深层页岩气钻井关键技术难点及对策研究

以涪陵深层页岩气储层为研究对象,针对涪陵深层页岩气储层地质特征复杂、埋藏深、机械钻速低以及钻井周期较长等问题,总结了涪陵深层页岩气钻井过程中面临的关键技术难题。结合中浅层页岩气钻井开发的经验,提出了相应的技术对策:优化井身结构及水平井眼控制技术、研制高效PDC钻头及优化井壁稳定控制技术等。研制出1套适合涪陵深层页岩气储层的高效水基钻井液体系,并通过室内试验对钻井液体系的综合性能进行了评价。结果表明:高效水基钻井液体系具有较好的流变性能、抑制性能、润滑性能、封堵性能及抗污染性能,能够满足涪陵深层页岩气钻井施工的需求,在保障钻井安全的基础上提高钻井效率,为涪陵地区深层页岩气的高效开发提供技术支持。     

涪陵深层页岩气水平井高效油基钻井液体系研究

针对涪陵深层页岩气水平井开发过程中存在井壁失稳、摩阻较大以及起下钻困难等问题,在分析研究钻井液技术难点的基础上,结合该区块具体地质特征,提出了相应的钻井液技术对策,决定采用油基钻井液钻进。为此,室内在前期涪陵页岩气区块使用的油基钻井液基础之上,通过降滤失剂以及润湿剂的优选,研制了一套适合涪陵深层页岩气水平井的高效油基钻井液体系,具体配方为:柴油:氯化钙水溶液(32%)=90:10～70:30+4%主乳化剂HZRJ-1+4%辅乳化剂HFRJ-3+5%降失水剂JSY-1+3%有机土+1润湿剂HRSJ-10+5%氧化钙+重晶石加重至密度为1.80～2.20 g/cm3。室内对该高效油基钻井液体系的综合性能进行了评价,结果表明,高效油基钻井液体系在不同密度范围和不同油水条件下均具有良好的流变性能,并且具有良好的沉降稳定性能、抑制性能以及抗污染性能,能够满足涪陵深层页岩气钻井施工的需求。为目标区块深层页岩气的高效稳定开发提供技术支持和保障。     

页岩气开发钻井液技术研究

由于页岩气井特殊的储层特征,对钻井液的抑制性以及润滑性等提出了很高的要求,油基钻井液虽然能够满足页岩气水平井钻井的需要,但其环保问题以及成本问题等成为制约其大规模应用的瓶颈.为此,针对页岩气储层的特点,室内开展了适用于页岩气水基钻井液的抑制剂、增粘剂、降滤失剂以及润滑剂的优选,形成了一种高性能的页岩气水基钻井液体系.并对该体系进行了综合性能的评价,结果表明,体系具有良好的流变性能,在90 ℃下老化16 h后的高温高压滤失量仅为5.6 mL,摩阻系数为0.11;体系的钻屑热滚回收率达到了98.88%,具有良好的抑制性能;体系在150 ℃高温下老化后仍可保持较好的流变性能和降滤失性能,表明体系具有较强的抗温能力;体系在加入5%的粘土和氯化钠后流变性变化不大,说明体系具有较强的抗污染能力.说明优选的高性能页岩气水基钻井液体系具有优良的综合性能,能够满足页岩气水平井钻井的需要.     

长宁地区页岩气水平井水基钻井液技术

水平井钻进过程中保持井壁稳定是页岩气开发过程的重点与难点所在。我国页岩气水平井钻进主要以油基钻井液为主。油基钻井液在稳定井壁和长水平井段高效钻进方面具有强大优势,但环保性能差和成本偏高,使其不适应当今石油行业的发展趋势,故高性能水基钻井液的研究与推广就势在必行。本文通过分析长宁地区页岩气地质特征和长水平段钻井过程中所需强封堵性与抑制性、良好润滑性及环境友好的要求,提出应用以高性能水基钻井液体系来解决长宁地区龙马溪组水平段井段的井壁失稳问题。     

一种高性能纳米水基钻井液的室内研究与评价

主要针对页岩气水基钻井液难点设计了一种纳米材料钻井液体系。我们主要通过添加混合好的纳米材料复合剂和少量高效润滑剂来达到钻井液封堵性和润滑性优良的目的。同时评价了该体系流变性能和热稳定性等基本性能,对比了该钻井液体系封堵抑制性能、润滑性能和抗侵污性能,其综合性能接近油基钻井液,具备了页岩气开发水基钻井液所需的各种重要性能,同时也达到了降本增效的目的。     

环保型强抑制成膜封堵页岩气水基钻井液研究与应用

在油基钻井液普遍应用的背景下,开发应用复杂地层需要的页岩气水基钻井液,满足绿色、安全、高效钻进,仍然是当前钻井液技术发展的趋势。以聚酰胺抑制剂JXA-1和成膜封堵剂FDM-1为依托,采用模块化设计,构建了CQ-SDM环保型强抑制成膜封堵页岩气水基钻井液体系。实验表明,体系的页岩抑制性强,封堵防塌能力强,润滑减阻好,能保持低粘切流变性,具有成膜造壁能力,且主要材料及配制的钻井液经生物毒性检测,均达到无毒标准,对环境友好。在1个井组4口页岩气水平井中试验应用,重复利用率100%。     

国内外页岩气水基钻井液技术新进展

对比了中美页岩气的地质特性,分析了页岩气长水平段水平井水基钻井液面临的技术难题,并提出了相应的技术对策,综述了国内外页岩气水基钻井液技术的新进展及应用概况,重点介绍了国外水基钻井液用纳米处理剂的研究现状,并对页岩气水基钻井液技术和产品的发展趋势进行了展望。     

国内外页岩气水基钻井液技术新进展

对比了中美页岩气的地质特性,分析了页岩气长水平段水平井水基钻井液面临的技术难题,并提出了相应的技术对策,综述了国内外页岩气水基钻井液技术的新进展及应用概况,重点介绍了国外水基钻井液用纳米处理剂的研究现状,并对页岩气水基钻井液技术和产品的发展趋势进行了展望。     

国内页岩气开采技术进展

页岩气资源潜力大、寿命长、生产周期长,已成为能源研究领域的热点和突破点。自2009年以来,中国页岩气钻井领域的62a,标志着国内页岩气资源的开发。页岩气储层和常规油藏不同,必须采用先进的技术,特别是对水平井钻井、完井和压裂技术,实现经济高效发展。近年来国内页岩气钻井技术、钻井液技术、固井和压裂技术等,可以为中国页岩气开发的技术基础。讨论了页岩气的发展,技术和环境问题,指出了页岩气技术未来的发展方向。未来,需要结合国内页岩气储层的特点,借鉴新技术、国内外经验,通过优化工具开发、技术支持和水平井钻井技术的解决方案,尽快为页岩气的发展提高;进一步提高油基钻井液体系流变,密封能力,开展水基钻井液体系研究适用于页岩气水平井钻井;研究使用油基钻井液页岩气水平井的现状,进一步提高冲洗液和水泥浆体系和固井技术;分析页岩气水平多级压裂技术的井下工具、工作液及施工技术进展,加强压裂设计动态监测,形成一套完整的钻井、压裂及生产过程中废水等操作,污水和垃圾处理技术,重视环境污染评价页岩气的开采,以确保中国页岩气开发的健康发展。     

适用于页岩气水平井新型水基钻井液室内研究

为了解决水基钻井液在页岩气水平井钻探过程中出现的摩阻扭矩大、井壁失稳问题，以超支化聚乙烯亚胺、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、氯乙酸钾为原料制备了环保型多功能基液AS。该基液表现出优异的润滑性能和抑制性能，且具有良好的环境友好性能。当AS加量为20%时，其润滑系数仅为0.032，且使钠基膨润土压片线性膨胀率小于10%以及黏土层间距始终保持较低。由该基液AS配制的水基钻井液具有稳定性强，以及优异的润滑性能和抑制性能，适用于页岩气水平井，可提高井壁的稳定性钻井安全。     

页岩气水基钻井液抑制剂的抑制性能研究

页岩气已经成为我国非常重要的能源之一。页岩地层黏土矿物含量高,页岩气水平井水平段长,钻井液与地层接触的时间增加,页岩水化更严重,井壁失稳更加突出。页岩气开发过程中钻井液与地层容易发生水化作用,使地层水化膨胀,影响井壁稳定性。因此水基钻井液必须首先作到能完全抑制黏土矿物的水化。通过流变性、滤失量、线性膨胀率对比研究了三种抑制剂。优选出了最佳抑制剂AT-JM,线性膨胀率最低。这为后面页岩气水基钻井液体系的优选提供了非常重要的参考。     

适合低渗透油藏的高效水基钻井液体系研究

针对海上某低渗透油藏前期使用钻井液体系存在的不足,结合目标油田实际情况,研制了一种适合低渗透油藏的高效水基钻井液体系,并对其综合性能进行了评价.结果表明,该钻井液体系具有良好的耐温性能,在140℃下滚动老化后体系的流变性能及滤失量等各项性能基本没有变化;该钻井液体系具有良好的防水锁性能,当防水锁剂HAW-1加量为1.5...     

延长气田致密砂岩区块高效防塌钻井液体系研究

针对延长气田某致密砂岩区块钻井过程中易出现井漏、井塌等严重井下复杂事故的情况,通过优选合适的抑制剂和封堵剂,并结合其他处理剂,研制了一套适合延长气田致密砂岩区块的高效防塌钻井液体系,室内对其综合性能进行了评价.结果表明:该钻井液体系高温滚动老化后的流变性能稳定,滤失量较小;钻井液的抑制性能较强,对目标区块储层段岩屑的一次滚动回收率在95％以上,二次滚动回收率仍能达到90％以上;钻井液的封堵性能较强,能够有效阻止钻井液滤液进入地层深部;与聚磺钻井液体系相比,高效防塌钻井液体系的润滑性能更好,极压润滑系数和泥饼黏附系数明显更低;此外,该钻井液体系还具有良好的抗污染性能,体系中分别加入15％岩屑、15％NaCl和1％CaCl2后,其流变性和滤失量的变化幅度较小.     

准噶尔盆地新型环保型钻井液研究与应用

准噶尔盆地深井及大位移深水平井存在着储层埋藏深、地层压力变化大、所钻岩性复杂等难点致使钻井复杂事故频发,为加强对深井钻井液流变性、抑制性、封堵性、润滑性等性能研究,在准噶尔盆地成功研究并应用新型XZ高性能水基钻井液、胺基聚合物钻井液。XZ高性能水基钻井液中研发出5种新型处理剂,用以提高井壁稳定性、钻井液抑制性、微纳米级封堵性和润滑性,成功创建了一套适合准噶尔盆地深井及大位移深水平井的XZ高性能水基钻井液工艺;胺基聚合物钻井液体系具有非常强的抑制性和剪切稀释性,抗污染能力强、性能稳定,封堵、防塌能力和携岩、清洁能力强等特点。通过现场试验研究表明,XZ高性能水基钻井液、胺基聚合物钻井液均能达到降低井底复杂事故发生、缩小井径扩大率、缩短钻井周期、降低钻井成本的目的,能同时满足安全、高效、环保要求,值得在适宜地层区块加以推广应用。     

雷88-杜H5井高性能水基钻井液技术

随着油田水平井的深入开发。水平井的施工越来越多,施工工艺越来越复杂,对钻井液的要求也越来越高,高性能水基钻井液技术应运而生。雷88块上部地层东营组泥岩软、易造浆、起下钻困难,易发生起钻抽吸。目的层为沙四段泥质白云岩,泥质含量高,层理发育,在地应力作用下,井壁极易失稳。通过实施高性能水基钻井液技术保障了该区块水平井施工的顺利进行,为该区块同类型井施工提供经验。     

新沟致密油水平井水基钻井液性能优化评价

新沟油区水平井的水平段短,且目前现场所用混油硅酸盐体系会出现井径扩大率偏大现象,对于水平井施工具有较大潜在风险,为此,研制出一种多功能抑制封堵剂,以优化混油硅酸盐体系的抑制性、润滑性和封堵性,优化后的混油硅酸盐体系的各项性能均达到了新沟油区致密油1500米以上水平井钻井作业需求对钻井液的性能要求。同时,为提高后续致密油长水平井开发的高润滑、强抑制、优良经济性等,研制出了低油水比油基钻井液体系。针对该油区优化和研制的两种钻井液体系,有效保持井壁稳定和井下安全,为该区块致密油藏后续的低成本、高效开发提供了技术支持。     

新型高效无膨润土水基钻井液体系的研究与应用

以抑制剂YH-SUP、增效剂YH-LUB以及耐温耐盐聚合物等为主剂,可溶性羧酸盐为加重剂,研制出一种新型高效的不含膨润土的水基钻井液体系,并在现场得到成功验证和应用.该钻井液体系对环境友好,具有高抑制性、高润滑性和良好的油气层保护性能,对解决上部井段造浆严重、下部井段易垮塌区域的大位移井、水平井等钻井难题,提供了新的钻井液体系.     

云页平3井固井难点与措施

云页平3井是鄂尔多斯盆地页岩气水平井中第一口三开采用水基钻井液完钻的页岩气水平井,进入水平段后遇有黏卡、脱压等情况,井径极不规则,大肚子井眼较多,针对上述特点,制定了固井方案和优化水泥体系,固井质量良好。     

硅基阳离子水基钻井液体系在大庆油田水平井中的应用

大庆油田自2007年开始大量应用水平井钻井技术开发外围＂三低＂油藏,而硅基阳离子水基钻井液体系作为一套成熟的水基钻井液体系在大庆油田的水平井钻井施工中发挥了重要作用,在三年近100口水平井的实际应用中,该体系以其抑制性强、润滑性好、滤失量小和流变性稳定以及具有简单有效的现场应用工艺等特点在钻井现场很好的解决了由于目的层泥页岩段长、造浆能力强、多层里发育、易塌、易漏等特点对水基钻井液的限制,取得了良好的应用效果,现场应用证明该体系可替代油基钻井液成为大庆水平井钻井的常规钻井液体系。本文对该钻井液体系的室内性能（流变性、抑制性、润滑性等）进行了研究与分析,并在大量现场应用的基础上总结性介绍了该钻井液的现场配制工艺和维护工艺。     

环境友好型水基钻井液技术研究新进展

目前世界油气资源钻探开发范围已逐步走向深层超深层、海洋深水、非常规等复杂地质条件地层,"安全、快速、优质、环保、高效"已成为钻井技术发展的更高目标,这必然对钻井液技术提出更全面、更高的要求。为此,国外石油公司陆续研发了高性能环保型水基钻井液体系,并提出了"客户定制式"高性能水基钻井液设计理念,而我国在环保型水基钻井液方面仍与国外成熟专利技术存在较大差距,因此研发具有自主知识产权的高性能环保型水基钻井液关键处理剂及配套体系是当前钻井液工艺技术领域的重要课题之一。本文从环保型水基钻井液体系、环保型钻井液关键处理剂、钻井液环保性能评价方法等三个方面,综述了高性能环保型钻井液技术国内外研究新进展,展望了环保型水基钻井液技术发展趋势,为环保型钻井液体系与关键处理剂研发提供了参考。