强抑制性KCl/硅酸盐钻井液体系及其在苏丹六区的应用

为解决苏丹六区Abu Gabra层在钻井过程中出现的严重井壁失稳问题,在对坍塌层位岩样进行综合分析的基础上,通过室内实验,研制出一种KCl/硅酸盐钻井液体系.该体系的特点是组成简单,硅酸盐的模数适中,具有较高的pH值,抑制岩屑水化膨胀能力强.硅酸盐稳定井壁的实质是一种化学封堵、固结作用,而沥青类、聚合醇类封堵型井壁稳定剂主要是通过物理作用来达到稳定井壁的目的,因而抑制能力相对较弱.另外,硅酸钠对环境无影响、无荧光、使用温度范围宽、价格较其它两类处理剂低.介绍了该体系在Moga-8井和FN-29井的应用情况.现场应用结果表明,该体系满足了苏丹六区的钻井施工要求,收到了良好的应用效果.     

KCl/硅酸盐钻井液体系在苏丹6区的成功应用

针对苏丹6区已钻井在Abu Gabra层钻井过程中出现的严重井壁失稳问题，通过室内实验，决定在Abu Gabra组地层采用KCl／硅酸盐钻井液。经现场应用表明，KCl／硅酸盐钻井液是一种低固相环保型体系，具有抑制性强、化学封堵固壁性好、性能稳定、利于保护油气层、现场配制简便、容易维护等特点，它满足了苏丹6区AbuGabra组地层钻井的需要，提高了井壁稳定性，在一定程度上降低了钻井液密度，降低了钻井液成本。     

新型强抑制性钻井液体系在大古1井的应用

针对塔河油田盐膏层、易塌地层的井壁稳定问题,引进了一种新型强抑制性钻井液体系。确定了该体系基本配方并 对其性能进行了室内实验,对乳化石蜡（RHJ-1）、乳液高分子强力抑制剂（DS-301）与井浆进行配伍性试验,并在大古1 井进行 了现场应用,分析了现场应用效果。研究结果表明,新型强抑制性钻井液体系与其他处理剂配伍性好,抑制性强,有效防止了井壁失稳,在大古1 井的成功应用对于该地区同类复杂地层的钻井作业具有重要的推广应用价值。     

强抑制性水基修井液的优化设计与应用

大修侧斜井在上部取套后,泥页岩地层经常出现井壁坍塌问题,造成卡钻、卡井下工具等复杂情况的发生,严重地影响了修井作业的正常进行。为了解决这一技术难题,在对井壁坍塌的物理化学机理进行研究的基础上,室内对聚合物絮凝包被剂、防塌剂和降滤失剂进行了评价和优选,研制出了两种对泥页岩水化具有强抑制性的水基修井液配方,印原浆+0.3％NPAN+0.3％RH-1+0.3％SKCM+0.1％PHAC;原浆+0.3％SPNH+0.3％JN-A+0.1％M101+0.3％SKCM。并提出了相应的实施方案和措施。经在15口大修侧斜井上使用,证实优化设计的修井液滤失量最低,塑性粘度为10～20 mPa·s,动塑比也相对较高(0.36～0.48),并具有一定的防塌效果,井塌发生率由原来的22.5％降至为零。目前这两种修井液正在大庆油田进一步推广应用。     

水基硅酸盐钻井液的页岩井眼稳定性研究

结合室内实验数据,分析了硅酸盐钻井液粘土稳定作用的主要影响因素。结果表明,硅酸盐的模数在2.8—3.2、加量在3％—5％时钻井液抑制性能较好,无机盐与硅酸盐的协同效应提高了硅酸盐的抑制性能。提出硅酸盐稳定页岩井壁的机理为:硅酸盐形成凝肢与沉淀堵塞微裂缝与页岩孔隙,阻止滤液进入地层,减少压力穿透;抑制粘土矿物水化膨胀与分散;与无机盐协同作用阻止水进入地层;与粘土矿物反应导致渗透率降低等。     

苏丹六区KCl/硅酸盐钻井液体系的研究与应用

苏丹六区出于节约成本的考虑,将部分三开井身结构改为两开结构,不同压力系数和特性的地层处于同一裸眼段内,造成原有的钻井液技术已经不能满足钻井作业的需要,容易发生井塌和井漏的问题。为此,根据地层特性,对原有的钻井液技术进行改进,通过大量的室内实验和现场试验,研发出一种实用的KCl/硅酸盐钻井液体系。新体系可将上部地层的承压能力提高至1.25 g/cm3,实现了窄密度安全窗口下的安全钻进;通过有效控制钻井液固相含量,克服了硅酸盐钻井液流变性难以控制的缺点,实现了钻进过程中钻井液体系的稳定转化。新的KCl/硅酸盐钻井液体系解决了井身结构改变后长裸眼段内不同地层性质和不同压力体系下出现的井塌和井漏的问题,减少了体系转化所需时间,大大降低了废弃钻井液的排放量,缩短了钻井周期,节约了材料成本。     

硅酸盐钻井液的抑制性及其影响因素的研究

硅酸盐钻井液具有良好的井壁稳定作用，且无毒、无荧光、成本低，被认为是具有发展前景的水基钻井液之一。着重研究和探讨了硅酸盐的抑制能力、影响因素及稳定井壁的机理。研究表明，硅酸盐具有较强的抑制能力，抑制效果明显地优于KCl、CaCl2等无机盐类；硅酸盐的模数、加量和钻井液的PH值是影响硅酸盐抑制能力的主要因素；钻井液中硅酸钠的模数为2．8～3．0，加量为3％～4％，且钻井液的pH值维持在11以上时，硅酸钠的抑制效果更好；硅酸盐能与无机盐和聚醇类产生协同作用，从而提高硅酸盐的抑制能力。硅酸盐稳定井壁的机理：硅酸盐与地层矿物反应生成沉淀封堵地层微小裂缝和孔隙，改善和提高了泥页岩的半透膜效率；抑制粘土水化膨胀和分散；降低地层孔隙中压力传递速度；与地层中粘土矿物发生反应。     

强抑制性水基钻井液在长宁区块页岩气水平井中的应用

近年来,随着新环保法的颁布和环保观念的增强以及降低钻井成本的压力,页岩气储层井段常采用油基或合成基钻井液钻进使用范围越来越小,研发并应用页岩气水基钻井液成为当前开发页岩气的热点和重点攻关技术。通过分析页岩气储层地质特征,针对其页理发育、孔隙度低、渗透率低、微裂缝发育、强分散性、易剥落掉块和垮塌的特点,以及长水平段深井钻井防黏卡、强封堵防塌、低摩阻、良好润滑性等工程需求,以抑制性、封堵能力、润滑性和流变性为核心和重点研究对象,自主研发出一套页岩气水基钻井液配方,并在四川盆地长宁页岩气区块试用。应用结果表明,该钻井液配方精练,维护处理简单,性能稳定,具有优良的抑制性、封堵性、润滑性和流变性,以及滤失量低等特点,完全满足长宁区块页岩气水平井地质和工程需求,为优质安全快速钻井提供了有力的技术支持。该页岩气水基钻井液可取代目前页岩气钻进中常用的油基和合成基钻井液,既可节约钻探成本,又能大幅降低环保压力,具有广阔的推广应用前景。     

哈萨克斯坦滨湖地区强抑制性钻井液工艺技术

哈萨克斯坦滨湖地区一开大井眼中存在高压浅水层,要求钻井液密度为1.60 g/cm3,加之钻速较快,地层严重造浆,钻井液性能很难控制,致使井下复杂情况频繁发生.针对该地区情况制定出了钻井液技术方案和工程措施.现场应用结果表明,第1口井钻井液性能稳定,施工作业安全顺利,钻井周期比前5口井平均缩短49%,钻井液材料成本降低38%;第2口又比第1口井材料成本降低了20%.     

强抑制封堵钻井液体系研究及应用

针对伊拉克米桑油田Fauqi区块钻井过程中易发生井壁坍塌、漏失难题,设计开发了新型强抑制封堵钻井液体系。该体系通过KCl、硅酸钠和聚胺抑制剂的多元复合作用,实现对页岩水化分散的有效抑制,页岩膨胀率较清水降低67.6%,毛细管吸入时间较清水降低64.4%。该体系在物理封堵基础上配合硅酸盐的化学固壁作用,低渗沙盘封堵试验滤失量仅为9.6 mL,能有效封堵地层孔隙、微裂缝,减少滤液对地层侵入,提高井壁稳定性,避免井下漏失发生。该体系在伊拉克米桑油田FQCS-41井的五开井段进行了现场应用,结果表明该体系在钻进过程中性能稳定,流变状态良好,井径规则,五开井段平均井径扩大率仅为1.2%。     

一种新型的纯阳离子抑制性水基钻井液体系

研制和开发了一些新的处理剂,不仅有利于体系流变性和流体降滤失的调控,而且改善了水基钻井液的抑制性能.在过去的几十年中,由于可替代膨润土高性能聚合物的培植,黏度参数产生了巨大的变化.正因如此,具备低固相的流体便成为射孔液成功的关键.这种开发出的对环境无害的阳离子聚合物体系由页岩抑制剂、流体降滤失剂和一种能提高黏度和凝胶结构的聚合物构成.其成分是专为高性能水基钻井液而设计的,它呈现出灵活性,可与工业水、海水或盐水相配制,均能保持其流体的流变性能.本文对该体系的某些性能进行了讨论,并与巴西石油公司所使用的常规钻井液体系作了比较.     

新型水基钻井液抑制剂FTy的实验研究

为了解决钻井液的井壁稳定性能与其它性能之间的矛盾，室内对一种新型水基钻井液用抑制剂——低分子量FTy进行了综合性能评价，同时从粘土ξ电位的角度对其作用机理进行了分析。实验表明，该处理剂含有正电基团，通过化学吸附作用降低粘土表面的负电位，从而降低粘土的水化膨胀、分散等作用。当Fty单独使用时，其抑制页岩水化的能力均优于KPAM、KCl等常用抑制剂；当FTy与常规聚合物包被剂共同使用时可产生更好的抑制效果，与KPAM配合使用效果最为显著；与其它处理剂配伍性良好，不影响钻井液性能，在一定加量范围具有一定的降滤失作用。该处理剂的应用会在一定程度上缓解现用钻井液的抑制性与其它性能之间的矛盾，具有广泛的应用前景。     

安全环保的新型水基钻井液ULTRADRILL

针对渤海地区钻进过程中遇阻遇卡,起下钻困难,密度难以控制,机械钻速低等问题,采用了安全环保的新型水基钻井液ULTRADRILL,ULTRADRILL新型钻井液的合成聚合物不含铬及其它对环境有害的物质.该钻井液主要由两种基本的页岩抑制剂和钻速增效剂组成.该钻井液能提供优异的页岩抑制性、润滑性和井眼稳定性;滤失量小、滤饼薄,可防止钻头泥包;携砂能力强,流变性易于控制;具有较广的密度和盐的选择性.现场应用表明,ULTRADRILL钻井液性能稳定,具有独特的流变性能,滤失量小、泥饼坚韧、致密而光滑;钻井过程中悬浮携砂能力强,钻速快,井壁稳定.该钻井液容易降解,且无生物毒性,满足了海洋环保的要求.     

水基钻井液配方组合的回顾与展望

综合分析了我国水基钻井液技术的发展，包括：①聚磺钻井液的形成过程及包括约10种处理剂的配方组合模式；②硬脆性泥页岩地层井壁稳定厦钻井液体系（抑制剂＋封堵剂）；③从半透膜机理发展出的4种新体系（聚多醇类，甲酸盐类，甲基葡糖苷。硅酸盐粪）。介绍了国外水基钻井液最新技术：④无侵害钻井波及其处理剂，滤失量的砂床法测定蛄果及应用；⑤胺基钻井液及其处理剂，钻屑整体硬度测试和耐崩散性测试；⑥设计者钻井液。认为在押制机理上成膜和封堵是今后发展方向，在配方组合上应由聚合物＋磺化物体系转向聚合物＋封堵剂体系。图7表2参27。     

稀硅酸盐钻井液体系的室内研究

硅酸盐钻井液体系是一种以无机盐为主处理剂的防塌型钻井液体系,具有物理封堵和化学加固井壁双重防塌作用,能明显降低井壁的渗透率、阻止压力传递。室内试验研究表明,硅酸盐体系具有较强的抑制性和稳定井壁作用,环境可接受性强,无毒,能满足安全钻进的需要,但同时也存在一些不足,有待进一步完善。     

高性能水基钻井液研究进展

高性能水基钻井液（HPWBM）是为了满足环保需要而研制的一类可以替代油基钻井液（OBM）的新型钻井液体系，该项技术在国外引起了高度重视。介绍了国外高性能水基钻井液的室内研究和工艺技术方面取得的重要进展，包括其性能特点、井壁稳定机理、组成及处理剂作用、抑制性评价方法和现场应用效果。高性能水基钻井液已广泛应用于各种复杂井的钻井作业。现场应用效果表明，高性能水基钻井液提高了机械钻速，实现了低的稀释率和较高的固相清除效率，摩擦系数与油基钻井液基本相当，最大程度地减少了钻头泥包和聚结现象，大大节省了钻井和完井时间，提高了页岩地层的井壁稳定性，保护了环境。     

页岩气井环保型强抑制水基钻井液体系研究与应用

以环保型复合抑制剂HBYZ-2和高效润滑剂CQHY-3为主要处理剂,辅以其他添加剂,形成了适合于页岩气水平井的环保型强抑制水基钻井液体系,并在室内对其综合性能进行了评价.结果表明,钻井液体系在150℃下老化后流变性能稳定,具有较好的热稳定性;体系还具有良好的封堵性、抑制性、润滑性、抗污染能力和储层保护性能;钻井液体系的...     

强抑制性高钙盐聚合物钻井液体系的研究与应用

研究形成了以无机-有机单体聚合物SIOP、两性离子磺酸盐聚合物CPS-2000、聚合铝防塌剂AOP-1及固相化学清洁剂ZSC-201等为主处理剂的强抑制性高钙盐聚合物钻井液体系.该体系游离钙离子质量浓度大于1.5/L,具有良好的抑制防塌性能,抗温达到180℃,抗盐达饱和,抗钙达到30g/L,流变性能良好,在中原、塔河、...     

强抑制水基钻井液在连续管侧钻井中的应用

针对辽河油田法哈牛区块地层造浆严重、井壁失稳问题突出、连续管钻井携岩困难及黏卡几率高等难题,优选了聚胺抑制剂、封堵剂和高效润滑剂,形成了一套强抑制水基钻井液体系。室内性能评价表明,该钻井液抗温180 ℃,抗盐20%,抗钙5%,抗钻屑25%,岩屑滚动回收率98.7%,岩心渗透率恢复值大于90%,能封堵0.1~0.3 mm裂缝,并具有较高的承压能力和抗返排能力,润滑性能与油基钻井液相当。强抑制水基钻井液在法51-新161C连续管现场试验井应用过程中性能稳定易调整,携砂能力强,机械钻速高,井径规则,储层保护效果明显。研究表明,强抑制水基钻井液完全满足泥页岩地层连续管钻井施工的技术需求,具有推广应用价值。     

ZY-APD高性能水基钻井液在常压页岩气井的应用

针对武隆等常压页岩地层的特点与工程情况,应用ZY-APD高性能水基钻井液.井壁稳定效果好,解决了小河坝、龙马溪等页岩地层的井壁稳定难题;钻井液的润滑性好,定向无托压,机械钻速高;井眼清洁度高,避免了岩屑床的形成,起下钻通畅,较好地满足了常压页岩气钻完井的施工要求.