南海东方气田高温高密度钻井液体系研究

东方气田属于我国南海海域高温高压并存油气田之一,具有地温梯度高、多套压力系统共存、钻井液密度窗口窄等特点。为此,总结分析了现阶段东方气田高温高压井钻井液所面临的技术挑战,高温稳定性以及流变性、滤失性控制等钻井液技术难题亟待解决。针对东方气田高温高压井对钻井液高温稳定性和防塌技术的需求,通过优选关键钻井液处理剂,研制了抗高温高密度水基钻井液。结果表明,优选的高温高密度水基钻井液体系具有高温稳定性强、润滑性好以及页岩抑制能力、封堵能力及抗污染能力强等优点,气层保护效果优良。     

高温高密度钻井液完井液体系室内研究

为了开发深部的油气藏，在钻井作业中需要使用性能更为优良的加重钻井液完井液，研制了一种新型的抗高温高密度水基钻井液体系。该体系用海泡石配成基浆，添加多种抗高温处理剂而复配成几种不同配方，从中选出一种配方作进一步的性能评价试验。试验表明，它具有较好的热稳定性（抗温180℃）、抗盐性（20％）、抗钙性（3％）以及良好的流变性等特点，基本上能满足深井、超深井等复杂地层的钻井要求。     

高温高密度钻井液完井液体系室内研究

为了开发深部的油气藏 ,在钻井作业中需要使用性能更为优良的加重钻井液完井液 ,研制了一种新型的抗高温高密度水基钻井液体系。该体系用海泡石配成基浆 ,添加多种抗高温处理剂而复配成几种不同配方 ,从中选出一种配方作进一步的性能评价试验。试验表明 ,它具有较好的热稳定性 (抗温 1 80℃ )、抗盐性 ( 2 0 % )、抗钙性 ( 3 % )以及良好的流变性等特点 ,基本上能满足深井、超深井等复杂地层的钻井要求。     

莫深1井抗高温密度水基钻井液体系室内研究

针对莫深1井钻井施工中存在高温高压问题，开展了抗高温高密度水基钻井液系列研究实验，实验均采用国产材料，优选优配抗高温处理荆，通过室内大量配方实验，成功开发出能满足莫深1井深井段施工要求的水基钻井液体系，体系的热稳定性及高温下的性能均较好，抗温可达220℃，并且在高密度条件下具有良好的流变性。该体系的成功研究对莫深1井的顺利钻探意义重大。     

莫深1井抗高温高密度KDF水基钻井液室内研究

莫深1井是位于准噶尔盆地中部马桥凸起莫索湾背斜上的一口超深预探井，设计井深为7380m，预测地层压力系数为2．12，预测井底温度为204℃。针对莫深1井高温高压并存问题，成功研制出抗高温高密度KDF水基钻井液。该体系主要由高温降滤失剂、防卡降滤失剂、抑制性降滤失剂、高温保护剂、高温封堵剂、高温增效剂、包被剂、润滑剂等组成。实验结果表明：密度为2．30g／cm^3的KDF水基钻井液体系在120～220℃范围内，滚动16h、48h及72h后均具有较好的热稳定性、沉降稳定性、流变性、失水造壁性、润滑性及抗污染性能，且配方的重复验证性较好。KDF水基钻井液配方应用范围广，可通过调整体系中处理剂的加量来满足莫深1井深井段不同温度条件下的钻井施工要求。     

无固相钻井完井液的研究与应用

国内外石油钻井施工中,多使用含有膨润土和较高固相的钻井液,易对储层造成伤害,使储层渗透率大大降低。为满足储层保护的需要,优选增黏剂、降滤失剂、抑制剂、暂堵剂,开发出无固相钻井液体系,即:清水+0.3%Na2CO3+3%FL-1+1%Redu1+0.3%XC+0.3%CMC+1.5%Na-PAN+3%FT-1+2%SPNH+0.2%K-PAM+2%QCX-1。文章分析了无固相钻井完井液作用机理、室内实验及现场应用效果,指出该体系不仅具有良好的悬浮携带性、流变性、润滑性,而且油层保护性能也很好,能够满足低压油层水平井钻进和保护油层的要求。     

抗高温高密度水基钻井液室内研究

针对深井和超深井钻井工艺技术对钻井液的要求,合成了抗高温不增黏降滤失剂CGW-1、抗盐高温高压降滤失剂CGW-2等处理剂.CGW-1抗温达220℃,黏度低,能避免钻井液高温增稠现象;CGW-2具有良好的抗盐性能.以它们为主处理剂形成了密度为2.5 g/cm3的淡水钻井液及密度为2.3 g/cm3的饱和盐水钻井液.实验结果表明,该抗高温高密度钻井液经过220℃、16 h高温老化后具有良好的流变性,高温高压滤失量小于20 mL;密度为2.5 g/cm3的淡水钻井液具有良好的抗岩屑、黏土、钙污染能力、较强的抑制性和良好的沉降稳定性.     

钻井液完井液质量监控体系

经多年实践，中原油田建立了钻井过程中的钻井液完井液质量监控体系。讨论了钻井过程中钻井液完井液质量监控体系的控制指标及对有关指标的要求，对油气层保护工作措施和效果进行了分析。钻井过程中应进一步加强钻井液完井液质量监控措施，形成更加规范的监督、监测一体化队伍。     

抗高温高密度水基钻井液室内研究

通过室内实验,优选出了能够抗200℃高温、密度达2．30g／cm^3的水基聚磺钻井液配方：4％膨润土＋1．5％SMP-2＋2％SPNH＋3％HL-2＋1％SMC＋0．2％80A51＋0．3％KHPAN＋重晶石＋2％SF260＋1％高温稳定剂＋0．5％表面活性剂＋1．0％润滑剂。评价了该钻井液的热稳定性及抗盐抗钙能力。结果表明,该钻井液流变性好,抗盐、抗钙污染能力强,对处理超高温水基钻井液具有指导意义。     

抗高温海水无黏土相钻井液研究

通过室内研究,优选出适用于抗高温海水无黏土相钻井液的增黏剂、降滤失剂、润滑剂和防塌抑制剂等,研制了抗高温海水无黏土相钻井液.其性能评价结果表明:该海水无黏土相钻井液耐温达150℃,同时具有较好的抗膨润土污染能力,润滑性和防塌性较好;体系易于控制,能有效减少井下事故的发生,提高钻进速度;岩心渗透率恢复率大干93％,具有较好的储层保护效果.     

高温低密度油基钻井液体系室内研究

在高温深井中,为了保护低压油气层,合成一种新型有机土MZ,用以配制高温低密度油基钻井液体系。室内研究结果表明:有机土MZ的胶体率优于有机土A828、B500A和B38,MZ在柴油中胶体率可高达97.4%,高温热滚前后主要性能变化小,表明高温并没有破坏其聚结胶联的空间网状结构,具有较好的胶体稳定性和抗温性;MZ晶层间距为2.05 nm,季铵盐离子取代金属离子进入膨润土层间,使其晶层间距增大;MZ配制的高温低密度油基钻井液体系,热滚前后黏度变化不大,热滚后具有较高的切力,高温高压滤失量小于3 mL;MZ配制的钻井液能抗温220℃,抗50%盐水或15%泥岩钻屑的侵入污染,满足深井复杂地层钻井液技术需求。      

低渗透气田水平井钻井(完井)液技术

针对低渗透气田平井钻井过程中的井壁稳定、钻头泥包、及保护储层技术难题,室内研发了用于斜井段的双钾盐聚合物钻井液体系和用于长水平段配合裸眼完井工艺特点的无粘土低伤害暂堵钻井(完井)液体系,并在长北气田20余口分支水平井成功应用.结果表明,斜井段易塌层平均井径扩大率低于20%,244 mm技术套管均安全顺利下达窗口,这种尺寸套管及其下深在长庆油田尚属首次.水平段安全顺利钻过2 245 m水平段分支,裸眼完井并直接气举投产,获得无阻流量超过200×104 m3/D的单井高产,创造了长庆气田新纪录,保护储层效果明显.     

超高密度高温钻井液流变性影响因素研究

针对超高密度高温钻井液固相含量高、流变性难以控制这一难题,实验研究了膨润土浆流变性的影响规律,然后以新研制的超高密度高温钻井液为对象,研究了重晶石粒度级配与自由水含量对其流变性的影响,并通过正交实验对超高密度高温钻井液配方进行了优化.研究表明,配制超高密度钻井液需要严格控制膨润土用量;重晶石的粒度分布明显影响钻井液的流变性和滤失性;自由水含量与钻井液的黏度紧密相关,重晶石加量对自由水含量影响最大.     

低密度无固相海水钻井液在南海西部D气田的应用

南海西部D气田目前在生产的浅层气藏,属上第三系莺歌海组地层,是中孔中渗的泥岩储层,该地层较复杂,钻进时易发生掉块、井塌、卡钻等井下复杂。在研究储层岩石性质及现有钻井液性能存在问题基础上,提出应提高体系的封堵性能以及抑制性能,措施为:在φ311.1 mm井段原PRG钻井液配方中增加VIS,降低滤液侵入速度,降低钻井液对于井壁的冲刷作用;降低PLUS的含量和增加PF-FLOTROL,降低黏度并增强降滤失性能;在φ215.9 mm井段原PRF钻井液配方中增加Greenseal,形成致密隔离层带,封堵微裂缝和孔喉,降低滤液渗透,延长井壁稳定时间;增加EZCARB的含量并且使用KCl加重,增加抑制性能。评价结果表明,PRG和PRF钻井液具有滤失量低（API滤失量为2.1 mL,高温高压滤失量约为4.3 mL）、流变性好、抑制性强（滚动回收率约为90%）和抗污染能力强（抗盐达10%,抗钙达2%）等特点。在D气田P3H井和D4H井的现场应用表明,使用PRG和PRF钻井液,有效抑制了泥包卡钻、井漏等井下复杂的发生,使用效果良好。      

高温高矿化度高密度水基钻井液用润滑剂

复杂深层油气钻井工程中,超高温高矿化度高密度（简称“三高”）复杂条件对水基钻井液润滑剂性能提出了更高要求。笔者利用环保性能较好的改性基础油、极压耐磨成膜材料、复合表面活性剂以及复合抗氧化剂等,研制了一种高温高矿化度高密度钻井液润滑剂SDR-1。评价结果表明,润滑剂SDR-1抗温达200℃,在饱和盐水基浆及含6000 mg/L钙的饱和盐水基浆中润滑系数降低率均大于80%,其沉降稳定性好,荧光级别小于3级;与高密度钻井液配伍性良好,可有效降低高密度钻井液的循环流动压耗及动态摩阻。      

川东北地区抗高温超高密度钻井液研究

川东北地区海相碳酸盐岩高含硫气藏存在硫化氢含量高、盐膏侵严重、易发生井漏、井壁失稳、井底温度高、压力大等难点,通过对抗高温处理剂、加重剂、膨润土限量进行优选,形成了满足川东北地区深井超深井钻井要求的抗高温超高密度复合金属离子聚磺钻井液.该体系抗温可达180℃,可控密度达2.70 g/cm3(储备钻井液密度达3.0 g/cm3),具有良好的高温稳定性、润滑性和抑制性能,具有较好的抗污染能力,抗NaCl达10%,抗Ca2+达2000 mg/L,抗岩屑达20%;使用复合储层保护剂后,屏蔽暂堵率在99.5%以上,压力返排恢复率超过80%,酸化返排恢复率达到200%左右,能有效地保护油气储层.在河坝1井和金溪1井的现场应用结果表明,该体系具有良好的高温稳定性、流变性能、润滑性能、抑制性能和抗污染性能,满足了川东北地区高温超高密度压井修井液和钻井完井液的各项要求,且储层保护效果良好.     

抗高温微粒子钻井液的室内研究

为满足当前深井、超深井逐步向深层次开发的需要,在分析评价各种抗高温钻井液处理剂的基础上,研制出一种以CX-189、JC-J003为主要降滤失剂的抗220℃高温微粒子钻井液,对其性能进行了评价。实验结果表明,该钻井液经220℃、16 h高温老化后,仍具有良好的流变性,高温高压滤失量仅为13.6 mL,形成的泥饼薄而韧;同时,该钻井液还表现出较强的抑制性能和抗盐(15%NaCl)、抗钙(2.5%)能力。