生物酶可解堵钻井液生物降解评价方法探讨

生物酶可解堵钻井液是一种新型的环保钻井液,它利用生物酶能将钻井液处理剂降解为二氧化碳和水的生物催化特性,使井壁先前形成的泥饼自动破除而解堵.由钻井液处理剂的降解特点衍生出4种评价方法,并依据处理剂的生物降解性对处理剂进行了分类.考虑试验设备复杂程度以及现场推广应用等实际情况,主要采用DO衰减法和黏度衰减法对处理剂和钻井液生物降解程度进行了评价,在评价试验基础上优选出了生物酶可解堵钻井液所用处理剂,并形成复配的钻井液.最后指出黏度衰减法适合评价处理剂以及生物酶可解堵钻井液的生物降解性,但DO衰减法只适合评价处理剂的生物降解性.     

生物酶可解堵钻井液解堵机理研究

生物酶可解堵钻井液技术是利用现代生物技术,将具有绿色降解能力和催化特性的复合生物酶添加到钻井液中,使泥饼在生物酶的作用下自动降解清除,从而达到保护油气层的目的.根据酶与处理剂之间具有对应关系、特定的酶降解特定处理剂的原理,用黏度衰减法优选出了具有良好流变性、抑制性和润滑性并能形成渗透率几乎为零的封堵层的钻井完井液配方,其处理剂主要包含纤维素、改性淀粉、生物聚合物处理剂等,同时介绍了几种酶对上述几种处理剂的降解机理.采用黏度衰减法和泥饼清除、有FA无渗透钻井液滤失试验对比了评价钻井液加酶前后的解堵情况.结果表明生物酶可解堵钻井液能够有效解除储层封堵,保护油气层.与常规解堵技术相比,该泥饼清除技术对环境的污染程度更低、地层渗透率恢复值更高,而且可以节约生产成本.     

克拉2气田非酸解堵剂的室内研究

根据克拉2气田储层损害的特点,分析了可能对气层造成堵塞的原因,针对现场采用的钻井液进行了非酸解堵化学剂的研制,研制出了FS解堵剂。该解堵剂能起到清洗磺化沥青和润滑剂等聚合物油污、解除乳化堵、降低工作液滤液的表面张力、解除孔隙喉道的"水锁"以及防止水敏性粘土矿物膨胀的粘土稳定作用。岩心试验结果表明:FS非酸解堵剂可以有效地解除钻井液的污染。     

却勒地区高压差下保护储层钻井液试验研究

却勒储层属于碎屑岩孔隙型,储层胶结差,易造成井壁不稳定,所采用的钻井液其井底液柱压力必须大于地层孔隙压力才能保持井壁稳定.由于在储层钻井时形成了高压差,为了保证正常钻井,并减少储层伤害,确定合适的高压差钻井液体系是很有必要的.通过研究,在聚磺钾基钻井液体系的基础上,对高分子量聚合物增粘剂、降滤失剂、加重剂进行了优选试验,确定出适合却勒储层的聚磺氯化钾钻井液配方.对所确定的钻井液进行抗温性评价和岩心抗污染试验表明,该钻井液具有较好的抗高温能力和屏蔽暂堵功能,能够满足却勒地区高压差条件下对钻井液的要求.     

鄂尔多斯盆地长北气田储层保护技术

为了评价钻井过程中钻井液对鄂尔多斯盆地长北气田储层的伤害程度并评选低伤害完井液,实验中应用先进的AC-FDS-800~10000地层伤害系统,在模拟正常钻井和储层参数条件下成功地完成了3套钻井完井液体系对长北气田储层的伤害程度评价。实验结果表明：逆乳化油钻井液对该储层伤害率高达73.91%,因伤害发生在整个岩心而不易解除;油基钻井液对气层岩心几乎100%伤害,但油基钻井液滤失很小,浸入井壁的深度浅,在完井后储层开展射孔或压裂,则伤害很容易解除;相比之下,无黏土低伤害暂堵钻井完井液体系对气层平均伤害率为11.11%,暂堵性好,完钻后可以采取裸眼完井,井壁上形成的暂堵滤饼通过气层压裂完成解堵,并直接气举投产,很大程度上简化了完井、投产作业,值得推广应用。     

氧化法消除钻井完井液固损害的室内实验

对于酸敏储层和裸眼完井的井,不能采用酸化和射孔方法清除滤饼和清除固相损害,利用改进的岩心流动仪,对两种现场井液体系进行了 心污染与解堵实验,并对比评价了不同类型的氧化型解堵液和酸化液的腐蚀性,实验结果表明,正电胶海水井液具有较好的保护储层性能,氧化型解堵液的解堵效果明显优于非氧化型解堵液,氧化型解堵液适合于解除聚合物铵盐水钻井液固相损害,而且对金属设备的腐蚀性小,可以进行现场作业。     

泡沫钻井液配合生物酶在煤层气钻井中的应用

针对煤层气井施工过程中易垮塌、裂缝渗漏及水平段携岩困难等问题,研究并应用了泡沫钻井液配合生物酶钻井液技术。利用泡沫钻井液能够降低正压差,降低储层的应力敏感性,减少滤液侵入储层和水锁伤害的特点,并且生物酶可对钻进过程中侵入地层和粘附在井壁上的钻井液物质进行生物降解,实现解堵。在优选生物酶的基础上,将泡沫钻井液应用于WL05-1H井进行了试验研究。研究结果表明,在水平段长达627 m的长井段煤层钻进过程中,未进行短起下,井眼稳定通畅,泡沫钻井液防塌抑制能力强,悬浮携带能力较强,能满足施工需要;泡沫钻井液配合生物酶技术具有很好的降解能力,能够很好地保护煤储层的原始状态。泡沫钻井液配合生物酶技术为韩城地区水平井钻探提供了技术保障。     

苏丹六区低伤害防塌钻井液技术

针对苏丹六区钻井过程中易于发生井壁失稳和对储层损害大的问题,基于理想充填暂堵剂和成膜剂的协同增效作用,在该地区原用KCl/聚合物钻井液基础上,优选出一种新型低伤害防塌钻井液。室内试验结果表明,该钻井液具有优良的抑制性能,与原用钻井液相比,可显著降低钻井液的滤失量,岩心渗透率恢复率可提高至88.32％,具有显著的储层保护效果。该钻井液在两口试验井三开井段进行了现场试验,并取得了良好的井眼稳定及储层保护效果,有效解决了泥页岩地层井壁失稳和保护高孔、高渗储层的两大技术难题。      

强封堵油基钻井液钻遇储层解堵技术

南海北部湾盆地涠西南凹陷的WZ油田群,由于存在稳定性极差的W2段灰色泥岩,采用强封堵油基钻井液钻进解决了井壁稳定问题,但是对储层保护也提出了新的挑战。通过对该钻井液可能造成的储层伤害原因分析,研究出了针对性强的解堵液和解堵工艺。室内评价结果表明,强封堵油基钻井液解堵液与地层流体和完井液配伍性好,泥饼清除率达90%,解堵液对油基钻井液污染后的岩心有较好的解除效果,渗透率恢复值在90%以上。WZ11-1N-A12Sa的现场应用情况表明,油井产量从作业前的70 m3/d增加到作业后的260 m3/d,效果显著。     

用于消除钻井过程固相损害的氧化方法研究

对两种现场钻井完井液体系进行了岩心损害与解堵实验测试，并对不同类型的氧化型解堵液和酸化液进行了腐蚀性对比实验评价。实验结果表明，正电胶钻井液具有较好的储层保护性能；氧化型解堵液的解堵效果明显优于非氧化型解堵液；氧化型解堵液适合于解除聚合物钻井液固相损害，而且对金属设备的腐蚀性小，可以进行现场作业。     

生物酶可解堵钻井液降解动力学模型研究

新型的生物酶可解堵钻井液是利用生物酶的生物降解特性，将钻进过程中侵入地层和黏附在井壁上的暂堵材料降解为二氧化碳和水，保障地下流体通道畅通，恢复油层渗透率，实现对地层超低污染、低伤害钻进。本文从生物酶降解处理剂的过程出发，以“稳态平衡”为前提，分析推导出了该体系的降解动力学模型，为实现该体系降解速度的人为可控提供了理论依据。     

生物酶可解堵钻井液的室内研究

用生物酶可解堵钻井液钻完井后不需要采用常规解堵技术,钻井液形成的泥饼能够在生物酶的作用下自动降解破除,且生物酶进入油层孔道后可以提高原油的流动能力,或改变液流方向,从而提高注入水波及体积,可提高油田采收率。该体系处理剂主要为纤维素、淀粉、生物聚合物、野生植物胶、多糖类聚合物等,在DO衰减法优选试验基础上对处理剂的降解性进行了再次评价,优选出6种主要组分,利用正交试验最终确定了体系最优配方。室内研究证明,该钻井液具有良好的流变性、润滑性（极压润滑系数不大于0.15）以及抑制性（相对10%KCl溶液,页岩膨胀量降低率为88.54%）,抗温达120℃,并具有优良的油气层保护效果,渗透率恢复值大于90%。该体系能实现对地层无污染、无伤害钻进,完井后地层的渗透性恢复高,油气井产量大。现场应用也表明该技术油气层保护性能良好,提高了油气采收率。     

KCl聚合物钻井液防水锁性能优化研究

为了能够在低孔低渗储层中应用KCl聚合物钻井液进行钻井,研究了其防水锁性能。在探讨水锁损害机理的基础上,提出了防水锁损害的技术对策,通过向KCl聚合物钻井液中加入防水锁剂FCS和油膜暂堵剂GPJ,提高该钻井液的防水锁性能,并对其防水锁效果进行了评价。岩心自吸试验表明,岩心的钻井液滤液饱和度由76.24%降至35.41%,钻井液的防水锁性能大大提高。钻井液体系优化后,钻井液滤液对岩心的侵入量和深度都明显降低,返排能力增强,岩心动态污染渗透率恢复率达到90%以上。研究表明,该提高钻井液防水锁性能的方法可行,拓宽了KCl聚合物钻井液在低孔低渗储层中的应用。      

三塘湖盆地裂缝性油藏保护储层暂堵技术研究

马朗凹陷是吐哈油田三塘湖盆地的主要产油区,属典型的低渗裂缝性油藏.通过对适合三塘湖盆地马朗凹陷裂缝性油藏使用的复配暂堵钻井液配方的评价,优选出了保护裂缝性储层的复配暂堵型两性离子聚合物钻井液.该体系对裂缝性油藏有较好的保护作用;与原来使用的钻井液相比,API滤失量可降至5 mL以下,岩心的渗透率恢复值提高20%以上,具有良好的保护储层效果.实验表明,复配暂堵型两性离子聚合物钻井液中使用纤维状暂堵剂XWB-1,明显地提高了裂缝性油藏的暂堵效果;该体系具有很强的抑制性,流变性合理,滤失量低,可很好地保护低渗裂缝性油藏,满足现场施工要求.     

沁南区域煤层气水平井瓜尔胶钻井液技术

针对沁南区域15号煤层水平井钻井采用清洁盐水和常规聚合物钻井液施工时的井壁坍塌和储层伤害等问题,在分析储层特征及钻井技术难点的基础上,研发了瓜尔胶钻井液和生物酶破胶液。通过优化瓜尔胶加量和评价瓜尔胶的耐盐性能,并复配其他处理剂,形成了瓜尔胶钻井液;通过优选生物酶种类、优化生物酶和助排剂的加量,形成了生物酶破胶液。室内试验表明,瓜尔胶钻井液具有良好的流变性和耐盐性能,可大幅提高煤岩抗压强度,在低温下易破胶,破胶后残渣小于300 mg/L,煤岩的渗透率恢复率达85%以上。沁南区域煤层气水平井应用瓜尔胶钻井液后,井壁稳定性良好;配合生物酶破胶液可以实现低温破胶,且单井日产能提高15%以上,具有较好的储层保护效果。研究结果表明,瓜尔胶钻井液可实现煤层长水平段钻井的顺利施工,完钻后可低温破胶,为易塌煤层气水平井钻井施工提供了一种新的储层保护方法。      

碳酸盐岩裂缝性储层钻井液损害评价新方法

以不锈钢缝板岩心为评价岩心,以储层成像测井资料确定岩心裂缝宽度,对碳酸盐岩裂缝性储层钻井液损害进行了评价,评价实验过程中所用岩心裂缝宽度的相对误差降低到1%以下。应用这种新方法对聚磺钻井液、无固相弱凝胶钻井液以及两种钻井液中加入理想充填暂堵组合剂后进行的储层伤害评价实验结果表明:无固相弱凝胶钻井液的渗透率提高值高于聚磺钻井液,在加入适量优化暂堵组合剂后,两种钻井液的渗透率提高值均明显增大,在不锈钢缝板岩心端面可观察到有致密暂堵层形成。裂缝性储层损害评价新方法即可用于钻井液储层伤害评价和暂堵方案的优选,也可应用于裂缝性储层保护的实验研究。     

2004年国外钻井液技术的新进展(Ⅰ)

2004年国外出现了一批针对稳定井壁、防漏堵漏、环境保护和防止地层损害的新型钻井液技术:添加了粘土的新型微泡钻井液,能有效增加地层抗压裂强度的多功能钻井液,用甲酸铯盐水配制出的高密度低固相油基钻井液,具有较高钻井效率并且在环保、健康和安全方面取得很大进展的线型烯烃钻井液,可作为清洁完井液和封隔液的甲酸盐盐水,用新型加重材料--四氧化锰配制出的新型钻井液.同时介绍了在保护油气层方面的新技术: SudiAramc公司发现的最新的地层损害机理,包括结垢造成的地层损害, 土酸酸化造成的地层损害和化学剂水锁造成的地层损害; 评价钻井液造成地层损害的新方法;通过使用有代表性的岩心、储层温度和压力条件所完成的防止地层损害试验选择钻开油气层钻井液;适用于低压砂岩和碳酸盐岩储层的一种低密度水基钻井液,该钻进油层钻井液采用一种特制的聚合物-表面活性剂的复合物和桥堵材料作为稳定剂;专门用于保护疏松砂岩地层和裂缝性石灰岩地层的打开油层钻井液;作为射孔液的新型低固相油基钻井液.     

甲酸盐聚合物不分散钻井液在江苏洪泽地区的应用

江苏洪泽地区的钻井施工中,容易造成以盐敏、水敏和水锁为主、固相损害次之的油层伤害,因此,提高钻井液的抑制防塌性、维持井壁稳定,保证在低密度下钻井及做好屏蔽暂堵工作、减少对储层的损害,提高钻井液的矿化度,减小盐敏损害是钻井液技术关键.选用甲酸盐聚合物不分散钻井液进行施工.现场应用表明,该体系在化学护壁、保持井壁稳定的前提下,降低钻井液密度至1.08 g/cm3,增强了钻井液的抑制性,提高了滤液矿化度,并结合屏蔽暂堵保护油层技术,使油层渗透率恢复值达90%以上,且井眼规则,提高了电测、固井的一次成功率.     

重晶石滤饼堵塞机理与螯合解堵决策技术论评

钻井液加重剂重晶石在储层中的迁移、转化、沉淀形成了难以酸溶的重晶石泥饼,对油气藏造成严重伤害,需要安全可靠地解除重晶石堵塞。而对重晶石堵塞重视程度不够、堵塞机理与解堵机制不明、解堵决策设计不当、投入产出得不偿失、商家技术保密等种种原因,制约了我国重晶石解堵技术的进步。以氨基多羧酸盐为主要组分的螯合型解堵剂是解除重晶石堵塞最有前途的工艺选择,而螯合剂结构（氨基种类、羧基数量、环链大小、化学稳定性等）、金属离子的性质（电荷、离子半径、电离电位或碱度、共伴生金属离子等）、介质环境（pH值、温度、压力等）等对重晶石的溶解效应都有较大影响。经济高效的螯合型解堵剂及其解堵工艺的设计必须要考虑不同螯合剂的解堵特点、使用浓度、催化剂、碱性转化剂、聚合物溶蚀剂、井底温度、环境友好性、腐蚀性、地层岩石基质、解堵过程造成的二次储层伤害等因素。借助滤饼溶蚀、溶蚀产物组分及形貌、岩心流动等现代实验技术测评,精心设计解堵剂注入量、注入压力、浸泡时间、返排液处理等螯合解堵工艺细节,以便全面了解重晶石堵塞机理、螯合型解堵剂设计及其在油气田重晶石解堵决策中的应用。综述了近几年先行研究者在解除重晶石滤饼堵塞方面所做的比较系统的工作,希望能为读者提供一个新视角,以提高我国钻井液与完井液技术创新水平。      

京11断块水平井钻井液工艺技术

在京11断块所钻的13口水平井是中石油深度开发4个示范工程之一.这些水平井二开井段使用正电胶聚磺钻井液,三开井段使用正电胶聚磺钻井液和无固相有机盐钻井液.该套钻井液技术满足了地层特性与井下情况的要求,减少了复杂情况与事故,提高了钻井速度,对储层进行了较好的保护,保证了固井质量和井身质量均合格.分析了在密度调整与控制、井径扩大率和井壁稳定、托压和储层保护等方面存在的问题并提出了进一步完善的措施,如建议引进多元协同稳定井壁理论、多级屏蔽暂堵技术或理想充填暂堵技术等.