生物酶可解堵钻井液的室内研究

用生物酶可解堵钻井液钻完井后不需要采用常规解堵技术,钻井液形成的泥饼能够在生物酶的作用下自动降解破除,且生物酶进入油层孔道后可以提高原油的流动能力,或改变液流方向,从而提高注入水波及体积,可提高油田采收率。该体系处理剂主要为纤维素、淀粉、生物聚合物、野生植物胶、多糖类聚合物等,在DO衰减法优选试验基础上对处理剂的降解性进行了再次评价,优选出6种主要组分,利用正交试验最终确定了体系最优配方。室内研究证明,该钻井液具有良好的流变性、润滑性（极压润滑系数不大于0.15）以及抑制性（相对10%KCl溶液,页岩膨胀量降低率为88.54%）,抗温达120℃,并具有优良的油气层保护效果,渗透率恢复值大于90%。该体系能实现对地层无污染、无伤害钻进,完井后地层的渗透性恢复高,油气井产量大。现场应用也表明该技术油气层保护性能良好,提高了油气采收率。     

大港油田港深18×3井钻井液工艺技术

港深18×3井是滩海勘探开发公司的重点探井,垂深1945.3 m、斜深2004 m,主要目的层为馆陶组.该井地处海边,钻遇造浆严重的明化镇组、馆陶组地层.因此,控制地层造浆、在低密度(小于1.08 g/cm3)下控制井壁稳定是该井施工的技术难点.针对地层情况,该井一开使用低固相聚合物钻井液、二开使用低固相钾盐聚合物钻井液,实现了定向井的近平衡钻井.应用结果表明,该井使用的2种聚合物钻井液体系,具有井眼净化及润滑防卡能力、较强的抑制性、防塌性,控制了钻井液密度,解决了井壁稳定问题,保证了井下施工安全,满足了保护油气层的需要.经测试该井获高产油流.     

一种低伤害油基乳化压井液及其性能评价

针对多数油气田在修井作业过程中遇到的低孔、低渗及水敏性地层,通过对压井液基液和主要添加剂种类及其加量的优选,研制出了一种低伤害油基乳化压井液。该压井液基液是一定量的柴油、盐水和乳化剂在搅拌条件下形成的以柴油作外相、盐水作内相的油包水型乳化液。该压井液的密度在0.95-1.38 g/cm3范围内可调,具有流变性好、滤失量低、腐蚀性小、摩阻低且与地层流体配伍性好的特点,适合温度不超过100℃的施工地层。岩心实验结果表明：用油基乳化压井液污染后的岩心渗透率恢复率在90.36%以上,说明该压井液具有较强的抑制性能和良好的返排能力,对储层具有很好的保护效果,可较好地满足修井工艺的要求。     

成膜封堵低侵入保护油层钻井液技术的研讨

为使钻井过程所采用的钻井液对所钻遇的不同渗透率油层均能有效地阻止其固相与液相进入油气层,不诱发储层的潜在损害因素,防止对储层发生损害,提出了成膜封堵低侵入保护油气层钻井液技术的新构思.其核心是在钻开油气层钻井液中加入成膜剂、特种封堵剂和降滤失剂.在钻开油气层的极短时间内,此钻井液中的膨润土、加重剂、岩屑等固相在不同渗透率的油层表面架桥、填充形成内外泥饼,特种封堵剂和高温高压降滤失剂封堵近井壁油层内外泥饼的孔喉,成膜剂在井壁上成膜,封堵孔喉未被架桥粒子、填充粒子、降滤失剂封堵的空间,从而形成钻井液动滤失速率为零、厚度小于1 cm的成膜封堵环带,有效阻止钻井液固相和液相进入油气层.此项技术对钻遇的不同渗透率油层均能有效减少损害,通过室内实验证实了其可行性.     

胡109井保护油气层钻井液技术

胡109井是一口岩性油气藏重点评价井,油气是中普遍存在着粘土矿物,尤其存在着水敏性粘土矿物,可运移的微料琢酸敏性矿物,物性差,易与不配伍的外来流来流体发生化学反应,导致储层损害,胡109井实施的保护油气层钻井液技术包括：优选与储矿物及地层水配伍性好的处理剂配制钻井液,并在钻井液中加入与岩石孔配伍的固相颗粒,包括架桥粒子,填充粒子和可变形粒子,上部井段（1500－300m)使用聚合物正电胶钻井液,下部井段（3000－4500m)使用聚横饱和盐水钻井液,在钻井液在近井壁范围（2－3cm)内迅速形成致密的内,外泥饼,在工程上操作平衡,以免破坏滤饼和冲击压差增大使滤失量增加,试油结果表明,初期原油日产量为33.58m^3,天然气日产量为12457m^3,是近年来东濮凹陷产量最高的一口探井。     

复合金属两性离子聚合物钻井液保护储层机理初探

复合金属两性离子聚合物是由复合金属与乙烯基单体、阳离子单体聚合而成。室内试验表明,复合金属两性离子聚合物钻井液体系比两性离子聚合物钻井液体系具有更好的保护储层作用,渗透率恢复值可达 80％以上。通过分析复合金属两性离子聚合物的分子结构、官能团的作用,较详细地阐述了该体系保护储层的机理。复合金属两性离子聚合物钻井液,能中和粘土表面的负电荷,减小储层的碱敏性,防止微粒运移,减少亚微米颗粒进入储层,对油气层起到了很好的保护作用。     

生物酶可解堵钻井液生物降解评价方法探讨

生物酶可解堵钻井液是一种新型的环保钻井液,它利用生物酶能将钻井液处理剂降解为二氧化碳和水的生物催化特性,使井壁先前形成的泥饼自动破除而解堵.由钻井液处理剂的降解特点衍生出4种评价方法,并依据处理剂的生物降解性对处理剂进行了分类.考虑试验设备复杂程度以及现场推广应用等实际情况,主要采用DO衰减法和黏度衰减法对处理剂和钻井液生物降解程度进行了评价,在评价试验基础上优选出了生物酶可解堵钻井液所用处理剂,并形成复配的钻井液.最后指出黏度衰减法适合评价处理剂以及生物酶可解堵钻井液的生物降解性,但DO衰减法只适合评价处理剂的生物降解性.     

一种用于PRD钻井液的缓释破胶剂

用PRD无固相弱凝胶钻井液钻井后,在裸眼筛管完井过程中,必须采用破胶技术来恢复油井产能。为了省去破胶作业实施程序,提高钻完井作业效率,采用包囊材料SL和氧化剂GH制备了缓释性破胶剂GH-SL,评价了其缓释性能和对PRD钻井液的破胶效果。结果表明,与常规氧化型破胶剂相比,破胶剂GH-SL具有较好的缓释破胶性能,且随着包囊材料SL质量分数的增大,其缓释性能越来越好;缓释破胶剂GH-SL对钻井液的破胶率,随着GH-SL加量的增大而增大,随着温度的升高而增大,随着破胶时间的延长而缓慢增大;当GH-SL加量为5%时,在80℃下经过5d破胶,PRD钻井液表观黏度由43.0mPa·s降到8mPa·s,可以满足完井作业破胶要求。     

塔里木LN地区保护储层的钻井液试验研究

分析了塔里木ＬＮ地区的储层特性。根据分析结果,在该地区采用ＭＭＨ正电胶钻霹液体系,并加入暂堵剂ＪＨＹ和ＱＳ－Ⅱ,以起到屏蔽暂堵作用。该体系具有较好的流变性、抑制性较水层水的配伍性较好,保护油支效果好。动、静损害评价试验表明,在岩心４～６ｃｍ段,动、静态损害评价试验测是的渗透率恢复值均大于９０％。     

聚合物弹性微球油层保护剂的研究

针对目前油层保护剂存在的缺陷,经过室内研究,研制出了兼具保护油层、防塌、降滤失作用的聚合物弹性微球油层保护剂,且该油层保护剂不起泡,无增稠性.考察了聚合物弹性微球油层保护剂对钻井液性能的影响,进行了岩心污染和煤油反排解堵、砂床封堵及页岩滚动回收率测试,并分析了其保护油层作用机理.结果表明,该油层保护剂具有一定的封堵能力,抑制防塌能力强,高温降滤失效果好,保护油气层效果显著.     

顺煤层钻进用可降解聚合物钻井液

沁水盆地南部寺河矿区15号煤含气量高,埋深较浅,具有良好的煤层气开发潜力。针对15号煤煤体结构复杂和顶底板为富含水层的灰岩,在顺煤层钻进时主要存在的携屑困难、井壁失稳、容易漏失和储层污染难题,研发了微固相可降解聚合物钻井液体系。通过煤粉悬浮、煤岩取心模拟护壁、黏度衰减和渗透率恢复实验评价了该体系的基本性能。实验结果表明,该体系携带岩屑效果好,抑制作用强,能够减小井眼扩径,同时配合生物酶的降解作用,储层渗透率伤害率可以从50%降低到25%。该钻井液在中国首个煤层气工厂化钻井平台X-2井进行现场试用,钻井液密度为1.01~1.03g/cm3,漏斗黏度为35~40s,API滤失量小于15mL,pH值为8~10,加入生物酶后黏度降低40%,顺煤层段成功钻进900m。      

保护油气层的钻井液,完井液体系研究

保护油气层，减小油层损害。方法：针对江汉油田江陵凹陷中央背斜带储层特征，分析其潜在损害因素，在研究常用处理剂的抗盐性和与地层水的配伍性的基础上，研制出了两种钻井液体系完井液体系。     

可降解清洁钻井液的研究及现场应用

针对煤层气井钻井过程中钻井安全和煤层保护之间的矛盾问题,研制了钻井液用提切剂BZ-2和固膜剂GMJ,并以此为核心开发了可降解清洁钻井液体系。对BZ-2和GMJ的抑制性、流变性、残渣量及对岩心强度的影响等性能进行了评价。实验结果表明,该体系的页岩回收率为93.5%;流变性好,动塑比达到0.93 Pa/mPafs,初切、终切、动切力分别为2.5、3.0、20.5 Pa;API滤失量控制在12 mL以内,残渣量为4.5 mg/L,岩心强度增加了16.7%。该体系已在山西沁水盆地南部晋城斜坡带郑庄区块4口井进行试验。试验效果表明,其解决了该区块多分支水平井的钻井安全和煤层保护问题,日产气量较邻井提高了2倍以上,测算稳定产气量在3 000~5 000 m3/d,具有较好的推广应用前景。      

油基钻井液对储层伤害程度的室内评估

针对油基钻井液的储层损害机理,室内评估了油基钻井液各个组分的储层损害程度,表明油基钻井液造成储层伤害的主要因素是微细颗粒固相侵害和润湿反转伤害,相渗透率伤害也是一个重要原因,油基钻井液更容易对低渗储层或低渗区域造成损害,其各个单独组分对地层能够造成不同程度的伤害,但是由于能够严格控制钻井液滤失和封堵性能,体系能够有效减少固相和液相的侵入。这也说明油基钻井液整体侵害并不是简单的各个组分侵害的叠加,严格控制滤失和有效封堵是保护储层的主要手段。     

无黏土低密度全油基钻井完井液的研究

针对油包水钻井液中存在乳化水滴,会导致低压低渗储层发生较为严重的水锁损害的问题,以生物毒性和密度都较低的5#白油为基油,通过对主要处理剂,如增黏剂、表面活性剂、碳酸钙、氧化钙、降滤失剂等进行优选,研制出了一套无黏土全油基低密度钻井完井液。性能评价结果表明,该全油基钻井液密度低,黏度可控,切力适中,滤失量低,破乳电压大于2000V;具有电稳定性好、抗温性强、在高温下的乳化效果好等特点;抗水侵污限为20%,抗盐(NaCl)侵污限为8.0%,抗土侵污限为20.0%;且滤液全为油,有利于储层保护。     

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在阐明裂缝性储层伤害评价方法基础上，对１０ 种处理剂作了伤害评价。从实验结果看，基本上可将处理剂分成二类，第一类处理剂（合成聚合物） 对裂缝性储层的伤害程度随裂缝宽度的增加而降低。其伤害机理为处理剂分子的吸附使得裂缝变窄，流动阻力增大，裂缝宽度越大，则因吸附作用产生的吸附膜所减小的流道在整个裂缝宽度中所占比例越小，表现出伤害越小。第二类处理剂（ 腐植酸为主要原料）对裂缝性储层的伤害程度随裂缝宽度的增加而增加（在一定的裂缝宽度范围内）。其伤害机理为：在裂缝空间内可能滞留有腐植酸与模拟地层流体（ 水型为ＣａＣｌ２） 相互接触后，产生腐植酸钙沉淀。当裂缝宽度较小时，随着裂缝宽度的增加，产生的沉淀量越大，表现出伤害率增加；当裂缝宽度远远大于腐植酸钙沉淀颗粒时，伤害率会下降。本项工作为裂缝性储层优选钻井完井液体系提供了一定基础。     

莺歌海盆地抗高温高密度钻井液技术

南海莺歌海盆地储层具有高温高压特征,主要储层温度范围为186~218℃,地层压力系数范围为1.6~2.4,现用的水基钻井液抗温达到180℃,密度能够达到2.0 g/cm3,存在抗温性能不足,在200℃老化后钻井液增稠严重,密度难以达到地层要求的压力范围,对储层损害程度较严重等问题。结合该区域地质概况和储层损害机理分析,对钻井液进行了优化,加入超细碳酸钙和广谱油膜封堵剂,形成良好泥饼和致密的封堵薄膜;加入表面活性剂,改变孔隙岩石的表面性质,防止水锁现象的发生;加入白油和表面活性剂提高体系抗温性。优化的抗高温高密度水基钻井液在200℃条件下性能良好,密度可达到2.2 g/cm3,能够满足井下安全生产需要;钻井液具有良好的封堵性和防水锁能力,渗透率恢复值达90%左右;具有一定的抗CO2污染能力。     

高效低伤害PZ-10压裂液的室内研究

PZ-10压裂液适用于60—150℃的地层温度,其主剂增稠剂是一种人工合成聚合物。介绍了该压裂液的组成及性能,并对压裂液进行了综合性能试验,同时就地层损害及成本问题与GRJ植物胶压裂液比较进行了深入分析。结果发现,PZ-10压裂液热稳定性好、压裂效率高、易造缝、破胶彻底,对地层损害小,成本较GRJ压裂液低。     

有机聚合物类添加剂抑制天然气水合物形成的研究

利用模拟深水井筒实验设备开展了有机聚合物类钻井液添加剂用于抑制天然气水合物形成的室内实验.通过实验获得SD-102和XY-28添加剂在不同浓度下的作用结果,结果表明,在深水钻井过程中加入一定浓度的XY-28在延迟天然气水合物的形成方面效果微弱,而SD-102在抑制天然气水合物形成方面没有任何效果.     

可循环微泡沫钻井液的防塌机理及应用研究

微泡沫钻井液是有效解决井漏的钻井液体系之一,但其稳定井壁的效果有待验证,并成为了是否选择微泡沫钻井液施工的关键因素之一。总结提出了微泡沫钻井液稳定井壁的7种作用机理,实验对比研究了常规水基钻井液与微泡沫钻井液的稳定井壁效果。结果表明,微泡沫钻井液的井壁稳定能力较常规水基钻井液更强,为现场施工选择微泡沫钻井液提供了理论基础和实验依据。成功的现场试验表明,微泡沫钻井液不仅可以有效防止井壁坍塌、井漏等复杂事故,还可提高钻井速度、保护油气层、节约钻井成本。