抗高温环保型弱凝胶钻井液

为了满足当前钻井逐渐深层次化、复杂化要求以及保护环境的需要,在分析目前各类环保型钻井液处理剂的基础上,以生物聚合物为主要原料,经过表面活化以及复合等工艺,研制出了抗高温弱凝胶提切剂GEL-ZL,并以此构建了抗高温弱凝胶环保型钻井液.实验结果表明,GEL-ZL的抗温性能可达160℃;能大幅度提高低剪切速率下的黏度,有利于提高钻井液悬浮和动态携砂能力,保持井眼清洁;形成的抗高温环保型钻井液滤失量低,具有良好的抑制性能和储层保护性能,渗透率恢复值达89.8％,是一种无害的钻井液体系.     

委内瑞拉疏松砂岩水平井弱凝胶微泡钻井液

委内瑞拉东南部的奥里诺科重油带AYACUCHO区块MFM构造分区块油层具有油藏浅、压力低、孔隙度大和井温低等特点。该区块多为水平井,且井段较长,以往混油聚合物等常规水基钻井液在施工过程中经常发生上提拉力过大、下放遇阻、卡钻等事故复杂。针对常规水基钻井液的不足,自主研发了流型调节剂和发泡剂,形成了一套弱凝胶微泡钻井液配方,体系的密度在0.85~1.00 g·cm-3范围内可控,120℃老化后低剪切速率黏度保持40 000 mPa·s以上,有效解决了常规水基钻井液在施工过程中容易发生上提拉力过大、下放遇阻、易卡钻的难点。该体系在MFM-62井、MFM-65井进行了现场应用,水平段均一次性顺利钻完,无事故复杂,水平段钻进周期从12 d降至4 d,口井日产量达90 t,较邻井提高40%以上。      

无粘土弱凝胶钻井液的研制开发及应用

常用钻井液中所含的徽细粘土颗粒很容易侵入储层,使储层渗透率大大降低,对保护储层不利,尤其对保护酸敏性储层不利,因为酸敏性储层不能采用酸化的方法来恢复渗透率。因此,研制了一种新型的无粘土弱凝胶钻井液体系,用性能较好的聚合物(PF—Ⅵ)和交联剂(JLJ)作增粘剂,保证无粘土弱凝胶钻井液的粘度;辅以一定量的抑制剂、降滤失剂和润滑剂以防止储层中的粘土分散、膨胀。评价试验结果表明,使用BROOKFIELD DV—Ⅱ粘度计在0.3 r/min下(即剪切速率为0.0636s-1)测定该钻井液的粘度为40000-50000 mPa·s.可满足现场需要;与原油、盐相容性好,不会对储层造成伤害;加入一种氧化剂后,形成的弱凝胶能快速破胶降解;岩心渗透率的恢复值在80％以上。该钻井液在南海涠11-4-Al2b水平井及新疆TK431井的钻井过程中,都取得了很好的效果。     

弱凝胶钻井液配制与评价

钻井液被称为钻井的血液,其在钻进过程中具有重要的作用,一口井能否成功的钻进主要取决于钻井液的性能。本文以弱凝胶钻井液为例,对钻井液的配置与评价进行了研究。     

三塘湖地区弱凝胶钻井液技术研究与应用

吐哈盆地三塘湖油田马朗凹陷长水平段水平井钻井过程中,复杂事故频出,井壁稳定性差、环空悬砂携砂和井眼清洁能力差等问题突出。针对该地层钻井复杂事故,开展弱凝胶钻井液技术研究,通过室内评价试验,该钻井液体系具有良好的流变性能、抗温能力、抗污染能力和润滑性能。现场应用结果表明,弱凝胶钻井液解决了该区块的储层保护和井壁稳定问题,与邻井相比,机械钻速提高了32.56%,平均建井周期缩短了31.79%。     

氯化钙弱凝胶无黏土相钻井液室内研究

为解决CaCl2无黏土相钻井液的悬浮稳定性和降滤失能力,通过反相乳液聚合方式,研制出一种弱凝胶提黏切剂。该提黏切剂呈球状,具有一定的粒径分布,其中粒径较大的约为1.8μm,较小的约为0.1μm。其性能评价结果表明,该提黏切剂抗温达170℃,且高温稳定性好,同时其在钻井液中具有良好的可变形封堵效果。以弱凝胶提黏切剂和高阳离子度聚合物抑制剂为主处理剂,形成了CaCl2弱凝胶无黏土相钻井液,对其性能进行了评价。结果表明,优选出的CaCl2无黏土相钻井液配方抗温可达150℃,抗钻屑和膨润土污染可达10%,抑制防塌性能优越,相对页岩回收率为99.1%,钻井液活度为0.838,具有良好的沉降稳定性和高温稳定能力,且加入弱凝胶提黏切剂后的钻井液承压封堵能力增强,最大承压达22 MPa,说明弱凝胶提黏切剂刚性强,在提黏切的同时,具有较好的封堵降滤失能力。     

大牛地气田弱凝胶钻井液体系

针对大牛地气田水平井钻井中钻井液存在的技术难题,根据大牛地区块储层特征,通过室内实验研究得出弱凝胶体系配方.经室内实验验证,该体系具有较强的抗温、抗盐性能,渗透率恢复值在90％左右.现场应用表明,该体系的各项性能均达到了预期目标,能够有效地提高钻井速度.     

煤层气弱凝胶和微固相双效钻井液体系

为更好满足煤层气钻井液成膜护壁和尽可能地降低对煤层气储层的伤害,实现安全、高效钻进和保护储层的目的,提出了弱凝胶和微固相双效钻井液体系。室内对其性能进行了评价,结果表明:弱凝胶和微固相双效钻井液具有良好的基础性能;具有很好抑制性、抗温性（50℃）、抗盐（NaCl、CaCl₂、MgCl₂）侵性和抗煤屑侵性;在500 mL双效钻井液中加入纤维素酶、中性α-淀粉酶、复合酶（0.1 g:0.1 g:0.1 g）,最终弱凝胶和微固相钻井液降解率分别可达90.9%和83.0%;具有很好的润滑性,润滑系数分别为0.17和0.12;渗透率恢复率可达到91.3%和82.3%;显微观测可知,增大了钻井液接触角,可很好防止水锁伤害;复合生物酶不仅能降低钻井液表观黏度,在后期通过降解泥皮来降低对煤储层裂隙的伤害,可大大减小对煤层气产出影响。      

吐哈油田致密气藏水平井钻井液技术

针对吐哈油田温吉桑区块致密气藏长水平段水平井钻井技术难点,结合地层岩性特征,在室内岩石矿物组分分析的基础上,评价了3种钻井液体系的抑制性、抗高温性、润滑性及储层保护性能,优选出了适合该地区水平井安全钻井的乳化原油聚磺钻井液体系。现场应用表明,该钻井液体系具有较强的封堵防塌、携岩和润滑性能,钻井中井下复杂事故明显减少,目的层段井径扩大率为7.63%,解决了长水平段井壁易垮塌的难题。     

PRD弱凝胶钻井液性能评价

PRD弱凝胶钻井液是一套具有优异携沙性能,良好的滤失性能,对地层伤害较小的优良无固相钻井液。文中通过PF-VIS配制的一种PRD弱凝胶钻井液与普通的钻井液,在动滤失,岩心污染程度,以及PRD弱凝胶钻井液自身抗温性能三方面做的相关室内实验进行了对比。通过实验对比数据,对该钻井液的性能进行了评价,并证明其具有良好的抗温性能和储层保护性能。     

无固相弱凝胶钻井液技术

塔中油田志留系储层的平均孔隙度为8.25%~10.04%,平均渗透率为7.118×10-3~52.628×10-3μm2,属于特低渗储层,加上储层中存在微裂缝、构造缝和收缩缝,为固相颗粒和液相侵入提供了通道,固体很容易对储层造成伤害。通过室内研究优选出了弱凝胶无固相保护油气层钻井液。该钻井液具有独特的流变性,表观粘度低、动塑比高、低剪切速率粘度高、切力与时间无依赖性、即使在140℃下也具有良好的悬浮携砂能力、润滑性和抑制性,渗透率恢复值最高达97.5%。现场应用表明,无固相弱凝胶钻井液性能稳定,能够快速形成低渗透性泥饼,阻止外来流体的侵入,利于油气层保护,岩屑代表性好,荧光级别低,容易清洗,满足录井需要,并具有除H2S效果,维护简单,高温稳定性好,抗温可达140℃,能够满足井深为6450 m的超深井钻井施工的需要。     

聚醚脂肪酸类油基钻井液提切剂的研制与应用

针对油基钻井液切力低,易导致沉砂卡钻等严重问题的现状,合成了一种聚醚脂肪酸类油基钻井液用提切剂LQZ。利用红外光谱、热重曲线、凝胶强度和界面扩张流变参数等测试方法,分析了提切剂的结构、热稳定性、凝胶性能和作用机理,同时探究了基础油、油水比、密度和温度对其提切效果的影响。结果表明,该提切剂分子中含有羟基、酰胺基、酯基、醚键,能形成网架结构,提高悬浮能力,且具有快速弱凝胶特点;300℃无明显热分解;加量小于0.85%时有利于乳液稳定性;该提切剂对白油基、柴油基和合成基钻井液体系普遍适用,且白油基中效果最好;当钻井液油水比为8∶2、密度为2.1 g/cm³、190℃时提切效率最佳,动切力、φ₆及φ₃读数和静切力增长约1倍;与国外同类产品相比,LQZ具有提切不增塑性黏度的优势。LQZ在现场页岩油气井应用时,动切力、φ₆及φ₃读数和静切力基本增加100%,塑性黏度无明显增长。LQZ能够提高油基钻井液悬浮能力,不显著增加塑性黏度,具有很好的推广应用前景。     

抗高温无固相弱凝胶钻井液体系研究

抗高温无固相弱凝胶钻井液配方为:海水+0.5%NaOH+0.5%Na2CO3+1%VIS-H+0.5%抗高温稳定剂SPD+3%KCl+1%聚胺UHIB+3%聚合醇JLX-C+3%降滤失剂RS-1+5%酸溶性储层保护剂JQWY,甲酸钠加重至钻井液密度为1.2 g/cm3。性能评价结果表明,钻井液高温稳定性良好;160℃热滚16 h后的低剪切速率黏度为34095 mPa.s(0.3 r/min),悬浮性优异;90℃黏附系数为0.083,滚动回收率为90.28%,防膨率为90.59%,润滑性和抑制性较好。储层保护剂JQWY可大大减小钻井液对储层的损害,中压滤失量降至2.6 mL。裸眼完井时,通过破胶剂JPC-LV易清除滤饼,岩心渗透率恢复值为97.8%,满足了高温水平井油气层开发的需要。图1表4参7     

影响弱凝胶无固相钻井液渗透率恢复值的因素

弱凝胶无固相钻井液具有独特的流变性,表观黏度低、动塑比高、低剪切速率黏度高、静切力无时间依赖性等特点.研究了影响该钻井液渗透率恢复值的因素,从而得出,在该钻井液中加入一定量的成膜封堵剂,可显著提高其渗透率恢复值.     

聚合醇钻井液在水平井钻井中的应用

报道了在聚合物钻井液中加入3％市售聚合醇JCP-1得到的聚合醇钻井液的应用性能和在水平井钻井中的应用。在室内实验研究中发现，加入1％～3％JCP-1的聚合物钻井液，其漏斗粘度、滤失量、塑性粘度和动切力变化很小；在聚合物钻井液中加入3％JCP-1，使100℃滚动16h后页岩回收率由58％升至86％，使80℃下形成的滤饼摩擦系数由0．1降至0．038，摩阻降低63％；使储层岩心渗透率的恢复率由71％增至94％。在42口井水平井段钻井中使用聚合醇钻井液，均未出现钻井事故，这些井投产后有多口井自喷，3口井产油量超过100t／d。详细介绍了永12平4井概况和使用聚合醇钻井液的效果：井具与井壁间摩擦阻力由280kN降至90～110kN；无垮塌摔块现象。井径扩大率仅6．68％；地层渗透率恢复率由71．2％(聚合物钻井液，-1340m处)升至84．0％(-1560m)和87．0％(-1840m，水平段)。该井投产后产量是邻近直井的9倍。表2参3。     

新型弱凝胶水基钻井液研制及作用机理分析

目前弱凝胶钻井液存在抗温、抗盐和封堵性能差等问题,限制了其推广使用。研制出一种新的弱凝胶成胶剂,其抗温达150℃,抗钙可达4 000 mg/L。以该成胶剂和优选出的降滤失剂IMPERMEX、封堵剂JA为主剂,以CX-215和KCl作抑制剂,形成了一种新型弱凝胶水基钻井液。评价结果表明:该钻井液在接近静止状态下的黏度可达90 000m Pa·s,剪切后黏度快速下降,且静切力表现出无时间依赖性,属于快的弱凝胶体系;具有好的降滤失和稳定井壁能力。环境扫描电镜和蔡司体显微镜分析结果表明,该钻井液微观结构由三维空间网状结构与包裹、镶嵌在网状结构节点上的溶胶颗粒组成,是一种具有独特空间结构的复杂胶体分散体系;该钻井液在微裂缝内能形成具有良好压缩性的致密封堵层,封闭岩石通道,具有良好的井壁稳定作用。     

水平井钻井液的特殊要求及国内简况

水平井和大斜度井对于钻井完井液在摩阻控制、井眼净化、井壁稳定、防漏堵漏以及保护储层等五个方面有着特殊要求.我国水平井所用钻井液类型以水基体系为主,但其组分中都混有3～60%不等的油类,并配合以微珠、SN-1、FRH、SR-8501等有效的润滑剂,较好地解决了降摩阻等难题,并从钻井液工艺着手,解决井眼净化、防漏等问题,但有待于进一步研究.     

弱凝胶无固相钻井液破胶实验研究

弱凝胶无固相钻井液体系在使用过程中易在井壁形成致密泥饼或在正压差作用下进入地层,吸附在储层孔隙骨架颗粒上,造成储层渗透率降低、油气渗流通道受阻、油气井产能下降。室内实验优化得到复配破胶剂,从破胶效果、破胶时间、储层抑制效果及腐蚀性等方面对复配破胶剂进行室内评价,评价结果表明该破胶剂各项指标均满足现场要求。     

用弱凝胶替代水基钻井液中膨润土的技术

通过研究指出常规水基钻井液面临的矛臂,并对膨润土的性质进行研究,提出利用弱凝胶替代膨润土在钻井液中作用的思路。以弱凝胶为基础配浆材料配制的钻井液,从根本上克服了钻井液既要保持膨润土细分散的胶体状态,又要保持泥页岩地层稳定、抑制钻屑在钻井液中分散所表现出来的矛唇。在使用各种强抑制剂、防塌剂提高井壁稳定的同时,不会破坏钻井液性能。通过研究,得出了弱凝胶和膨润土的流变性和造壁性十分相似,证实了弱凝胶替『弋膨润土的可性行。     

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。