大庆油田外围开发井甲酸盐钻井液研究与应用

室内实验研究了甲酸盐的特性，分析了甲酸盐钻井液的作用机理，针对储层特点，确定了应用于大庆外围低压低渗透油田的甲酸盐钻井液体系，并进行了现场试验和推广应用。室内实验和现场应用结果表明，甲酸盐钻井液性能稳定，钻井完井施工顺利，无井塌、井漏、卡钻事故发生，能够满足φ178mm和φ200mm井眼开发井钻井施工要求；抑制性强，井壁稳定效果好，井眼规则，井径扩大率小；机械钻速高，油层浸泡时间短，是一种有利于储层保护和增产的钻井液体系。     

BZ 25-1油田常规井钻井液体系的优选和应用

针对BZ25-1油田开发的实际需要,采用了PF-PLUS/PF-JFC钻井液,PF-PLUS主要成分是部分水解聚丙烯酰胺,它是由聚丙烯酰胺链上部分酰胺基转化成酸基制成的。该体系具有很强的抑制和防塌能力,能满足携砂的要求,利于井眼稳定,利于环境保护和储层保护。现场应用表明,PF-PLUS/JFC钻井液解决了该地层易缩径、起钻难的问题;防粘结剂PF-FNJ及其相关技术应用解决了前期开发中岩屑聚集成泥球的现象;屏蔽暂堵技术的应用,减少了油田开发过程中钻井液对储层的损害,PF-PLUS/PF-JFC钻井液在该油田使用取得了良好的效果。     

吐哈深探井火成岩钻井液技术研究与应用

吐哈油田深探井火成岩地层在钻进过程中,由于岩石密度较高,塌掉块不易携带出井眼;另外由于裂缝填充物易水化分散,常常造成井漏和坍塌卡钻等井下复杂事故,严重影响了深探井火成岩安全施工。为此,通过对深探井火成岩地层的三压力特性、岩石特征、矿物组分和理化性能研究,研制出吐哈深探井火成岩配套钻井液配方,并在现场应用中取得了很好效果。     

甲酸盐钻井液技术的应用

青海花土沟油田地层压力低。泥页岩地层造浆能力强。钻井过程中易发生地层漏失、井眼缩径、起下钻阻卡和油气层损害严重等问题。该油田采用无固相低密度的甲酸盐钻井液．并配合相应的维护处理工艺技术。该体系主要由碱金属(钾、钠和铯)的甲酸盐、聚合物增粘剂和降滤失剂等组成。其中碱金属的甲酸盐为钻井液提供了适当的密度和强抑制性。在不加任何固相加重剂的情况下，通过改变碱金属甲酸盐的类型和加量，可使甲酸盐钻井液密度达到1．0～2．3g／cm3。现场应用表明．甲酸盐钻井液具有摩阻压耗小，热稳定性好，水力特性优良，页岩抑制性强，污染容限大的特点．减少了井下复杂情况，提高了机械钻速，有效地保护了油气层．提高了原油产量。     

钻井液充氮技术在深探井中的应用

胜利油田丰深1井完钻井深为4495.4m，预测地层压力系数小于1。介绍了利用引进的制氮设备，在丰深1井成功实施充氮钻井的施工工艺。钻井液充氮技术具有许多优势：能有效降低钻井液循环当量密谋，提高机械钻速；由于充氮提高了环空返速，钻井液携带岩屑能力强，即使在泵排量和钻井液切力较低的情况下仍具有良好的携带能力；由于循环当量密度低，有利于保护和发现油气层，对探井特别适用。通过在低密度基液中利用充氮技术，丰深1井成功地进行了勘探施工，取得了良好的勘探效果。     

甲酸盐钻井液体系在大庆开发井的推广应用

通过对甲酸盐保护储层的研究和钻井液处理剂的评价，研制出了适合大庆开发井应用的甲酸盐钻井液配方，并对该配方保护储层的能力进行了评价。甲酸盐是一种有机酸的羧酸盐，在水溶液中以Na^＋（K^＋、Cs^＋）和HCOO^-的离子存在，除了具有Na^＋、K^＋的作用外，还具有HCOO^-的独特作用。经现场应用表明，甲酸盐钻井液是一种抑制性强、稳定井壁效果好，有利于储层保护的体系；甲酸盐钻井液能够满足3200m以内勘探、开发钻井的需要，并能满足各种尺寸井眼的钻井作业要求。     

甲酸盐钻井液体系的应用

为了解决钻井安全和保护油气层之间的矛盾。大港石油集团公司钻井泥浆技术服务公司研究出甲酸盐钻井液，该体系由提粘剂，降滤失剂，井壁保护剂，辅助抑制剂和甲酸盐等组成，根据需要还可加入消泡剂，水基润滑剂等处理剂。该钻井液在官109-1，王44，港508等5个断块应用于14口井，收到了预期的效果。应用结果表明，甲酸盐钻井液抑制防塌能力好。能较好地解决油层保护与井壁稳定的矛盾；惰性固体含量低，滤液与地层流体的配伍性强，有利于发现和保护油气层；体系摩阻和固相含量低，剪切稀释性强，有利于降低循环压耗，充分发挥水马力，提高钻井速度，对钻具和套管等的腐蚀小，对环境污染小，对固控设备要求高。现场必须配备好四级固控设备。     

复合醇盐水钻井液体系的研究与应用

大庆油田松辽分地北部2500m以内的中浅层井使用的水基钻井液均存在不足，突出表现为体系的抑制性差，井径扩大率大，井眼不规则，为了稳定井壁不得不提高钻井液密度，因而影响了油气层的发现和保护，为此开发了复合醇盐水钻井液体系，该体系主要由3种不同浊点的聚合醇，抗盐降滤失剂，增粘剂，超细碳酸钙、甲酸甲及甲酸钠组成。室内研究与现场应用结果表明，复合醇盐水钻井液体系具有优良的页岩抑制性，井眼规则，稳定性好，抗温可达160℃，具有较好的润滑性能和较高的膨润土溶量限；保护油气层效果好；该体系使用的聚合物易生物降解，不会造成对环境的污染，对钻具腐蚀性小。     

探井钻井中预测钻井液侵入地层程度的数学模型

2004年2月在美国Louisiana州召开的SPE地层损害会议上,美国PETROBRAS公司宣读了一篇关于探井钻井时计算和监测钻井液对井壁侵入程度的论文(SPE／IADC 86497)。专家在实验室内运用2组线性模型(实验室条件下钻井液对地层的滤失公式,以及井场条件下单介质地层中钻井液滤失半径公式),来预测钻井液滤失后对油藏的侵入深度。通过实验室测试,以及在巴西近海的COMBAS盆地测井数据验证,预测结果基本可行。目前,该模型已成为巴西COMBAS盆地探井与开发井优化钻井液设计和保护油层的一种有效技术手段。     

超低渗透钻井液在花3-8井的应用

海南福山凹陷花场构造的流二段地层含有易垮塌的硬脆性泥岩，裸眼段较长，存在多套地层压力系统，在钻井施工中经常发生大段划眼、井漏等复杂情况。针对该区块的地层情况，在花3—8井流二段采用超低渗透钻井液。该钻井液能在井壁岩石表面形成致密超低渗透封堵薄层，有效封堵不同渗透性地层和地层层理裂缝，阻止钻井液及其滤液进入地层中，有效防止了地层水化膨胀，防止井壁垮塌。现场应用表明，超低渗透钻井液性能稳定，井壁稳定能力强，钻井及完井施工顺利，使该井流二段的井径扩大率比邻井下降了55％，钻井液密度比邻井降低0．08～0．10g／cm^2。     

萨南油田用JGN钻井液完井液体系

萨南油田东部过渡带成岩性差,胶结疏松,钻井过程中易发生坍塌.试验区开采层位为萨尔图组和葡萄花组,萨尔图组具有较强水敏性,葡萄花组具有一定速敏性.采用JGN钻井液体系钻井.该体系主处理剂为JGN、JN、FTD,它们的最佳配比为JGN∶JN∶FTD＝6∶3∶4,3种处理剂复配物加量大于0.6%时,钻井液滤失量小于7.0 mL,粘度为20～25 s,切力小于1.0 Pa,并具有良好的造壁性和降滤失能力,抗NaCl、CaCl2和岩屑的污染能力为6%、2%和7%,较好地解决了萨南过渡带钻井、固井、电测遇阻的问题.通过将JGN加量提高到0.8%,并加入0.2%防膨剂FP-1,将钻井液改造为完井液.JGN完井液体系的滤失量小于6.0mL,静态膨胀率小于3%,岩屑回收率大于75%,岩心渗透率恢复值大于70%.通过应用JGN完井液,与相邻区的井对比,试验井采液强度提高了14.5%,注水压力降低了6%,表皮系数降低了0.74,地层完善程度提高了31.3%,取得了较好的保护油层效果.     

深井抗高温钻井液体系的研究与应用

深井钻井液的热稳定性一直是国内外研究的关键问题。室内试验在优选抗高温处理剂的基础上，通过引入新型的硅氟共聚物降粘剂GF-260，开发出了一种新型抗高温硅氟聚合物钻井液，即4％钠膨润土＋3％MMH＋5％MF-1（复合降滤失剂）＋2％Na2SO4（抗高温稳定剂）＋2％RH-1＋2％GF-260＋1％ZH-Ⅲ（缓蚀剂）＋其它辅剂。室内对该钻井液的抗温性、页岩膨胀性和悬浮稳定性进行了评价。结果表明，抗高温硅氟聚合物钻井液具有优良的抗高温悬浮稳定性、抑制防塌能力和很高的热稳定性（抗温可达220℃）。在和参1井和莱深1井应用中，抗高温硅氟聚合物钻井液性能稳定，钻井施工顺利，电测和下套管一次成功，未发生井壁垮塌现象，钻井周期比该地区同类井缩短了1／3，综合钻探效果显著。     

MEG钻井液在吐哈油田小井眼侧钻井中的应用

吐哈油田小井眼开窗侧钻井主要采用混原油钻井液,不利于环境保护。从研究MEG单体的作用机理入手,以钻井液润滑性、抑制防塌性为主要评价指标,对MEG钻井液配方进行了优选,并对优选配方钻井液性能进行了评价。该钻井液在4口小井眼开窗侧钻井进行了试验应用。结果表明:应用井无阻、卡现象,平均钻井周期缩短了7.2d;在未混原油的情况下钻井液润滑系数比乳化原油(15%~20%)钻井液降低了34.6%;油层保护效果好,其中温5-41C井日产油14.4t,同比温五区块平均产量提高了128.4%,神218C井是神229区块目前唯一的自喷井。表明优选出的MEG钻井液具有优良的润滑性、抑制防塌性及良好的储层保护效果,特别适合强水敏地层及大斜度井和水平井等特殊复杂工艺井的钻进。     

大庆外围探井钻井速度的影响因素分析

对影响大庆外围探井钻井速度的地质因素及钻井工程技术因素(井身结构、钻井设备和钻井液)进行了分析,制定了合理的设计方案和井身优化结构。通过合理降低上部大井眼岩屑切削面积及合理增加中下部复杂井段井身结构,采用先进的钻井工艺技术,进一步优选了钻头,试验和推广了低压和负压钻井等新工艺新技术,加强了对固控技术的研究,改进了现有钻井工艺。这些技术措施的实施提高了大庆外围地区深探井的钻井速度。     

坨-胜-永断裂带高密度深井钻井液技术

坨-胜-永断裂带储油层埋藏深、压力高，断层发育，构造较复杂，在钻井过程中容易发生与高密度钻井液相关的钻井问题。通过分析研究，确定在三开之前采用低密度聚合物铵盐体系，三开之后采用抗高温抗盐的聚合物硅氟防塌降滤失钻井液。提出了在该区块使用高密度钻井液技术的主要施工措施：禁止直接加加重材料．采用混重钻井液的逐步加重方式，同时保证加重材料有充分的水化时间；对直井，润滑剂总含量应为2％～3％．对定向井，润滑剂总含量应为3％～5％；该区块高密度钻井液用水的矿化度不能超标，氯离子含量应小于1000mg／L，钙镁离子含量均应小于200mg／L；处理剂应具备良好的抗高温和抗盐性能；保证四级固控设备的使用率，特别是离心机在每次下钻后调整钻井液时的使用至关重要。现场应用表明，聚合物硅钾基防塌降滤失钻井液具有滤失量低、抑制性强、抗高温、防塌和润滑性能好、携岩能力强等优点。     

硅氟钻井液的研究与应用

为解决钻井施工中深部地层或复杂地层的井壁稳定、高温老化、抗盐抗钙和油层保护等技术问题，开展了以硅氟产品SF260、SFJ-1、SKHM为主剂的新型抗高温、抗盐，抗钙钻井液的研究．并对SF260和SFJ-1进行了综合评价及与同类处理剂的对比试验，针对盐膏层和泥页岩地层特点，优选出了硅氟聚磺钻井液配方。室内试验表明，SF260具有很好的抗高温、抗盐、抗钙的性能．降粘效果明显；SFJ-1能满足深井抗高温钻井施工要求，是一种良好的深井抗高温降滤失剂；SKHM具有良好的抑制泥页岩水化分散作用；硅氟钻井液转型较容易。现场应用表明，硅氟钻井液抗温能力强，流变性能稳定；具有良好的抑制性、膨润土容量限高，岩屑代表性强．保证了地质取全取准资料；具有良好的抑制防塌能力，缩短了钻井周期和油气层的浸泡时问，较好地保护了油气层，完井各项作业顺利。     

冀东油田水平井钻井液技术

针对水平井钻井要求和冀东油田的地层特点,采用强包被、强抑制、强封堵的技术措施,定向井段和水平井段采用聚磺硅氟乳化原油钻井液.该钻井液中PMHA与JGYJ配合使用进一步提高抑制泥页岩水化分散的能力;GT-98、KJ-1与NPAN复配使用可以降低高温高压滤失量,改善泥饼质量;QSAM-K、YL-1与JGWJ复配使用可以提高钻井液的封堵能力;MMH可改善悬浮携带能力,添加了不同粒径的超细碳酸钙和软化点与油层温度相匹配的沥青类材料,对油层孔隙进行快速封堵,避免液相和固相对油层的损害.现场应用表明,该钻井液具有较强的防塌能力、清洁井眼能力和润滑防卡能力,解决了上部地层和水平井段砂岩储层的井塌以及大斜度井段、水平井段的携砂、润滑问题和疏松砂层油层保护问题,完全满足了冀东地区垂深小于3000 m水平井的钻井需要.     

高钙盐钻井液体系的研究与应用

中原油田的白庙、河岸、文东和卫城等地区存在着大段易分散、膨胀的泥页岩，造成井下事故。为此，研制了高钙盐钻井液体系。室内实验结果表明，高钙盐钻井液体系能抗150℃以上高温，具有良好的流变性和较低的滤失量，滤饼韧性好；具有和饱和盐水相当的强抑制性，抗盐膏；具有较好的保护油气层作用。现场应用表明，高钙盐钻井液达到了：①固相容量限高。抑制性强，在密度为1．4g／cm^3、膨润土含量为43g／L的情况下仍保持低粘度和切力；②机械钻速比邻井提高30％左右；③维护处理简单，处理成本低；④使用密度比邻井低0．05g／cm^3．保护油气层效果好，静态和动态岩心渗透率恢复值都大干80％。高钙盐钻井液较好地保护了油气层．成功地解决了泥页岩膨胀分散和垮塌问题。     

保护油气层的防塌钻井液技术研究

保持井眼稳定和保护油气层不受损害涉及较多的工程环节,存在诸多影响因素,钻井液则是系统工程中的一个重要环节.钻井液是打开油气层的第一种工作液,其性能好坏不仅影响钻井施工的正常进行,而且直接影响油气层保护和油气产量.钻井液密度是钻井液的重要性能指标,直接关系到钻井压差的高低.如果按照钻井压差的大小则可把钻井液技术分为两大类,即正压差钻井液技术和负压差钻井液技术.从油气层保护的角度,分析了钻井液密度与井眼稳定和油气层保护的辩证关系,以及钻井液对油气层的损害机理和相应的保护措施,提出了多元协同防塌新原理,即在处理井眼不稳定现象时,除了要考虑钻井液的因素外,还要综合考虑地质、工程、水力学等方面的因素.重点介绍了目前国内外防塌与保护油气层的稀硅酸盐钻井液、有机盐钻井液、聚合醇(又称多元醇)钻井液和合成基钻井液等代表性钻井液新技术.