GCY-X体膨型堵漏剂的研制与性能评价新方法

用水溶液聚合法合成了一种具有膨胀可变形性的堵漏剂GCY-X,并对其性能进行了评价.评价结果表明,该堵漏剂在室温下的吸蒸馏水倍数为303倍(m/m),在须五段现场钻井液中的吸液倍数为20倍,抗温可达100℃.通过对现有仪器改造,形成了体膨型堵漏剂产品的封堵性能评价实验方法.封堵评价结果表明,GCY-X与钻井液的配伍性好,配伍钻井液针对宽度为1.2～2.5 mm的岩心模拟裂缝的封堵能力可达100％,承压能力为6MPa.形成的GCY-X产品封堵性能评价实验方法可行有效,弥补了目前针对体膨型堵漏剂封堵性能评价方法存在的不足.     

延迟膨胀颗粒堵漏剂的研究与应用

井漏是严重影响钻井生产正常进行的井下复杂情况之一，目前所采用的堵漏方法主要是桥塞堵漏和快干水泥堵漏，桥塞堵漏所采用的材料多由天然物质加工而成，它们的吸水膨胀能力较小或不具备吸水膨胀能力，在钻井堵漏时，往往易造成堵漏效果不佳和堵漏后发生重复性漏失。延迟膨胀颗粒堵漏剂WEA-1是一种吸水膨胀性很强的树脂，具有延迟膨胀的特征，因此能够保证颗粒材料有足够的时间进入井下漏失层位后继续膨胀，其吸水膨胀体积倍数可以达到4～8倍，同时，WEA-1的机械弹性形变能力强，拉伸强度大，封堵强度高，与各种水基钻井液配伍性好，能够达到良好的堵漏效果和有效提高地层承压能力的目的。延迟膨胀颗粒堵漏剂在彩南油田的C2872井、C3002井和霍001井进行了应用，堵漏均很成功，用WEA-1堵漏浆堵漏后，循环钻井液均再未发生漏失。     

用于裂缝性地层的体膨颗粒钻井液堵漏剂TP-2的制备与性能研究

为解决裂缝性地层钻井过程中常规桥塞堵漏材料堵漏效果不佳与堵漏后发生重复性漏失的问题, 以丙烯酰胺、 丙烯酸为共聚单体, 过硫酸钾和亚硫酸氢钠为氧化还原引发剂, 以N,N-亚甲基双丙烯酰胺为化学交联剂、锂皂石为物理交联剂, 采用溶液聚合法合成了体膨颗粒钻井液堵漏剂 TP-2, 研究了 TP-2的形态结构、 吸水膨胀性、 保水性、 堵漏性及其对钻井液性能的影响。结果表明： TP-2为不规则的颗粒, 平均粒径为 190.5 μm, 与钻井液的配伍性较好, 形成的屏障层承压能力可达11 MPa; TP-2吸水膨胀性和保水性良好, 80℃下的膨胀倍数为75 g/g、保水率为 38.4%; 温度对 TP-2的影响较大, 随温度升高, TP-2吸水膨胀倍数增加、 保水率降低。该体膨颗粒堵漏剂适用于 80℃以下的裂缝性油藏的防漏堵漏。图6表1参13     

油基钻井液随钻堵漏技术与应用

针对在用油基钻井液钻进页岩气井水平段时井漏事故常有发生,造成严重的经济损失,研制了一种A型堵漏材料,对其进行了粒径分析,优选了最佳粒径范围,并在油基钻井液中评价了其堵漏性能。实验结果显示,A型堵漏剂的配伍性好,分散性好,吸油膨胀率高,抗150℃高温,砂床渗透侵入深度为1.0 cm,几乎是零滤失;与同类产品进行了对比,堵漏性能优于其他同类产品,具有好的防渗堵漏和裂缝堵漏效果;正向驱替压力为13 MPa,反向突破压力为1.2 MPa,承压强度高,反向驱替压力低,能够解决油基钻井液的渗透性漏失问题;A型堵漏剂与其他堵漏材料复配时能够有效解决1~3 mm裂缝漏失问题。形成了一套油基钻井液随钻堵漏技术,并在焦页195-1HF井进行现场应用,取得了良好的应用效果,不仅降低了焦页195-1HF井的钻井成本,同时缩短了钻井周期。      

油基钻井液随钻防漏技术实验研究

与水基钻井液相比,油基钻井液更容易发生井眼漏失,且井漏现场处理困难,一旦发生井漏,往往会造成重大经济损失。针对油基钻井液漏失问题,从油基钻井液井漏预防措施入手,通过优选不同类型的钻井液防漏堵漏剂,研制了新型油基钻井液随钻防漏堵漏材料,并探讨了其协同作用机理。渗透性封堵实验以及作用机理分析表明,刚性架桥颗粒、弹性填充颗粒、微细纤维材料等不同类型钻井液防漏堵漏剂具有协同作用效果,能够迅速形成具有"强力链网络"的致密封堵层,显著提高了油基钻井液的随钻防漏堵漏性能。进一步优化了强封堵性油基钻井液体系,该体系在120℃、16 h热滚前后的流变性、滤失性能良好,PPA砂盘滤失量仅为11.4 m L,具有良好的随钻防漏堵漏性能,能够起到强化封堵井壁作用,有助于提高地层承压能力。     

川南深层页岩气水平井随钻防漏堵漏技术

本研究优选出对油基钻井液性能影响较小的三种堵漏材料:聚硅短纤维-1,随钻堵漏剂-2,超细碳酸钙,并进行复配实验,最终得出油基钻井液随钻防漏堵漏配方:硅短纤维-1(1.5％)+随钻堵漏剂-2(1％)+超细碳酸钙(0.5％),形成了油基钻井液随钻防漏堵漏工艺技术,在泸州区块应用7口井,有效地预防渗透性漏失的发生,7口井在四...     

2005年国外钻井液新技术

介绍了2005年钻井液技术在新型钻井液、保护油气层技术、防漏堵漏、井壁稳定等方面的新进展。新型钻井液方面介绍了高效水基钻井液、可防止重晶石沉降的INNOVERT钻井液体系、超临界二氧化碳钻井液、甲酸铯盐水高温高压井钻井液和完井液、乳化隔离液等。在保护油气层新技术方面介绍了新一代打开油层钻井液、油基钻井液滤液对气层影响的研究等。在防漏堵漏新技术方面介绍了含有膨胀聚合物颗粒和胶体颗粒的微复合有机／无机胶堵漏剂、可变形的密封剂（MAX_sHIELDTM）、一种新的漏失机理——注水冷却会诱发地层在钻井时发生漏失、交联水泥堵漏剂等。在井壁稳定技术方面介绍了利用分子模型对聚合物稳定页岩的机理进行了解，一种有效的高温高压降滤失剂——新型共聚物Hostadrill4706，预测油基和合成基钻井液密度的模型，降当量循环密度工具等。对振动筛筛网新的API标准等其它钻井液新技术也进行了介绍。     

准噶尔南缘油基膨胀型随钻防漏堵漏技术

新疆油田准噶尔南缘地区应用油基钻井液过程中,井漏问题突出。自主研发出油基膨胀型堵漏剂DHF系列,其在三类基础油中具有良好的膨胀性能,膨胀率52%~72%,具有良好的抗压强度和回弹效果,抗压30 MPa、回弹率12.2%~15.5%,具有抗160℃高温能力。选择刚性颗粒WNDK、油基膨胀型DHF、细纤维TP-2和软化沥青SOLTEX复配的防漏堵漏技术思路,根据不同漏速,形成1~5#油基防漏堵漏配方。室内实验表明,复配的堵漏材料与油基钻井液具有良好的配伍性能,1#防漏配方具有较好的封堵性能,侵入深度减少率95.2%。2~5#堵漏配方对其相应缝板的堵漏效果较好,7 MPa下的总滤失量30~45 ml。形成油基膨胀型随钻防漏堵漏工艺,并在乐探1井成功应用,井漏复杂得到有效控制,一次堵漏成功率达70%,低压层的承压能力提高至1.98~2.02。建议油基膨胀型随钻防漏堵漏技术在新疆油田准噶尔盆地南缘地区低压地层、断层裂缝发育等复杂地层中继续推广应用。     

川渝页岩气井油膨胀随钻防漏治漏技术及应用

川渝地区页岩气水平井使用油基钻井液过程中,井漏问题突出,急需完善现用油基钻井液堵漏技术.为此,自主研发出油膨胀堵漏剂WNPDL系列,并采用"刚性颗粒+油膨胀颗粒+薄片+纤维+沥青"的技术思路,根据不同漏速,形成了1～5#油基防漏治漏配方.室内实验结果表明:①油膨胀堵漏剂WNPDL系列可以抗150℃高温能力,抗压35 M...     

涪陵页岩气田油基钻井液随钻堵漏技术

涪陵页岩气田焦石坝区块三开水平段采用油基钻井液钻进过程中,因堵漏材料与现场钻井液配伍性差导致堵漏成功率低、易复漏,针对该问题,研究了油基钻井液随钻防漏堵漏体系。基于"刚柔并济,变形封堵,细粒充填及限制渗透"的堵漏原理,通过室内试验,优选了JHCarb刚性堵漏剂、HIFlex变形颗粒与H-Seal弹性封堵剂,并配制了油基钻井液用随钻防漏堵漏体系。该体系与油基钻井液配伍性好,耐油耐温性能佳,可长时间在井浆中循环,预防渗透性漏失,封堵宽度小于3.0 mm的裂缝,承压能力大于7 MPa。该体系在焦石坝区块页岩气水平井水平段油基钻井液钻进过程中进行了应用,有效防止了易漏地层的渗透性漏失,成功解决了钻进过程中漏速10.0 m3/h左右的漏失问题。研究结果表明,该油基钻井液随钻堵漏技术能解决页岩地层的漏失问题,有效提高了地层承压能力,保证了固井作业顺利进行。      

水基钻井液低温流变特性研究

深水钻井是中国石油近期和未来发展的必然趋势。温度对钻井液流变性能影响显著,深水低温给钻井液流变性调控带来了巨大挑战。分析了国外深水低温对钻井液流变性影响规律研究现状,利用自行研制的深水低温钻井液基本性能测试模拟实验装置和FANNIX77流变仪,研究了温度和压力对不同水基钻井液体系黏度和动切力的影响。结果表明,温度对不同钻井液体系的黏度影响规律基本相同,即随温度降低黏度增大,从高温到室温钻井液黏度增加比较缓慢,而从室温开始随温度降低黏度迅速升高;温度对含固相钻井液和无固相钻井液体系动切力的影响规律不同,无固相钻井液体系的动切力随温度降低而降低,而含固相钻井液动切力则随温度降低而增加;压力对水基钻井液体系黏度、动切力影响不大。研究结果为我国深水钻井实践提供了室内研究基础。     

准噶尔盆地硬脆性页岩强化致密封堵水基钻井液技术

为解决准噶尔盆地硬脆性页岩地层井壁失稳的问题,在分析准噶尔盆地硬脆性页岩矿物组成与组构特征的基础上,根据多元协同井壁稳定理论,提出了以多尺度致密封堵为核心的协同稳定井壁技术对策,构建了多尺度致密封堵水基钻井液YHDF-1和YHDF-2。矿物组成和组构特征分析结果得知,准噶尔盆地硬脆性页岩地层井壁失稳与“微裂缝–裂隙–孔隙”的多尺度特征密切相关,加强封堵微纳米尺度缝隙,提高抑制页岩表面水化的能力,发挥合理密度钻井液有效应力支撑井壁的作用,才能协同强化稳定井壁。性能评价结果表明,多尺度致密封堵水基钻井液YHDF-1和YHDF-2可耐150 ℃高温,其400 mD砂盘的PPA滤失量分别为17.8和13.2 mL,可使页岩的渗透率降低90%以上。钻井液YHDF-1和YHDF-2分别在准噶尔盆地的D-72井和D-12井进行了现场试验,钻井过程中均未出现井壁失稳现象,试验井段平均井径扩大率均小于10.0%,电测均一次成功。研究和现场试验结果表明,多尺度致密封堵水基钻井液YHDF-1和YHDF-2具有优异的封堵防塌性能,可以解决准噶尔盆地硬脆性页岩地层井壁失稳的问题。      

硬脆性泥页岩微米-纳米级裂缝封堵评价新方法

为解决应用常规封堵评价方法优选的封堵材料对大庆油田致密油裂缝性地层封堵效果差的难题，选用由不锈钢粉末经特殊工艺压制成的薄片作为封堵介质来模拟微米和纳米级裂缝，并自主设计加工了封堵评价装置，形成了微米-纳米级微裂缝封堵评价新方法。室内试验结果表明，封堵评价新方法可替代高温高压滤失试验对钻井液的封堵性能进行评价，且优选的钻井液配方对微米级和纳米级裂缝都具有较强的封堵能力。应用该方法对封堵材料配方及加量进行了优化，形成了强封堵型水基钻井液配方，并在大庆油田F38-P1井进行了现场试验，解决了青山口组地层在钻进过程中的井壁剥落、掉块等井壁失稳问题。研究结果表明，裂缝封堵评价新方法可以模拟井底温度条件下对钻井液的封堵性能进行评价，且具有操作简单、评价精度高等优点，为大庆油田致密油藏高效开发提供了技术支持。      

新型超高温页岩抑制剂特性实验研究

为满足超高温深井钻井工程的需要,提升抗高温水基钻井液的抑制页岩水化能力,研选了一种新型超高温页岩抑制剂HT-HIB该抑制剂分子结构与聚醚二胺类似,端部含有2个胺基,但分子链为刚性的环烷基。通过抑制膨润土造浆实验、页岩滚动分散实验、页岩膨胀实验、压力传递测试、X射线衍射分析黏土层间距、Zeta电位测试和热重分析等,综合评价了该页岩抑制剂的抑制性能,并揭示其作用机理。结果表明,HT-HIB能抑制泥页岩水化膨胀和分散,并可在一定程度上阻止压力传递,作用优于目前高性能水基钻井液中使用的聚胺抑制剂;同时HT-HIB可在220℃下保持性能稳定。HT-HIB通过端部的胺基单层吸附插入黏土层中,破坏黏土表面水化层结构并排出层间水分子;黏土表面吸附HT-HIB后亲水性显著降低,从而阻止了水分子的吸附;此外,HT-HIB的溶解度随pH值变化,可使HT-HIB从溶液中析出并堵塞页岩微孔隙,也有利于阻止液相侵入。总之,HT-HIB借助化学抑制、润湿反转以及物理封堵协同作用,因而表现出突出的抑制性能,为开发新一代抗高温高性能水基钻井液打下了基础。      

高性能水基钻井液在大庆油田致密油藏水平井中的应用

针对大庆油田中浅层致密油藏水平井钻井过程中常发生造浆、缩径和剥落掉块等问题,在对致密油储层岩心进行电镜扫描、铸体薄片分析等的基础上,利用聚胺、聚合醇的"两元协同"作用提高钻井液的抑制性,利用常规物理封堵与聚合醇化学封堵相结合的"双效"封堵作用提高钻井液对微裂缝的封堵能力。采用宏观与微观相结合的抑制性评价方法优选了聚胺抑制剂,并选用与其具有良好配伍性的聚合醇等处理剂,形成了抑制性突出、封堵能力强和润滑性良好的高性能水基钻井液。室内试验结果表明,高性能水基钻井液泥页岩滚动回收率大于95%,缝宽10~50 μm的微裂缝累计出液量小于2 mL,极压润滑系数仅为0.10。该钻井液在大庆油田致密油藏的9口水平井进行了应用,均效果显著,其中龙26-平9井的井径扩大率仅为9.31%,最高机械钻速达10.58 m/h。研究表明,高性能水基钻井液能够满足大庆油田致密油藏的钻井需求。      

抗高温油基钻井液封堵剂PF-MOSHIELD的研制与应用

针对层理和微裂缝发育的高温高压复杂井，从提高多尺度封堵效果和高温稳定性出发，研制了一种由独特的化学改性剂和磺化沥青、油溶性碳酸钙、纳米二氧化硅以及苯乙烯丙烯酸酯共聚物等组成的抗高温油基钻井液封堵剂PF-MOSHIELD。该封堵剂粒径分布在1～189.02 μm之间，热稳定性好，分解温度高达378℃，软化点为260℃，且能在油相中稳定分散。与传统的油基封堵剂相比，该封堵剂在压差的作用下挤入微裂缝，同时参与了“内滤饼”和“外滤饼”的形成，在高温下能对不同孔隙度的裂缝进行封堵，有效降低渗透滤失量和滤失速率。在南海海域WZ6-9、WZ12-1等区块井的应用表明，添加PF-MOSHIELD的钻井液体系流变稳定，电稳定性提高，减少页岩中孔隙压力传递效应，能够满足层理和微裂缝发育的硬脆性和破碎性地层井壁稳定要求。      

一种高回弹性井壁承压封堵剂

井壁稳定是保证钻井施工安全顺利的前提，也是钻井作业关注的重点和难点。弹性石墨因为其独有的回弹特性，在井壁增强和封堵承压方面具有其它封堵材料无可取代的优势。井壁承压封堵剂PF-RG是国内自主生产的弹性石墨材料，具有完全惰性、无磁性、高抗温性等优良性能，在水基钻井液和油基钻井液有良好的适应性，不影响流变性，降低润滑系数的同时大幅度降低滤失量。经过压弹性实验评价，该材料具有非常高的回弹特性，回弹率超过20%，最高达到100%以上，与国外同类产品相媲美。目前井壁承压封堵剂PF-RG已经在现场作业中成功应用，证明了该材料具有优良的承压封堵能力。      

大港油田页岩油水平井钻井液技术

针对大港油田沧东凹陷和歧口凹陷页岩油水平井水平段钻进过程中存在的井壁易失稳、井眼清洁效果差、摩阻和扭矩高等技术难点,在分析页岩油地层地质特征的基础上,制定了增强钻井液抑制性、封堵性和携岩性的技术对策,通过优选封堵剂、润滑剂等关键处理剂,形成了BH-KSM-Shale和BH-WEI-Shale强抑制强封堵高性能水基钻井液...     

一种高回弹性井壁承压封堵剂

井壁稳定是保证钻井施工安全顺利的前提,也是钻井作业关注的重点和难点。弹性石墨因为其独有的回弹特性,在井壁增强和封堵承压方面具有其它封堵材料无可取代的优势。井壁承压封堵剂PF-RG是国内自主生产的弹性石墨材料,具有完全惰性、无磁性、高抗温性等优良性能,在水基钻井液和油基钻井液有良好的适应性,不影响流变性,降低润滑系数的同时大幅度降低滤失量。经过压弹性实验评价,该材料具有非常高的回弹特性,回弹率超过20%,最高达到100%以上,与国外同类产品相媲美。目前井壁承压封堵剂PF-RG已经在现场作业中成功应用,证明了该材料具有优良的承压封堵能力。     

高强度堵漏技术在KES1103井的应用

KES1103井盐层及盐下地层均采用高密度油基钻井液体系,实钻过程中主要复杂为井漏,共计发生井漏30次,累计漏失油基钻井液5 028 m³。该井井漏基本涵盖了山前地区常见的井漏类型：卡盐底井漏、裂缝发育地层井漏、套管鞋井漏等,且同一开次包含两套或多套地层压力系统,漏点不易确定,堵漏难度极大。该井采用高酸溶沉降隔离、油基钻井液桥浆堵漏、水基钻井液桥浆堵漏、高失水快强箍堵漏、雷特桥堵堵漏等多种堵漏技术,有效提高地层承压压力,达到快速治漏的目的,为复杂地质条件下深井“安全、高效、经济”钻完井和加快勘探开发进程提供强有力的技术支撑。