准南山前柴窝堡区块钻井液技术研究与应用简

通过分析准南山前柴窝堡区块复杂事故发生的原因,针对该区块地层特点,提出了相应的钻井液技术对策及铝胺强抑制强封堵聚磺防塌钻井液体系配方。该体系在柴窝堡区块柴1HF井现场应用表明：抑制性强,封堵性能好,适应柴窝堡区块地层特点。柴1HF井直导眼的钻探成功不但解决了该区块施工中易出现的井壁失稳难题,而且为该区块其它井的施工提供了有力的技术保障。表6参4     

董7井井壁稳定钻井液技术

通过探讨钻井液抑制机理和封堵机理,优选了抑制剂和封堵剂,研发了铝胺抑制防塌钻井液体系,该体系抑制性好,封堵性强,在董7井进行了现场应用。通过采用合理密度支撑-"多元协同"抑制-物化封堵防塌技术,解决了上部地层泥页岩易水化分散及侏罗系地层井壁失稳的难题,顺利穿过高压盐水层,完成了钻探目的和地质任务,为该区块其它井的施工提供了有力的技术保障。表8参10     

泌页HF1井油基钻井液技术

泌页HF1井设计三开在页岩层中钻进水平段,水平段设计长度1 000.00 m。该井定向段应用水基聚合物钻井液,在接近水平段时钻遇泥岩、页岩地层,并发生严重井壁失稳。为防止页岩水化、分散、垮塌及长水平段易粘卡的问题,在该井三开水平井段试验应用了油基钻井液。考虑闪点、毒性和芳香烃含量,选择5号白油为钻井液连续相;根据活度要求,确定质量浓度28.0 g/L的CaCl2水溶液为水相;优选了主乳化剂、辅乳化剂,确定了其加量;通过性能试验,确定了润湿剂、有机土、降滤失剂、提切剂和封堵剂的加量,并最终确定了油基钻井液配方。对配制的钻井液进行了各项基本性能及膨胀率、回收率、抗钻屑污染、封堵效果评价,评价结果较好。该油基钻井液在泌页HF1井三开水平段应用,仅用时6.5 d就钻完实际长达1 044.00 m的水平段而顺利完钻。应用表明,油基钻井液封堵防塌能力强、破乳电压高、性能稳定、滤失量低、流变性好,且具有较强的携岩能力。      

准北1井钻井液技术

准北1井是中石化集团在准噶尔盆地乌伦古坳陷西南斜坡带所部署的一口重点预探井,设计井深4250m。该地区地层复杂,且缺少参考资料,通过室内实验优选强抑制铝胺基聚合醇钻井液作为本井钻井液体系,实钻表明,该钻井液体系实现了井壁稳定、油气层保护、防塌防漏,提高机械钻速的优异效果。     

彭页2HF井油基钻井液技术

彭页2HF井是部署在彭水区块的一口重点页岩气勘探水平井。该区页岩微裂隙发育、伊蒙混层含量较高,滤液进入地层后,与黏土矿物、微裂缝发生综合作用,井壁极易失稳;同时由于页岩微裂隙发育,极易发生井漏,且地层承压能力低;该井水平段长达1 650 m,对井眼清洁要求高。因此,井壁失稳、井漏频发和井眼清洁要求高是本井施工主要技术难点。笔者在分析彭水区块页岩矿物成分和裂缝分布的基础上,制定了相应的技术措施,进行了油基钻井液现场应用,取得了显著效果,创造了国内陆上页岩气水平井水平段和水平位移长度新纪录。该井的成功实施,对于国内其他地区页岩气水平井油基钻井液技术施工具有指导和借鉴作用。     

桩1291HF大位移井钻井液技术

针对桩129-1HF井摩阻扭矩大、携岩困难、井壁失稳突出等问题,在分析大位移井钻井中钻井液技术难点的基础上,通过评价悬浮剂CDXW的悬浮能力和携岩能力、高效润滑剂 BH-1 在常温和高温高压条件下的润滑效果,以及优化粒度级配、优选页岩抑制剂,形成了铝胺基聚磺钻井液,并对其性能进行了评价.结果表明,铝胺基聚磺钻井液的API滤失量小于3mL,高温高压滤失量小于10 mL,动塑比在0.5以上,黏附系数小于0.05,说明该钻井液抗温性能好,携岩能力强,润滑性能可以满足大位移井的润滑要求.桩129-1HF井使用铝胺基聚磺钻井液钻进的井段,起下钻正常,没有发生井下故障,三开油层段平均井径扩大率仅为3.85%,钻井周期比设计周期缩短了22.09 d.这表明铝胺基聚磺钻井液具有良好的携岩能力、润滑性和抑制性,能有效解决大位移井井眼清洁效果差、摩阻和扭矩大等问题.      

铝胺基钻井液在夏1031HF井的应用

为了解决非常规水平井夏 103-1HF 井三开所面临的井壁稳定、井眼净化、润滑防卡、钻井液流变性控制和油气层保护等钻井液技术难点,通过室内试验对有机胺、铝基聚合物、物理封堵剂、降滤失剂、润滑剂和流型调节剂等进行了优选和复配,确定了铝胺基钻井液的配方。室内评价试验表明,铝胺基钻井液具有强抑制性、强封堵性、优良的润滑性和流变性及抗温性能,其所污染岩心的渗透率恢复率高达90%以上。现场应用表明,铝胺基钻井液流变性能稳定,动塑比保持在0.5左右,API滤失量控制在2.4 mL以内,高温高压滤失量控制在8.0 mL以内,泥饼粘附系数在0.1以内,较好地解决了该井所面临的钻井液技术难点,保证了该井安全顺利完成,且三开井径较规则,平均井径扩大率为2.0%。铝胺基钻井液在夏 103-1HF 井的成功应用表明,该钻井液可以推广应用到该工区其他非常规大斜度井和水平井中。      

CB30A-1井钻井液技术

CB30A-1井是在埕岛海域钻探的1口定向井,完钻井深4303.88m,其钻探目的是开发CB30区域古生界、太古界潜山油藏。针对该井所钻地层上部造浆性强、井壁坍塌严重,下部易发生井喷、井漏的特点,不同井段采用了不同的钻井液配方,上部地层选用聚合物钻井液体系;下部地层选用无固相聚合醇钻井液体系,利用欠平衡钻井技术钻至4220.44m,发生井漏,漏失速度为48m3/h,随后采用无封堵、保护储层钻井液顺利完钻。现场应用表明,聚合物钻井液体系抑制能力强,携岩和井眼稳定等性能较好;无固相聚合醇钻井液体系具有较好抗高温、润滑、防塌性能,在保护油气层方面具有独特作用。同时,无封堵、保护储层钻井液为开发同类地层积累了丰富经验。     

莫深1井钻井液技术

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7380m。该井一开Φ660．4mm井眼至井深501m，选用正电胶钻井液体系，利用高坂含与MMH的特殊流变学特性，解决地袁流沙层的井壁稳定与井眼清洁问题。二开叫44．5ram井眼至井深4463m，选用钾钙基聚磺钻井液体系，强化体系的抑制封堵与抗污染能力，解决了因泥岩段水化膨胀、砂岩段形成虚厚泥饼造成的阻卡问题，实现了井壁稳定。三开Φ311．2mm井眼至井深6406m，选用抗高温高密度聚磺氯化钾钻井液体系，解决了高温高密度钻井液的抗污染问题，实现了深部地层的快速钻井，四开Φ215．9mm井眼至井深7500m，选用抗高温高密度聚磺钻井液体系，解决了高温高密度钻井液的抗温问题，应用“填充封缝即堵技术”，大幅度提高深部地层的承压能力，保证了施工安全。     

哈深斜1井钻井液技术

为了解哈山前缘冲段带二叠系含油气情况,探讨在山前高陡构造钻遇大位移井的可行性,在哈山山前构造带部署了预探井哈深斜1井。为确保哈深斜1井钻探成功,研发了铝胺抑制防塌钻井液体系。评价实验表明,铝胺抑制防塌钻井液体系抑制性及封堵性好,润滑性能强。现场通过合理密度支撑-多元强化抑制-双重封堵防塌-润滑防卡措施,辅助相应的钻井液现场维护处理工艺,解决了高陡地区钻遇大位移井所遭遇的井壁失稳,井眼净化及润滑防卡的难题,顺利钻达目的层,钻井时效比预计提高了10%。     

阿曼Daleel油田分支井钻井液技术研究

对Daleel油田作业5区三分支水平井DL-59井井下复杂情况分析,室内测定了引起复杂情况的Nahr Umr泥页岩地层的矿物组分和粘土矿物含量,优选了适应在该泥页岩地层215.9 mm造斜井段的钻井液配方中的各种处理剂,最后研制出钻井液配方,通过DL-73井应用后,取得了良好的防塌效果.     

泌页HF1页岩油井钻井技术

泌页HF1井是河南油田第1口页岩油气勘探井。根据泌页HF1井邻井情况和施工技术难点,对井身结构、钻井液体系和固井技术进行了设计。该井先钻导眼井,再回填侧钻,三开结构。二开定向侧钻段应用水基聚合物钻井液,钻遇大段泥、页岩地层时发生严重井壁失稳。三开井段采用旋转导向、白油基钻井液体系和尾管回接固井等新技术,保证了井下钻进安全、井眼质量及固井质量,提高了钻井速度。三开只用6 d一趟钻钻完进尺1 122 m,水平段长1 044 m,平均井径扩大率3.88%,起下钻正常,完钻后,通井电测一次成功,下套管顺利到底,固井质量合格。     

查深1井钻井液技术

查深1井是吉林油田公司在乾北地区部署的一口重点预探直井,完钻井深5 500 m。该井上部青山口组等地层存在严重的井壁坍塌、井漏等问题,下部地层温度高,井底温度达到180 ℃。针对该井地质特点,通过室内实验研究,确定上部采用复合膜铝基钻井液,下部前期采用空气钻井,后期转化为改进型水包油钻井液体系进行欠平衡施工。现场应用结果表明,采用的钻井液体系有效解决了泥岩坍塌、井漏和高温条件下性能不稳定等难题,满足了施工的需要。     

川深1井钻井液关键技术

川深1井是中石化部署在川东北地区的一口超深预探井,完钻井深为8420.00 m。该井面临着井温高、地层条件复杂、地质资料少及井壁易失稳等诸多技术难点。针对高密度钻井液技术难点,通过室内实验优选出抗高温处理剂:2% SPNH、2% SMP-3、0.5% SMPFL（DSP-1）、3% SMT（SMS-H）、3% RHJ-3、1% HPA、3%纳米SiO₂。通过钻井液体系正交实验得出了流变性好、抑制性强、抗温性强、沉降稳定性好、抗污染能力强的高密度聚磺钻井液,并在该井四开井段取得了成功应用。最后,对现场应用过程中的钻井液关键技术进行了系统的阐述,如气液转换技术、特殊地层处理方法、钻井液的现场维护技术措施及保护油气层技术等,主要取得以下认识:①加重时循环混入低黏度切力的高密度钻井液,逐步降低膨润土含量;②通过固控设备严格控制固相含量;③钻遇盐膏层时可提高钻井液密度,并严格控制滤失量,保证钻井液pH值不低于10;④酸性地层可适量提高Cl-含量对钻井液进行预处理提高其抗盐性能;⑤破碎地层须提高钻井液密度并加入相应处理剂,从力化耦合角度防止井壁失稳;⑥易漏地层应严格控制钻井液密度,适当减少排量及提高黏度和切力,可加入不同粒径可酸化的封堵材料,进行屏蔽暂堵。      

柴窝铺地区复杂地层钻井液技术

针对柴窝铺地区地层的复杂情况, 研制了钾基聚合物石灰钻井液体系。室内试验及在柴３ 井的现场试验表明, 该体系具有较强的抑制性、良好的抗ＣＯ２ 污染能力, 可操作性强, 值得在该地区推广应用。     

呼2井钻井液技术

本文着重介绍了山前构造上呼２井的钻井液使用技术，对钻井中出现的一些问题进行了分析总结，较好地解决了呼２井的钻井液存在的一系列技术难点，掌握了钻该井应采取的钻井液体系密度、性能指标，以及保持井壁稳定的工艺措施和方法，总结出了该区今后钻井时使用钻井液应注意的问题和经验。     

金山气田梨6-6HF水平井钻井液技术

梨6-6HF井是金山区块部署的第1口评价水平井,参考井较少且远,气藏埋深不确定性较大,与钻井施工相配套的钻井液技术尚处于探索阶段。该井上部地层夹杂大量泥岩,存在严重剥蚀、垮塌井段,易引起井塌掉块、卡钻、泥包钻头等复杂情况;水平段较长,对钻井液的携岩携砂和润滑性能要求较高。针对不同井段的实际情况,采用不同的钻井液体系与工艺技术,并制定了相应的性能维护措施,顺利完成了钻井施工任务。现场实践表明,钻井过程中钻井液性能稳定,具有较强的抑制性能、防塌性能、携岩携砂性能和润滑性能,可以满足梨6-6HF井的施工要求,为今后金山区块进行勘探开发提供了宝贵经验和技术支持。     

北堡西3×1大位移井钻井液技术

北堡西3×1井上部地层成岩性差,造浆严重,井眼斜度大,裸眼井段长,井壁容易垮塌失稳,钻井过程中极易在井眼下井壁形成钻屑的沉积层,导致钻柱扭矩增大,摩阻升高,造成卡钻。上部地层采用聚合物钻井液;钻开储层时采用聚合物硅基钻井液。现场应用表明,该套钻井液体系使北堡西3×1井固相含量为5％～17％,保证了钻井液性能的稳定;抑制防塌效果好,在聚合物钻井液中加入复合两性金属离子包被剂、无荧光防塌剂和聚合醇,提高了钻井液的抑制防塌能力,井径扩大率较小;润滑防卡效果强,二开定向前在钻井液中加入白油、磺化沥青,钻进过程中保持润滑剂含量不低于3％,三开施工中加入聚合醇、磺化沥青、白油,四开加入极压润滑剂、聚合醇并保持其含量为2％,以减轻旋转钻进时的扭矩、起下钻和下套管时的负荷,减少了复杂事故的发生;携岩净化效果强,95％以上的井段3都为2～10,6为3～12,满足了大位移井对井眼净化的要求,保证了钻井作业的顺利进行。     

河坝1井钻井液技术

河坝1井钻遇地层复杂．下部有含硫化氢的超高压天然气层、塑性盐膏层、漏失地层等，易出现井漏、喷漏同存、卡钻等井下复杂情况和事故。钻井液维护处理存在防漏堵漏难度大、地层易垮塌、盐膏层易污染钻井液、高密度抗高温钻井液性能调整困难等技术难题。该井三开井段应用了聚磺抗钙防塌钻井液体系，四开、五开井段应用了聚硅醇抗钙防塌钻井液体系．并采取了相应的维护处理措施。针对钻井过程中出现的井下复杂情况和事故，不断优化钻井液性能．并采取相应的工程技术措施．从而确保了该井顺利钻至设计井深。     

钱1井硬脆性地层井壁失稳机理及钻井液技术

钱1井位于准噶尔盆地东部区块,施工中井壁失稳严重。通过对地质构造,地层理化性能及电镜扫描、施工用钻井液体系分析,明确了井壁失稳机理;采用优选的胺基硅醇和双膜承压剂,研发了胺基硅醇防塌钻井液体系替代现有的铝胺强抑制防塌钻井液,该体系不仅保持原铝胺强抑制防塌钻井液体系的强效抑制性,还提高了钻井液体系的封堵性能。