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。     

元坝地区钻井难题分析与技术对策探讨

元坝地区是中国石化天然气增储上产的一个重要勘探区域,但该地区钻井中遇到了一系列钻井难题,包括气体钻进井段较短、下部陆相地层常规钻井机械钻速低、小井眼钻井提速难度大、深部井段钻井液维护困难等。针对上述难题,探讨了:空气锤、雾化、泡沫钻井技术提高上部陆相地层气体钻井应用及进尺的效果;利用优选PDC钻头及复合钻井技术、低密度钻井液钻井技术、水力加压器和水力脉冲空化射流发生器等提高下部陆相地层的机械钻速;推广应用耐高温螺杆和涡轮钻具提高深部小井眼钻井速度,及利用高钙盐强抑制防塌钻井液体系解决井底高温高压、碳酸根及盐水污染问题的效果。最后推荐出了适合元坝地区各层段的优快钻井技术。      

苏里格气田Φ165.1mm小井眼优快钻井技术

小井眼钻井技术是提高钻井效率、降低开发成本、减轻环保压力的有效途径,但天然气小井眼施工过程存在井眼轨迹控制难度大,导向钻井效率低,井壁稳定性差,电测遇阻频繁等技术难题,为此,通过分析钻遇地层特点,优选配套提速工具,优化剖面设计及钻具组合,形成小井眼"两趟钻"轨迹控制技术、高效PDC+单弯螺杆复合钻井技术、聚合物+聚磺钻井液体系等优快钻井技术并成熟应用。     

小井眼钻井液性能研究

由于小井眼环空间隙小,小井眼钻井较常规井钻井具有更大的难度,对钻井液提出了更高的要求。研究了适合海上某井密度为1.50g/cm3的小井眼钻井液的配方及性能。结果表明,该小井眼钻井液具有流变性、滤失量、抑制性、润滑性等良好的综合性能,很好地保证了目标井的当量循环密度(ρec)的控制,从而有效地防止小井眼环空间隙小、ρec过高而压漏地层,能够满足目标井小井眼钻井要求。     

KRH-1快钻剂的研究与应用

为提高钻井速度,研制了快钻剂KRH-1.在室内对其润滑性能、抑制性能和抗温能力及对钻井液性能和机械钻速度的影响进行了评价,结果表明:快钻剂KRH-1具有良好润滑和抑制性能;能抗150 ℃的高温;与水基钻井液配伍性良好,对其性能影响不大;可明显提高钻井速度.现场应用也表明,快钻剂KRH-1具有良好的抑制性能和抗温能力,能大幅提高钻井液的润滑能力,加入快钻剂KRH-1后钻井速度明显提高.     

塔河油田小井眼侧钻水平井钻井液技术

小井眼钻井特定的井眼结构与钻井工艺条件决定了其环空水力学与常规井眼有较大区别,因此其钻井液技术也具有一定的特殊性。在选择小井眼钻井液的合适流变模式的基础上,分析了小井眼窄环空间隙对钻井液技术的特殊要求,提出了实现小井眼钻井的钻井液技术参数和措施;并且通过对塔河油田侧钻小井眼TK209CH水平井的钻井实践,进一步论证了小井眼钻井中钻井液参数合理选择的必要性。     

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。     

靖南G68-16井小井眼钻井技术

G68-16井是靖南气田区块第1口φ206.4 mm小井眼试验井。针对该区块地层复杂地质特征,结合G68-16井小井眼钻井特点,优化钻具组合、优选钻头和螺杆型号,通过参数优化、钻井液性能维护以及预防井下复杂和事故等技术对策,使该井二开钻进4趟钻、划眼4趟钻完钻,钻井后期因处理井下复杂划眼历时16 d,完井作业顺利,平均机械钻速比原φ215.9 mm井眼提高了19%。试验取得较好的效果,为该区块进一步进行小井眼钻井试验积累了经验,为提速提供了有利的技术参考。     

沁水盆地煤层气提速钻井液体系设计与性能评价

由于山西沁水盆地地层的复杂性,常常钻遇易漏、易卡地层,钻井事故频发,会造成钻井周期长,钻井效益低,这极大地阻碍了中海油进军煤层气勘探开发的脚步。为解决煤层气钻井的提速增效问题,本文针对煤层气钻井的技术特点,根据现场钻井的地质、钻井资料的分析,首先对地区岩样进行了矿物成分与化学分析,以此为基础设计了两套煤层气提速钻井液体系配方,并进行了室内性能评价,最终获得了煤层气提速钻井液组成为絮凝剂、渗透剂、防泥包剂和抑制剂,优选出絮凝剂聚丙烯酰胺PLUS和聚铝PAC,渗透剂和防泥包剂JFC,抑制剂氯化钾,推荐煤层气提速钻井液配方为:配浆水+0.01%PAC+0.5%JFC+2%~3%KCl,此外通过防漏堵漏分析,针对沁水盆地渗透性漏失,推荐采用0.5%PLUS+3%~5%QWY来进行堵漏。上述技术成果在现场两口井进行了应用,取得了较好的提速效果。     

鄂尔多斯盆地临兴致密气小井眼高效钻完井技术

临兴区块致密气钻井工作量大、钻机资源受限、钻井提速达到瓶颈期、开发成本高,急需建立新的作业思路及模式.通过将常规二开8-1/2"井眼优化为6-1/8"、5-1/2"生产套管优化为4-1/2"、与现场试验结合的高效钻头优化设计、优化钻具组合来提高井眼轨迹控制精度、开发强润滑超疏水钻井液体系,建立了临兴区块致密气小井眼钻完井技术;通过开发微膨胀早强防气窜水泥浆体系、小井眼套管居中技术和固井施工参数优化技术,解决了临兴区块小井眼套管居中难度大、顶替效率低等难题.试验结果表明:与常规井眼相比,小井眼井身结构单井套管用量减少21％,固井水泥用量减少52％,钻井液用量减少34％,岩屑量减少52％;钻井周期比常规井眼缩短47.5％,机械钻速提高56.2％;固井质量优良率大于90％.临兴区块小井眼钻完井技术提高了钻完井效率,满足了致密气降本提质增效及环保需求,具有良好的推广应用价值.     

长庆气田小井眼钻井液技术研究与应用

为解决长庆气田小井眼施工中存在的井漏、地层自呼吸、井壁失稳、携岩困难、电测成功率低等问题,从水力参数、岩屑清除和钻井液体系入手,在兼顾降低循环压耗和提高环空净化能力的同时,设定合理的泵排量,以此预防井漏、避免地层自呼吸现象;从新的实验评价方法入手,结合小井眼钻井液施工特点,优选出复合抑制剂CQFY作为主抑制剂、天然高分子降滤失剂NAT20作为降滤失剂、无荧光白沥青NFA-25作为封堵剂,确定钻井液体系配方。2018年至今施工的φ165.1 mm井眼和φ152.4 mm井眼均使用了该技术。现场应用表明,该技术可有效保证井壁稳定,井径规则,并可预防井漏,避免地层自呼吸现象,提高了钻速,电测成功率高。完成φ165.1 mm井眼235口井,电测成功率为84.7%,φ152.4 mm井眼7口,电测成功率为100%,取得了较好的应用效果。      

神府区块新型小井眼优快钻井技术应用与建议

小井眼钻井技术可以有效地提高钻井效率、降低开发成本、减轻环保压力。2019年神府区块推行Ф155.6 mm小井眼钻井技术,应用14口,平均钻井周期22天,机械钻速7.4 m/h,一次固井合格率72.4%。Ф155.6 mm小井眼在该区块应用存在作业周期长、机械钻速低、固井质量无法保证等技术难题,为此,通过分析钻遇地层特点,优化井眼尺寸及井眼轨迹,优选钻头、钻具组合及提速工具,使用改进型聚合物钻井液体系等技术措施,在相近区块应用4口井,钻井周期降低36.5%,平均机械钻速提高38.9%,固井合格率提高至95.9%,并逐步形成了一套适应于神府区块相对完善的钻井技术体系。     

大庆外围三低油田小井眼开发井钻井动态系统的建立与应用

小井眼钻井是一项复杂的工艺过程，其影响因素很多，改变钻井某一条件即可改变钻井某一指标，有时也可能带来负面影响，在分析小井眼钻井系统特点的基础上，建立起小井眼钻井动态系统的钻速数学理论模型，模型的基本思想是根据常规井的经验，以常规钻井参数为基础，分析小井眼钻井与常规井的区别，只考虑发生变化的因素，文中给出了小井眼钻井钻速数学模型比例系数的计算方法，为大庆油田经济有效的小井眼钻井起到积极作用。     

小井眼钻井提速技术在徐深气田的试验与分析

?152.4 mm 小井眼钻井技术是提高采收率和综合经济效益的有效途径,大庆徐深气田Xushen9-Ping4 井首次在三开水平段开展了小井眼钻井试验,但机械钻速并不理想,制约了深层气井钻井提速和降成本的目标。以?152.4 mm 小井眼钻井现场试验为例,分析了现场试验中的储层特征、钻头进尺、纯钻时间和机械钻速,并利用通用机械钻速方程,结合徐深气田储层及小井眼钻井试验情况,得出了小井眼机械钻速的影响因素,并对小井眼钻井过程中存在的问题进行了探讨,为大庆油田深层气井下步开展小井眼钻井试验提供了依据和参考。     

致密气藏二开结构水平井钻井液体系及现场应用

为解决苏里格气田致密气藏二开结构水平井钻井施工中地层塌漏矛盾突出、降摩减阻及井眼净化困难等技术难题,基于地质特性和泥岩坍塌机理分析,建立摩阻扭矩计算模型,对比变更井身结构摩阻及扭矩变化规律。通过室内研究筛选采用纳米乳液、软硬结合的封堵剂、多元复配的润滑剂和高效提切剂,研发出新型强封堵超润滑水基钻井液体系。室内研究显示,该钻井液体系具有强抑制性和封堵防塌性,能够有效延长硬脆性泥岩失稳周期,进而深度维持井壁稳定,同时也具备良好的流变性和润滑性,且含砂和固相含量低,降摩减阻效果显著。现场应用表明,应用该钻井液体系后下套管摩阻控制在350 kN以内,钻进下放摩阻降低24.21%,扭矩降低34.31%,平均钻井周期为29.04 d,平均机械钻速为17.64m/h,较三开结构水平井提速36.5%,井塌划眼损失时间降低89.50%,为苏里格气田致密气藏二开结构水平井推广应用提供了有力保障。     

长庆油田小井眼超长水平段水平井钻井技术

针对长庆油田小井眼超长水平段水平井钻井施工中井眼轨迹控制困难、储层钻遇率低、机械钻速低、井壁易垮塌和易发生井漏等问题,分析了钻井技术难点,研究了旋转导向智能井眼轨迹控制技术、近钻头方位伽马成像技术和工程参数监测技术,进行了钻头选型优化,并研究应用纳米成膜封堵水基钻井液技术,形成了长庆油田小井眼超长水平段水平井钻井技术,能够精准控制井眼轨迹、提高储层钻遇率、保障井下安全和提高机械钻速。长庆油田桃XX井应用旋转导向技术及相关配套技术,安全高效地完成了水平段长4466 m、井深8008 m的钻井施工,储层钻遇率高达96.6%,创造了长庆油田井深最深、亚太区陆地水平段最长的纪录。研究结果表明,长庆油田小井眼超长水平段水平井钻井技术的现场应用效果良好,具有较好的推广应用价值。      

顺北区块超深小井眼水平井优快钻井技术

顺北区块超深小井眼水平井钻井过程中,钻遇易漏易塌的层位多、摩阻扭矩大、φ120.6 mm井眼轨迹控制困难,导致机械钻速低、钻井周期长,为此进行了优快钻井技术研究。通过分析钻井、测井、测试等资料,建立了地层三压力剖面,并据此确定必封点,将六级井身结构优化为四级井身结构;针对易漏易塌地层的特点,通过室内试验,制定了防漏防塌技术措施;通过分析大角度螺杆的造斜率和采用双增式轨道,降低了小井眼段轨迹控制难度;通过降低定向井段长度、钻具和井壁的接触面积和采用混油钻井液,降低了摩阻扭矩;试验应用“扭力冲击器+PDC钻头”钻井工艺,提高了机械钻速。通过研究和试验形成了顺北区块超深小井眼水平井优快钻井技术,并在5口井进行了现场应用,与采用六级井身结构的X1井相比,机械钻速提高了29.36%,钻井周期缩短了93 d。研究与应用表明,超深小井眼水平井优快钻井技术能满足顺北区块超深小井眼水平井安全高效的钻井需求,为该区块碳酸盐岩海相油气藏的高效开发提供了工程技术保障。      

强絮凝钻井液在苏里格气田的试验应用

随着国家环境保护工作的进一步深入,地面泥浆池进行钻井液净化处理的方式将会被彻底取消,这就要求钻井液必须进行罐式循环。为提高罐式循环的钻井液净化效果、维持良好的钻井液性能参数,保障井下施工安全顺利,研制出了适合苏里格气田钻井现场用快速絮凝的强絮凝处理剂,并确定了强絮凝剂钻井液的配方。室内实验表明,在20 s的时间内,该钻井液能快速对浓度为100 kg/m3的膨润土浆进行有效絮凝沉降,使固液分离、实现净化目的,满足了钻井现场罐式循环钻井液净化的需要。该钻井液在S47-8-66H2井进行了现场试验应用,试验井段长1800 m,平均机械钻速为27.42 m/h,与2014年苏里格水平井直井段平均机械钻速23.00 m/h相比,提高了19.22%;该钻井液在罐式循环中成功地实现了良好净化,为苏里格气田钻井现场岩屑不落地的环境保护工作提供了很好的借鉴作用。