高温高密度油基钻井液处理剂性能研究

介绍了一套适用于南海莺琼盆地的高温高密度油基钻井液体系，对其中各种处理剂对体系性能的影响进行了研究。结果表明，所研究的高温高密度油基钻井液体系及其处理剂不仅具有较好的高温稳定性，而且在高达2．3g／cm^3的密度下体系的流变性稳定．满足钻井工程的需要。     

抗高温高密度可逆油基钻井液体系

为满足高温深井钻井需求以及弥补油基钻井液在完井固井和环境保护方面的不足,基于非离子表面活性剂CN-2构建了CO₂和HAc双响应性可逆油基钻井液体系,并比较了两种纳米颗粒(OTS-KH550/SiO₂、CTAB/SiO₂)对体系性能的影响。结果表明：所建体系在CO₂或HAc诱导下从油包水转相为水包油,该转相可由CaO或NaOH诱导回转。CN-2与OTS-KH550/SiO₂协同稳定的乳状液性能更佳,抗温达250℃。纳米颗粒OTS-KH550/SiO₂的加入不会影响钻井液体系的可逆性能,且能显著地改善体系抗高温性能,使得体系在低油水比50∶50～60∶40、高密度1.8～2.1 g/cm³及高温180～200℃条件下均具有良好的流变性能和滤失性能。含油钻屑、油基滤饼均可通过CO₂鼓泡或HAc溶液浸泡很容易地被清洗。通过红外光谱分析和微观观察揭示机理为：在CO₂或HAc诱导下,乳化剂发生盐化,亲水...     

处理剂对抗高温高密度油基钻井液沉降稳定性的影响

为了解决抗高温高密度油基钻井液存在的静态沉降稳定性与动态沉降稳定性难以控制的技术难题,采用改进的VST 沉降测试法对抗高温高密度油基钻井液的动态沉降稳定性进行了测量,分析了有机土、提切剂、润湿剂以及提切剂与有机土配比对钻井液沉降稳定性及流变性的影响。结果表明,有机土加量越大,钻井液静态与动态沉降稳定性越好,密度差越小,但钻井液黏度越高; 提切剂与有机土达到合理配比时,可以提高钻井液沉降稳定性; 抗 200 ℃、密度为 2.0 g/cm3全油基钻井液优化配方为 :有机土加量为 3.5%～4.5%,提切剂加量为 0.25%～0.3%,提切剂与有机土加量最佳配比为1∶ （17～18）,润湿剂加量为 2.5%。      

塔里木山前构造高密度油基钻井液固井技术

塔里木山前构造盐膏层及其以下层段大量使用高密度油基钻井液,给后续固井工作带来巨大挑战。为解决塔里木山前构造高密度油基钻井液固井技术难题,在分析相关固井难点的基础上,结合盐膏层固井和深井超深井固井技术,开展了冲洗型加重隔离液和水泥浆的优选、管串结构设计和固井工艺优化研究,提出了相关应对技术措施。通过引入粒径小、粒度分布集中的球形加重材料MicroMAX(主要成分为Mn3O4)和优选表面活性剂,得到了一套冲洗型加重隔离液;通过优选外加剂和引入超高密度加重剂GM,得到了一套综合性能良好的高密度水泥浆。KS2-5井的现场应用表明,该套技术能较好地满足山前地区油基钻井液固井需求。     

无黏土高温高密度油基钻井液

针对塔里木盆地山前构造带井深高温以及地层裂缝发育的特点,研发了油基钻井液关键处理剂,其包括主乳化剂HT-MUL、辅乳化剂HT-WET、提切剂ZNTQ-1。乳化剂通过抗高温的亲水亲油官能团,在油水界面形成具有很强黏弹性的界面膜来提高乳化能力;基于超分子原理,提切剂通过在油水界面的氢键作用提高乳状液的凝胶强度,达到替代有机土的效果。以乳化剂和提切剂为核心处理剂配制的无黏土高温高密度油基钻井液,抗温达220℃,密度达2.50 g/cm3,老化后乳化稳定性好,不出现分层现象,高温高压滤失量小于10.0 m L,具有极好的滤失性,可通过柴油配制得到。无黏土高温高密度油基钻井液克服了以往有机土油基钻井液高温易降解失效和高密度下流变性差的缺点;同时提切剂取代有机土,除了能进一步加快钻速外,还能降低储层损害程度,是目前油基钻井液技术的领先技术,具有极好的应用前景。     

高密度水包油钻井液在磨005-H8井的应用

以川中磨溪构造嘉陵江组为目的层的水平井，在钻井过程中均发生了不同程度的压差粘附卡钻，部分井除多次发生高压差卡钻外，还发生了下套管不到位等技术难题。针对这些难题，研制了一套高密度弱凝胶、无土相水包油钻井液体系。通过在川中磨005 H8井的应用表明，该体系具有较好的抗盐、抗钙能力，润滑性接近油包水钻井液体系，在起钻接单根与起下钻过程中摩阻较小，体系的性能十分稳定，维护处理简单，现场操作性强。     

秋南1井高密度钻井液应用技术

秋南1井是塔里木盆地库车凹陷东秋构造带上的一口重点超深预探井,完钻井深为7 003 m.该井自三开吉迪克组地层以下均采用KCl-欠饱和盐水高密度钻井液,钻井液密度最高达2.28 g/cm3;至完钻时,使用高密度钻井液施工了16个多月.应用结果表明,该钻井液具有良好的抗温性(150℃);控制钻井液Ph值为9～10,既有利于处理剂功效的发挥,又有利于保持钻井液有良好的热稳定性;在钻井液中加入表面活性剂和抗氧化剂,有利于抑制黏土水化分散、高温表面钝化,提高了钻井液的高温稳定性;高软化点沥青在高温条件下有良好的变形性,有利于改善泥饼质量,从而降低高温高压滤失量.但是,目前国内适合高密度钻井液的抗高温、抗污染处理剂种类少,选择面小;高密度钻井液的抗污染问题还没有得到很好的解决,现场只有采用置换的办法处理,造成维护处理成本增加,需要继续对抗高温、抗污染钻井液配方及应用工艺技术进行研究.     

抗高温高密度环保低毒油包水钻井液的研究

为有效地保护自然环境,成功研制出了抗高温(215℃)高密度(2.1 g/cm3)低毒油包水钻井液,并对该钻井液的原材料选择、室内配方试验及配方毒性等方面进行了研究.结果表明,低毒油包水钻井液满足了钻井施工的要求,其毒性满足了环境保护的要求.     

高密度油基钻井液在超深复杂探井中的应用

随着勘探的深入,塔里木盆地库车坳陷深井、超深井、特殊井和复杂井不断增加,钻遇地层条件日益复杂,现有水基钻井液已无法满足日益复杂的钻井条件,尤其是在水平井、高温深井、储层保护等方面问题尤为突出。针对上述问题,通过分析研究,认为利用油基钻井液能够圆满解决上述困难。与水基钻井液相比,油基钻井液 具有抗高温、抗盐钙侵、利于井壁稳定、降低钻头磨损、润滑性好、低失水和保护储层等多种优点,已成为高难度复井安全钻进的重要技术手段之一[1-4]。在塔里木盆地库车坳陷一口完钻井深8000余米井底温度超过180°c预探井中,采用高密度油基钻井液顺利完成钻井作业,实钻密度达到2.39g/cm3,HTHP滤失量小于5mL,切力小于25Pa,流变性能优良,钻穿膏盐层及储层段时未发生膏盐、co2、H2s等损害现象,起下钻及下套管作业一次性完成,电测井眼十分规则,充分说明该钻井液体系适合本区块的高温深井勘探开发钻井作业需求。     

高密度kc1-饱和盐水钻井液在羊塔克1-12井的应用

羊塔克凝析油气田是在塔里木盆地发现的第1个盐下整装凝析油气田,盐层溶蚀致井壁失稳和膏泥岩的蠕变是造成该气田井下复杂和事故的主因.对在复合盐膏层中钻进的难点进行分析后,针对羊塔克井区的地质特点,结合已完钻井的成功经验,通过室内实验,对kc1-饱和盐水钻井液中各处理剂的加量进行了优化.用该钻井液安全钻穿了复杂盐膏层,成功解决了井塌、缩径卡钻等复杂问题.     

抗高温低密度水包油钻井液在梨深1井的应用

针对梨深1井目的层营城组和沙河子组地层压力梯度较低（为0.94-0.98）,选用了低密度水包油钻井液进行欠平衡钻进,密度为0.89-0.91 g/cm3。该井从井深3 799.33 m点火成功,到井深4 368.5 m完钻,实现全井段边喷边钻,共发现13个气层,厚度为26 m,最高气流量达3 326 m3/h。水包油钻井液具有井底负压值波动小、高温稳定性强、密度可调范围广、防塌和润滑效果好,对油气层污染小等优点。在温度达到160℃,油水比高达70∶30的情况下,没有出现油水分层现象。该井欠平衡钻进868.5 m、泥页岩浸泡69 d,没有发生井壁垮塌现象,平均井径扩大率为9.3%,达到了负压钻井的目的。     

高温高压超深井钻井液密度设计方法探讨

在高温高压超深井的钻探中,由于形成了相对较窄的钻井液安全密度窗口,同时钻井液的密度受温度和井筒压力的影响比较大,地面所配置的钻井液密度和井筒中钻井液密度不同,因此,必须准确的计算并控制钻井液的密度,确保超深井的安全施工。在前人研究基础上,基于超深井中温度和压力对当量静态钻井液密度的影响建立了模型,并对莫深1井的钻井液密度进行了设计分析,研究了井底压力系数和井筒温度对当量静态钻井液密度的影响。     

巴基斯坦北部区块抗高温高密度柴油基钻井液体系

巴基斯坦北部区块地质条件复杂,地层重复反转,油气埋藏深,井底高温高压,二开井段存在长段页岩层,易吸水膨胀、垮塌,三开井段存在盐膏层易缩径、卡钻,同时盐水侵入污染高钻井液密度易造成钻井液流变性恶化,难以控制,导致该区域钻井作业异常艰难,使其成为巴基斯坦乃至世界上钻井最复杂的地区之一。针对上述难题,同时满足当地油公司的技术要求,以0#柴油为连续相,氯化钙水溶液为分散相,通过处理剂和加量优选形成了一套柴油基钻井液体系。室内评价结果表明,该钻井液抗温达180℃,最高密度达2.20 g/cm3,老化前后破乳电压大于1200 V;有良好的沉降稳定性;在高温高压下仍能保持较好的流变性,对重晶石的悬浮稳定性好,具有良好的携带岩屑能力;且具有抗15%盐水、10%页岩和石膏污染的能力,满足巴基斯坦北部区块钻井作业的应用需求。      

青海油田开2井高密度钻井液应用技术

青海油田开特米里克构造地质条件复杂,存在高压盐水层、长井段膏盐层、高低压共存层。钻井施工中,上油砂组大段泥岩容易坍塌,下油砂组井漏、井涌、井塌、地层出水问题频发,深部干柴沟组邻井从未钻达,地质资料不明。介绍了高密度聚磺钻井液防井喷、漏、塌、卡、抗高温、抗盐水以及维护井壁稳定技术在开2井的应用情况。     

抗240℃高密度复合有机盐钻井液在翼探1井的应用

翼探1井是中油股份公司在青海油田柴达木盆地柴西北区南翼山构造较高部位部署的一口重点风险探井,设计井深6500 m,完钻井深6194.22 m,目的层E₃1、E₁₊₂、基岩。钻探目的是探索南翼山构造E₃1和基岩含油气性,为下一步研究和勘探部署提供依据。南翼山地区E₁₊₂下部地层以前无钻井史,钻遇地层条件复杂,高陡构造,存在3条断裂带、破碎带和膏泥岩。其E₃2、E₃1、E₁₊₂地层裂缝发育,易漏易涌,多层高压盐水伴CO₂酸性气体,盐水中Cl-含量达235 000 mg/L,CO₂侵地面监测浓度高达75%以上,钻井液密度高达2.32 g/cm3,且存在多套硬脆性碳质泥岩破碎地层,极易发生垮塌掉块、井斜。该区域显示异常高温,因为测井公司高温仪器受限,无法实测井底温度,该区地温梯度在（3.80~4.30）℃/100 m之间,以及钻井液出口实测温度达到102℃,钻井液维护处理量达到井眼容积的10倍以上,从以上资料计算,以及钻井液材料与体系循环稳定周期等综合分析,预测该井井底温度在235~266℃之间,给钻井液工作提出了严峻挑战。为解决超高温、高密度、井壁稳定、酸性气体污染、窄窗口漏失等技术难题,优选采用了渤海钻探泥浆技术服务分公司的发明专利技术,即抗240℃高温的高密度复合有机盐钻井液。在此技术基础上,结合井下地质、工程实际情况,施工现场对配方进行了优化调整,引入抗240℃高温的滤失控制材料,引入刚性和塑性材料组配的随钻锲入封堵防漏材料,以及纳米类化学吸附护壁防塌材料,并提供良好的“非氧还原”钻井液环境,通过精心施工,取得了较好效果。全井施工顺利,钻井液高温流变性良好,高温高压滤失量控制在12 mL以内,较好地解决了高温流变性、沉降稳定性、漏失、破碎性地层垮塌、酸性气体污染等一系列钻井液技术难题。      

低密度新体系钻井液在高温超深井中的运用

介绍双一井整个钻进的5500．55m井段，使用1．05-1．08g/cm^3低密度钻井液技术及应用情况，取得较好的效益，并有效地保护了低压油气层，证明该技术具有较好的推广应用前景。     

文东地区深井高密度钻井液技术

针对中原油田文东地区地层复杂,盐间高压油气井钻井难度大,极易造成井喷、井漏、划眼、卡钻等复杂情况,分析了高密度钻井液技术的难点,对深井高密度聚磺饱和盐水钻井液的配制、维护处理提出了具体的要求。三开采用高密度聚磺饱和盐水钻井液,钻进过程中加强维护处理,有效的解决了文东深井高密度钻进液的流变性、润滑、防塌、抗温等难题,降低了钻井成本。     

辽河油田油页岩地层全油基钻井液技术

沈平1井是辽河油田第1口油页岩和泥质白云岩互层为目的层的预探水平井。由于油页岩地层的特殊性,井壁失稳现象突出,油层段轨迹控制难,安全环保工作敏感,钻井时效难以提高。在处理剂研发的基础上形成了适用于沈平1井的抗温达150℃、密度为1.55 g/cm3的全油基钻井液体系。现场应用结果表明:该套全油基钻井液体系综合性能优良,具有良好的流变性、抑制性、封堵性、抗污染性、润滑性及高温稳定性,能够控制油页岩水化膨胀,解决井壁失稳的难题。与同类型井相比,沈平1井机械钻速提高1.6倍,生产时效提高30%。