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.     

油基钻井液用冲洗液BCS-020L研制及应用

油基钻井液完钻井井壁及套管壁上附着的油浆、油膜会影响固井界面的胶结性能。为了改善水泥环与环空界面的亲合性,提高界面胶结强度,研发了BCS-020L冲洗液体系。实验结果表明,BCS-020L冲洗液与钻井液、隔离液均有较好的相容性,对井壁和套管壁上附着的油基钻井液具有良好的冲洗效果,冲洗效率达到80%以上;对环空界面具有良好的润湿改性作用,可以有效促进水泥环与环空界面的胶结。该冲洗液体系在玉门油田柳平1井取得成功应用,固井质量优良。     

油气井固井多棱石英砂冲洗液的研制与现场应用

在油气井固井过程中,常规冲洗液存在难以有效清洗井壁上滤饼的问题,尤其是油基钻井液会在井壁形成含油滤饼、在套管壁会附着油膜,严重影响了固井质量。为此,基于加强冲洗液物理冲刷作用的理念,优选了具有尖锐棱角、形状不规则的多棱石英砂颗粒及悬浮剂,配制了多棱石英砂冲洗液。室内试验发现,该冲洗液具有稳定性好,与水泥浆、钻井液相容性好的特点,且冲洗效率比常规冲洗液高10～30百分点。多棱石英砂冲洗液在胜利油田4口井进行了成功应用,固井质量均有明显的提高。研究应用结果表明,多棱石英砂冲洗液能够有效清除井壁滤饼、油膜及岩屑,改善固井二界面胶结环境,从而提高固井质量,满足大型压裂对水泥环胶结质量的要求。      

油水双效PC-W21L冲洗液在PY30-1气田固井作业中的应用

使用油包水钻井液钻进时,井壁和套管壁上会粘附着一层油浆、油膜,它将导致水泥环界面胶结性能较差,该种情况下水泥石的界面胶结强度几乎为零,这将严重影响固井质量及油田的勘探开发。为了满足PY30-1气田大位移井钻井作业,下部12 14 in井段使用的是油基钻井液钻进,而上部地层存在断层,容易发生漏失,故上部17 12 in(1in=2.54cm)井段使用价格低廉的水基泥浆。笔者进行研究和筛选,最终确定采用油水双效冲洗液PC-W21L,它是由一系列环保溶剂组合而成的一种环境友好的材料,就该冲洗液对油基、水基泥浆的清洗性能进行了评价,结果表明,该冲洗液具有良好的清洗能力;并与泥浆、隔离液及水泥浆进行相容性试验,结果表明,该冲洗液与泥浆、隔离液及水泥浆均有较好的相容性。油水双效冲洗液PC-W21L在现场PY30-1气田6口井的固井作业中得到了成功的应用,固井质量优良。     

前置冲洗液的分类研究综述

为了避免钻井液污染而率先泵入的冲洗液,从而稀释钻井液,并冲洗净井壁和套管壁,避免污染且提高了对钻井液的顶替效率和水泥环界面胶结质量。因此,本文针对固井用化学型前置冲洗液进行了配方上的分类研究。     

抗高钙盐白油基钻井液冲洗液室内研究

油基钻井液完钻后残留在套管和井壁的油污会影响固井水泥与地层的胶结强度,严重时可导致固井质量。为有效清洗残留的油污,提高水泥环与地层之间的亲水性,本文分析了5#白油的组份及碳数分布,构建了一套抗高钙盐白油基钻井液冲洗液,并对其润湿性和清洗能力进行了评价。实验结果表明,研制的冲洗液能够将油基泥浆表面的亲油性变为亲水性,大大提高固井水泥浆的胶结质量,同时,冲洗液对泥饼表面残余油污具有很好的清洗效果。     

RC型冲洗液性能的室内研究

井壁存在的泥饼直接影响固井质量,减少泥饼的量能提高界面胶结强度.通过综合应用物理冲刷和化学冲洗作用,优选出一种RC型冲洗液.性能评价结果表明,硼酸比醋酸更有利于提高冲洗液的冲洗效率,其适宜加量为7％;该冲洗液流变性良好,对基浆、三磺和聚合物钻井液的冲洗效率均在80％以上,使界面胶结强度提高30％以上.此外,通过电镜分析,对冲洗机理和界面胶结强度提高的原因进行了微观分析.     

一种高效清除井壁滤饼的新型固井冲洗液

为有效清除水基钻井液滤饼,提高固井界面胶结强度和固井质量,基于水溶性纤维的强冲刷原理和滤饼氧化分解原理,研究出一种新型的固井冲洗液（WD-C） ：0.5%WF-H纤维+2.2%WF-O氧化剂+0.35%FeSO₄ +1.8%KCl+3.0%膨胀珍珠岩粉+水,密度为1.03 g/cm³。为此,系统地测试评价了该冲洗液对水基钻井液滤饼的清洗效率和改善固井界面胶结强度的性能,并通过红外光谱（IR）、扫描电镜（SEM）和元素分析（EDS）等方法分析了其对界面胶结物的理化特征和微观结构的影响。结果表明,该冲洗液对水基钻井液滤饼具有良好的冲洗作用（冲洗干净时间在10 min内）,且界面胶结处的水泥颗粒能够正常水化,生成水化硅酸钙凝胶、Ca（OH）₂和棒状钙矾石（AFt）晶体,并相互交织并形成致密网络结构,能显著提高固井二界面胶结强度,进而提高固井质量。该研究成果为解决高效快速清除水基钻井液滤饼、提高固井二界面胶结强度技术难题提供了又一种新的技术方法。     

固井水泥界面胶结强度评价技术及在沈家铺油田的应用

针对大港油田目前固井界面胶结质量差、配套工艺针对性不强的现状,研制了水泥胶结强度评价装置,通过对高温高压养护后的水泥与胶结面剪切应力的采集,定量计算水泥与界面的剪切强度,定性评价固井水泥与井壁的胶结强度。利用该方法评价了YX-1等四种水泥浆在不同钻井液、不同冲洗液,以及地层水影响条件下的界面胶结强度,依据实验结果优选了水泥浆体系及制定了针对性的配套措施。现场24口井的应用表明,水泥界面胶结质量大幅提升,固井质量优质率提高了41.6%。     

固井用冲洗液 BH-Q812L的研制与应用

为了解决井壁和套管上残留的钻井液导致固井水泥环界面的胶结质量差的问题,采用非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和无机盐助剂复配,通过考察复配冲洗液的冲洗效率和适用温度等指标,确定了基本配方为6.4%壬基酚聚氧乙烯醚(15)(TX-15)+6.4%椰子油脂肪酸二乙醇酰胺(6501)+6.4%十二烷基苯磺酸钠(SDBS)+0.64%三聚磷酸钠(STPP)+0.16%防腐剂卡松+80%去离子水的冲洗液BH-Q812。考察了冲洗液BH-Q812L的抗温性能、冲洗效率以及相容性能等。研究结果表明,该冲洗液抗温达150℃。BH-Q812L加量5%时的冲洗液在冲洗4 min后对聚合物钻井液和盐水钻井液的冲洗效率高达95%;BH-Q812L加量10%的冲洗液在冲洗5 min后对硅基防塌钻井液的冲洗效率高达95%以上。该冲洗液与钻井液、水泥浆均具有良好的相容性。该冲洗液已被现场应用于3种不同类型的钻井液体系的井中,取得了良好的固井质量。     

生物驱油剂用于固井前置液的研究与应用

生物驱油剂应用于固井前置液是较为新颖的技术。对其所配制的冲洗液及隔离液的降低表面张力、腐蚀性、pH值、密度、悬浮性等物化性能,以及与胜利油田现场应用的各类钻井液、固井水泥浆的相容性进行了研究,得到了一种对钻井液冲洗及顶替性能优良的新型生物固井前置液。固井现场应用证明,其冲洗、顶替、置换性能良好,固并双界面胶结质量明显改善,从而大幅度地提高了固井质量。     

提高油基钻井液固井质量的冲洗型隔离液技术

油基钻井液条件下固井作业时,一方面,套管和井壁处于"油湿"环境,水泥浆无法实现与二界面良好胶结;另一方面,油基钻井液与水泥浆完全不相容性,直接接触后流变性恶化和稠化时间急剧缩短,危及施工安全。为此,利用表面活性剂协同增效机理和功能材料应用技术,研究出提高油井钻井液固井质量的冲洗型隔离液。室内研究表明,隔离液在1.5~2.3 g/cm~3密度范围内具有良好的流变和稳定性能,耐温达到120℃,洗油效率达到95%以上,能够高效驱替油基钻井液,实现界面润湿反转,与钻井液和水泥浆相容性良好。该隔离液体系在四川地区页岩气油井钻井液条件下固井中成功应用100余井次,固井质量合格率90%以上。该冲洗隔离液能够起到隔离、清洁套管和井壁的作用,提高了油井钻井液条件下的固井施工安全和固井质量。     

调整井固井前置液--冲洗隔离液研制

为了提高固井质量,研究出了高效冲洗隔离液体系.它主要由渗透剂、清洗剂和润湿剂组成.室内试验和现场应用表明,这种体系的冲洗液不但与钻井液相容性好,而且利于改善水泥环/套管和水泥环/井壁的胶结环境,增强胶结力.同时还可以根据井下需要,调整冲洗液的密度.     

大庆油田"九五"期间钻井液技术发展

在总结“九五”期间大庆油田钻井液技术发展情况的基础上,重点介绍了在井壁稳定,高温深井,欠平衡钻井,保护油气层和提高二界面胶结强度等方面开展的诸多钻井液研究和应用,结果表明,水基加重钻井液性能良好,润滑性和防漏效果明显,对油层具有更好的保护作用,保证了侧钻水平井钻井施工的顺利进行;抑制性与封堵型聚合物钻井液具有很强的抑制性,解决了井壁稳定,防卡和防漏问题,电测遇阻率比常规井眼降低10％,卡钻事故率减少3％,井漏井塌事故率减少25％,保证了小井眼钻井完井施工的顺利;抗高温油包水钻井液,水包油低密度蝇液,硅酸盐钻井液,甲酸盐钻井液和多元硅钻井液,性能稳定,抗高温能力强,有效地保护和发展了油气层,具有较好的提高二界面胶结质量作用,提高了二界面的固井质量,这些钻井液技术的发展,解决了大庆油田高温井,疑难井和特殊工艺钻井技术问题。     

提高二界面胶结质量的矿渣钻井液滤饼可固化技术

难以固化的滤饼直接导致固井第二界面胶结质量差。为提高第二界面胶结质量,基于矿渣受碱激发特性,提出矿渣钻井液滤饼可固化技术,并进行了研究,考察了矿渣钻井液滤饼对第二界面胶结性能的影响;对该技术配套冲洗液进行研究;通过XRD测试分析滤饼物相组成及作用机理。结果表明,矿渣钻井液滤饼可固化技术有助于提高第二界面胶结强度,改善第二界面胶结形貌;配套冲洗液显著提高上述技术效果;矿渣钻井液滤饼具有潜在固化活性,经冲洗液渗透、预激活,并与水泥浆成分交换,共同水化,生成C-S-H凝胶,包覆、连接固相颗粒,填充结构孔隙,实现滤饼、水泥环整体固化,第二界面胶结强度提高。研究表明,矿渣钻井液滤饼可固化技术与配套冲洗液技术有助于提高第二界面胶结质量,该研究对无机矿物凝胶材料在钻井液中的应用,特别是工业废料的环境保护再利用,具有科学的理论指导意义。      

提高第二界面固井质量的钻井液与前置液研究

针对提高第二界面固井质量的问题．研究出了多功能钻井液和SF-1冲洗前置液。对这两种体系的性能评价表明：加入矿渣后多功能钻井液的滤失量大大降低．泥饼的胶结强度提高，从而降低了钻井液对地层的损害；加有活性组分的SF-1前置液具有较强的稀释钻井液、降低粘度和切力的作用，提高了钻井液和水泥浆的相容性。现场应用表明．多功能钻井液须与MTC固井液配合使用．才具有提高第二界面固井质量的效果；SF-1前置液改善了水泥环与套管和水泥环与井壁的胶结环境．增强胶结力，提高了水泥浆的顶替效率．有效地提高了固井质量。密度介于钻井液与水泥浆之间的加重前置液在现场使用效果良好．固井质量优质，钻井液与水泥浆界面清晰。     

考虑多因素的固井二界面胶结抗拉强度室内评价方法

受井壁表面粗糙度、钻井液残留和温压扰动等因素的影响，固井二界面是整个环空封隔的最薄弱环节，且极易发生张拉破坏导致环空密封失效，但已有的评价方法只能获得固井二界面的胶结剪切强度，不能很好地评价固井二界面抗拉破裂性能。为此，考虑岩性、界面粗糙度、钻井液残留、冲洗液清洗和水泥浆等主要因素，建立了一种固井二界面胶结抗拉强度室内评价方法，从冲洗效率、胶结细观结构、抗拉强度、破裂形貌等多个维度对固井二界面胶结抗拉性能进行了系统评价。研究结果表明，该评价方法科学合理、步骤清晰、简单适用、试验结果离散性小，不同因素下测试结果区分度好，进一步完善了固井二界面胶结强度评价方法，具有较高的推广应用价值。     

WYL型高密度冲洗液评价及微观分析

在原有多功能冲洗液配方的基础上,通过优选加重材料与活性材料,研制出针对油基泥浆的WYL型高密度冲洗液。考察了该冲洗液对油基泥浆的冲洗效果、相容性以及对界面胶结强度的影响,并通过X射线衍射和电镜扫描进行了微观分析。实验结果表明,WYL型冲洗液与油基钻井液相容性好,泥饼清除率高,界面胶结强度明显提高,界面胶结良好。     

高压窄密度窗口油基钻井液固井技术

海上油田固井作业面临着高压窄密度窗口易发生漏失和气窜,油基钻井液环境下固井井壁滤饼清洗困难,大斜度定向井固井顶替效率低等诸多挑战。在分析相关固井技术难点的基础上,采用高密度冲洗液提高对油基钻井液套管壁及井壁滤饼的清洗质量;选用聚合物增强水泥浆体系,在固井压耗动态计算及压稳计算的基础上优化双凝水泥浆柱设计,实现防漏及压稳储层;采用旋转尾管固井技术实现固井过程中尾管旋转,提高冲洗液的洗井质量及水泥浆顶替效率。上述技术措施在涠洲油田压力系数高达1.61 g/cm3、高气油比达358 m3/m3、密度窗口仅0.12 g/cm3 的油基钻井液固井施工中成功应用,固井质量评价优良,表明该套海上油田固井技术能够满足高压窄密度窗口油基钻井液的固井需求。     

新型DF冲洗液的研究与应用

在固井注水泥作业时，水泥浆与钻井液接触后，常常在水泥浆与钻井液交界面处形成非常粘稠的水泥或钻井液混合物，这些混合物粘附在井壁或套管上，影响水泥环与套管和井壁胶结质量，甚至造成地层间封隔不好形成窜槽。介绍了目前国内冲洗液现状，并针对水泥浆与钻井液相溶性差，对注水泥作业危害大等问题，研制开发了DF冲洗液。研究了DF冲洗液的组成、性能特点，重点从加量、温度、滤失性能、流变性、相容性等方面对DF冲洗液性能进行了全面的室内检测与评价。并进行了TK811等10多口井的现场应用。结果表明，DF冲洗液加量在3%～6%间，具有良好的冲洗、隔离作用，能明显降低钻井液的粘度和切力，降低失水量，与钻井液、水泥浆具有良好的相容性，易形成紊流顶替，有利于提高水泥环与地层间的胶结质量。