塔在1井破碎性白云岩地层防塌技术

塔参１井是迄今为止的塔里木盆地钻成的陆上第一超深井。该井在钻进奥陶系、寒武系白云岩地导蝇眼发生严重坍塌,导致难以继续钻进。本文从地层岩石矿物组分、理化性能和地应力三方面分析了井眼坍塌的原因。经室同一系列封堵试验,现场采用密度适当的钻井液并加入软化点适当、颗粒度较小的封堵材料加强对地层裂缝、微裂缝的封堵,从而成功地解决了塔参１井超深井段破碎性白云地层坍塌问题。     

顺北油气田鹰1井超深井段钻井液关键技术

鹰1井是顺北油气田的一口超深重点风险预探井,设计井深9 016.85 m（垂深8 603.00 m）。该井超深井段志留系柯坪塔格组与奥陶系桑塔木组等硬脆性泥岩地层、志留系裂缝性地层和奥陶系破碎性地层,在钻进过程中易出现井眼失稳、井漏、坍塌掉块等井下故障。为此,通过室内试验研究,分析了该井超深井段硬脆性泥岩地层井眼失稳机理、强压力敏感性裂缝性地层漏失原因及破碎性碳酸盐岩地层井眼失稳原因,应用“多元协同”井壁稳定基本理论,构建了SMHP–1强抑制强封堵钻井液,并制定了针对性强的防塌防漏技术措施。该井顺利钻穿大段硬脆性泥岩、裂缝性地层和破碎性地层,未发生井眼失稳及钻井液漏失,顺利钻至井深8 588.00 m完钻,创亚洲陆上井深最深纪录。现场应用表明,SMHP–1强抑制强封堵钻井液能够解决深部地层大段泥岩及破碎性地层的井眼失稳与漏失难题,为国内外深井超深井安全钻进提供了技术借鉴。      

破碎性地层钻井液防塌剂评价方法及应用

本文分析了破碎性地层井壁不稳定的原因,借助了ＯＦＩ－１７０－５０高温高压动失水仪分析了钻井液对地层裂缝、微裂缝的封堵能力,初步建立了破碎性地层防塌的方法及措施,在塔参１井应用取得成功。     

伊拉克米桑油田裂缝性地层非标井眼水平井钻井技术

伊拉克米桑油田位于扎格罗斯山前构造挤压带,油田地面地雷密布。为了解决井场建设难题及提高单井产量,设计采用直井段钻穿盐膏层后,采用水平井钻盐下易漏、易塌裂缝性石灰岩及白云岩地层开发Mishrif层位,形成了一套针对米桑油田裂缝性地层的非标井眼水平井钻井技术。结果表明:①米桑油田在最小地应力方位坍塌压力最低,定向钻进方位选择最小水平主应力方位最利于井壁稳定;②"AQUA-MAX钻井液体系"具有高效封堵能力,使用后有效提高了地层承压能力,拓宽了安全钻井的密度窗口,极大延伸了水平段安全作业长度,可有效抑制盐下裂缝性地层井段的井漏和井塌;③优选钻进排量、转速等钻井参数,优选钻井工具,合理控制钻井液密度,准确控制井底当量密度在安全当量密度窗口范围之内,可有效防范井漏和卡钻的风险。结论认为:该非标井眼水平井钻井技术克服了地层压力窗口窄、裂缝性地层岩性复杂、非标小井眼窄间隙环空作业等技术难题,降低了井下复杂情况和事故的发生,大幅提高了钻井效率。     

顺北蓬1井444.5 mm长裸眼井筒强化钻井液技术

针对顺北蓬1井二开444.5 mm长裸眼井段钻遇的三叠系泥岩地层易水化膨胀和井眼失稳,二叠系巨厚火成岩地层裂缝孔隙发育、易发生掉块垮塌和井漏等问题,研究了井筒强化钻井液技术。在分析三叠系地层井眼失稳机理及二叠系地层井漏原因的基础上,制定了防塌防漏技术对策,优选了抑制剂SMJA-1、防塌剂SMNA-1和封堵剂SMGF-1等关键处理剂,构建了强抑制强封堵钻井液体系。现场应用显示,二开钻进期间,钻井液性能稳定,泥岩钻屑棱角分明、完整度高;裸眼段井眼稳定,起下钻顺畅;钻井时间逾90 d,平均井径扩大率仅4.7%。应用效果表明,以强抑制强封堵钻井液及配套施工工艺为核心的井筒强化钻井液技术,能有效解决顺北蓬1井三叠系地层井眼失稳与二叠系地层井漏的问题,并可为后续顺北区块类似井的钻井提供借鉴。      

聚醚多元醇钻井液在苏北盆地许33块的应用

为解决苏北盆地阜宁组泥页岩钻进中常出现井壁失稳的问题,分析了聚醚多元醇降低地层坍塌压力的原理,通过三轴应力测试优选出,2种聚醚和聚乙二醇能够使地层坍塌压力系数降低0.19~0.30,以2种聚醚为主要原料,配以适当聚乙二醇,配制出浊点温度在55~65℃的聚醚多元醇JMC-60。在许33-2和许33-8井的试验应用表明,利用聚醚多元醇浊点效应封堵地层微裂缝和微孔隙,通过与钾盐的协同作用增强体系的抑制性,可适当降低地层坍塌压力,所使用的钻井液密度降低了0.05 g/cm3,而且没有发生对比井曾多次发生的掉块、划眼等复杂情况,在保持井壁稳定的前提下实现了机械钻速的提高。     

玛湖油田MaHW1602水平井低活度钻井液技术

玛湖油田MaHW1602井地层条件复杂,目的层三叠系百口泉组含硬质泥岩、疏松砾岩等,水平段钻进过程中易发生坍塌掉块等井下故障。由于该地区近年使用的“去磺”钻井液存在防塌性不足的问题,为此,在分析该井地层特点及钻井液难点的基础上,通过室内试验优选了活度调节剂、封堵剂和抑制剂,形成了非磺化低活度钻井液体系。室内试验结果显示,低活度钻井液封堵率超过90%,平均水活度为0.863,满足现场钻井要求。该钻井液在MaHW1602井三开井段进行了现场应用,疏松易塌井段无明显的井径扩大现象,井眼规则,平均井径扩大率6.5%,且钻进中无明显托压现象,电测、下套管顺利,未出现钻井液性能突变、下钻或开泵漏失等问题。研究与应用表明,低活度钻井液具有较好的封堵和防塌性能,能够满足玛湖油田长水平段水平井安全钻进的需求。      

柴参1侧1井钻井液技术

柴参1侧1井是在柴参1井直井眼内侧钻出的一口井．所钻地层为泥岩层段，成岩性差且裂隙发育，地层破碎．极易水化剥落及坍塌，在井深3600m左右有断层存在．极易发生井漏、井壁失稳及坍塌，柴参1井在钻井过程中井壁垮塌严重。柴参1侧1井通过应用聚合醇钻井液顺利钻达目的层，在钻进过程中未发生一次因井眼坍塌而引发的井下复杂及事故；与柴参1井相比。该井井径扩大率较小，大部分井段的井径扩大率都在16％左右；在钻进过程中钻井液密度控制为1．22～1．23g／cm^3，全井处于近平衡钻井状态，取全了各种资料。现场应用表明，聚合醇钻井液是一种强抑制性体系，通过优选聚合醇等各种防塌处理剂．满足了不同井深的需要；其防塌封堵性、润滑性和流变性良好。满足了柴参1侧1井的钻探要求．很好地保护了油气层。     

塘29-26c区块非常规油气藏钻井液技术

塘29-26c区块主要目的层为一套泥岩和泥质白云岩互层的自生自储的非常规油藏,该油藏被多条断层切割,形成多个单斜断块,硬脆性泥岩、白云岩地层由于由于应力集中极易坍塌,邻井在施工过程中发生多次井漏、划眼、井喷及卡钻等事故复杂.在该区块新部署的3口评价井储层井段应用了BH-KSM钻井液体系,利用聚胺抑制剂、KCl和抗盐包被抑制剂的协同作用增强钻井液抑制性,使用抑制防塌剂BZ-YFT配合细目钙和抗盐降滤失剂BZ-JLS-I改善泥饼质量并控制好滤失量,使用低渗透封堵剂BZ-DFT配合不同粒级的刚性封堵颗粒QS-2,提高钻井液的高温封堵能力.应用结果表明,BH-KSM钻井液解决了硬脆性泥岩、白云岩地层的坍塌问题,顺利实现了对该区块非常规油藏的勘探开发.     

宝南侏罗系地层井壁失稳机理的研讨

宝南区块自1996年7月开始钻探到目前为止共完钻5口井,这5口井在钻进侏罗系地层时均不同程度地出现了起下钻阻卡、卡钻、测井遇阻卡、断钻具、井漏等井下复杂情况与事故,严重影响了钻井周期,其原因是泥页岩/煤层井壁坍塌与砂砾岩蠕变缩径引起的井壁失稳.室内研究结果表明,井壁坍塌的根本原因是5口井的使用钻井液密度皆小于计算坍塌压力.砂砾岩地层井眼缩径的原因是这类地层具有一定的流变性,特别是在钻井液长期浸泡的情况下,地层向井眼内蠕变,导致井眼缩径.采用改进的三轴岩石强度试验机作试验装置,对砂砾岩地层的蠕变特征进行了测试,并在此基础上研究了井眼缩径的原因及对策.依据实验结果对砂砾岩地层井眼缩径率的计算结果表明:井眼缩径率随着井眼钻开时间的增加而增大,随着钻井液密度的增大而逐渐减小,而且不同类型钻井液在相同密度的情况下,井眼缩径造成阻卡的时间不同,例如采用醋酸钾强封堵钻井液或全油基钻井液,在使用合理的钻井液密度的情况下,可以延长安全钻井周期.     

无荧光防塌降滤失剂KH-931在深井钻井液中的应用

在深井钻井工程施工中,常常遇到易塌井段,要求所使用的钻井液处理剂具有良好的抑制性和较高的抗温性能。通过对无荧光防塌降滤失剂KH-931性能分析,并结合现场应用情况,论述了该产品的性能特点,提出这种产品特别适用于深井、探井和易塌井段钻井工程中。     

徐闻区块复合有机盐钻井液技术

徐闻区块位于北部湾盆地,由涠西南凹陷、乌石凹陷、迈陈凹陷、福山凹陷和雷东凹陷组成。该地区下部地层岩性以微裂隙发育的硬脆性泥页岩为主,坍塌压力系数较大,易发生井壁坍塌,导致钻井过程中井下复杂、事故频繁发生。针对以上地层特点,在该区块积极推广应用了复合有机盐钻井液体系。现场应用表明,该体系具有很强的抑制性和防塌能力。推广应用的3口井与同区块的邻井相比,机械钻速提高了44%,平均钻井周期缩短了近26 d,复杂事故时效大幅度降低,平均井径扩大率减小了50%。说明徐闻区块流沙港组地层的井壁失稳问题得到了明显改善,电测成功率也大幅提高,很好地满足了该区块钻井施工的需要。     

濮2-平1井钻井液技术

濮 2-平1调整水平井位于东濮凹陷中央隆起带北部濮城背斜南部濮53区块。该井完钻斜深为2879.80,垂深为2370.71 m,水平段长为380 m,总位移为629 m,最大井斜为92.7°。该井在长期注采连通性好的砂层中钻进,极易发生漏失、返水、井壁坍塌等复杂情况。濮2-平1井采用了聚合醇正电胶欠饱和盐水钻井液。现场应用表明,聚合醇正电胶欠饱和盐水钻井液体系具有抑制盐溶解能力和稳定井壁能力,悬浮携砂和抗污染能力强,泥饼质量好。井下摩阻低,钻井液性能稳定,油气层渗透率恢复性好等特点。配合使用随钻堵漏材料和实施工程技术措施,克服了盐水侵、泵排量小等不利因素,成功地防止了地层的漏失。聚合醇正电胶盐水钻井液可满足盐层区块的调整水平井、大斜度、大位移定向井的钻井施工。     

聚磺钾盐钻井液的现场应用

东濮凹陷兰聊断层下降盘毛岗构造、庆63断缝带等区块，从沙一下下部到沙二段有大段地层含有蒙脱石及较多的伊利石和伊蒙混层；沙三段为含伊利石的硬脆页岩，滤液易沿着层理面的微裂缝渗入，引起剥蚀垮塌。在这些区块的长期钻井实践中都依靠有机处理剂来稳定井壁，经常发生井壁掉块坍塌．导致井下复杂。聚磺钾盐体系具有比较经济、易于维护、防塌效果好的特点，尤其对储集层段有很好的防塌作用，因此配制出了适合深部地层易垮塌特点的保护油气层的聚磺钾盐钻井液体系。实际应用效果表明，该体系有效抑制了下部井眼的剥落垮塌，掉块很少，钻井顺利，提高了钻进速度和井身质量，平均井径扩大率约为8．3％，并保证了较高的渗透率恢复值。     

聚磺纳米乳液钻井液在临盘街206井的应用

街206井是胜利油田临盘临南洼陷街斜2鼻状构造高位上采用聚磺纳米乳液钻井液完成的第一口二开中深井,完钻井深3 980 m。该区块在已往的钻井过程中均出现井壁失稳严重垮塌的现象,为了满足钻井施工的需要,经室内综合分析评价优选出适合该区块的钻井液配方,该配方总体性能优良,具有良好的流动性,较强的携砂能力和润滑效果,并在街206井应用获得成功。     

荆丘地区双层组合套管的钻井液工艺

荆丘地区为了防止2750~3000m膏盐地层塑性蠕动挤毁套管,采用了双层组合套管新工艺。根据地层岩性和双层组合套管施工的特点,要求钻井液防卡、防塌及抗电介质污染。为此选用了PAC141-NPAN-SMP聚合物防塌钻井液体系。钻进中用液体润滑剂,完井时用固体润滑剂塑料小球;防塌剂用SBI-1。施工13口井,均未发生过压差卡钻;除2口井在上部地层因未灌浆井塌外,其它都未发生过井塌;一次电测成功率达84.6%;对油层还有保护作用。与32口井深相当的对比井相比,一次电测成功率提高31.5个百分点,处理复杂情况和事故时间减少9.6个百分点,钻井周期缩短35.47%,建井周期缩短28.44%。     

空气泡沫钻井流体的室内研究

通过对空气泡沫钻井流体用处理剂的优选,室内确定了阴离子型空气泡沫钻井流体的基础配方,对该泡沫流体性能进行了评价。结果表明,所研制的空气钻井泡沫流体具有良好的耐温性,耐温达90℃;良好的抗污染能力,耐NaCl量为6％,耐Ca^2＋浓度为500mg／L;较强的抑制性,能使泡沫在井壁形成保护膜,阻止水进入地层,有效防止井壁坍塌。并且,通过合理使用化学消泡剂,可达到泡沫基液循环利用的目的。     

两性离子聚合物钻井液体系在吉林DB区块的应用

吉林DB区块位于吉林乾安地区,是中石化新星石油公司华东局在东北勘探开发的重点地区,属于松辽盆地南部长岭凹陷腰英台构造带.该地区地层复杂,钻井施工中易发生缩径、井塌、井漏情况,并引起卡钻事故.选择了两性离子聚合物钻井液体系,并加入聚丙烯酸钾、有机硅腐植酸钾和酸溶性屏蔽暂堵剂等对钻井液进行调整.在现场应用中,根据不同井段优化钻井液的流变性,尤其进入易塌井段后注意降低钻井液对井壁的冲刷.现场应用表明,缩径和井塌的事故明显减少,易塌井段平均井径扩大率由原来的16%～20%降低到10%～15%,调整后的钾盐两性离子聚合物钻井液技术方案满足了吉林DB井区的钻井需要.     

油基钻井液在威远地区页岩气水平井中的应用

威远地区页岩气储层石英含量较高,岩石脆性特征明显,属弱水敏;同时具有较强的层理结构,极易发生层间剥落;页岩强度有显著的各向异性,层理面倾角为40°～60°,岩心易发生沿层理面的剪切滑移破坏,造成定向段和水平段井壁失稳.根据威远地区页岩气储层特性,威201-H3井在定向、水平段应用了油基钻井液体系.该技术重点保证了合理的钻井液密度、强封堵性、低滤失量和良好的携砂能力;同时在实钻中建立了遇仙寺组及以下地层全套岩石流体中水的活度剖面数据库,为钻井液的活度防塌提供了很好的理论支撑.结果表明,该油基钻井液成功应用于威201-H3页岩气水平井钻探,较好地解决了威远地区泥页岩层垮塌的问题.     

PRT钻井液在墨西哥REYNOSA油田的试验

墨西哥REYNOSA油田目的层主要为第三系泥页岩地层.泥页岩具有极强的水化分散能力,层理、裂缝发育,中下部地层中含大量的CO2气体.钻进过程中使用水基钻井液难以控制缩径、垮塌和卡钻等井下复杂情况.中油钻井液公司使用抑制性、封堵性及抗污染能力强的PRT钻井液在该油田enavides105井进行试验,以机械钻速、井下复杂情况、井径曲线和钻井液性能作为指标,评价其在该油田的应用效果.试验结果表明,PRT钻井液抗岩屑和CO2气体污染能力强.流变性能稳定,井径扩大率仅为0.5%,钻井液性能稳定,井下安全,电测和下套管顺利,保证了顺利施工.