准噶尔盆地南缘H101井高密度油基钻井液技术

准噶尔盆地南缘H101井三开井段安集海河组地层以泥岩为主,在钻井过程中因泥岩水化膨胀、分散造浆而造成高密度钻井液维护处理困难、井壁垮塌、卡钻等井下故障,为此设计应用了高密度油基钻井液。根据安集海河组地层的特点、油基钻井液的实践及钻井要求,确定了高密度油基钻井液配方,并对其流变性、稳定性及抗污染性能进行了评价,结果表明,流变性、稳定性及抗污染性能达到设计要求。H101井三开井段钻进安集海河组地层过程中,高密度油基钻井液的密度最高达2.46 kg/L,除出现几次阻卡现象外,未发生其他井下故障。与邻井相比,三开井段平均机械钻速提高6倍以上,钻井周期缩短100 d以上。这表明,使用高密度油基钻井液可以解决安集海河组地层钻井过程中存在的卡钻、井漏等井下故障,并能提高机械钻速,降低钻井成本。      

准南地区霍尔果斯构造超高密度油基钻井液技术应用

新疆油田准噶尔盆地南缘霍尔果斯区块属于山前构造,古近系渐新统—始新统安集海河组具有高陡、高压、断层多、破碎强烈、超强水敏的岩性特点。在钻井过程中,容易出现井壁失稳、阻卡、井下复杂情况高发、井斜控制困难、时效低、钻井周期长、投资成本高等难题。为此,根据安集海河组泥岩的物理化学特征,分析采用油基钻井液钻井过程中的技术难点,提出相应的技术对策,通过实验优选出超高密度油基钻井液的配方,对其性能进行实验分析评价。研究结果表明:①超高密度油基钻井液具有好的抑制性、封堵性、抗污染性和低温流变性;②超高密度油基钻井液能够很好地解决新疆准噶尔盆地南缘霍尔果斯构造古近系强水敏性地层钻井的难题,钻井速度得到大幅提升,钻井周期明显缩短,钻井综合成本大幅降低,HSE方面的问题得到有效解决;③建议在新疆准噶尔盆地南缘霍尔果斯构造古近系进一步推广使用。     

屯1井三开钻井液工艺技术

介绍了屯1井三开安集海河组地层钻遇复杂情况的处理及钻井液工艺技术。安集海河组地层富含伊/蒙间层,岩性以灰绿色、棕红色泥岩为主,地层水化能力强,存在强水平挤压应力和高压地层流体,导致钻井过程中井壁失稳、缩径、垮塌、阻卡等严重复杂情况。采用钾钙基聚磺钻井液配合高分子聚合物抑制剂及护壁剂白沥青等,控制高温高压滤失量小于10mL,通过封堵抑制协同作用保持井眼稳定,明显减少了井下复杂情况。现场应用表明,钾钙基聚磺钻井液具有防塌性、强抑制性、抗温、抗污染能力,满足了安集海河组地层的钻井要求。     

超高密度油基钻井液技术在霍11井的应用

准噶尔盆地南缘霍11井三开井段安集海河组地层以泥岩为主,在钻井过程中因泥岩水化膨胀、分散造浆而造成高密度钻井液维护处理困难、井壁垮塌、卡钻等井下故障,为此设计应用了高密度油基钻井液。根据安集海河组地层的特点、油基钻井液的实践及钻井要求,确定了高密度油基钻井液配方,并对其流变性、稳定性及抗污染性能进行了评价,结果表明,流变性、稳定性及抗污染性能达到设计要求。霍11井三开井段钻进安集海河组地层过程中,采用高密度油基钻井液未发生井下复杂。与邻井相比,三开井段平均机械钻速提高6倍以上,钻井周期缩短100天以上。使用高密度油基钻井液可以解决安集海河组地层钻井过程中存在的卡钻、井漏等井下复杂,并能提高机械钻速,降低钻井成本。     

钾钙基有机盐钻井液技术在MN1005井研究与应用

MN1005井位于准噶尔盆地南缘玛纳斯背斜玛纳1井逆断块,属山前高陡构造,特殊而复杂的地质条件和易坍塌泥页岩特性造成了该区钻井的难题。通过岩石矿物组分、理化指标和地层压力特性分析,揭示出安集海河组井壁失稳的机理。在现场施工中,围绕如何解决钻井液高密度条件下固相含量与流变性的矛盾和欠压实、强水敏地层的井壁稳定,成功运用了钾钙基有机盐钻井液体系,解决了异常高压层安集海河组、紫泥泉子组泥页岩极易崩解坍塌、塑性膨胀带来的钻井难题。     

提高油基钻井液在页岩气地层抑制防塌性能的措施

针对四川页岩气水平井钻井作业中使用油基钻井液不断出现的井下复杂情况,在分析四川威远龙马溪页岩地层特点的基础上,从钻井过程因素、地质因素以及钻井液因素,重点从油基钻井液技术的角度,对如何提高四川页岩气地层油基钻井液抑制防塌能力进行探讨。①研究具有乳化与降滤失作用、提黏度和切力同时具有乳化作用、封堵同时具有降滤失的多功能处理剂,调整好钻井液性能,尽可能降低高温高压滤失量。②采用油水比为85∶15～95∶5的油基钻井液。③使用封堵技术,注意流变性能的变化,主要是黏度、切力和塑性黏度的增加。④油基钻井液内相中的盐使用甲酸钾,或者进一步增加CaCl₂溶液浓度,降低内相溶液的水活度。⑤在甲酸钾或者CaCl₂溶液中加入插层抑制剂,如胺基抑制剂等,提高油基钻井液滤液的抑制能力。      

不渗透技术是确保霍尔果斯安集海河组井壁稳定的关键

针对准噶尔盆地南缘霍尔果斯构造钻井中一直存在的普遍问题，即由井壁不稳定引起的频繁阻卡问题，从地层构造特征、成岩特征及岩性特征三方面分析了安集海河组地层稳定性差的原因，提出了相应的钻井液技术对策。提出了不渗透技术，即形成不渗透的严封堵层是确保霍尔果斯构造安集海河组井壁稳定的关键，有了不渗透的前提，钻井液液拄的物理防塌作用才能发挥效果。此外，不渗透技术还能提高地层承压能力，这样就可避免钻井中因超高密度带来的井漏问题。     

抗超高温高密度聚合物饱和盐水钻井液体系

设计并研制了3种聚合物类水基钻井液抗高温处理剂,即弱交联结构两性离子聚合物降滤失剂、柔性聚合物微球纳米封堵剂和梳型聚合物润滑剂,构建了能够满足深部地层钻井的抗超高温高密度聚合物饱和盐水钻井液体系。研究表明：弱交联结构两性离子聚合物降滤失剂具有良好的反聚电解质效应,200℃、饱和盐环境老化后API滤失量小于8 mL;柔性聚合物微球纳米封堵剂通过改善泥饼质量降低体系的滤失量,对纳米级孔缝具有良好的封堵效果;梳型聚合物润滑剂重均相对分子质量为4 804,具有多个极性吸附位点,高温高盐条件下润滑性能优异。构建的密度为2.0 g/cm³的钻井液体系流变性能良好,200℃的高温高压滤失量小于15 mL,高温静置5 d沉降因子小于0.52,对易水化岩屑的滚动回收率与油基钻井液接近,具有良好的封堵性能和润滑性能。     

莺琼盆地抗高温高密度水基钻井液

莺琼盆地地温梯度高,压力系数大,安全密度窗口窄,抗高温高密度钻井液技术是其高温高压地层钻井面临的主要技术难题之一。对该区块现用水基钻井液进行性能分析,通过对钻井液性能进行优化,构建了莺琼盆地高温高压段水基钻井液。该钻井液体系在200℃热滚16 h后的黏度为39 mPa·s,动切力为7 Pa,高温高压（200℃、3 MPa）沉降因子为0.512,高温高压滤失量为8.6 mL,高温高压砂床滤失量为14.4 mL,在4 MPa被CO₂污染后黏度为43 mPa·s,动切力为9 Pa,API滤失量为4.5 mL,高温高压滤失量为13.6 mL。研究结果表明,该体系的流变性、沉降稳定性、高温高压滤失性、封堵性及抗酸性气体CO₂污染性能均优于莺琼盆地现有高温高压段水基钻井液体系。      

新型油基降滤失剂FCL的研制及评价

采用α-烯烃与苯乙烯乳液聚合的方法,利用乙酸酐与浓硫酸进行适度磺化,得到一种亲白油的高分子量聚合物,这种高聚物经过进一步氢化反应,制得一种油基钻井液降滤失剂FCL,其在白油中以胶体形式出现,不会破坏钻井液性能,同时这种胶体尺寸能封堵泥饼中的孔隙,从而达到降滤失的效果。性能评价结果表明,其最佳加量为1.5%,在180℃、3.5 MPa的高温高压滤失量为8.4 m L,优于国外同类产品phlips D21;在密度低于1.5 g/cm3时,油基降滤失剂FCL对油基钻井液的流变性影响较小,在高密度油基钻井液中,表现出更高的降切性能,可使密度为2.0 g/cm3的油基钻井液动切力维持在15 Pa以下。     

准噶尔盆地四棵树凹陷构造应力场与构造变形解析

准噶尔盆地南缘四棵树凹陷高探1井的中生界油气勘探已获得重大突破,深入解析该地区深层致密砂岩的构造变形显得至关重要。综合野外、岩心、测井和地震等数据,利用地质调查与有限元数值模拟方法查明了四棵树凹陷的构造应力环境,明确了构造应力场对构造变形的控制作用。研究表明,四棵树凹陷现今的最大水平主应力总体呈SN向,具有分带性。在北天山西段、托斯台构造带和高泉构造带等地区,最大水平主应力方位呈NNW向;在艾卡构造带和车排子凸起等地区,最大水平主应力方位呈NNE向或NE向。晚喜马拉雅期以来,NNW向构造应力由北天山地区向四棵树凹陷内部逐渐传递,受其控制的凹陷内构造变形也沿NNW向传播扩展。高泉背斜清水河组的构造应力场数值模拟表明：研究区的最大水平主应力为80~170 MPa;构造应力在背斜南部、中部的断层附近集中,向北则减小;近EW走向断层附近的构造应力明显大于NNW （或近SN）走向断层附近的构造应力,总体显示高泉背斜处于压扭应力环境。构造应力场控制了高泉背斜的裂缝发育和展布,裂缝走向与最大水平主应力方向一致或呈小角度相交,且断层附近或背斜核部裂缝较发育。高探1井中发育的构造裂缝可能是该井取得高产的重要原因之一。     

准噶尔盆地南缘构造特征与演化

为明确准噶尔盆地南缘构造特征,落实中—深层构造圈闭,寻找大型油气田,通过构建二维构造剖面,开展构造变形定量分析,建立了复杂构造模型,厘定了构造活动时间和变形机制。研究表明,南缘经历晚侏罗世和中新世2期变形,晚侏罗世发育走滑断层,形成高泉断隆带、艾卡构造带和齐古—南安集海走滑断裂带,属于准噶尔盆地周缘中生代走滑断裂体系。中新世发育逆冲推覆构造,南缘西段新生代背斜叠加在高泉断隆带、艾卡构造带之上,高探 1 井钻探证实古构造上覆发育的背斜构造是有利的勘探目标。南缘中段发育3排逆冲断层和叠加褶皱,中、下组合是油气勘探重要目标。南缘新生代逆冲推覆构造由南向北扩展,齐古断褶带和盆地深层褶皱形成于中新世初期（23 Ma）,霍玛吐断层发生在中新世末期（7 Ma）,呼图壁背斜和卡因迪克背斜形成于第四纪。     

准噶尔盆地南缘四棵树凹陷油气成因

准噶尔盆地南缘四棵树凹陷目前发现的原油主要为轻质原油,伴生湿气,但在不同区域油气性质有差异,在油气源认识上存在争议。选取南缘露头剖面中—下侏罗统和中—上三叠统烃源岩样品,进行岩石热解、氯仿沥青A、气相色谱、有机岩石学等分析,结合钻揭烃源岩的地球化学分析数据,分析四棵树凹陷三叠系、侏罗系和古近系烃源岩的地球化学性质,确立烃源岩有机相,探讨油气成因和来源。结果表明,四棵树凹陷轻质油气主要来自下侏罗统八道湾组富壳质组的烃源岩,还可能来自中—上三叠统烃源岩;独山子油田和西湖背斜新近系原油主要来自侏罗系或三叠系烃源岩,部分来自古近系安集海河组烃源岩。     

准噶尔盆地南缘四棵树凹陷油气成藏综合分析

油气成藏期研究是油气成藏研究的热点和难点之一,在分析四棵树凹陷油气藏烃类流体、目的层流体包裹体等资料的基础上,应用含油气构造演化史法、烃源岩演化史法和储集层有机岩石学法,对四棵树凹陷油气成藏期进行了综合分析。沙湾组油藏和安集海河组油藏成藏时间较晚,于新近纪早期开始成藏;齐古组油藏和紫泥泉子组油藏从古近纪末期开始成藏,其主成藏期为沙湾组地层沉积时期。在上述工作的基础上,对四棵树凹陷的成藏过程进行了综合分析,指出了该凹陷的勘探潜力和方向。     

准噶尔盆地南缘高泉构造三维地质力学建模及深探井风险应用

井眼不稳定易导致严重钻井复杂事故,并极大增加钻井成本,而准确的地质力学模型能够为钻井提供技术支撑.应用准噶尔盆地南缘深探井测井数据、地质力学测试结果、地层破裂压力测试和钻井日志得出邻井的岩石力学性质和压力剖面,构建一维地质力学模型,进而应用多井地质力学剖面来建立整个井区的三维地质力学模型.以三维地质力学模型为基础,可以...     

准噶尔盆地南缘油气生成与分布规律——典型油藏油源解剖与原油分布规律

准噶尔盆地南缘地区发育40多个背斜构造、5套有效烃源岩,大多数背斜构造发现了油气或存在油气苗,原油性质呈现多样性变化,长期以来对该地区不同构造原油的来源存在多种观点。在南缘地区典型原油地球化学特征与油源对比的基础上,选择了南缘地区具有代表性的典型背斜构造油藏,对其原油油源进行了深入细致的解剖研究。结果表明,南缘地区绝大多数背斜构造油藏原油为单一烃源来源,不同时代烃源岩生成原油混合现象并不普遍,只有少数油藏存在混源油。不同区域背斜构造原油油源存在较大差异,原油来源严格受控于有效烃源岩的分布:二叠系来源的原油主要分布于南缘中部以东的山前构造,侏罗系来源的原油主要分布于南缘西部及南缘东部构造,白垩系来源的原油仅分布于南缘中部构造,古近系来源的原油仅分布于南缘西部构造;齐古油田侏罗系油藏原油为二叠系与侏罗系原油的混合,各自的贡献约占50%。     

准噶尔盆地南缘构造应力场与油气运聚的关系

通过对准噶尔盆地南缘山前构造与地应力场分析,认为构造复杂、目的层深、地应力作用强烈是制约勘探进程 的主要因素。在地应力集中的安集海河组泥岩段,表现出高压欠压实的特点,最大主应力方向为北北东向。水平两向应 力的差值较大,是导致钻井事故不断发生的主要原因。盆地南缘区域地应力分布规律表现为纵向上压应力随深度增加 而增大,并与构造层配伍,可分为深层挤压带、中层剪切带、浅层张裂带。油气从高压应力分布区(生烃凹陷)向低压应力 分布区(隆起区)运移。山前为挤压地应力作用区,油气成藏多以构造成藏为主。盆地南缘断裂下盘深层的异常高压封闭 区(流体封存箱)、与断裂密切相关的隆起段是今后主要勘探方向与领域,断裂遮挡、背斜等构造型圈闭——主断裂下盘 原生油气藏是主要的勘探对象。     

强封堵防塌剂XZ-OSD在准噶尔盆地南缘山前构造带的现场应用

为解决准噶尔盆地南缘山前构造带钻井过程中出现的井壁失稳及井漏问题,通过对目标地区的岩样和掉块进行实验分析,明确了目标地区的井壁失稳机理。根据实验结果知道,主要是地层破碎性、油相损害和强水敏性导致目的地区的井壁失稳。针对井壁失稳机理,采用油基钻井液避免地层强水敏性引起的井壁失稳,并研选了一种油基钻井液强封堵防塌剂XZ-OSD,XZ-OSD粒子通过封堵不同尺寸孔缝,胶结破碎性地层,在岩石表面形成疏油吸附层,避免地层破碎性、油相损害引起的井壁失稳。现场试验表明, 对比邻井,XZ-OSD降低GHW001三、四开阶段井径扩大率46%～49%;对比四开阶段,XZ-OSD降低呼探1井五开井段井径扩大率83.3%。解决了准噶尔盆地南缘地区井壁失稳难题,为该区域优质钻井提供了钻井液技术支撑。      

准噶尔盆地南缘齐古油田油气成藏再认识及勘探启示

准噶尔盆地南缘白垩系之下的下组合勘探潜力大，但目前勘探发现率低。齐古油田位于准噶尔盆地南缘山前断褶带，发现于1957年，2011年在齐古背斜西侧低部位钻探的齐古1井获工业气流，为齐古油田带来了新生命，给久攻不克的准噶尔盆地南缘下组合勘探增强了信心。对齐古油田复杂油气成藏过程的再认识有助于厘清准噶尔盆地南缘下组合的成藏条件与有利勘探方向。通过分析齐古背斜构造模型及构造演化，结合油气的分布及地球化学特征，综合利用油气源对比、流体包裹体观察和测温、盆地模拟、泥岩盖层有效性评价等技术和方法，详细分析了齐古油田多层系和多期油气成藏过程与运移聚集规律。研究结果表明，齐古北断裂为晚侏罗世-新近纪长期继承性活动断裂，对齐古构造的形成与油气的运移和聚集都起到重要的作用。齐古地区在晚侏罗世末期发育古构造，晚新生代以来的冲断褶曲作用形成现今的齐古背斜，而古构造发育区则在构造掀斜作用下成为现今背斜的北翼。"早油晚气"的成藏过程导致的蒸发/运移分馏作用使得残留原油密度大、含蜡量高。受喜马拉雅晚期强烈冲断作用影响，齐古北断裂沟通下盘深埋的侏罗系烃源岩生成的高成熟煤成气进入齐古背斜形成聚集，但在不同部位，由于多期油气的充注过程和晚新生代构造抬升对盖层保存条件的破坏程度存在差异，齐古地区总体上形成"上油下气"的异常油气分布格局。齐古油田成藏过程的再认识对勘探有着重要启示：在齐古背斜北翼的古构造发育区找早期残留油、西北倾伏端构造低部位找气；齐古北断裂下盘侏罗系的原地冲断构造、古近系紫泥泉子组的冲断构造为潜在勘探领域。齐古油田高成熟煤成气的发现证实准噶尔盆地南缘下组合的侏罗系烃源岩规模有效生气，指示在靠近齐古油田的乌奎背斜带中段，下组合的天然气勘探潜力大。     

准南前陆盆地油藏类型和成藏模式

以准南前陆盆地的烃源岩演化和油气成藏期次为依据,划分出中二叠统、中下侏罗统、下白垩统和下第三系安集海河组等4套含油气系统.通过对区域构造演化特征、构造类型和油藏特征的分析,认为该区油气藏类型主要为压扭背斜油气藏和背斜—岩性油气藏,其次为断层遮挡背斜油气藏.综合准南前陆盆地构造特征、油气成藏条件及主控因素等,建立了该区中、东、西段3个油气聚集区带的成藏模式:西段油气成藏多为逆冲断裂带—不整合面单向充注型;中部地区多为断层封闭—多向充注型;东段地区多为逆冲背斜带单向充注和断层遮挡单向充注型.