硅酸盐钻井液用多功能润滑剂

北部湾盆地特殊地层特性导致钻井作业时井壁失稳情况频发,故引入具有“封固”优势的硅酸盐钻井液体系,但硅酸盐钻井液本身自带严重缺陷,即润滑与滤失问题。为了解决这些问题,研制出了一种ALM多功能润滑剂。室内研究结果表明: ALM多功能润滑剂具有优秀的润滑性能、抗磨性能,能抑制储层段掉块岩样水化分散;与硅酸盐体系配伍性良好,同时能够发挥其膜效应,降低钻井液的滤失量,加入5% ALM多功能润滑剂可使硅酸盐体系API滤失量从4.0 mL降到2.1 mL,高温高压滤失量从16.3 mL降至6.8 mL,且对体系的流变性能无影响,润滑系数降低率为85.21%,改善了该体系的润滑和抑制性能。      

适用于川西地区的硅酸盐钻井液研究

井壁失稳问题是钻井工程中经常遇到的难题.在掌握川西地区井壁失稳特征基础之上,选取该地区具有代表性的岩心进行试验,有针对性地研制出了一套适用于该地区地层的硅酸盐钻井液体系.室内研究表明:所形成的钻井液体系具有流变性好,温度稳定性能强,抑制封堵性好,抗盐、钻屑污染能力强等优点,能够满足川西地区硬脆性泥页岩底层的钻井需要.     

失稳地层分析归类及泥浆对策

本文分析了钻井井眼失稳的几方面原因，井眼失稳包括井壁坍塌和井漏两方面，在此着重对井壁失稳与泥浆防塌进行了阐述，并根据国外对不稳定地层的分类方法，结合不同区域地层井壁失稳情况的分析判断，将塔里木的轮南地区，英买力地区，塔中，牙哈地区以准噶尔南缘地区的易塌地层归纳成四类，利用已钻井和邻井井塌情况，综合分析井下易出现的各种复杂情况，在现场中概率回归的方法，确定了失稳层位，深度，性质，并针对四类失稳地层采     

稀硅酸盐钻井液体系的室内研究

硅酸盐钻井液体系是一种以无机盐为主处理剂的防塌型钻井液体系,具有物理封堵和化学加固井壁双重防塌作用,能明显降低井壁的渗透率、阻止压力传递。室内试验研究表明,硅酸盐体系具有较强的抑制性和稳定井壁作用,环境可接受性强,无毒,能满足安全钻进的需要,但同时也存在一些不足,有待进一步完善。     

硅酸盐钻井液体系的研究进展

综述了硅酸盐钻井液的发展历程和现场应用情况,简介了聚合物类、环保型、深水钻井型和无机盐类4种硅酸盐钻井液;详细叙述了影响硅酸盐钻井液性能的主要因素,包括模数、硅酸盐用量、pH和环境温度;归纳了硅酸盐钻井液稳定井壁的机理,分析了硅酸盐钻井液储层损害的因素,并提出了储层保护技术.     

硅酸盐钻井液体系在鄂尔多斯盆地东胜气田的应用

鄂尔多斯盆地东胜气田二叠系石千峰组、石盒子组发育大段泥页岩,在钻井施工中井壁失稳现象频发。结合东胜气田地层特征,分析井壁失稳原因,研究硅酸盐的封堵性和抑制性,优选形成硅酸盐钻井液配方,并对其抑制性及封堵性进行实验研究。研究结果表明:(1)石千峰组、石盒子组泥页岩中黏土矿物平均含量为56%,以伊蒙混层为主,伊利石次之;泥页岩原生层理及微裂缝,黏土矿物中伊利石、蒙脱石的水化膨胀性能差异是井壁失稳的主要原因。(2)自主研发的硅酸盐钻井液体系具有较强的抑制泥页岩水化膨胀的能力,较强的微小裂缝封堵能力;当该体系中硅酸盐的模数为2.8~3.0、加量3%、p H值维持在11以上时,硅酸盐钻井液的抑制效果更好;同时该体系中的硅酸盐与地层矿物反应生成絮状沉淀,可封堵地层微小裂缝和孔隙,阻止滤液深度侵入,维持了井壁稳定。(3)通过在东胜气田两口井的现场试验,达到了环境保护和井壁稳定的目的,取得了较好的应用效果。该研究成果为其他类似地质条件钻井液的应用提供了借鉴经验。     

硅酸盐钻井液的储层保护技术研究

硅酸盐钻井液对储层的不可逆严重损害是影响其推广应用的主要因素。通过硅酸盐、无机盐、土粉、加重剂和pH值对储层损害的影响分析认为,硅酸盐与钻井液中的金属离子生成不易酸化的多元复合沉淀及溶胶（凝胶）堵塞油气通道是造成储层损害的主要原因。对硅酸钻井液的储层保护技术进行探索,并提出以替换、稀化、缓释、屏蔽、溶解等技术措施提高储层渗透率恢复值,解决硅酸盐钻井液储层保护能力不足的问题,促进硅酸盐钻井液体系的推广应用。     

防止碳酸盐岩地层井壁失稳的对策研究

井壁稳定是钻井的关键技术之一，而且是世界性的钻井难题。根据不稳定地层的特性，给出相应的防范措施，对钻井工程中保持井壁稳定起着举足轻重的作用。井壁失稳问题不仅在砂泥岩剖面中存在，而且在碳酸盐岩剖面中也司空可见，但碳酸盐岩剖面井壁失稳的地层主要集中在地应力不平衡的地层、具有塑性和蠕变特性的盐膏岩地层、裂缝性地层及胶结性差的易破碎地层等。针对碳酸盐岩地层实际钻井过程中所遇到的各种引起井壁失稳的因素，对地应力因素引起井壁失稳控制技术、钻遇盐膏层预防措施、裂缝较发育的地层及胶结性差的破碎性地层井壁失稳对策进行了研究，并对保持井壁稳定的唯一可控因素，即安全钻井液密度窗的确定进行了探讨。这一整套对策对碳酸盐岩地层安全、经济、快速地钻探具有科学的指导作用。     

硅酸盐钻井液体系的研究与应用

硅酸盐钻井液被普遍认为是最具发展前景的水基钻井液体系之一。为更好地解决井壁失稳的问题,近年来,国内外一些研究机构将研究开发重点转向具有良好防塌性能,不污染环境,材料费用低等优点的硅酸盐钻井液体系。着重阐述了硅酸盐模数、加量、有机处理剂的类型、pH值等因素对硅酸盐钻井液体系性能的影响。同时,对一种优质硅酸盐钻井液——SILDRIL体系的组成、性能及现场应用情况进行了讨论,为今后进一步应用好该体系提供了经验。     

川西知新场地区稀硅酸盐防塌钻井液技术

川西知新场地区泥页岩发育,特别是同一裸眼段,含有多层硬脆性泥页岩,极易发生井壁失稳,给钻井施工带来极大的影响。针对现用聚磺钻井液体系防塌封堵能力难以满足需要的实际情况,在深入研究井壁失稳机理的基础上,通过正交实验,研究形成一套以聚磺钻井液为基础的稀硅酸盐防塌钻井液技术。经过性能评价,稀硅酸盐钻井液克服了以往流变性难控制的难题,可控密度为1.40～2.20 g/cm3,并具有较强的防塌封堵能力。研究成果在ZX31井进行了现场应用,实钻三开井径扩大率远低于邻井,表明稀硅酸盐钻井液具有较好的防塌封堵能力,解决了川西知新场地区井壁失稳问题,为知新场-石泉场构造带的勘探开发积累了经验。     

苏丹地区硅酸盐钻井液发泡原因及消泡对策分析

硅酸盐钻井液具有良好的防塌性能,在苏丹地区的长期现场使用情况表明,硅酸盐钻井液具有抑制性强、性能稳定、易于维护等特点,但经常遇到钻井液起泡且难于去除的现象,一定程度上影响了钻井液性能的稳定.通过实验对苏丹项目常用的钻井液处理剂在硅酸盐钻井液体系中的发泡效果进行了评价,井对硅酸盐钻井液体系泡沫产生的机理进行了分析,提出了控制硅酸盐钻井液体系发泡的对策.实验证明,硅酸钠和CO2反应是引起硅酸盐钻井液体系容易发泡的主要原因,消泡剂和润滑剂配合使用可以起到较好的消泡效果;温度、pH值和大分子聚合物处理剂对泡沫的稳定性有一定影响.     

硫酸钾/硅酸盐钻井液在乍得Bongor盆地的应用

乍得Bongor盆地Kubla、Mimosa地层黏土矿物含量高,层理和微裂隙发育,易发生井壁水化膨胀、井眼坍塌现象.因此在对坍塌层位岩性进行综合分析的基础上.针对乍得Bongor盆地环境保护要求高的特点,研制出一种安全环保的强抑制K2SO4/硅酸盐钻井液.在Prosopis E1-1井的现场应用表明,该钻井液携岩能力强,具有良好的抑制泥页岩水化膨胀能力和防止地层垮塌能力;其抗盐膏、水泥污染能力强,性能稳定,易于维护;润滑性好,泥饼薄而韧,摩阻低;所钻井井径规则,对稳定井壁起到了显著的作用.     

高密度钙基防塌钻井液室内研究

在合理控制游离Ca2+和膨润土含量、优选处理剂的基础上,研究出了一套密度为1.9～2.2 g/cm3的钙基防塌钻井液。性能评价结果表明,该钻井液具有很好的流变性、抗温性能(150℃)和抑制性;具有较强的抗盐(饱和)、抗石膏(1.0%CaSO4)污染能力,能抗2%Na2CO3污染;在密度为2.0 g/cm3钙基防塌钻井液中加入10%的膨润土,或者在密度为2.2 g/cm3的钻井液中加入5%膨润土,钻井液仍能保持良好的流变性、润滑性和沉降稳定性,有利于井壁稳定,适用于易发生页岩垮塌、井眼扩大和地层损害等复杂情况地层的安全钻进。     

硅酸盐钻井液泥包形成的趋势研究

硅酸盐钻井液因其优异的防塌抑制性常应用于泥页岩地层,但其在钻进过程中极易发生钻具泥包现象。笔者通过分析硅酸盐钻井液极易产生泥包的原因,选取用膨润土制成2.0 mm～3.2 mm的泥球来模拟钻屑用于实验研究,利用自制直径为25 mm的钢球,老化罐的滚动模拟井下钻进情况,通过硅酸盐加量、硅酸盐模数、膨润土含量、KCl加量及不同防泥包剂对硅酸盐钻井液体系产生泥包的实验研究,探讨了不同因素对硅酸盐钻井液产生泥包的程度及趋势的影响。结果表明,硅酸盐模数对泥包影响不大;随着硅酸盐含量的增加,泥包程度呈上升趋势,但加量超过9%后泥包程度相差不大,建议加量在3%～5%之间;随着膨润土加量的增加,泥球的直径呈先减小后增大的趋势,膨润土加量为1%时,泥球直径最小;KCl在一定浓度内降低泥包的产生,过量的KCl反而会促进泥包生成,最佳浓度为3%～6%;加入3%防泥包快钻剂WETMINE能有效防止钢球泥包的产生。通过与钻井液体系流变性相结合,优选出能最大程度减少钻具泥包的硅酸盐钻井液体系关键外加剂的加量,为选择合适的外加剂提供参考依据。     

涩北气田高矿化度地层盐水强包被聚合物钻井液

青海涩北气田位干柴达木盆地东部三湖地区,平均海拔2 700 m左右,地表为盐碱滩,寸草不生.该气田的井存在地层缩径严重、起下钻遇阻遇卡、盐水侵、井漏频繁、测井一次成功率低、钻井速度慢等钻井技术难题.为加快建设高原千万吨级油气田,开展了青海涩北气田优快钻井技术项目,研究了由高矿化度地层复合盐水配制的强包被聚合物钻井液技术,并在涩北气田第四系含盐地层试验成功,形成了配套的钻井液配制工艺和维护处理技术措施.该钻井液具有优异的包被抑制能力,解决了制约涩北气田钻井提速的起下钻遇阻遇卡、测井一次成功率低等技术瓶颈,对提高涩北气田钻井速度、保护产层、加快气田开发等方面起到了一定的促进作用.     

深部煤岩防塌钻井液密度的计算

受煤阶和地应力的双重影响,深部地层煤岩井壁失稳可能与其自身岩石力学性质有关.在这种情况下,由于煤层气含量大小对煤岩变形破坏及力学响应的作用和弹性力学自身的缺陷,防塌钻井液密度的计算会产生误差.研究表明,这种误差跟游离气和吸附气的双重影响有关,往往受孔隙流体压力大小的控制,压力越大,影响越明显.在深部高孔隙流体压力地层环境下,这种影响不容忽略.文中采用经典混合物理论的本构建模方法,揭示了含气煤总应力与孔隙压力、孔隙率、气体的等温吸附特征、固相煤骨架弹性模量、泊松比之间的关系,用其可以定量求出孔隙流体压力对于深部煤岩岩石力学性质的影响,继而可精确计算出钻进深部煤层防塌钻井液密度.     

高密度饱和盐-稀硅酸盐钻井液技术

塔里木盆地巴楚地区寒武系地层组成复杂,盐岩、膏泥岩及裂缝性灰岩往往出现在同一裸眼井段,且地层压力高,在该地层钻进极易导致钻井液性能恶化,发生井下复杂情况。为有效解决这一技术难题,在对饱和盐-稀硅酸盐作用机理研究的基础上,研制出一种适合复合盐膏层钻进的高密度饱和盐稀硅酸盐钻井液配方。室内试验和现场应用证明,该钻井液具有良好的抑制性能,能有效降低盐岩和石膏的溶解;具有较好的流变性、滤失性、抗温性能和抗盐及石膏污染的能力。现场应用的欠饱和盐稀硅酸盐钻井液,很好地解决了巴楚地区复合盐膏层中潜在的复杂情况,大幅度降低了钻井液成本。     

抗高温高密度海泡石钻井液体系

为了开发深部的油气藏，在钻进事需要使用性能更为优良的加重钻进液。为此，研制了一种新型的抗高温高密度水基钻井液体系。     

威202、204井区页岩气钻井液密度设计优化方法

近年来川南页岩气开采规模不断扩大,取得了一定成绩的同时钻井施工过程中也遇到了较多井下复杂情况及储层污染的问题。如何优化还处于勘探阶段,过高的钻井液密度体系是当前急需解决的问题。针对钻井液密度体系设计问题,提出基于阵列声波的岩石力学评价结果来表征页岩储层的三压力剖面。在区域测压资料基础上,制作了区域垂深-孔隙压力图版约束伊顿模型,以提高三压力模型的精度。利用该结果设计了11口水平井钻井液密度安全窗口,给出了钻井液密度窗口的优选依据。钻井液密度优化对实现页岩气高效安全开发具有重要意义。