超深井钻井液固控系统配套合理性探讨

深井、超深井钻井时井下问题更为复杂,这对钻井液性能提出了更高的要求。目前国内超深井固控系统设计不太合理,技术性能较落后,钻井液固相含量控制、加重剂的回收及油基钻井液的处理效果达不到预期要求。通过分析钻井液中固相颗粒特性,结合超深井地层特点以及国内油田现有固控设备的配置及使用问题,探讨满足超深井要求的固控系统的合理配置。优化后的固控系统提高了固控效率,可以实现加重剂、钻井液的双相回收及利用。优化思路可以为油田固控系统配置的合理性改进提供参考和借鉴。     

8000m超深井钻机固控系统的研制

国内超深井钻机固控系统技术性能较为落后,钻井液固相含量控制、加重剂的回收及钻井液的处理达不到预期要求。为此,在常规钻机固控系统总体布局、设备配置及工艺流程研究的基础上,对8000m超深井钻机固控系统的工艺流程、管线布置及结构设计进行了优化和完善。8000m钻机固控系统的钻井液罐上部采用矩形结构,布置罐面设备;下部采用弧形结构,布置吸入和清砂管线;清砂门与钻井泵吸入口位于罐体最底部,能够充分吸入和排出钻井液,满足钻井液的零排放要求。现场使用结果表明:该固控系统在各种工况下均能够正常工作,作业能力强,满足设计要求。该系统研制中采用的设计方法可为超深井钻机固控系统的设计提供参考。     

油田钻井固控技术新概念浅析

固控系统是保证油田钻井顺利进行的关键设备，直接影响到钻井速度、井身质量及运行成本。随着钻井新技术的应用，对钻井液的固相控制提出了更高的要求。分析了国内外钻井液固控技术的现状，指出了目前油田钻井固控系统存在的不足，提出了新型固控技术的开发要点。新型固控技术主要涉及系统简化和优化、先除气再筛分、改部分处理为全处理、选择性固相控制、钻屑在线处理以及钻井液回收利用等方面。新技术的应用将使钻井液固控系统具有高效、节能、环保的优点，并且能够显著地提高机械钻进速度。     

北部湾水基钻井液固相控制与重复利用技术

北部湾地区地质条件复杂,钻井难度大,结合北部湾地区钻探的实际情况,通过对影响水基钻井液重复利用因素的分析,对废弃钻井液的粒度分析和性能检测制定了一套成熟的固相控制技术。通过检测废弃钻井液中固相颗粒粒径分布,优化固控设备的搭配和参数配置(尤其是振动筛筛布选择),选择离心机分离能力、布局和台数等,从而提高固相控制效率,达到有效净化废弃钻井液的目的;制定了一套合适的废弃钻井液处理方式:先检测回收的废弃钻井液性能,然后通过固控设备来净化废弃钻井液,合理配制新浆量进行稀释处理废弃钻井液,使钻井液性能满足下一口井或井段的开钻要求,节省了材料成本、人工成本和运输成本。北部湾水基钻井液固相控制与重复利用技术在北部湾地区29口开发井进行了成功应用。      

冀东油田固相控制技术优化

冀东油田各区块的目的层位和所用钻井液各不相同,井深和井型也有较大差异,在实际钻井过程中均存在固相含量和膨润土含量偏高,导致钻井液增稠、钻速降低、钻具黏卡、测井阻卡等问题的出现。通过调研油田各区块钻井液固相、膨润土含量和固控设备配套及使用现状,分析了各区块地层特性、钻井液体系和固相控制配备、使用等因素对钻井液固相控制的影响,制定了针对性的固相控制工艺技术,主要包括确定了各区块固相含量和膨润土含量控制指标,钻井液的配制及转换、钻进中固相含量控制和固控设备使用规范。通过在高尚堡区块7口井中的对比应用,发现G76-65和G76-61井在钻井液配制、大分子处理剂加入和固控设备使用方面严格执行固相控制技术,钻井液性能良好,测井一次成功。实践证明,该套技术的推广应用有利于油田钻井施工提速、提效、提质。      

国内外钻井液振动筛的发展水平

介绍了国内外钻井液振动筛的概况和几种新型振动筛的特点。指出钻井液振动筛的发展动向是更新固控机理,发展新型固控设备;同时简化现有设备,提高分离效率,改善振动筛的性能,用振动筛—离心机二级固控取代现有多级固控系统。最后提出了关于振动筛分类的建议。     

用有机胺处理剂解决高温钻井液流变性调整困难问题

在胜利油田深部泥岩地层钻进时,由于井内温度高、高密度钻井液固相含量高,特别是低密度固相含量高,同时因地层等原因产生的以CO32、HCO3-为主的无机离子的影响,导致钻井液流变性能难以控制.有机胺处理剂由于具有极强的抑制黏土水化分散的能力,对黏土等低密度固相起到了"钝化"作用,能够明显改善钻井液的流变性,提高钻井液的稳定性.通过在利深102和桩古18-3井的应用,表明有机胺处理剂是解决胜利油田深部泥岩地层施工中钻井液流变性能控制的有效办法.     

冀东南堡地区钻井液固控设备优化使用与改进

针对冀东油田南堡人工岛钻井工艺要求,在分析钻井液性能和固相含量特点的基础上,对在用钻机的三级净化设备进行了优化使用和改进,有效解决了固相净化达不到钻井要求的问题.该研究对于在不同地区固控设备的配置和使用具有很好的参考意义.     

"322"固控对调整钻井液性能的功效发挥及应用

固相控制是现代钻井工艺中重要的环节之一，它已成为直接影响安全、优质、快速钻井和保护油气层的重要因素，所以固控设备的配置成为钻井设备配置中重要的部分。合理的固控配置足有效控制钻井液有害固相含量的基础。     

中浅井钻机固控设备应用效果研究

分析了国内中浅井钻机钻井液固控系统的组成,并研究了固控设备的现场使用效果。研究发现：直线振动筛排屑湿度较大,下部地层钻进时排屑含液量超过40％;过筛颗粒的中位粒径远小于筛孔直径,颗粒团聚使部分小颗粒被分出;除砂器排出钻屑的中位粒径为65．86μm;离心机净化后的钻井液中固相粒径范围较宽,粒径为2～15μm的颗粒体积比率较大,对机械钻速影响很大。提高排屑干度、增强超细颗粒分离效果是固控系统技术改革的关键。     

可循环泡沫钻井液研究与应用

胜利油田的草桥、孤南、桩西、临盘等地区的古潜山地层,连通性好,孔隙度高,裂缝、溶洞发育。钻井过程中极易发生严重的井漏,有的井甚至造成报废。研究了可循环泡沫钻井液体系,并在室内对该体系的性能、稳定性、抗污染能力及油气层保护等性能进行了评价。现场29口井的应用表明,可循环泡沫钻井液体系具有一定的稳定性,密度低(0.60—0.90 g/cm~3),携砂性能好。解决了胜利油田古潜山地层易漏问题,减少了钻井液对油层的损害,降低了钻井成本,提高了原油产量,获得了良好的经济效益。     

胜利油田欠平衡钻井技术

欠平衡钻井是伴随着水平井、多底井面发展起来的先进井技术。采用这项技术,可以有效地防止钻井过程中对产层的伤害,有利于保护油气层,提高钻速、降低成本,减少井漏及压差卡钴等复杂情况。根据国内外现状,结合胜利油田具体情况,制定了一套包括常用井身结构及钻具组合、井控装置、欠平衡钻井施工要点为主要内容的胜利油田欠平衡钻井技术。     

欠平衡钻井技术的应用

介绍了胜利油田在2口井上采用欠平衡钻井的情况,讲述了欠平衡钻井的技术特点和开展欠平衡钻井需要考虑的问题以及一些解决问题的方法,为以后欠平衡钻井技术的应用提供了一些实践经验。     

史深100油田钻井液体系优选与应用

史深100油田勘探开发的主要目的层为沙3中段的高压低渗储层，二开多为长裸眼，所需钻井液密度较高，钻井过程中容易发生井壁失稳和井漏、粘卡等井下复杂情况和事故，并且油气层保护难度较大，胜利油田针对该油田的地层特性，结合胜利油田目前中深井钻井液技术现状，对现有钻井液体系与处理剂进行优选，形成了适应史深100油田的聚硅氟屏蔽暂堵钻井液体系。室内试验和现场应用表明，该钻井液体系具有很好的抗温、抑制、防塌、油气保护性能和润滑性等，而且该钻井液体系维护简便，性能稳定，能减少粘卡、井漏等钻井事故的发生几率，从而提高了钻井速度。     

浅海定向钻井中的聚合物海水钻井液工艺

在胜利油田已完成的126口浅海定向井中有近100口井是用聚合物海水钻井液体系钻成功的。聚合物海水钻井液体系以聚合物PAC141、KPHP、SK-2为主剂,使体系具有较强的抑制地层造浆能力,实现了体系的不分散低固相;采取以液体白油润滑剂为主,以固体润滑剂HZN-102为辅的联合方式,使体系具有很强的防粘卡能力;用无荧光防塌剂MHP和抗高温降滤失剂SMP提高体系的防塌能力。该体系对油层和海洋环境无污染,性能稳定,维护简单,携岩能力强,起下钻正常,复杂情况少,在所钻定向井中共发生6次卡钻,万米卡钻率为25％。     

一种多功能水基钻井液在临盘油田的应用

胜利，临盘油区济阳坳陷惠民凹陷营子街断裂带在钻井中易出现井壁严重失稳垮塌现象，针对该区块地层特点，通过室内试验，优选出了适合该区块的一种多功能水基钻井液体系，用正电胶、聚合物控制地层造浆，用聚合醇、双保型纳米乳液（SDI-3）增强钻井液的防塌性，并对该钻井液体系的性能进行了综合评价。现场应用表明，该钻井液体系具有良好的流变性，携砂能力强、润滑效果好、抑制性强、性能稳定且能防止井壁失稳，保护油气层，提高机械钻速，实现近平衡压力钻井。     

井下固控装置的研究及应用

在钻井过程中,为保障钻井安全需在钻井液中加入大量固相颗粒,钻井液中固相颗粒对机械钻速的影响较大,研制了一种安装在钻头上方的井下固控装置,该装置通过水力旋流分离原理将钻井液中大部分固相颗粒与钻井液分离并甩入环空区域,使通过钻头的钻井液固相含量大大减少。本装置设计的排固喷嘴有反向喷射作用,可以实现高效清洗井底,提高机械钻速。通过室内分离效果试验确定了装置的锥体角度和最优排量。在胜利油田、胜利海洋钻井进行了现场应用,验证了该装置安装方便,工作可靠,有明显的提速效果,可降低钻井液中的固相含量并有利于提高机械钻速。     

金平1浅层大位移水平井钻井工程设计技术及应用

胜利油田重点预探井金平1井是一口高难度大位移浅层水平井,也是中石化重点课题"长水平段水平井钻井技术研究"的第一口阶段试验井,初始设计位垂比达2.4以上。从钻机和设备选型、井眼轨道优化、井身结构设计、摩阻扭矩分析、钻井液性能控制要求等方面简要介绍了该井的钻井工程设计技术及应用效果,为胜利油田浅层大位移水平井的设计和施工提供了技术支持和经验。     

正电胶聚合醇钻井液在临盘地区的应用

胜利油田在临盘油田发现了夏50等主力油区。该区块油层多厚度大。目的层为沙河街组沙三段油层。沙河街组泥岩厚度大于500m，泥岩中伊利石含量较高（68％），亚甲基蓝容量高，地层分散性和膨胀性较强，造成井壁坍塌、卡钻等复杂事故。开发出了MMH正电胶多元醇钻井液。该体系保持了MMH正电胶钻井液的优良特性，改善了润滑性能，解决了高温高压滤失问题。经现场应用表明，聚合醇与正电胶的协同作用，增强了对粘土的水化抑制能力和防塌性能，利于井壁稳定和油气层保护；该钻井液具有很强的抑制性、润滑防卡性、井壁稳定性，携带和悬浮固相颗粒能力强，并无毒、污染小，荧光灯直照无荧光显示，能满足探井和特殊井的施工要求。     

防塌与保护气层的钻井液技术

利用X-射线衍射、电镜扫描、岩心流动、表面张力测定等试验，对胜利油田孤北区块中生界及上古生界易塌地层的矿物组构、理化性能以及气层损害主要机理进行了分析。在分析易塌地层井眼失稳与气层损害机理的基础上，依据化学力学耦合井眼稳定理论，针对易塌地层特点，确定了“强化封固井壁-强化抑制降高温高压滤失-合理密度力学支撑井壁合理的钻井水力参数”钻井液协同防塌技术。利用优选的高效防塌剂和新研制的气层专用保护剂，开发出了一套防塌与保护气层的钻井完井液体系，并进行了2口井的现场试验。2口试验井均未发生井下复杂情况，与邻井相比，井眼稳定性明显提高，气层保护效果较好，钻井液维护处理较简单，基本形成了一套与地层匹配、防塌、气层保护效果较好的钻井完井液技术。