水基钻井液固相分布与控制——以苏里格东部气井为例

为促进钻井现场水基钻井液的精细化控制程度、进一步提升安全高效钻井技术。以苏里格东部两口气井钻探现场的水基钻井液为研究对象，对其在钻进过程中的固相含量变化、固相粒径分布、钻井液含砂量以及固控设备的清除效率等开展了分析研究。结果表明，从延长组至马家沟组的钻进过程中，钻井液固相含量从4%～7%增长至9%～13%，伴随着钻井液密度的上升；粒径大于109μm(140目)的固相从63.05%降至35.5%，粒径小于74μm的固相从3.98%增长至12.73%，且固控设备难以降低其含量；钻井液含砂量控制在0.5%以内；在钻井液体系转化前后，沉砂罐和振动筛清除固相效率最高分别为43.31%～51.47%和45.38%～53.98%，而除砂除泥一体机的清除效率最低为5.31%～11.76%。这为钻井现场的高效固相控制与水基钻井液的精细优化提供了参考与借鉴。     

"322"固控对调整钻井液性能的功效发挥及应用

固相控制是现代钻井工艺中重要的环节之一，它已成为直接影响安全、优质、快速钻井和保护油气层的重要因素，所以固控设备的配置成为钻井设备配置中重要的部分。合理的固控配置足有效控制钻井液有害固相含量的基础。     

超深井钻井液固控系统配套合理性探讨

深井、超深井钻井时井下问题更为复杂,这对钻井液性能提出了更高的要求。目前国内超深井固控系统设计不太合理,技术性能较落后,钻井液固相含量控制、加重剂的回收及油基钻井液的处理效果达不到预期要求。通过分析钻井液中固相颗粒特性,结合超深井地层特点以及国内油田现有固控设备的配置及使用问题,探讨满足超深井要求的固控系统的合理配置。优化后的固控系统提高了固控效率,可以实现加重剂、钻井液的双相回收及利用。优化思路可以为油田固控系统配置的合理性改进提供参考和借鉴。     

塔河油田钻井液固相控制技术

经过近年来不断优化改进固控设备,塔河工区（井深超过６０００ｍ）基本上形成了“３＋２＋２”（即三台
振动筛＋除砂除泥一体机＋高、低速离心机）的固控设备组合模式,但固控设备品种繁多、使用效果差别大,对如何
高效使用固控设备,每个钻井公司没有统一思路,亟待统一。通过选取工区１０区块相邻Ａ、Ｂ井,在钻井参数、钻头
选型、井身结构一致基础上,分析钻井液维护处理、固控设备使用对固相含量、亚微米粒子含量的影响,研究固相含
量、亚微米粒子含量对机械钻速和井下安全的影响。优选出适用于塔河工区各层位的固控设备使用方案,在工区
推广后,单井较设计最大节约周期６０ｄ,经济效益十分显著,辖区２０１４年无一起卡钻故障,起下钻阻卡明显减少,
井下安全进一步提升。     

冀东南堡地区钻井液固控设备优化使用与改进

针对冀东油田南堡人工岛钻井工艺要求,在分析钻井液性能和固相含量特点的基础上,对在用钻机的三级净化设备进行了优化使用和改进,有效解决了固相净化达不到钻井要求的问题.该研究对于在不同地区固控设备的配置和使用具有很好的参考意义.     

钻井液固控系统优化配置研究

针对油田老式循环固控系统设计不合理、技术性能落后等问题,分析了钻井过程中固相类型、胜利油田的地层特点及当前钻井液固控设备现状,对固控设备流程进行了优化设计,形成了适合胜利油田地层特点的钻井液固控系统优化配置方案。采用新型振动筛可提高钻井液的固相控制能力,减轻循环系统用电功率;钻井液除砂除泥一体机能满足各种条件下钻井液固相控制的要求,减少钻井液排放;高低速离心机串联使用可控制深井加重钻井液的固相,除去较小颗粒有害固相,实现对重晶石的有效回收。现场应用表明,进行钻井液固控系统优化配置后固控效果明显提高。     

现场油基钻井液固相粒度评价新方法

固相颗粒分布对油基钻井液的性能影响较大,因此确定现场钻井液固相颗粒尺寸,对于调控钻井液性能具有重要意义。根据现场油基钻井液经固控设备分离前后的粒度分布数据,建立了固控设备清除效率与固相颗粒粒径分布关系。现场通过钻井液固相含量测定,可知现场固控设备的固控效率,进一步可确定现场钻井液固相颗粒粒径的分布范围。现场井浆固相含量测定表明,固控设备清除效率与固相颗粒粒径分布具有强相关性,相关系数R²可达0.97;经固控设备分离后,现场油基钻井液的固相含量由45.0%降至16.2%,清除效率达0.64。采用上述测试方法测得的固相粒径为12.50μm,在使用激光粒度分布仪得的粒径峰(7.11～12.73μm)范围内,表明该测试方法具有良好的准确性,可用于现场测量钻井液内的固相粒度。     

北部湾水基钻井液固相控制与重复利用技术

北部湾地区地质条件复杂,钻井难度大,结合北部湾地区钻探的实际情况,通过对影响水基钻井液重复利用因素的分析,对废弃钻井液的粒度分析和性能检测制定了一套成熟的固相控制技术。通过检测废弃钻井液中固相颗粒粒径分布,优化固控设备的搭配和参数配置(尤其是振动筛筛布选择),选择离心机分离能力、布局和台数等,从而提高固相控制效率,达到有效净化废弃钻井液的目的;制定了一套合适的废弃钻井液处理方式:先检测回收的废弃钻井液性能,然后通过固控设备来净化废弃钻井液,合理配制新浆量进行稀释处理废弃钻井液,使钻井液性能满足下一口井或井段的开钻要求,节省了材料成本、人工成本和运输成本。北部湾水基钻井液固相控制与重复利用技术在北部湾地区29口开发井进行了成功应用。      

阿塞拜疆K＆K油田钻井液关键技术

阿塞拜疆K&K油田是国际上有名的复杂区块之一,具体表现为地层胶结疏松,成岩性差,岩屑造浆严重,塑变性强,钻井液流变性不易控制,井眼极易发生缩经,造成卡钻,目的层压力系数较高而且极不均衡,易造成高密度钻井液流变性更难控制.使用不同于国内应用的KC1聚合物钻井液在该油田钻了5口井,其中膨润土含量下降到20～30 g/L,KPAM和KC1含量分别上升到10～15 kg/m3和100～150 kg/m3.5口井施工顺利,钻井液性能良好,井眼优质,在高分散地层中较顺利地完成了高密度钻井液钻井.通过现场应用总结出,K&K油田钻井液技术的关键为高浓度的KPAM和KC1、低膨润土含量、低滤失量、有效的固相控制技术及良好的润滑性能,其中高浓度的KPAM和KC1加量、较低的膨润土含量又是最关键的技术.     

油田钻井固控技术新概念浅析

固控系统是保证油田钻井顺利进行的关键设备，直接影响到钻井速度、井身质量及运行成本。随着钻井新技术的应用，对钻井液的固相控制提出了更高的要求。分析了国内外钻井液固控技术的现状，指出了目前油田钻井固控系统存在的不足，提出了新型固控技术的开发要点。新型固控技术主要涉及系统简化和优化、先除气再筛分、改部分处理为全处理、选择性固相控制、钻屑在线处理以及钻井液回收利用等方面。新技术的应用将使钻井液固控系统具有高效、节能、环保的优点，并且能够显著地提高机械钻进速度。     

KCl-有机盐聚合物钻井液在川西双鱼石区块的应用

川西地区双鱼石区块目的层埋藏深,完钻井深在7 000 m以深,上部φ444.5 mm、φ333.4 mm井眼主要采用“空气钻”提速,空气钻井转钻井液如何保证井壁稳定至关重要,在“高效PDC+螺杆”提速方式下优质的钻井液性能也尤其重要。为此,KCl-有机盐聚合物钻井液在KCl、有机盐的共同作用下抑制能力强,能够抑制岩石组分水化分散、膨胀,封堵防塌剂可以快速形成致密泥饼,减少滤液侵入井壁地层,防止“空气钻”后干燥井壁“吸水”引起的井塌;抑制钻屑水化分散,钻井液流变性能稳定、波动小、易调控、现场维护处理简单;钻井液强抑制性、低黏度和切力可提高钻头水马力,减少钻屑在钻头上的吸附,防止钻头泥包现象,减少钻井液中微米、亚微米粒子,有助于提高机械钻速。双探8井等现场应用表明,KCl-有机盐聚合物钻井液确保了“空气钻”井段井壁稳定,顺利钻过沙溪庙组下部（沙一段）、凉高山组、自流井组及须家河组易垮塌地层,井眼畅通、井壁稳定、井径规则、电测顺利、井下安全、钻速较高,满足工程、地质录井需要。      

原矿土钻井液室内评价与应用

塔里木盆地大北区块井眼尺寸大,上部地层普遍含砾石,钻井液存在携砂难、沉砂卡钻和压差卡钻风险。目前使用的OCMA膨润土虽然符合OCMA或者API标准,但加入到氯化钾聚合物钻井液中增黏效果有限,配制出的钻井液黏度、切力低,滤失量大,不适合大北区块山前井超大井眼的安全快速钻井。为此,提出了用原矿膨润土替代OCMA膨润土配制钻井液的方法。分析了OCMA膨润土增黏失效的原因,评价了原矿膨润土钻井液的流变性能,滤失造壁性能,配伍性能和抗盐水污染能力。研究了原矿膨润土的粒径分布和比表面积。现场应用表明,原矿膨润土钻井液比OCMA膨润土钻井液具有更好的增黏效果,滤失量更低,井下更安全,能满足大北区块超大井眼的携砂要求,井眼畅通,具有推广应用价值。      

青海柴达木盆地三高井钻井液技术

柴达木盆地的牛东、冷湖、扎哈泉和英西区块地层岩性复杂,有盐层、盐膏层、芒硝层、硬脆性泥岩、高压盐水层,以往钻井事故和复杂频发,盆地阿尔金山前带牛东鼻隆构造,受造山运动影响,整体地层倾角为60°~70°,地应力较高且存在高压盐水层,压力系数多变,裸眼井段井壁失稳现象时有发生。2013年至今,在柴达木盆地应用BH-WEI抗三高钻井液服务各类井20口,为做好各区块钻井液技术服务,施工前查阅相关资料,结合室内实验与现场试验,总结得出低活度、弱水化与强封堵、强抑制有利于井壁稳定的结论,已完成青海油田1字号重点风险预探井4口、第1口分支水平井和扎哈泉第1口水平井,最高使用钻井液密度为2.35 g/cm3,平均井径扩大率为4.67%,电测成功率为100%。其中应用井扎平1井是油田公司在扎哈泉致密油区块部署的第1口水平井;东坪区块仅在2013年采用威德福MEG钻井液完成1口四开水平井,因漏失严重且井下复杂提前完钻,而2013~2014年在该区块应用BH-WEI钻井液顺利完成水平井6口,实现零事故复杂;2014年初投产的坪1H-2-2和坪1H-2-1井,完井测试均为区块高产井,平均日产天然气50×104 m3/d。现场应用情况表明,抗三高钻井液体系配方简单,维护方便,具有良好的剪切稀释性,具备动塑比高、塑性黏度低等特性,环空压耗小,井眼清洁,具有良好的润滑防卡和防塌能力,可防止侏罗系深灰色泥岩垮塌及水平井定向托压及黏附卡钻,形成一套适合青海油田复杂区块探井、水平井钻井液工艺技术。      

塔河油田AD区块测井阻卡原因分析及对策

目前,AD区块已经成为中国石化塔河油田的主力区块,但在开发过程中,测井阻卡问题要比塔河油田其他区块严重得多,在前期开发的44口井中,测井阻卡问题出现率达到38%,是其他区块的2～5倍。从地质、钻井工程、钻井液和测井等方面综合分析了该区块测井出现阻卡问题的原因,具体分析了该地区最常见的粘附(压差)阻卡、沉砂或掉块阻卡和键槽阻卡等三类阻卡情况,结合现场的实际情况提出了解决这三类阻卡问题的方法,并对现场施工中工程和钻井液等方面出现的5种不恰当做法提出了纠正意见,对减少塔河油田测井阻卡问题的出现,提高测井资料准确率,从而提高油田的开发效益有一定的现实意义。     

Effect of drilled solids on drilling rate and performance

This paper describes the results of laboratory investigations into the effect of drilled solids on the drilling rate and drilling performance. Drilling fluid performance and a successful result during drilling operations are characterised by the fluid's properties providing hole cleaning and cutting transport. Various concentrations of bentonite which has the same specific gravity with drilled solids were used to simulate drilling performance. The results were discussed in terms of electric stability (emulsion stability), high-pressure high-temperature (HPHT) including the resultant filter cake, rheological properties of the active fluid Experiments show that the ES drops in half as the drilled solid (bentonite) concentration increases from 0 to 75 lb/bbl. The HPHT FL test produced thicker filter cake and the HPHT FL doubles while the YP quadruples as the bentonite concentration increases. Accumulation of filter cake on the bit or BHA during pull out of hole of a drill string and hole problems are attendant problems associated with inefficient solid control. The use of bentonite to simulate the drilled solid is good agreement with previous works.     

苏里格南区块小井眼钻井关键技术

针对苏里格南区块小井眼钻井存在的钻头选型困难、井眼轨迹控制难度大、电测遇阻频繁、井漏严重和钻井速度慢等技术难点,开展了PDC钻头优化、螺杆钻具改进、钻具组合优选、井眼轨迹控制、钻井液体系优选和井下故障防控等关键技术研究,形成了苏里格南区块小井眼钻井关键技术,并在80余口井进行了现场应用.应用结果表明:改进后的PDC钻头...     

大位移评价井利斜572井三开钻井液技术

利津油田沙三段为泥页岩,沙四段为大段砂砾岩夹杂灰质油泥岩,易坍塌,钻时慢。地质资料显示,邻井多次发生井漏、井塌与卡钻;且该井井斜超70°,位移为1911 m,对携岩能力要求高,易形成砂桥,卡钻风险极大。利斜572井采用复合盐强抑制防塌体系,利用KCl的晶格固定作用、NaCl的适度絮凝作用和胺基聚醇的强抑制能力,其加量分别为7%、5%、1%,控制较低的固相、膨润土含量和土相分散度,极大地加快了钻进速度,钻井周期比设计节约了近20 d;优化抗高温降滤失材料配方,复配使用2%乳化石蜡、3%聚醚多元醇、3%超细碳酸钙等具有不同作用原理的封堵材料,维护了井壁稳定;密度执行设计下限为1.15 g/cm3,采用近平衡压力钻井,不但没有漏失,而且最大限度地保护了油气层。电测、旋转井壁取心与下套管均一次成功,平均井径扩大率仅为5.20%,且该井全井零复杂情况、零事故。      

The use of grass as an environmentally friendly additive in water-based drilling fluids

Excellent drilling fluid techniques are one of the significant guaranteed measures to insure safety,quality,efficiency,and speediness of drilling operations.Drilling Quids are generally discarded after the completion of drilling operations and become waste,which can have a large negative impact on the environment.Drilling materials and additives together with drill cuttings,oil.and water constitute waste drilling fluids,which ultimately are dumped onto soil,surface water,groundwater,and air.Environmental pollution is found to be a serious threat while drilling complex wells or high-temperature deep wells as these types of wells involve the use of oil-based drilling fluid systems and high-performance water-based drilling(luid systems.The preservation of the environment on a global level is now important as various organizations have set up initiatives to drive the usage of toxic chemicals as drilling fluid additives.This paper presents an approach where grass is introduced as a sustainable drilling fluid additive with no environmental problems.Simple waterbased drilling fluids were formulated using bentonite,powdered grass,and water to analyze the rheological and filtration characteristics of the new drilling fluid.A particle size distribution test was conducted to determine the particle size of the grass sample by the sieve analysis method.Experiments were conducted on grass samples of 300.90.and 35 μm to study the characteristics and behavior of the newly developed drilling fluid at room temperature.The results show that grass samples with varying particle sizes and concentrations may improve the viscosity,gel strength,and tiltration of the bentonite drilling fluid.These observations recommend the use of grass as a theological modifier,filtration control agent,and pH control agent to substitute toxic materials from drilling fluids.     

水基钻井液CO2污染的处理

虽然目前钻井液CO₂污染处理技术的研究成果较多,但在实际应用中仍然存在许多问题,是一个十分棘手的问题。总结了常见的CO₂污染处理方式及其不足之处。针对水基钻井液CO₂污染现象,根据污染机理提出了处理建议:保持钻井液中适度的黏土含量,使用Ca (OH）2和CaCl₂等钙处理剂;使用抗高温抗盐的强吸附性处理剂、适当使用新浆替代老浆。介绍了XX46-X1和XX008-6-X2两口受CO₂污染井的处理情况。以XX46-X1井为例,采取的具体措施有:使用离心机控制固相含量,用真空除气器不间断在地面脱气,增大钻井液密度至2.0 g/cm3,以阻止CO₂进入流体;使用适量0.2%石灰乳冲入钻井液,补充SMP-Ⅲ、SMP-Ⅱ、高温抗盐降滤失剂RSTF、高温稀释剂HTX等处理剂及NaOH胶液;由于污染较为严重,后期配制胶液时加入适量0.5% CaCl₂配合处理。受污染钻井液按建议经过处理后,钻井液黏度、切力降低,流变性和滤失量得到控制,满足了工程需要,达到了预期目的。