低成本防窜水泥浆体系固井技术

针对安塞油田和靖安油田的调整井、底水油藏井、油气水层活跃井和不平衡压力下的油气水窜固井难题．研制出了GJl01低成本防窜油井水泥浆外加剂。它由铝酸盐聚合物GJL、微膨胀材料GPZ、强触变性材料GCB和高效减水剂GJS组成。室内对GJR-1低成本防窜油井水泥浆的稠化时间、抗压强度、线性微膨胀率以及抗温性能的评价表明。该水泥浆具有低温高早强、短过渡、微膨胀、强触变的特性。现场应用表明．该水泥浆促凝作用明显，可降低顶替水泥浆的泵压．提高顶替效率；过渡时问短，增加了抗窜阻力；微触变性和内聚力高；早期抗压强度高；水泥浆硬化后具有一定的微膨胀性．可防止微裂缝、微裂隙的形成．有效地改善第一、第二界面的胶结质量．防止环空界面窜流。采用该体系固井600多口．油层段固井合格率为100％．优质率超过90％。     

防漏防窜水泥浆在龙王3井尾管固井中的应用

龙王3井是龙王庙构造的1口三开三段制双靶点定向预探井.该井三开φ215.9 mm井段在钻进过程中井漏频繁、气侵严重,测井仪器多次遇卡.在φ177.8 mm小间隙尾管固井过程中,通过优化固井设计、优选水泥浆体系、强化井眼准备等措施,集成应用防漏防窜水泥浆固井技术,解决了窄安全密度窗口条件下的防漏防窜固井和提高顶替效率的瓶颈问题,测井结果表明二界面胶结质量优质.该技术对于提高窄安全密度窗口条件下提高深井小间隙尾管固井质量具有一定参考价值.     

DWQ油田防漏低密度水泥浆固井技术研究

在压力系数低、易漏地层,特别是裂缝型、溶洞型碳酸盐岩地层固井中,采用1．88g／cm^2左右的常规密度的水泥浆固井,极易引起井漏,造成固井失败,或者固井质量不合格。应用低密度水泥浆固井,可防止因为压破松软地层而导致的井漏,并能提高水泥浆顶替率,从而提高单级注水泥固井的成功率,减少或避免补注水泥作业。根据紧密堆积理论,采用水泥、漂珠、超细矿粉、膨胀剂不同粒度的颗粒级有效调配,研制出了低密度水泥体系。通过实验筛选出外掺荆在设计要求密度下的干混最佳比例,从而达到了水泥浆低密度高强度的目的。现场应用表明,这种水泥浆体系解决了DWQ109区块易漏地层的固井技术难题,实现了良好的地层封隔。     

巴48-31井防漏堵漏水泥浆固井技术

巴48-31井是二连油田低压区块上的一口开发井,目的层段压力系数在0.3～0.4之间,钻井过程中在油层段的1225～1227 m及井深1305 m处发生2次漏失,发生井漏时钻井液密度仅为1.13 g/cm3;同时存在着油水外侵.在井温低、水泥用量小的情况下,决定采用防漏堵漏低密度水泥浆体系固井.该水泥浆体系在降低水泥浆密度的同时,通过在水泥浆中加入弹性防漏堵漏材料,以达到防止漏失的目的.现场应用表明,该防漏堵漏低密度水泥浆能够满足二连油田产层压力系数在0.3～0.4之间的低温易漏井固井的要求;施工顺利,未发现漏失情况;24 h后声幅测井,固井质量为优质.     

提高油水层固井质量的防窜水泥浆

在长庆马岭油田南区和华池油田华字号井区,调整井高压层固井后的水窜问题十分突出。锁水抗窜剂由速凝、膨胀、抗渗、减阻等外加剂复配或由化学药品复配而成。对锁水抗窜水泥浆进行了配方优选和性能评价。结果表明,锁水抗窜水泥浆体系具有胶凝强度发展迅速、临界时间短、体积微膨胀、早期强度和界面胶结强度高的特点;该水泥浆体系密度高,使水泥浆柱压力增大、压稳系数提高,能防止固井后发生水窜。     

海上增韧防窜固井水泥浆体系研究及应用

针对海上高压低孔渗油气田固井注水泥候凝时气窜、储层压裂后水泥环破裂等问题,经数值模拟分析压裂作业所需水泥石的性能参数,通过加入胶乳、纤维和膨胀剂等材料,降低弹性模量,增加抗拉强度,达到防收缩防产生间隙的目的,研制了海上增韧防窜固井水泥浆体系。室内评价结果表明,该水泥浆体系的密度为1.65~1.85 g/cm3,API失水量小于50 m L;稠化时间在3~6 h可调;游离液为0,具有良好的施工性能,满足作业要求。水泥石24 h抗压强度大于14 MPa;杨氏模量为3~5 GPa;泊松比为0.13~0.20,满足了压裂对水泥石韧性的要求。该体系弹性模量较常规水泥石降低了约50%,抗拉强度提高了10%左右,增韧防窜性能优良。该体系在东海多口井现场应用,固井质量优良,满足了防气窜和压裂作业的需要。     

氮气膨胀水泥浆防窜固井技术的研究与应用

固井后的环空窜流会严重影响产能评价、注水效果和油气井产量。对防窜机理进行了探讨。研制开发出了氮气膨胀水泥浆体系，在该水泥浆体系中，氮气膨胀剂由含氮有机物、稳定剂和惰性材料组成，注入井下后，在一定的温度和水泥浆的碱性条件下开始发气。由于稳定剂的作用，氮气形成微小气泡并稳定地存在水泥浆中，形成气体膨胀水泥浆体系。室内评价氮气膨胀荆的常规性能结果表明，氮气膨胀剂的膨胀性能好，与其它水泥添加剂配伍性好，对水泥石抗压强度没有影响。氮气膨胀水泥浆在华北油田、长庆气田和冀东油田等15口井进行了应用，防窜效果明显。     

阿31-102井防漏堵漏低密度水泥浆固井技术

二连油田阿南老区阿31-102井由于周围生产井开发政策不同,各套目的层压力系数差别较大,高低压储层共存,压力系数为0.8～1.4.钻井过程中在1459～1670 m井段累计发生7次漏失,共漏失钻井液150 m3,井漏时钻井液密度1.31g/cm3.井漏同时也存在较严重的油水浸现象.为解决此问题,在井温低、水泥用量小的情况下,采用低密度防漏堵漏水泥浆体系固井.该水泥浆体系在降低水泥浆密度的同时,在水泥中加入弹性防漏堵漏材料,以达到防止漏失及油水浸的双重目的.现场应用施工顺利,未发生漏失情况,36 h后测井,固井质量优质,满足二连油田老区复杂储层的低温防漏固井要求.     

SN—30—1井低密度水泥防气窜固井技术

吉林松南地区在固井中采用微硅低密度水泥浆固井,密度值降低至1.32g/cm~3取得成功,克服了该地区地质复杂、地层破裂压力梯度低、压力异常等情况,保护了油气层。     

威远页岩气水平井高密度防窜水泥浆固井技术

威远地区页岩气井固井存在地层压力高、水泥封固段长、顶底温差大、后期需要进行高能射孔完井和多级压裂作业等特点,这些都对水泥浆性能提出了较高的要求。针对这些问题,采用降失水剂DRF-120L、高温缓凝剂DRH-200L、高温稳定剂DRK-3S、胶乳防窜剂DRT-100L和精铁粉研究出了密度范围为2.20~2.40 g/cm3的高密度防窜水泥浆体系。研究结果表明,该水泥浆体系具有稳定性好(上下密度差为0)、流动性好、无游离液、失水量低(小于50 mL)、弹性模量低(小于7 GPa)、抗压强度适中和防窜能力强(过渡时间均小于10 min,SPN值均为1.47~1.80)等特点,其各项性能指标达到了川南地区页岩气井的固井要求。截至2015年3月底,该体系已在威远地区应用了13口井,截至2015年6月底,在已进行电测的6口井中,4口井优质,2口井合格,固井质量均较好。      

务古4井复杂深井钻井液技术

务古4井为一口重点探井,完钻井深5 750 m。该井二开裸眼井段钻遇巨厚层泥岩,选用聚磺钻井液体系,解决了地层严重造浆及井眼稳定问题;三开裸眼井段存在多套压力系统和多处断层,钻遇石膏、含膏泥岩、大套玄武岩以及凝灰岩和碳质泥岩等地层,特别容易发生坍塌和井漏,井壁极为不稳定。现场采用有机盐钻井液体系,有效解决了石膏、膏泥岩污染和严重井壁垮塌导致的大段划眼、严重蹩钻及遇阻卡等复杂问题;添加低渗透处理剂和屏蔽暂堵剂及复合堵漏剂,提高井壁的承压能力,解决了三开施工出现的压差卡钻风险,确保了钻井安全顺利,完井电测一次成功,钻井周期大幅度降低。     

加蓬G4—188区块钻井液技术应用

加蓬G4—188区块钻井施工中遇到的技术难点和问题较多,主要反映在表层流砂层垮塌、盐岩层垮塌、地层研磨性强等方面。经几口井的施工和研究分析,摸索出该区块地层压力系统分布情况和井眼失稳的基本规律,通过钻井液技术优化配方和确定的技术措施,采用聚合醇两性离子钻井液与完井液体系,较好地解决了C4—188区块易塌地层井壁失稳技术难题,为钻井施工提供了技术保障。     

冀东油田废钻井液固化处理技术

针对冀东油田地下水位高、废钻井液中矿化度高的特点．开发出了一种新型废钻井液固化技术。该技术通过在废钻井液中均匀加入特制固化剂，使其迅速破乳、稠化而胶凝．最后生成以钙矾石、盐以及水化硅酸钙凝胶为主的具有一定抗压强度的固体团块，回收用以建设井场．以达到控制污染物，保护环境之目的。废钻井液固化体5d抗压强度不小于1．0MPa．浸泡48h后强度不降低；浸出液水质达到国家综合污水二级排放标准；固化物初凝时间短．初凝4h后人可行走；有一定的抗盐性．Cl-含量可达6000mg／L。截至2002年底．冀东油田已对近100口井的废钻井液进行了固化处理，治理废钻井液达到3万多立方米．增加井场有效使用面积20000m2．既保护了油田生态环境，改善了工农关系，也节约了投资，具有很高的经济效益和环境效益。该项技术特别适合在滩海油田中应用。     

安探4X井低固相超高温钻井液技术

安探4X井是中石油华北油田公司为了勘探杨税务潜山含油气性所部署的一口风险探井,完钻井深为6 455 m。该井四开以后地层岩性主要为灰岩、泥岩,井底最高温度在210~217℃之间,超高温对钻井液处理剂的抗温性能提出了极高的要求。室内在现场浆的基础上,通过优选的4种关键处理剂对体系进行优化,构建出抗温200℃和220℃的低固相钻井液配方。现场钻井液维护过程中,根据井下温度环境,按照阶梯序列维护补充钻井液体系,最大程度地提升钻井液的性价比,在整个钻进过程中钻井液性能稳定,体现了良好的悬浮携砂性能,保障了四开超高温井段的顺利钻进。      

岔15-332X井密闭取心钻井液技术

岔15-332X井是为了解冀中凹陷岔河集油田岔15断块长期注水后的油层情况而设计的一口密闭取心井。密闭取心对钻井液的滤失性、防塌性、携砂性和防卡性提出了更高的要求。本文介绍了岔15-332X井各井段的钻井液配方及其维护处理措施,以及密闭取心段的钻井液工艺。现场应用表明,该井所用的钻井液配方及维护措施是合适的,它满足了密闭取心的要求。     

固井用润湿反转剂的研究与应用

注水泥前将黏附在环空界面上的油基钻井液和油膜清除,并将井筒内油基钻井液与隔离液的混合液转变成水润湿体系,是提高固井质量的关键因素,为此笔者研发了针对油基钻井液用润湿反转剂PC-W31S和PC-W25L,其加量范围为:PC-W31S为0.5%~1.0%（占水的质量百分数）、PC-W25L为5%~10%（占水的质量百分数）,并探讨了其作用机理;重点研究了该润湿反转剂对隔离液水润湿能力的影响,2者相互促进,复配使用。评价结果表明,以PC-W31S和PC-W25L为主剂的隔离液占混合液（油基钻井液与隔离液）的体积分数不大于50%,可使混合液从油连续相完全转变为水连续相;该隔离液冲洗黏有油基钻井液的转子,冲洗效率达80%以上,冲洗后的界面为水润湿;且与油基钻井液、水泥浆的流变相容性良好,对水泥浆稠化时间和抗压强度的影响均在可控范围内。该产品在LD8-1-7井成功应用,并中标东南亚某固井项目。      

随钻堵漏技术在滨4-10-10井中的应用

滨4-10-10井是胜利油田滨4区块平方王油田的一口生产井,钻探目的是开发平方王油田东块沙四中部油藏,完钻层位沙四段。滨4区块地层联通性好,孔隙度大,并不同程度存在着大孔道及地层亏空,漏失严重。研制开发出了新型随钻堵漏钻井液,并在滨4-10-10井进行现场试验,取得了良好的防漏和堵漏效果,实现了边钻进边防漏边堵漏的综合堵漏措施,达到了快速安全钻进的目的。现场使用表明,随钻堵漏钻井液性能稳定,能够快速提高粘度和切力,性能易于现场调整,具有很强的防塌润滑性及一定的安全性,同时又具有堵漏作用,起到桥堵加固作用,与其它添加剂配伍性能好;具有一定的密度调节范围,不需要特殊设备,易于操作,施工简单,该钻井液体系具有很强的防漏、堵漏能力,具有常规钻井液的优良特性和很强的封堵能力及承压能力。     

晋93-28X和晋94-7X高难度定向井钻井液技术

晋93-28X井和晋94-7X井是冀中坳陷束鹿西斜坡晋93北断块和晋94断块上的高难度定向井.这两口井井斜角和水平位移大,靶点多,裸眼段长,加之沙一段底部地层含有一套灰色膏质泥岩,给钻井施工增加了较大的难度.采用有机黑色正电胶钻井液,并配合固体、液体润滑剂防卡和岩屑床控制以及井壁稳定技术,满足了高难度定向井的钻井施工要求.应用结果表明,有机黑色正电胶钻井液具有较强的润滑防卡能力和井壁稳定能力,携砂悬浮和剪切稀释能力强,利于提高机械钻速,有效地防止了压差卡钻和井壁坍塌卡钻的发生,井眼清洁.采用的钻井液工艺技术满足了井斜角达61°、水平位移达754.78 m的长裸眼、多靶点高难度定向井对钻井液的要求,钻井施工安全顺利.     

NDW无土相低伤害储层钻井液在CB8-3井的应用

长北气田属于致密性气藏,钻井过程中工作液的侵入是造成储层伤害的主要因素。为了降低钻井液完井液对气层的伤害,主要从暂堵和改变储层岩石表面的润湿性两方面着手,研制出了暂堵效果显著、抑制性强、润滑防卡性能良好、密度可调、失水低等特点的NDW无土相低伤害钻井液体系。动态伤害模拟实验表明,该体系对气层的平均伤害率为11.25%,暂堵性好,并且易于通过储层自身能量完成解堵,很大程度上简化了完井、投产作业。该体系在CB8-3井完成水平段累计进尺4 388 m,其中240 m泥页岩夹层,在整个施工过程中,井眼始终处于良好净化状态,起下钻无阻卡,井底无沉砂;裸眼完井并直接气举投产,获得无阻流量230万m3/d的高产气流。应用结果表明,该体系能有效地保护油气藏,提高单井产量,值得推广。     

国内外钻井液技术新进展

为全面了解国内外钻井液技术研究现状、明确钻井液技术的发展趋势与方向,在调研大量相关文献及报道的基础上,对近年来国内外出现的钻井液新技术进行了分类归纳总结,从新型钻井液体系、储层保护技术、防漏堵漏技术、新型钻井液处理剂、钻井液泥饼清除技术等5个方面对其进行了介绍。其中,新型钻井液体系涉及各种水基钻井液体系、油基钻井液体系、合成基钻井液体系和成膜钻井液体系等;介绍了裂缝性碳酸盐岩储层保护技术;防漏堵漏技术主要介绍了可溶粒子降滤失剂、超低渗透添加剂、微凝胶聚合物降滤失剂等;新型钻井液处理剂包括快钻进KSAJ、Mn₃O₄加重剂、季铵盐表面活性剂、页岩抑制剂（乙基葡萄糖苷和SIAT）和高温保护剂GHB等;还对钻井液泥饼清除技术作了简要介绍。