油基钻井液损害气藏机理研究

油基钻井液被普遍认为是钻完井过程中保护储层的有效措施之一,但越来越多的研究表明油基钻井液对油气藏存在一定的伤害。文章结合塔里木油田库车山前致密砂岩气藏特征,系统的分析了油基钻井液伤害气藏的机理。油基钻井液损害气藏储层主要由固相堵塞、多相流效应、润湿反转和乳液堵塞引起,实验结果表明,不同种类固相对气藏伤害程度按从重到轻顺序排列:纤维材料刚性材料可变形材料微粉重晶石;油基钻井液会给气藏引入第三相,产生三相流,增加流动阻力,造成气藏伤害;油基钻井液能使岩心从水湿性变成了弱亲油性,使得储层渗透率下降,其中乳化剂和润湿剂对储层润湿性影响最大,其次是稳定剂、有机土;乳状液堵塞孔喉造成的储层伤害不是永久的,会随着温度的升高而部分恢复。     

低毒环保型油基钻井液体系室内研究

为了提高油基钻井液的环保性能,解决其生物毒性高、难于降解等问题,研制了低毒环保型油基钻井液。通过对普通原料油进行脱硫脱芳处理得到新型低毒油基钻井液用基础油,采用复合改性剂和新工艺处理有机土得到新型改性有机土,并对钻井液处理剂及加量进行优选,最终形成了低毒环保型油基钻井液体系。室内试验结果表明,该钻井液体系的高温高压滤失量为3.2~9.5 mL,沉降密度差最高0.06 g/cm3,破乳电压高达1 190 V以上,水侵和劣质土侵后乳化体系还可以保持稳定,二次岩屑回收率达到99.17%,线性膨胀率仅为1.92%,岩心渗透率恢复率达88.5%~94.6%。研究结果表明,低毒环保型油基钻井液体系的流变性、稳定性、抗污染性、润滑性、抑制性和储层保护性能良好,可满足复杂地层深井、超深井安全高效钻井的需求及环保要求。      

新型无水全油基钻井液

针对油包水乳化钻井液应用中存在的不足,研究了以生物毒性低的白油为基液的无水全油基钻井液。试验结果表明,全油基钻井液体系无水相,电稳定性好（大于2000V）,塑性黏度低,滤失量小（滤液全为油）,具有抗钻屑、抗水污染性能强、润滑性能好、抑制性强及储层保护效果好等特点。使用无水全油基钻井液,有利于提高机械钻速、井壁稳定性和储层保护效果,可用于易塌地层、盐膏层,特别是水相活度差异较大的地层,以及能量衰竭的低压地层和海洋深水钻井。     

环保型全油基生物油钻井液的室内研究

为适应非常规页岩气开发的需要,解决传统油基钻井液毒性大、悬浮稳定性差、成本高的问题,选用低毒环保且可再生的生物柴油作为基础油,研制出一种环保型全油基生物油钻完井液体系。给出了体系配方并对该体系的主要性能进行了室内评价。室内实验结果表明,环保型全油基生物油钻井液体系不含水,具有电稳定性好、塑性黏度低、滤失量小等特点,且具有抗温、抗钻屑、抗盐水污染性以及抑制性强的优点,对储层保护效果也较好,满足非常规页岩气开发安全钻井和环境保护的要求。     

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。     

低密度全油基钻井液体系研究

随着石油开采,油藏的勘探开发难度增大,对钻井液密度要求增高。结合低密度及油基钻井液特点,室内研制出了低密度全油基钻井液体系。该钻井液体系具有很好的流变性,滤失量小(高温高压滤失量为6.6mL),性能稳定(破乳电压≥2000V),并且密度可调控,下限可以低至0.85g/cm3,具有好的抗污染能力,抑制性强及储藏保护效果好,可以应用于复杂敏感性地层,有利于提高机械钻速、井壁稳定性及储层保护。     

全油合成基钻井液的室内研究

近年来,以合成基气制油为基液的油包水乳化钻井液已成为海上油田开发井使用的主要钻井液之一,但仍存在一定不足,因此对全油钻井液进行了研究,给出了其基本配方,并对其性能进行了评价.实验结果表明,新型的全油合成基钻井液采用低毒、容易生物降解的气制油为基液,体系不含水,具有电稳定性好、塑性黏度低、滤失量小等特点,且抗钻屑、抗水污染性以及抑制性都很强,对储层保护效果也很好,可用于易塌地层、盐膏层,特别是水相活度差异较大的地层;同时,该体系还具有密度低(可以降到0.8 g/cm3)、低温流变性好等特点,因此也可用于能量衰竭的低压地层和海洋深水钻井.     

油基钻井液对储层伤害程度的室内评估

针对油基钻井液的储层损害机理,室内评估了油基钻井液各个组分的储层损害程度,表明油基钻井液造成储层伤害的主要因素是微细颗粒固相侵害和润湿反转伤害,相渗透率伤害也是一个重要原因,油基钻井液更容易对低渗储层或低渗区域造成损害,其各个单独组分对地层能够造成不同程度的伤害,但是由于能够严格控制钻井液滤失和封堵性能,体系能够有效减少固相和液相的侵入。这也说明油基钻井液整体侵害并不是简单的各个组分侵害的叠加,严格控制滤失和有效封堵是保护储层的主要手段。     

油基钻井液配制剂研究

针对页岩油气钻井用油基钻井液体系配方优选困难、需要处理剂的种类繁多、不同处理剂间相互配伍性差、主要性能调控难度大、现场配制工艺复杂及成本高等问题,研制了一种新型油基钻井液配制剂,该配制剂具有多种官能团,能满足油基钻井液配制的需要和现场施工性能要求.用该配制剂配制油基钻井液的工艺简单,性能指标易调控.当需要提高黏度时,可以加大油基钻井液配制剂的加量或适当提高盐水加量;当需要降低滤失量时,应增加油基钻井液配制剂的加量或添加乳化沥青等;增加矿物油的加量能降低油基钻井液的黏度;减少盐水的加量,提高破乳电压值.油基钻井液配制剂便于存放,具有较好的封堵性能.     

低毒性油基钻井液的使用

西江２４－３－Ａ１４大位移井的摩阻与扭矩、井眼稳定性及井眼清洁是钻井成功与否的关键因素。该井选用了Ｖｅｒｓａ Ｃｌｅａｎ低毒性油基钻井液及高效率的固控设施。该名井液具有润滑性好，对泥岩抑制性强，滤失性好，在低剪率下具有较高粘度等特点，对该井的钻井成功起到了关键的作用。文中介绍该钻井液的配方和使用该钻井液在降低摩阻与扭矩、保持井眼稳定性和井眼清洁方面的措施和体会。     

超低渗透钻井液稳定井壁的作用机理研究

利用可视砂床渗透、压力传递、吸附、扫描电镜和高精度显微技术以及承压实验,从微观和宏观方面研究了超低渗透钻井液体系作用机理。研究结果发现,超低渗透剂(YHS-1)能够迅速地吸附在井壁上,而且吸附能力强,达到平衡的时间短,吸附量很高。利用扫描电镜和超清晰显微技术研究发现,超低渗透钻井液能够在井壁和泥饼前端形成一层致密胶束膜,该膜进入岩石内部极浅,比较容易清除。页岩抑制和压力传递实验发现,该体系能够有效地降低孔隙压力在地层中的传递及抑制页岩膨胀,达到防塌的目的。从压力传递和承压实验发现,该体系能够形成柔性致密胶束膜及渗透率为零的封堵层,能够大幅度提高地层的承压能力,具有保护油层、稳定井壁和防漏的突出性能。     

废油基钻井液除油实验研究

废油基钻井液中的油类、COD、总Cr含量均严重超标,为主要污染物.对废油基钻井液的除油处理进行了实验研究,确定了先向废油基钻井液中加入除油剂脱除其中的油,通过闪蒸或分馏方式回收除油剂,再向脱除的油中加入除盐剂脱除油中所含盐的实验方案.通过实验研究,找出了适宜的除油剂PE-2040,并对影响其除油效果的因素如加量、油泥分离方式、除油温度和除油剂回收方式进行了探讨.结果表明:室温下向废油基钻井液中加入54.4 mg/L PE-2040,自然沉降15 min,除油率可达55.1%;再向油中加入20 g/L的NaHCO3,在50 ℃水浴中恒温一定时间可有效除去油中的盐.脱出的油可用于配制油基钻井液或作他用,回收的除油剂可再用于除油.     

油包水钻井液耐高温冲洗液YJC-1的研究与应用

冲洗液YJC-1主要由有机溶剂、表面活性剂和螯合剂组成,具有对油包水钻井液强力渗透、增溶、乳化和螯合的复合效果,能在短时间内迅速有效地将附着在井壁、套管壁上的油浆、油膜洗净,冲洗率达100%,使井壁和套管壁从"油湿"变成"水湿"状态,有利于水泥石的界面胶结,即冲洗后界面胶结强度有所增加.通过应用螯合剂,很好地解决了冲洗液与油包水钻井液的相容性问题,提高了冲洗液的耐温性能(耐温高达200℃).现场应用了4口井,固井质量优质,表明冲洗液YJC-1提高了油包水钻井液完钻井的固井质量.     

水平井水基钻井液体系室内研究

针对QK17-2等油田水平井常用钻井液体系存在的润滑性差、井眼净化能力不高和储层损害严重等问题,室内研制出一种新型水基钻井液体系.评价了该体系的各项性能表观粘度为39mPa@s;动切力为16Pa,触变值为8Pa;API滤失量为5mL;泥饼粘附系数为0.055;钻屑回收率为89.5%;渗透率恢复值为87.5%,表明钻井液抑制性、润滑性、储层保护性好,携砂能力及净化井眼能力强.该钻井液无毒,无污染,可以直接排海.     

深水高盐/阳离子聚合物钻井液室内研究

通过实验优选适合海洋深水钻井的高盐/阳离子聚合物钻井液体系。该体系以20%NaCl作为水合物抑制剂,以高分子量的阳离子聚合物作为絮凝剂,以小分子量的阳离子聚合物作为黏土稳定剂,配合降滤失剂、增黏稳定剂、润滑剂等处理剂配制而成。室内实验表明该体系具有良好的流变性,较强的抗污染能力,较强的抑制性和良好的油气层保护能力,同时能阻止低温下天然气水合物的形成,满足今后海洋深水勘探需要,减少深水钻井作业风险。     

隔离膜水基钻井液技术研究与应用

隔离膜水基钻井液以隔离膜降滤失剂CMJ-2、高效高分子包被絮凝剂JH-1、降滤失剂CFJ-1、降粘剂JN-1为主要处理剂配制而成.其中,隔离膜降滤失剂CMJ-2是一种新型有机胺天然纤维聚合物,它由天然纤维经碱化,在高温条件下裂解后,在催化剂作用下与不饱和有机胺化合物进行缩聚反应而制得.介绍了CMJ-2的膜结构特征、抗高温降滤失性和润滑性能.评价了隔离膜水基钻井液的抑制性、抗盐、抗温、抗污染及油气层保护性能.室内评价结果表明,CMJ-2能有效降低钻井液的动滤失量和动滤失速率,可以减缓或阻止钻井液及其滤液渗入泥页岩体内,延缓孔隙压力的扩散,有效防止地层水化膨胀及坍塌;隔离膜水基钻井液具有较强的抗温、抗盐、抗污染能力,在高密度条件下也具有良好的封堵能力;无荧光、无毒性,满足环境保护要求.该钻井液在青海油田马海区块的马105井和涩南2井以及新疆油田T85388井进行了应用.现场应用表明,隔离膜钻井液在井壁外围形成隔离膜保护层,阻止钻井液及其滤液进入地层,从而有效地防止了地层的水化膨胀,封堵地层裂缝,防止井壁坍塌.     

海洋深水高盐阳离子聚合物钻井液室内实验研究

海洋深水钻井作业条件复杂,钻井液中一旦形成天然气水合物,必将导致钻井液无法正常循环,从而使钻井作业时间延长。针对这一问题,通过室内实验优选出了适合海洋深水钻井作业的高盐阳离子聚合物钻井液配方。该钻井液是以20%NaCl作为水合物抑制剂,以高分子量阳离子聚合物作为絮凝剂,以小分子量阳离子聚合物作为粘土稳定剂,并配合使用降滤失剂、增粘稳定剂、润滑剂等处理剂配制而成。实验结果表明,所配制的钻井液具有较好的抗温性和较强的抗污染能力,以及良好的抑制性和油气层保护能力,能够阻止低温下天然气水合物的形成,可以满足海洋深水钻井作业的需要。     

合成基钻井液研究及在泰国Chatturat-3井的应用

以气制油为基础开发研究了一套高密度合成基钻井液体系,并将该体系在泰国的风险探井Chatturat-3井进行了现场应用。结果表明:该合成基钻井液体系抑制性强,携砂能力好,润滑性优良,性能稳定。机械钻速与相邻区块同井段相比提高16%,且无毒、能生物降解,与地层不产生水敏作用,有利于保护油气层和井壁稳定。