物理法随钻防漏堵漏技术与钻井液研究现状

物理法随钻防漏堵漏技术是一种防、堵结合的新方法,可解决西部油气深井孔洞渗透性地层和裂缝性地层钻井中的井漏问题.采用流体力学和射流理论基本原理,把钻井过程中泵入井底的钻井液进行分流,将15%左右的钻井液通过一种独特的井下工具分流,采用新型射流的水力能量作用方式直接射入可能漏失井壁,配合相适应的具有随钻防漏堵漏作用的钻井液体系,使漏失井壁快速形成"人造井壁",从而达到随钻防漏堵漏的目的,提高漏失井壁的承压能力和钻井液的密度窗口,对油气层也有保护作用.     

新型随钻堵漏钻井液体系的研制

针对平方王油田钻井过程中钻井液漏失的难题,研制了一种新型多功能随钻堵漏钻井液体系。介绍了新型随钻堵漏钻井液体系的配方优选,探讨了该体系的最佳流变性能、防塌抑制性和悬浮稳定性,研究了该体系的承压能力和封堵能力。实验结果表明,该体系具有较强的抗温抗污染能力,悬浮稳定性好,密度调节范围广,封堵填充加固能力强,具有常规钻井液及随钻堵漏钻井液的性能特点,易操作、可调整。     

高密度钻井液随钻堵漏技术研究

地层和油气层分布的特点，使塔里木盆地易发生高密度条件下的井漏。多种堵漏处理措施，如降排量、降密度、静止堵漏、随钻堵漏、桥接堵漏、注水泥堵漏等都没有很好地解决这类漏失问题。根据井漏及堵漏情况，开发出了高密度条件下使用的随钻封堵护壁剂。该堵漏剂主要以改性纤维作为骨架材料，改性沥青和天然有机高分子作为填充材料，以弱交联聚合物为变形填充材料，并辅以有机硅为粘结护壁材料，是一种具有物理化学堵漏功能的新型随钻堵漏剂。经流变性、砂床滤失性、润滑性、油层保护性等性能评价，表明该处理剂加入后，对钻井液流变性影响小、可辅助降低API滤失量和润滑系教、能碴著降低砂床滤失鼍。同时还具有一定的保护油气层的功能。     

新型随钻防漏堵漏钻井液技术研究

针对渗透性漏失地层,开发出一种封堵效果好、封堵范围广的随钻堵漏剂ASK-1。ASK-1随钻堵漏剂主要由柔性粒子和聚合物复配组成,通过两者的共同作用达到快速有效封堵孔隙或微裂缝的作用。该堵漏剂对孔径较宽渗透漏层封堵作用良好。室内评价,在一定范围内,渗透率封堵率超过90%以上,封堵带强度大于8MPa。现场应用证明,可有效提高地层承压能力,且防漏及堵漏效果良好。     

喷漏同层井段全井高密度随钻堵漏钻井液技术

鄂西渝东及川东北海相探区地质构造复杂,断层多,裂缝孔隙发育,产层多,同一裸眼井段压力系数差异大,常在产层发生井漏,给钻井施工带来了很大难度。以该区块建深1井为例,介绍了通过现场不断摸索而总结出的喷漏同层井段全井高密度随钻堵漏聚磺钻井液技术的应用情况。在应用介绍中,分析了建深1井下组合志留系产层和地层岩性特点,讨论了高密度堵漏钻井液的技术难点,详述了高密度堵漏钻井液的维护及处理工艺。该技术对该类型的深井施工有一定借鉴作用。     

随钻防漏堵漏技术机理的探讨

钻井过程中很容易发生井漏,轻微的井漏会影响钻井工作的效率,严重的漏失则要耗费大量的生产时间及人力、物力甚至会引起诸如井塌、卡钻、井喷等一系列复杂情况与事故。所以,井漏一直是钻井工作中亟需解决的技术难题。文中介绍一种新的防漏堵漏技术——物理法随钻防漏堵漏技术,建立了基于该项技术的井下物理模型,并以流体力学为研究基础阐述了该项技术利用井下侧向水力工具的旋转射流作用在漏层裸眼井壁上形成低渗透、牢固滤饼的机理和方法,设计了水力工具的喷嘴。该技术不但达到了随钻防漏堵漏的目的,而且能有效提高漏失地层的钻井速度和降低钻井成本。     

随钻堵漏材料研究进展

介绍了近年来国内随钻堵漏材料的新进展,包括超低渗透处理剂和随钻堵漏剂。分析了随钻堵漏材料的组分及其封堵原理。指出了现有随钻堵漏材料的不足之处,并对随钻堵漏材料的发展方向提出了建议。     

TABNAK气田严重漏失气层随钻堵漏钻井液技术

TABNAK气田碳酸盐岩地层气层压力低,仅为0.86～0.91 MPa/100 m,裂缝发育,钻井过程中极易发生漏失和井喷.分别采用了LCM段塞堵漏、水泥浆堵漏和LCM随钻堵漏措施.经TBK气田17口井钻井实践表明,TBK气田灰岩地层裂缝很窄,LCM段塞堵漏很容易封住裂缝,但有效期很短,当裂缝表面的LCM被冲掉后,或新地层再次出现裂缝时,井漏现象继续发生;水泥浆堵漏有效期短,堵漏时间长,成本高;而LCM随钻堵漏钻井液,配制简单,即漏即堵,效果好,成本低,既节省时间,又节省材料,可满足TBK气田的钻井施工要求.     

榆林子洲地区堵漏技术探讨

榆林子洲地区刘家沟段地层承压能力低、漏失严重,处理井漏时间长;泥岩吸水膨胀,易井垮。结合井漏类型,采用了分段堵漏、工艺堵漏、储水强钻等方法,总结出了较成功的堵漏经验,并取得了较好效益。     

苏20K-P1储气库井超低压砂岩地层随钻堵漏技术

苏20K-P1井是华北油田苏20储气库的一口四开水平井,目的层为砂泥岩互层,地层压力系数仅为0.18,而且为防止泥岩垮塌,钻井液设计密度为1.10g/cm3,防漏、堵漏难度大.室内实验从邻井苏20井的地质资料出发,利用渗透率公式计算出目的层平均孔隙直径为18μm,根据“四球相接理论”,选择粒径为0.125～0.180mm的砂床进行堵漏模拟实验,优选出了随钻堵漏钻井液配方,用其污染苏20井岩心后渗透率降低率达76％,堵漏材料侵入深度为1cm左右,可酸化解堵.现场应用表明,优选出的随钻堵漏材料,配合使用成膜防塌聚合物,可在封堵层表面形成致密的封堵层,阻隔液柱压力传导,达到防漏堵漏的目的,但应注意机械钻速不能过高,必须保证随钻堵漏材料有充足的时间形成封堵层;该随钻堵漏技术能够保证超低压砂岩地层的顺利钻进,具有推广应用前景.     

聚胺微泡沫钻井液及其作用机理

针对孔隙或裂缝性低压地层井漏、井塌及油气层损害等多种技术难题,以聚胺为水化抑制剂,结合微泡沫钻井液特点,构建了聚胺微泡沫钻井液体系。通过调整搅拌速度、优选加重剂、增黏剂加量及pH值等手段,使聚胺微泡沫钻井液密度在0.43~1.15 g/cm3之间可调。研制的聚胺微泡沫钻井液体系的抗温达120℃,可抗12%氯化钠、20%海水、12%劣质土、21%柴油污染,具有较好的防漏堵漏性能及储层保护效果。聚胺微泡沫钻井液兼有聚胺的表面水化、渗透水化抑制作用,加之较低的表面张力、活度,具有屏蔽暂堵性,在井壁上形成半透膜,可起到良好的防止井壁坍塌和保护油气层作用。     

国外Y区S25井堵漏技术

国外Y区HOS区域南部边缘Pabdeh地层灰岩裂缝性发育,岩性为低强度白云岩,钻进施工过程中易发生漏失,漏层分布没有规律,漏失层位多且具有连续漏失特点,在漏速对密度敏感的井段难以堵漏,且裂缝性漏失地层的承压堵漏施工困难。针对上述难点,应用DL-A高温高压堵漏实验仪器,以2 mm圆孔模板,对不同配方桥堵剂进行了模拟堵漏实验,优选出了适合2 mm孔隙和裂缝性地层的桥堵剂,提出了该地区上部地层漏失以防为主,防堵结合的技术措施;中部地层采用低密度钻井液钻穿漏层,中下部地层采用随钻堵漏与承压堵漏相结合的钻井液技术,并优化堵漏浆配方以提高地层承压能力,该项技术在S25井应用中获得了良好的堵漏效果。     

国外微泡沫钻井液技术新进展及探讨

综述了近10年国外微泡沫钻井液技术的研究及应用进展,总结了国外在微泡沫微观机理及其体系流变性能等方面取得的认识。针对目前的技术现状,提出了微泡沫尺寸与地层孔隙喉道半径匹配关系认识不清、微泡沫引起的堵塞、室内评价与现场应用效果差异较大等几方面的问题。在此基础上,分别从微泡沫体系在多孔介质中的渗流规律及影响因素、微泡沫钻井液用化学剂、微泡沫钻井液制备方法3个层面,探讨了该技术的研究方向。即要建立数学模型定量描述微泡沫尺寸与多孔介质中匹配关系,从而为微泡沫在不同储层中的应用提供理论参考;研究微泡沫产生的"贾敏效应"对储层流体渗流能力的影响,避免微泡沫钻井液施工后可能引起的产液量下降问题;建立实验室与现场制备条件的对应关系,统一关于微泡沫钻井液的制备规范或标准。     

泡沫欠平衡钻井液研究与应用

欠平衡钻井技术中 ,泡沫钻井液是应用效果较好的一项技术。通过对泡沫钻井液室内研究与评价 ,筛选了新型高效发泡剂、稳泡剂、泥页岩抑制剂、低密度水泥浆早强剂等 ,给出了适合于高温条件下的泡沫钻井液配方。伊 5 1井现场应用实践表明 ,在井深 30 0 0多米、井底温度达到 110℃的状态下 ,泡沫钻井液性能依然保持良好 ,为泡沫欠平衡钻井技术在深井条件下的应用打下了基础。     

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微泡沫钻井液以其密度可调、流变性好、能反复泵送、可循环使用、不需要额外添加设备、成本低而获得广泛应用。许多油气田已成功应用该技术解决了低压地层和长段破碎带地层井漏的难题，取得了良好的技术和经济效益。但对地层压力系数低且裂缝较大的严重井漏往往失去作用。为了拓宽微泡沫钻井液的应用领域，针对川渝地区玉皇1井表层井段的严重井漏，交替使用微泡沫钻井液和微泡沫桥浆，使井漏得到了有效控制。与邻区同类井相比，钻井速度提高了3～7倍，取得了明显的技术经济效益，为处理类似井漏问题提供了新的技术途径。     

委内瑞拉疏松砂岩水平井弱凝胶微泡钻井液

委内瑞拉东南部的奥里诺科重油带AYACUCHO区块MFM构造分区块油层具有油藏浅、压力低、孔隙度大和井温低等特点。该区块多为水平井，且井段较长，以往混油聚合物等常规水基钻井液在施工过程中经常发生上提拉力过大、下放遇阻、卡钻等事故复杂。针对常规水基钻井液的不足，自主研发了流型调节剂和发泡剂，形成了一套弱凝胶微泡钻井液配方，体系的密度在0.85~1.00 g·cm-3范围内可控，120℃老化后低剪切速率黏度保持40 000 mPa·s以上，有效解决了常规水基钻井液在施工过程中容易发生上提拉力过大、下放遇阻、易卡钻的难点。该体系在MFM-62井、MFM-65井进行了现场应用，水平段均一次性顺利钻完，无事故复杂，水平段钻进周期从12 d降至4 d，口井日产量达90 t，较邻井提高40%以上。      

可循环微泡钻井液研究及其在乍得潜山地层的应用

乍得潜山地层微裂缝发育丰富,地层压力系数在1以下,采用常规钻井液体系往往导致地层发生恶性漏失,针对该技术难题,提出采用可循环微泡钻井液钻潜山储层。合成出一种可用于可循环微泡钻井液的发泡能力强同时具有稳泡能力的发泡剂GWFOM-LS,在120、150℃时0.5% GWFOM-LS的发泡体积分别为720 mL和400 mL以上,其抗温能力达到130℃,抗盐能力达10%,抗钙能力达0.5%。基于该发泡剂优选出密度范围在0.70～0.96 g/cm3的可循环微泡钻井液体系。该体系在乍得Baobab C1-13井裂缝发育的潜山油层进行了应用。现场应用表明,该发泡剂配制的可循环微泡钻井液性能稳定,而且具有较好的携岩性能和储层保护性能,利于井下工具信号传导,解决了钻井过程中潜山地层恶性漏失问题,为今后潜山储层开发奠定了技术基础。      

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。     

KCl-BPS聚合物钻井液体系

针对冀东油田高104-5区块高孔、高渗、疏松稠油油藏的特点,以黑色有机正电胶为油层保护主剂,按照屏蔽暂堵新原则选择不同类型的暂堵保护油层材料,并加入氯化钾和聚合物配制成一种保护油气层机理全面的新型广谱屏蔽暂堵保护油层钻井液体系KCl-BPS聚合物钻井液。室内研究和现场试验表明,该体系携岩能力强,抑制性好、润滑防塌效果显著,钻井液性能易于维护和调整,暂堵保护油层效果好。     

欠平衡泡沫钻井液技术在窿14井的应用

窿14井是青西油田窟窿山构造的一口重点工程探索井.该井为配合在1358～2670 m的欠平衡空气钻井实验,使用了泡沫欠平衡钻井液技术.通过室内研究,优选出了适合在该地区使用的各种处理剂,并通过调整处理剂加量优化设计泡沫钻井液配方.评价试验表明,该配方泡沫钻井液发泡率高、稳定时间长、抗温性好、抗污染能力强、抑制能力强、腐蚀性小.现场应用表明,所使用的泡沫钻井液性能优良,满足了空气钻井方式下携岩的要求,对钻具腐蚀性小,井壁稳定能力好,在地层持续出水的情况下仍保证了井壁的稳定性,应用井段无坍塌事故.