强抑制强封堵水基钻井液在大庆致密油藏的应用

针对大庆油田致密油藏地层具有油层物性差、水平位移长、钻遇地层含有大段不稳定泥岩,易发生掉块、坍塌等井下复杂的难题,通过优选抗盐型抑制剂、降滤失剂和封堵剂等处理剂,最终开发出一套综合性能优异的强抑制剂强封堵型水基钻井液体系。室内评价结果表明,该体系对易水化泥页岩滚动回收率大于90%,可封堵缝宽范围在100nm～200μm之间的微裂缝,可抗20%岩屑侵,综合性能与油基钻井液接近。在大庆油田致密油区块进行了成功应用,解决了在泥页岩长水平段水平井钻进施工的难题,满足了大庆致密油地层钻井需求,具有广阔的应用前景。     

大庆油田致密油藏钻井液技术发展历程

大庆油田非常规致密油资源储量丰富,主要位于青山口组和泉头组的扶杨油层,开采方式以长水平段水平井为主。在青山口组钻进过程中,井壁剥落、掉块和坍塌等井壁失稳事故频发,极大影响了致密油资源勘探开发效率。采用常规中浅层水平井用硅基阳离子水基钻井液,嫩江组水化、缩径、钻头泥包现场严重,井壁稳定能力差,采用油基钻井液虽然井下复杂事故发生率极低,但是高成本、高污染、难处理等局限性使得油基钻井液未能大范围应用。后来又引进国外贝克休斯公司的ULTRADRILL高性能水基钻井液技术,但9口井的现场试验证明该体系综合性能与致密油地层安全钻进需求相差较大。因此,大庆油田开始自主研发与油基钻井液综合性能相近的高性能水基钻井液技术,先后研发了强抑制胺基钻井液体系、强抑制高封堵钻井液体系、盐水钻井液体系等多项水基钻井液技术,在不同阶段的致密油开发过程中发挥了重要作用。随着材料科学和基础理论研究的进步,致密油藏钻井液技术也会朝着助剂合成精细化、环保兼容性强的方向发展。     

大庆油田欠平衡钻井液技术研究与应用

大庆油田经过60年的勘探开采之后已经进入油田开发中后期,部分老油田已经面临低压、低渗、低产能的难题,为了继续对老油气田进行改造挖潜,以及满足致密油气等非常规资源的开发需要,以及进一步降低钻井综合成本和满足井控需求,大庆油田开展了欠平衡钻井工艺及配套技术研究。欠平衡钻井液技术作为欠平衡工艺中的重要环节,在保持井壁稳定、提高采收率和井筒压力控制,以及节约钻井成本方面具有明显优势,先后形成水包油、油包水、微泡沫、可循环雾化泡沫等一系列欠平衡钻井液技术,满足了深部易漏地层、低压力系数复杂层等区块安全钻井需求。在现场应用过程中,解决了常规钻井液面临的勘探开发的困难和复杂问题,井下复杂事率和储层伤害难题得到有效改善,为大庆油田油气资源的高效开发和控制井筒压力提供了技术支撑,具有广阔的应用前景。     

强抑制聚合物钻井液在大庆致密油藏水平井中的应用

在中国大庆探区除含有丰富的常规油气资源外,还发育丰富的非常规致密油,主要分布于齐家—古龙凹陷的青山口组以及泉头组,这些层位泥页岩为主,极易水化分散与膨胀,引起井壁坍塌与剥落等井下复杂,对钻井液抑制剂要求极高。针对此难题,采用页岩滚动回收法和线型膨胀法优选出低分子量聚胺抑制剂,并优选出与其具有良好配伍性的配套处理剂,形成一套综合性能优异的水基钻井液体系。室内评价结果表明:该体系对泥页岩滚动回收率大于95%,可抗20%岩屑侵,综合性能与油基钻井液接近。在大庆龙虎泡区块龙26-平9井的应用中,成功解决了在泥页岩地层定向和长水平段钻进施工的难题,经济性和环保性好,满足了大庆致密油藏特殊地层开发的钻井需求。     

油基钻井液在南海西部油气田复杂区块钻井中的应用

油基钻井液成本高昂,但对在复杂地层进行的海洋钻井而言,依然具有水基钻井液不可比拟的优势。针对南海西部油气田3个高难度钻井区块钻井过程中遇到的工程难题,给出了相应的油基钻井液体系配方、性能和维护方法;阐述了不同海域含油钻屑的处理方法。钻井实践证明,油基钻井液体系不仅是易坍塌井、高温高压井及老油田超低压调整井钻井作业顺利进行的重要保障,而且具有良好的储层保护性能,有利于油气田的勘探和开发。     

高矿化度盐水钻井液体系的研究与应用

在致密油的开发过程中,钻遇嫩江组、青山口组等层位时,常发生井壁大块剥落、井径不规则、井塌等事故,严重影响了钻井施工效率。因此,通过处理剂优选和配伍性实验形成一套高矿化度盐水钻井液体系,该体系抗温120℃,极压润滑系数小于0.12,对泥岩地层滚动回收率大于90%,API失水量小于3mL,动塑比大于0.4。在现场应用中,钻井液性能稳定,安全钻穿嫩江组和青山口组地层,没有发生缩径、井壁剥落等井下复杂情况,水平段井径扩大率小于10%,起下钻顺畅,后期下套管作业也是一次到底。现场成功应用表明,高矿化度盐水钻井液体系能够满足致密油安全钻井施工需求。     

欠平衡油基钻井液在天然气深井井控中的应用

大庆油田徐家围子等东部气田是大庆天然气的主力产区,但该区块地质条件和气藏特征复杂,上部粘土矿物含量高、下部破碎带发育,且井底压力异常,在钻进过程中常发生井壁失稳、钻井液漏失、恶性漏失等技术难题,井筒压力控制工作具有较大难度。针对这一难题,大庆油田在合成主、辅乳化剂和降滤失剂的基础上,开发出一套欠平衡油基钻井液体系。室内评价实验表明,该钻井液体系密度最低能达到0.90g/cm3,能够实现井底钻井液循环压力低于地层孔隙压力,且抑制性强、性能稳定、能抗温至180℃。同时,还形成了一套与欠平衡油包水钻井液相配套的井控技术及工艺。现场应用证明,欠平衡油包水钻井液体系及其配套工艺技术,为满足徐家围子深部天然气地层欠平衡钻井,降低井下复杂,实现地层负压钻进提供了技术支撑,为大庆油田天然气资源高效开发具有重要意义,应用前景广阔。     

中牟页岩气区块泥页岩井壁稳定影响因素分析及技术对策

井壁失稳是钻井过程中常常遇见的难题之一,尤其在钻遇泥页岩井段。针对河南中牟页岩气区块在山西组-太原组泥页岩钻进过程中发生井壁坍塌掉块、卡钻、井径扩大率大等复杂情况,利用MY1井钻井岩心从泥页岩类型划分、孔渗特征、微观结构、岩石力学以及地应力等方面开展井壁稳定性影响因素实验分析。通过分析可知,中牟区块泥页岩属硬脆性泥页岩,造成井壁失稳的主要因素为地层非均质性强,岩石脆性程度较高,微裂缝发育,易导致井壁机械剥落、坍塌掉块。通过合理控制钻井液密度、优化井身结构及钻井参数、研发低自由水强封堵钻井液提高井壁稳定性,在区块钻井实践中取得了较好的应用效果,基本解决了井壁失稳难题。     

青山口易塌复杂层钻井液体系优化与应用

针对大庆油田中浅层钻进过程中,特别是钻遇青山口组层位时常发生井壁剥落、掉块、坍塌卡钻等失稳现象的难题,通过优选对青山口组地层具有内封堵作用的聚合醇和微纳米乳液封堵剂,使原钻井液体系的封堵防塌能力大幅度提高。优化后的钻井液体系能对30μm左右的微裂缝具有良好的封堵防塌能力。在现场应用中,优化后的强封堵钻井液体系安全钻穿青山口组地层,振动筛上返出岩屑未见大块剥落片,起下钻未遇阻,后期下套管顺利,青山口组平均井径扩大率小于15%。该研究表明,优化后的强封堵钻井液体系能满足大庆青山口组易塌复杂层的安全钻进需求。     

泥页岩地层油基钻井液封堵防塌技术研究与应用

泥页岩地层的水化作用会造成地层孔隙压力升高、岩石强度降低等变化,容易造成井壁剪切坍塌破坏。随着近几年页岩类油气田的大力勘探开发,超长的水平井段更是对泥页岩井壁稳定问题提出了新的考验。而油基钻井液的低滤失量(油相滤体)能有效解决泥页岩地层水化膨胀的难题。针对古龙区块泥页岩层理明显、孔隙分布多、微裂缝十分发育等特点,在油基钻井液中加入刚性、柔性、纳微米级和成膜的油基封堵材料,提高钻井液中固相颗粒的合理级配,进一步增加体系的封堵能力,可更有效地保证裂缝性泥页岩地层的井壁稳定,为泥页岩类油层的钻探开发提供了有力保障。并在古龙区块的钻井实施过程中,严格控制密度窗口,为钻探开发该区块的泥页岩类油层提供了有力的保证。     

大庆油田中浅层水平井水基钻井液技术研究与应用

目前,在大庆油田中浅层水平井钻井过程中,经常发生缩径、剥落、掉块等井下复杂。以往经常使用油基钻井液,但存在着高成本、高污染等缺点,所以在室内通过优选低分子量聚胺抑制剂、降滤失剂、润滑剂等处理剂,并通过室内正交实验研发出一套综合性能优异的高性能水基钻井液。经过室内实验表明,该体系页岩滚动回收率大于90%,线型膨胀率低于8%,抑制性优良;120℃条件下高温高压失水小于10mL;极压润滑系数小于0.10,润滑性良好。在现场应用过程中,该体系性能稳定,解决了剥落、坍塌等井壁失稳难题,为大庆油田中浅层油气资源的高效开发提供了技术支持。     

硬脆性泥页岩井壁稳定性研究

硬脆性泥页岩地层在钻井过程中易发生井壁剥落掉块、钻具遇阻等井下复杂情况。对国内部分区块硬脆性泥页岩地层矿物组成、微观结构进行了归纳分析,并分析矿物组成、微观结构对井壁稳定性的影响,并提出相应的钻井液对策。研究结果表明:硬脆性泥页岩粘土矿物含量在30%～40%之间甚至更低,主要以伊利石为主,含少量伊蒙混层与高岭石,具有水化膨胀性弱、易剥落的特点;硬脆性泥页岩层理、微裂缝十分发育,微裂缝是钻井液进入地层内部的主要通道;钻井液除考虑合理的密度以及较好的抑制性以外,对微裂缝的封堵性是钻井液防塌性能的关键。     

盐水钻井液在伊拉克东巴地区取芯井的应用

东巴格达油田位于美索不达米亚盆地,探明储量在15×10^8t左右。该区块地质情况较为复杂,二开井段泥岩和盐膏层发育,易发生坍塌和缩径;三开和四开井段岩性胶结质量差,易发生剥落掉块等事故。从前期施工情况看,该区块在钻井过程中主要风险是由剥落掉块造成的坍塌卡钻及地层裂缝造成的井下漏失。为了进一步摸清储层的地质情况,进行了取芯作业,通过钻井液密度控制、提高体系抑制性等技术措施顺利完成取芯作业,获得了较高的岩芯收获率。     

高性能水基钻井液技术进展研究

随着国内油气资源需求的快速增长及中浅层油气资源的日趋枯竭,致密油、致密气等非常规油气资源勘探开发已成为油气资源可持续发展的重要发展方向。大庆油田致密油储量丰富,分布范围广,但油藏地质条件复杂,岩性多变,钻井过程中易发生井壁剥落、垮塌、缩径等问题,且摩阻及携岩问题也非常突出。通过调研国内外高性能水基钻井液的研究进展及应用情况,为开发性能更为优异的高性能水基钻井液体系提供参考。     

山西石楼西煤层气煤泥防塌钻井液技术

煤储层与一般的油气层相比,微孔隙和裂缝发育,煤层的机械强度低,渗透率低,孔隙压力小,易坍塌,易污染。根据煤层的压力情况确定合理的钻井液体系,降低对煤层的伤害,严格控制钻井液性能,保证低失水、泥饼致密等性能。尽量控制钻井液液柱压力,实现近平衡压力钻井。     

塔中定向井油基钻井液技术

通过对塔中顺9井区定向井钻井液技术难点分析,明确了威胁塔中该区定向井钻井安全的志留系柯坪塔格组泥岩井壁失稳主要原因,研制了适合该区志留系地层的油基钻井液体系,通过性能评价和3口井的现场应用表明,油基钻井液很好地解决了顺9井区志留系复杂泥岩地层井壁坍塌问题,具有优良的抑制性、润滑性、携岩性,保证了钻井施工安全。     

大庆油田齐家区块致密油水平井提速技术研究

随着勘探开发的逐步深入,大庆油田的致密油藏成为开发的热点。齐家区块是大庆油田致密油藏的主要开发区块。该区块水平段长、岩石可钻性差,需穿越嫩江组、姚家组、青山口组地层等不稳定地层,钻井难度较大。通过对该区块的地质特点分析,调整钻具组合和钻井施工参数,形成了一套适用于大庆油田齐家区块致密油开采的钻井施工工艺技术,为大庆油田的致密油高效开采提供了技术参考。     

油基钻井液回收再利用技术研究进展

油基钻井液在降低井下复杂、提高地层井壁稳定能力方面具有较强优势,虽能一定程度上提高油气资源勘探开发效率,但其高成本、高污染、难处理等特点早已成为石油行业必须面对的共同难题。为解决该难题,各油田相继开展油基钻井液废弃物处理系统和老浆性能优化技术研究,实现了施工过程中油基钻井液不落地和回收再利用。大庆油田在高温深井、致密油井开发过程中大规模应用油基钻井液,产生了上万方废弃油基钻井液无法及时处理或回收利用,给油田造成极大经济损失和环境压力。通过开展废弃油基钻井液回收再利用技术调研,对形成适合大庆油田的处理设备和工艺技术具有重要意义,对进一步扩大油基钻井液应用范围,对大庆油田降本增效、安全环保提供支撑。     

大庆油田深层致密气抗高温防塌水平井水基钻井液技术

大庆深层徐家围子区块沙河子组致密气水平井,火山角砾岩、流纹岩地层岩性复杂,天然裂缝发育,地温梯度较高,以往采用聚磺混油水基钻井液和油基钻井液多发生井塌、卡钻、井漏等问题,且存在环保问题,在聚磺混油水基钻井液基础上,进一步优选抗高温聚酯封堵剂、脂肪酸合成酯润滑剂和抗高温泥饼改善剂,研发出具有低粘高切特性的抗高温防塌水平井水基钻井液体系,动塑比大于0.4,井底ECD平均降低2MPa,极压摩阻系数小于0.8,抗高温达160℃,共应用3口井,平均水平段长1050m,同比邻井钻井周期节约30d,解决了井壁稳定、润滑防卡和环保问题,实现裂缝性火山岩地层安全环保钻井施工,为大庆深层致密气水平井高效开发提供了技术支持。     

低固相氯化钾盐水钻井液在致密油水平井的应用实践

低固相氯化钾盐水钻井液是大庆钻井工程技术研究院自主研发的一套不饱和盐水钻井液体系,主要应用于大庆油田致密油区块水平井施工,有效解决了致密油区块地层泥岩水化分散性强、井壁稳定性差和固井质量不高等问题,减少井下复杂情况的发生。该体系具有良好的流变性和稳定性,可实现抗温120℃,HTHP失水小于10mL,泥岩滚动回收率大于90%,抗岩屑侵大于20%,摩阻系数小于0.07,并在大庆致密油区块的ZFP37井进行了现场应用,取得了良好的应用效果。