液后出现的井壁失稳难题；它能在30 min内使泥页岩地层发生明显润湿反转和惰性化反应；在180 min内能彻底密封裂缝，并在泥页岩表面形成致密疏水涂层；无论是在短期防塌，还是在长效防塌方面都具有显著的效果。适合在类似川中地区的气体钻井中推广应用。     

钾盐聚磺水基钻井液在充气欠平衡钻井中的改进研究

降低充气欠平衡钻井过程中的井壁失稳和储层损害具有重要的意义。从改进钾盐聚磺钻井液体系配方入手,优选成膜剂聚合醇(KTXB)、封堵剂(XY-1)和润湿反转剂(ZABT)加量,对改进后的钻井液进行流变性、封堵性和储层保护效果评价。研究结果表明,岩屑滚动回收率达到96.3%,对实验岩心的封堵率大于95%,储层损害率仅为19.3%,综合流变性能佳。该体系在东部油田4 920m~5 306m充气欠平衡钻井井段中进行了应用,顺利钻穿火成岩地层,投产后产油295m~3/d,产气1.5×10~4m~3/d,对充气欠平衡钻井钻井液优化具有一定的指导意义。     

充气泡沫钻井液在元坝地区陆相地层的应用

针对川东北元坝地区地层硬度大、研磨性强、可钻性差、用常规钻井液机械钻速较慢、采用气体钻井常因地层出水无法顺利实施的情况,优选出了适合该类地层钻进的充气泡沫钻井液。室内性能评价试验表明,优选出的充气泡沫钻井液可以携带出地层水和岩屑、抑制岩屑水化分散。优选出的充气泡沫钻井液在元坝地区4口井的上部可钻性极差的砂泥岩地层进行了应用,结果表明,优选出的充气泡沫钻井液解决了气体钻井钻遇出水地层无法实施、井壁稳定及大尺寸井眼携岩的问题,提高了钻井速度,缩短了钻井周期,可以满足元坝地区陆相地层快速钻进的需要。      

火烧山北部石炭系推覆体气体钻井技术

火烧山北部（简称火北）石炭系推覆体厚度超过1 000 m,机械钻速低,为了提高钻速,在火北021井和火北022井进行了气体钻井技术试验。为了确保气体钻井的顺利实施,利用邻井钻井/测井资料建立了地层三压力剖面,根据地层三压力剖面进行了井眼稳定性评价,通过优选井身结构封隔不稳定地层,利用环空钻屑传输比计算最佳注气量。试验结果表明,火北地区石炭系推覆体适用于气体钻井技术,气体钻井的平均机械钻速达到5.37 m/h,较邻井同井段常规钻井提高4倍左右,钻井周期大幅缩短。这表明,火北地区应用气体钻井技术可以提高钻速,能为加快该地区致密油的勘探进程提供技术保障,同时也为准噶尔盆地火山岩地层钻井提速积累了宝贵经验。      

致密砂岩气藏润湿性对液相圈闭损害的影响

致密砂岩储层易因外来工作液入侵造成严重的液相圈闭损害,岩石表面润湿性对于液相圈闭损害程度具有重要影响。使用氟碳表面活性剂Zonyl8740处理岩心,降低岩心表面能,制得不同润湿程度的岩心。通过岩心驱替和毛管自发渗吸实验分别研究了气湿岩心和液湿岩心的束缚水饱和度、自吸油水动态;建立初始含水饱和度岩心流动实验,对比了钻井液加入气湿反转剂前后液相圈闭损害率。实验表明,致密砂岩表面由液湿反转为优先气湿可大幅度减弱毛管自吸效应、降低自吸液量和最终滞留饱和度。气湿反转剂可有效减少钻井液对储层液相圈闭损害。对预防致密砂岩储层液相圈闭损害具有一定指导意义。     

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本文论述了进一步提高陕甘宁盆地中部地区天然气探井钻速度的基本技术思路，以及围绕该思路而研制的以有机阳离子粘土防膨剂为井壁稳定剂的有机阳离子钻井液体系的组成、工作原理和现场施工方法。该体系在该区３口井中应用，表现出极强的抑制效果，密度低、钻速快，有效地防止了井塌，保护了气层，实现了钻井液与完井液的统一。对该区不下技术套管的天然气探井用一种钻井液体系。进行不同处理，可以达到提高钻速、防止井塌和保护气层     

一种钻井液提速剂的研制及性能研究

提高机械钻速是目前很多深井以及小井眼钻井过程中的迫切要求,在钻井液中加入提速剂是一种切实可行的方法。在分析钻井液提速剂作用机理的基础上,通过对现有提速剂的改进,研制出一种新型聚甘油衍生物,通过与脂肪醇类表面活性剂和水溶性稀释剂复配,得到一种新型钻井液提速剂HDS,并与其他同类提速剂进行性能比较,结果表明,提速剂HDS具有更好的溶解性、界面活性以及润湿反转能力,并能够有效地提高钻井液体系的润滑性和防黏附聚结能力。其良好的综合性能可以满足快速钻井的需要。     

保护深层气钻井完井液技术

根据中原油田深层气储层特征、矿物组分，对深层气储层潜在伤害因素进行了分析得出，在进入目的层的不同钻井液体系中加入新型表面活性剂ABA和特性暂堵剂CXD进行改造，改造后的钻井完井液能够在井壁快速形成憎水性油膜屏蔽环，阻止滤液侵入储层，从而起到了更好地保护气层的作用。并探讨了保护深层气储层的钻井完井液技术，该技术使钻井液滤失量低，抑制性强，高温下性能稳定，能有效降低滤液与储层气体之间的表面张力，岩心渗透率恢复值高，更好地保护了气层；降低水锁效应和水敏效应，减少钻井液对储层的损害，提高深层气的勘探开发效率．     

临兴中区块致密气储层伤害及保护研究

随着临兴中区块致密气勘探开发节奏的加快,钻完井过程中的井壁坍塌、掉块、产能低等储层伤害问题逐渐凸显,影响了致密气开发效益.对临兴中区块储层物性进行了分析,对储层敏感性进行了评价,确定了致密气储层主要的损害因素为水锁损害、应力敏感损害、固相堵塞损害、粘土矿物及潜在敏感性损害、与地层流体不配伍伤害.在此基础上,对钻井液和完...     

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中原油田天然气藏属典型的复杂断块、深层、低孔隙度、低渗透率、凝析气藏，勘探开发难度大。特别是东濮凹陷黄河南地区的气井，在以往的钻井完井过程中，由于没有采取全面系统的油气层保护技术，使储集层受到了不同程度的损害。因此，出现了在钻井过程中一般能见到良好的油气显示，而在进一步测试作业时却达不到理想测试效果的现象。通过对重点天然气区地层粘土矿物的研究，分析了钻井过程中造成地层伤害的主要因素，有针对性地研究了综合配套工艺技术，制定了相应的保护油气层技术规程，探索出了适合中原油田天然气井保护储层的钻井液技术，主要包括聚合醇钻井液、高钙盐钻井液、油包水乳化钻井液、甲酸盐钻井液、钾盐—聚磺防塌钻井液以及固相化学清洁剂和屏蔽暂堵技术等。通过推广应用这些保护气层钻井液技术，在2003年完成天然气钻井12口，有效地保护了天然气储层，最大程度地保持了储集层的原始物性，其中在桥90、白71、濮8-2、桥91等一批重点探井发现多层高产油气藏。     

页岩气井脆性页岩井壁裂缝扩展机理

页岩钻井中井壁失稳是制约页岩气大规模开发的关键技术难题。阐述了页岩井壁稳定技术现状和存在的问题,借助固体力学、断裂力学和界面化学理论,建立了介质润湿特性控制的裂缝扩展模型,提出了基于润湿理论的页岩井壁稳定评价方法。研究结果表明,页岩地层钻井时水基钻井液应减小钻井液界面张力和增大钻井液与岩石的润湿角;油基钻井液应减小钻井液界面张力和润湿角,从而强化井壁围岩强度、防止页岩井壁发生垮塌。页岩地层井壁稳定性尺度效应明显,不同尺度条件下井壁围岩裂缝扩展机制各异。探索不同尺度条件下页岩井壁围岩失稳机制,对页岩气井钻井液设计具有重要的意义。      

中等润湿性在油气钻探和开发中的应用

分析了润湿性在油气钻探与开发中的作用,认为中等润湿性有利于提高钻井液的稳定性、有利于降低钻具的摩阻和提高机械钻速,有利于降低油气层微粒运移损害和提高原油采收率。通过工作液或其滤液使油藏岩石表面转化为或保持中等润湿性,从而提高油气采收率。按照该技术思路,提出了钻井完井液不仅应该满足钻井正常作业和保护油气层的要求、还应该有利于提高油气井产能的观点,并以无机或有机正电胶、聚合醇和聚合物为主剂,开发了无机或有机正电胶双聚钻井液体系。现场应用表明,该体系具有独特的流变性、优良的润滑性及稳定井壁作用,以及显著的保护储层和提高油气采收率功能。