延长气田钻井井径扩大率影响因素分析

延长气田位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡,钻井过程中井壁失稳引起的井壁坍塌经常造成井下复杂情况。为了降低井下复杂工况发生概率,分别从现场实测数据及理论计算方面进行了分析计算,结果表明:石千峰组石盒子组地层岩石本身微裂缝发育脆性大是造成井壁坍塌地质因素,井壁长时间浸泡及泥浆性能不达标是造成井壁坍塌的工程因素;允许井壁适当坍塌,适当降低钻井液密度可以起到保护储层的目的。     

延长气田刘家沟组以上地层无固相钻井液体系研究

针对延长气田子长区块由于地层压实作用小、渗透性强、泥岩段吸水膨胀快,常出现全井段缩径、垮塌等现象,通过不同钻井液对岩屑回收率的测试,评价出适合延长气田刘家沟以上地层的钻井液体系。该体系以清水+聚丙烯酰胺+氯化钾为主剂配制成清水聚合物钻井液,更好地应用于延长气田刘家沟组以上地层,防止井壁垮塌、掉块等现象,为该区块低成本开发提供技术支持。     

钻井液防塌封堵材料的性能研究

含微裂缝的硬脆性泥页岩地层发生井壁坍塌的主要诱因之一便是钻井液中的液相进入微裂缝,导致近井壁地带孔隙压力升高,地层强度降低之故,解决这类问题的最直接手段就是对微裂缝进行物理封堵。为防止井壁坍塌,研制了类似于沥青类的防塌封堵新材料SAL,并对其性能和封堵效果进行了分析。     

快速钻井技术在延长气田的应用

延长气田岩石硬度大,地层复杂,机械钻速低,井漏、井塌也时有发生。通过钻头优选,参数优化,机械钻速大幅提高;改良钻井液体系,钻井液基本能适应该区域的钻井要求;强化堵漏措施,减少了非生产时间,节约了钻井成本;确立合理的钻井液密度,加强钻井液封堵性能,很好地预防了井壁失稳。经过现场试验,钻井速度显著提高,井下复杂情况明显减少,表明效果良好。     

延长气田合理钻井液密度计算与分析

井壁稳定是钻井工程中经常遇到的一个问题,井壁失稳会造成井下复杂情况,影响钻井施工进度,严重时可能会导致井眼报废,造成巨大经济损失。延长气田位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东南部,该地区钻遇地层多,岩性变化大,上古生界石千峰、石盒子坍塌掉块严重,起下钻遇阻、遇卡现象较多,井下复杂及事故频发[1]。因此,井壁稳定技术及合理钻井液密度值显得尤为重要。     

雷家地区全油基钻井液技术

在裂缝性页岩钻井过程中,如果出现井壁失稳现象,单纯提高钻井液密度重新使井眼达到稳定状态,会造成如压差卡钻、降低钻进速度等一系列工程问题,更严重的是如已揭开油气层,会对油气层造成严重的伤害。针对辽河油田雷家地区井壁失稳现象突出的问题,利用自主研发的处理剂形成了一套全油基钻井液体系,通过页岩膨胀率、滚动回收率、砂床实验以及三轴压缩实验等方法对全油基钻井液的抑制性、封堵性及保持页岩强度能力进行了评价。结果表明:自主研发的全油基钻井液体系能够有效抑制页岩水化膨胀,封堵地层微裂缝,对页岩强度有很好的保持能力。在高28井施工过程中,全油基钻井液性能稳定,井壁稳定,符合现场施工要求。     

长宁地区页岩气水平井防塌钻井液体系设计

长宁地区页岩气膨胀性好、层理发育、胶结性差,易引起井壁失稳问题,针对上述问题本文提出页岩气水平井钻井液防塌技术。对长宁地区岩石的矿物组分和微观结构迚行分析,结果表明矿物组分以石英、长石等脆性矿物为主,含量主要分布在36.85%～49.42%,压实程度高,结构紧密,微裂缝发育。脆性矿物含量高及微裂缝发育是引起井壁失稳问题的原因所在,故从抑制页岩黏土矿物水化和封堵微裂缝两个角度出发来解决该地区井壁失稳问题。本文将上述两种关键处理剂与其他处理剂迚行合理复配,形成了一套防塌钻井液体系。实验结果表明,该体系可有效抑制黏土表面水化,滚动回收率高达97%,并对该地区微裂缝迚行有效封堵,防止钻井液固相颗粒和滤液侵入地层,降低钻井液动滤矢量,体系抗温能力可达120℃,满足长宁地区安全、高效、经济钻井的需求。     

影响钻井液封堵性能因素研究

当钻井液与井壁地层接触,如果钻井液泥饼质量和封堵性能不好,滤液侵入地层会导致孔隙压力升高和地层岩石力学性质发生变化。由于孔隙压力升高和地层岩石力学性质的变化,改变了井筒围岩的应力分布,引起井壁岩石强度的降低,导致地层坍塌压力的升高,当井壁岩石所受到的周向应力超过岩石的剪切强度时,就会发生井壁坍塌。可见提高钻井液封堵性能,减少滤液侵入,有利于抑制地层水化,控制井壁坍塌压力的升高,保持井壁稳定。本文从室内实验着手,开展影响钻井液封堵因素的研究,通过大量实验得出钻井液对地层的封堵效果受以下等因素控制。     

纳米封堵剂Fe_3O_4性能评价与机理探究

在现如今的页岩气水平井钻进过程中,井壁失稳问题是首要解决的问题,而钻井液良好的封堵性能是保证井壁稳定的关键因素,封堵剂则是钻井液良好封堵能力的基础。封堵剂依靠封堵井壁微裂缝来达到稳定页岩地层井壁失稳现象的发生。页岩地层微裂缝和孔隙发育,绝大多数属微纳米级,一般的封堵剂由于其粒径大且形状与裂缝不匹配难以进入裂缝达到封堵效果。由于纳米Fe_3O_4磁性颗粒具备粒径小、分散性高、强顺磁性、低生物毒性和强的化学稳定性等优点而成为封堵剂研究的重点。本文通过模拟泥页岩低渗环境和三轴应力实验来对纳米封堵剂Fe_3O_4进行封堵性能评价与机理探究,通过与纳米封堵剂LAT对比,质量分数为5%的纳米封堵剂Fe_3O_4在3.5MPa,30min条件下的可使清水渗透率下降率达80%以上,且经过纳米封堵剂Fe_3O_4浸泡后页岩岩芯的抗压强度达到了175.6 MPa,接近原始岩芯的抗压强度(182.1 MPa),说明该纳米封堵剂可对页岩地层微裂缝和孔隙进行有效封堵,表现出优良的封堵特性。     

聚合醇对威远地区页岩地层坍塌压力影响研究

井壁稳定是页岩水平井高效钻进的重要基础,解决井壁稳定的核心在于降低钻井液密度,从而降低地层坍塌压力。通过运用三轴岩石强度测试仪RTR-1000来研究聚合醇封堵剂及改进钻井液体系对威远地区页岩力学和抗压强度特性的影响。将经不同质量分数聚合醇及钻井液体系浸泡24h的页岩岩心表现出的应力-应变规律及浸泡前后页岩岩石坍塌压力变化规律与常规钻井液体系评价体系相结合,对聚合醇质量分数及体系进行优选和优化。得到使得威远地区井壁稳定的钻井液体系。实验结果表明:经不同的质量分数聚合醇浸泡后岩心的抗压强度有着不同程度的降低,聚合醇的最佳加量为质量分数8%,经该质量分数浸泡后的岩心抗压强度与原始岩心抗压强度接近,将钻井液体系中添加该聚合醇产品,利用其浊点效应对岩心微裂缝与微节理进行封堵,同时也能起到抑制页岩水化的目的,改进后的钻井液能明显提高岩心的抗压强度,钻井液密度降低值为0.12~0.35g/cm3,为发展低密度钻井液技术提供新的方法与思路。同时在现用钻井液中加入质量分数8%聚合醇和质量分数7%KCl后,页岩岩心强度获得极大提升,表现出与原始岩心相近的变形和破坏规律特征。故可在维持井壁稳定性的基础上降低钻井液密度,为钻速的提高提供了可能。     

镇泾油田PDC钻头优选分析

由于镇泾油田地层承压能力低,岩石可钻性较低,孔隙裂缝发育,钻井液浸泡超过一定时间,极易引起井漏或井壁垮塌掉块等并下复杂事故,影响钻井周期。本文针对镇泾油田地层特性,对近两年的已完井资料中的PDC钻头的型号、机械钻速、单只钻头进尺和钻遇地层特性进行统计,对已使用PDC钻头进行优选分析。利用主成分法对优选PDC钻头结果进行评价,并通过现场使用验证优选结果,最终优选出$5665型号钻头。     

两种碳酸盐岩地层孔隙压力计算方法的比较分析

准确预测地层孔隙压力是安全钻井,防止井壁失稳的关键。针对碳酸盐岩地层孔隙压力预测难度大这一问题,在分析碳酸盐岩地层特性的基础上,运用Eation法和有效应力法,通过以L1井为例,计算讨论了这两种方法在碳酸盐岩地层压力预测计算时的适用性。通过与实测值的比较分析,认为Eaton法对于碳酸盐岩地层压力的计算误差较大,不能准确计算其地层压力,而有效应力法更适用于以泥质含量少为特点的碳酸盐岩地层。     

井壁稳定性分析研究进展

泥页岩井壁失稳一直是钻井工程中还未得到彻底解决的世界难题,井壁失稳不仅会延长钻井周期,而且还会提高钻井成本,因此对井壁坍塌机理的研究具有重要意义。泥页岩井壁稳定性可以从化学和力学两个方面进行研究,化学方面可以通过分析岩石的组构和理化性能,为防塌钻井液的抑制性设计提供依据;而力学方面通过测井资料计算岩石的力学性能,例如弹性模量、泊松比、内摩擦角、抗拉强度等,进而确定钻井液的安全密度窗口。     

史109断块油层损害机理及钻井液优化研究

史109断块没有进行过系统的敏感性分析等储层保护的研究,借用邻区井的资料进行钻探后发现储层污染较严重。为了尽量减小钻井过程对史109断块储层造成污染,本文采用室内实验研究方法进行损害机理研究,对现场取得的岩心进行了渗透率的测定和矿物分析,通过敏感性流动实验研究系统评价了其潜在敏感性,并根据现场井浆和药剂对钻井液体系做出了优化,优选出了较理想的钻井液配方。实验研究发现,该区块不能完全借用邻区井的资料,优选出的钻井液配方在保证施工要求的前提下能减少对储层的污染。     

泡沫流体在油田的应用现状与展望

泡沫流体以其低密度、高粘度及独特的流变特性可以作为理想的钻井、酸化压裂及三次采油等措施的作业流体。介绍了泡沫流体的性质及其表征方法,概述了泡沫流体在油田钻井、固井、酸化压裂、冲砂洗井、调剖及采油等方面的应用现状,并指出了泡沫流体在油田推广应用尚需解决的问题。     

国内外黏土水化抑制剂研究现状与发展趋势

黏土水化抑制剂在钻井液中的添加可有效降低钻井事故发生,但存在效果不明显、抗温性能尚待提高等缺点。本文简述了国内外黏土水化抑制剂研究现状并分析了其发展趋势。从研究历程来看,黏土水化抑制剂大体上经过了从无机离子型向有机铵（胺）型过渡并逐步成熟于聚合物型的过程。从最新研究结果来看,聚醚胺型抑制剂为主流研究对象,由此形成的高性能水基钻井液在国内外广泛应用;超支化聚合物型抑制剂因具有体型结构而具有较好抗温、抗盐性能而颇具发展优势;传统共聚物型抑制剂分子量大,在高温高密度钻井液中难以适用,仍有改进空间。指出了今后发展趋势是充分利用生物质资源,开发绿色、环保高效的黏土水化抑制剂;研究低聚物抑制剂,提高抑制剂的抗温性、普适性和一剂多效性;摆脱传统钻井液处理剂之间化学作用力观念束缚,探索超支化抑制剂的开发,积极有效结合纳米技术与钻井流体之互补点,以促进钻井液及相关技术发展。     

非渗透钻井液研究及其在川西深井中的应用

随着川西地区油气层开采逐渐向深层发展,钻遇地层越来越复杂,对钻井液的性能要求也日益提高。非渗透钻井液是一种新型钻井液体系,它能有效封堵漏层,提高地层承压能力,扩大钻井液安全密度窗口,减少压差卡钻等。对非渗透钻井液的组成、性能特点及其作用机理作了简要说明,重点介绍了非渗透处理剂WST-100的室内性能评价,及其在封堵漏层、提高地层承压能力、储层保护方面的现场应用,并针对非渗透处理剂WST-100存在的不足,对其今后的改进方向提出了建议。     

可循环微泡沫钻井液在吐哈油田马703井的应用

可循环微泡沫钻井液技术是目前国内外用于勘探开发低压裂缝性油气藏、稠油油藏、低压、低渗透油气层、易发生严重漏失油气藏的一项新技术。吐哈油田为有效开发低压低渗储层,在大量室内试验的基础上,优选了适合于该区块的微泡钻井液的起泡剂和稳泡剂,并进行了微泡钻井液体系的室内配方研究与相关性能评价。在马703井的成功应用表明,该微泡钻井液可循环,抗温抗污染,密度低,密度范围可调,稳定性好,总体性能优良,能够有效地防止漏失,保护油气层,提高机械钻速,实现了近平衡钻井。     

纳米材料在抗高温钻井液中的应用进展

纳米材料具有尺寸较小、热稳定性强等性质,使其可作为钻井液处理剂来提高钻井液的抗高温性能。抗高温钻井液用纳米材料一般采用将材料纳米化或将纳米材料与聚合物复合制得,大致可分为无机纳米材料、聚合物纳米球和纳米复合材料三类。此外,对纳米材料进行结构优化可提高其热稳定性和分散性,用于封堵岩层中纳米孔隙、降低钻井液滤失量、改善钻井液流变性和提高钻井液抗温能力。本文简要阐述高温对钻井液性能的影响,分析纳米材料在钻井液中的作用,重点介绍不同类型纳米材料在抗高温（≥150℃）钻井液中的应用,尤其是对钻井液流变性能和降滤失效果的影响。最后指出纳米材料作为钻井液处理剂未来发展应向着环保、合成工艺简化和室内与现场研究相结合等方向突破。