国外新型钻井液的研究与应用

综述了国外以环保型水基钻井液、防塌钻井液、无黏土相水基钻井液、抗高温水基钻井液、微泡钻井液为代表的水基钻井液,以全油基钻井液、趋于零滤失量的钻井液、低毒油基钻井液、低固相油基钻井液、抗高温油基钻井液和可逆乳化钻井液为代表的油基钻井液,以及抗高温、恒流变特征的合成基钻井液体系的研究与应用情况。参50     

仿油基钻井液技术的研究

油基钻井液因应用上的缺点使其推广受到限制,改性水基钻井液和合成基钻井液是油基钻井液的主要替代品,其中更应大力发展合成基钻井液技术。文章详细介绍了合成基钻井液的分类、适用范围、存在的主要问题,概括了合成基钻井液良好的特性,此外还介绍了目前常用的2种改性水基钻井液。     

环境安全的合成基钻井液

合成基钻井液是国外90年代出现的新型钻井液,其各项性能与油基钻井液相近,普遍优于水基钻井液,能提高钻速,缩短钻井时间,降低钻井总费用,还能避免环境污染,特别适用于海上钻井。目前已开发并使用过的合成基钻井液有酯基钻井液、聚α-烯基钻井液和醚基钻井液。     

合成基钻井液发展综述

合成基钻井液是作为油基钻井液的替代体系在90年代初发展起来的,分为酯基、醚基、聚α-烯烃基等钻井液。经过大约5年的应用,现已发展并形成第二代合成基钻井液,主要以线型α-烯烃,内烯烃和线型石蜡基钻井液为代表。对比介绍了各种合成基液的物理化学性能以及合成基钻井液的组成、性能与应用情况,对比了第一代与第二代合成基钻井液的优缺点。     

水力旋流分离废弃油基钻井液的研究现状

论述了石油钻井液中油基钻井液的特点,分析了废弃油基钻井液的组分及危害。对当前处理废弃油基钻井液的主要方法和国内外在水力旋流分离废弃油基钻井液方面研究现状进行了介绍。     

国内油基钻井液技术进展评述

油基钻井液具有抗高温、抗盐、井壁稳定、润滑性能高等优势,国外在上个世纪六十年代已经开始了油基钻井液的研究与应用,我国近年来也开展了油基钻井液的研究,并在页岩气开发中得到广泛应用。国内目前研究形成的有全油基钻井液技术、植物油钻井液技术、可逆乳化钻井液技术等,推动了国内油基钻井液技术的进步,但仍然存在一些问题,因此对国内油基钻井液的技术进行分析,总结研究进展。     

深水钻井条件下合成基钻井液流变性

目前合成基钻井液体系在深水钻井中应用比较广泛,其低温流动性也成为深水钻井中较受关注的问题。通过测定线性α-烯烃合成基钻井液在不同组成时的黏度-温度特性,研究了乳化剂种类、有机土加量、油水比以及钻井液密度等对合成基钻井液低温流动性影响,探讨了基油种类和黏度对油包水钻井液的黏度-温度特性影响。实验结果表明,乳化剂种类是影响线性α-烯烃合成基钻井液低温流动性的最主要因素,其次是有机土加量和油水比,而加重材料对合成基钻井液低温增稠程度影响较小;基油低温黏度是影响深水合成基钻井液体系黏度的重要因素。线性α-烯烃合成基钻井液较矿物油和气制油基钻井液具有更优的低温流动性,可以应用于深水钻井作业。     

油基钻井液的推广及循环利用

针对普通水基钻井液在钻进中强、强水敏性油藏时会造成储层污染、产量降低的问题,指出了油基钻井液在钻进该类油藏时的优势和其成本高、对生态环境有污染的缺点。为了大面积推广应用油基钻井液,重点介绍了油基钻井液的特性和稳定性影响因素,并通过室内评价证明了油基钻井液在油层保护中的良好效果,着重阐述了油基钻井液在王庄油田的现场应用情况,并探讨了油基钻井液的循环利用技术。研究结果表明,油基钻井液不仅具有良好的油层保护效果,而且具有较好的社会经济效益。     

国外深水钻井液技术进展

随着石油工业的不断发展,海洋油气勘探的水域越来越深,深水钻井难度也越来越大.介绍了深水钻井存在的主要问题:海底页岩的稳定性差、钻井液用量大、井眼清洗难、浅层天然气容易形成气体水合物、低温下钻井液的流变性不稳定、地层破裂压力窗口窄等,这些都对钻井液技术提出了更高的要求.国外深水钻井作业开始得较早,使用的钻井液体系主要有水基钻井液和合成基钻井液,其中水基钻井液主要包括墨西哥湾的高抑制性水基钻井液体系、高性能水基钻井液和CaCl2/聚合物钻井液,挪威海域的硅酸盐钻井液体系以及甲基葡萄糖甙钻井液等;合成基钻井液主要包括墨西哥湾的酯/烯烃基钻井液、IO和酯基钻井液及环境可接受的专用合成基钻井液等.另外,还介绍了充气钻井液和特殊的油基钻井液体系.最后,分析了深水钻井液技术的发展趋势,并提出了一些建议.     

胜利坨826区块裸眼内转化合成基钻井液技术

胜利油田坨826区块油井在钻至储层时需将井内钻井液转化成合成基钻井液,以保护储层,提高油井产能。由于井下安全的需要,转化成合成基钻井液时需要多下一层技术套管,从而增加了钻井成本,为此,胜利油田进行了裸眼内转化合成基钻井液技术研究。在合成基钻井液基本配方基础上,优化油基封堵材料DF-1用量,确定了封堵型合成基钻井液配方,并与现场施工工艺相结合,形成了裸眼内转化合成基钻井液技术。通过可视砂床试验和封堵能力测试、抗污染试验及滤饼破坏试验,对封堵型合成基钻井液的封堵性能、抗污染性能及其对水基钻井液滤饼的影响进行了评价。结果表明:封堵型合成基钻井液的承压能力大于7.5 MPa;钻屑、井场水、水基钻井液和隔离液侵入量达到15.0%时,该钻井液的流变性和电稳定性符合设计要求;可以压缩已形成的水基钻井液滤饼,使滤饼质量提高。坨826区块3口井应用了裸眼内转化合成基钻井液技术,均在裸眼内顺利转化成封堵型合成基钻井液,稳定了井壁,保护了储层。这表明,在裸眼内转化合成基钻井液是可行的,能够有效降低钻井成本。      

DSW-S纳米颗粒对油基钻井液的稳定作用

为获得高性能油基钻井液,采用疏水改性二氧化硅类纳米颗粒材料DSW-S提高油基钻井液的稳定性,研究了DSW-S的微观形态与疏水性,考察了DSW-S加量对油基钻井液流变性和电稳定性的影响,分析了纳米材料稳定钻井液的作用机理。结果表明:疏水的DSW-S纳米颗粒有助于稳定W/O乳液,可使油基钻井液黏度和切力增加。3%DSW-S即可使油基钻井液的破乳电压从318 V增至535 V,使钻井液的乳化稳定性大幅提高,有助于油基钻井液在页岩地层的安全快速钻进。     

中国石化页岩气油基钻井液技术进展与思考

围绕着页岩油气资源和复杂地层常规油气资源勘探开发对钻井液技术的需求,介绍了中国石化近年来油基钻井液技术研究进展与应用情况,包括油基钻井液技术难点、关键处理剂的研发、柴油基和矿物油基等多套油基钻井液体系的研制、配套工艺技术及现场应用等多个方面。同时根据国内外油基钻井液技术的对比和技术发展的需求,探讨了中国石化页岩油气资源钻井液技术的发展方向。      

不同钻井液条件下录井气体检测解释标准研究

针对油基钻井液影响气测录井对天然气检测的实际情况,为了找出油基和水基钻井液脱气效率的对应关系,进行了实验分析,得出了水基钻井液与油基钻井液分别对全烃、全脱检测的数据。通过对实验数据的分析,总结出了不同含气饱和度、不同钻井液粘度条件下的油基钻井液和水基钻井液的气测全烃检测对比关系。对钻井液粘度变化对气测全烃的影响进行了校正,确定了钻井液粘度的最佳使用范围,建立了不同钻井液条件下气体检测解释标准。     

油基钻井液替代物发展综述

介绍了国外油基钻井液水基、合成基替代物的发展状况,对比了各种钻井液体系的优缺点,提出油基钻井液替代物具有巨大的市场潜力。对国内油基钻井液替代物的发展和应用作了较详细的阐述。     

密度对油基钻井液性能的影响

随着高密度油基钻井液被使用的越来越多,高密度时油基钻井液表现出的性能不稳定也逐渐被现场工程师发现。研究了密度对油基钻井液性能的影响,以及不同密度下温度、剪切时间、油水比、有机土、CaCl₂浓度和劣质固相对油基钻井液性能的影响。研究结果表明,重晶石能增加油基钻井液的黏度和切力,提高钻井液的乳化稳定性;油基钻井液的破乳电压和重晶石的加入量呈线性关系;在高密度时,油基钻井液的表观黏度受温度、油水比、有机土和劣质固相的影响程度比低密度时大;破乳电压在高密度时受油水比、CaCl₂浓度和有机土的影响比低密度时大。综上可知,密度的增加不仅单独对油基钻井液性能造成影响,还提高了油基钻井液对其它因素的敏感性。因此在使用高密度油基钻井液时,要加强对现场钻井液性能的监控和调节。      

合成基钻井液体系下的地质录井方法

合成基钻井液是在水基钻井液不能满足井下复杂情况的性能要求、柴油基钻井液和白油基钻井液不利于环保的形势下脱颖而出的一种新型钻井液体系,不仅在性能上具有油基钻井液的特性,而且在性质上优于油基钻井液,尤其对稠油及超稠油的开发具有显著效果。胜利油区针对沙三段稠油及超稠油开采,将此种新型钻井液体系首次用于Z 41-P 2井钻探,给地质录井带来了一系列新课题。通过实际钻探及针对性实验,总结出一套合成基钻井液体系下荧光录井、岩屑录井、岩石热解和定量荧光录井及迟到时间测定等地质录井方法,圆满地完成了Z 41-P 2井的录井任务,并形成了一套比较完整的合成基钻井液体系下的地质录井方法。     

BIO–OIL环保基液的研制与现场试验

为满足深水钻井环保要求,开发了一种用于合成基钻井液的环保基液BIO–OIL,对比了BIO–OIL基液与常用基液的基本物理化学性能、黏温特性、碳原子数分布、生物毒性和乳液微观流变性,用BIO–OIL基液配制了深水合成基钻井液及高温高压合成基钻井液,并评价了其性能。结果显示,BIO–OIL基液的基本性能满足现场需求,生物毒性符合一级海域排放要求,乳液流体类型与3#白油乳液流体类型相同,具有三维网状结构,可配制满足现场需求的深水合成基钻井液和高温高压合成基钻井液。用BIO–OIL基液配制的合成基钻井液在南海西部某区块3口井进行了现场试验,结果表明,该钻井液流变性能稳定,携岩性能强,井眼清洁效果好。研究表明,BIO–OIL基液是一种可用于合成基钻井液的环保基液,用其配制的合成基钻井液的性能满足深水钻井需求。      

深水合成基钻井液恒流变特性研究

合成基钻井液以其特有的环保性能及机械钻速高、井壁稳定性好等特点,已成为国际上海上油气钻探的常用钻井液体系。深水钻井时由于温度变化明显,对钻井液流变性提出了很高的要求。研究了合成基基液、有机土、降滤失剂、油水比对HMS合成基钻井液流变性的影响规律,并与传统合成基钻井液的流变性进行了对比。结果表明,由运动黏度低的线性α-烯烃（LA0）和特种油配制的钻井液在低温时的流动性明显好于酯基合成基钻井液;有机土和油水比对合成基钻井液流变性影响明显,而降滤失剂影响较小。与传统合成基钻井液相比,HMS合成基钻井液的流变性受温度的影响很小,4℃与65℃情况下的动切力的比值小于1．15,表现出了良好的恒流变特性,较适合于海洋深水钻井。     

合成基钻井液综述

合成基钻井液是以人工合成的有机物为连续相、盐水为分散相，加上乳化剂、降滤失剂、流型改进剂等组成。目前现场应用的有酯基、醚基和聚α—烯烃基钻井液３种体系。它兼有水基和油基钻井液的优点，由于合成基钻井液的危害性对环境影响极小，它将代替油基钻井液而被应用到各种复杂作业中。文中对３种合成基钻井液的性能、作用和推荐的配方进行了介绍，对现场应用效果和经济收益进行了对比。     

醚基钻井液的室内研究

介绍了合成基钻井液的发展现状,室内研究了醚基基液的特性,探索了醚基钻井液的基本配方,并评价了醚基钻井液的各种性能。结果表明,研制的醚基基液的物化性能都能满足合成基钻井液的需要,与国外产品相当。该醚基钻井液的抗海水污染、抗劣质土固相侵污、抗钙、抗镁能力都较强,且各项指标均达到环保要求,钻屑可直接排入海中。