聚胺仿油基钻井液在高位垂比水平井的应用

川西地区白恶系、侏罗系泥岩、砂岩互层频繁,极易水化膨胀、分散,前期施工的水平井表现出较多复杂情况:井壁易失稳,摩擦阻力大,易发生托压、卡钻等问题.室内针对以上技术难点,结合新型抑制剂聚胺和仿油基处理剂的优点,研制出了一套具有强抑制、强封堵和优良润滑性能的聚胺仿油基钻井液.该钻井液泥页岩水化膨胀率小于10％,滚动回收率达98％以上,润滑系数小于0.1,大幅减少了液体润滑剂的使用,降低了地层水污染的机率.该技术成功应用于川西地区30余口高位垂比水平井,各试验井井壁稳定,平均摩擦阻力小于12t,平均机械钻速较前期施工井提高34.31％,解决了中浅层井壁失稳、井下托压等技术难题.现场试验表明,聚胺仿油基钻井液技术具有广阔的应用前景.     

油基钻井液在威远地区页岩气水平井中的应用

威远地区页岩气储层石英含量较高,岩石脆性特征明显,属弱水敏;同时具有较强的层理结构,极易发生层间剥落;页岩强度有显著的各向异性,层理面倾角为40°～60°,岩心易发生沿层理面的剪切滑移破坏,造成定向段和水平段井壁失稳.根据威远地区页岩气储层特性,威201-H3井在定向、水平段应用了油基钻井液体系.该技术重点保证了合理的钻井液密度、强封堵性、低滤失量和良好的携砂能力;同时在实钻中建立了遇仙寺组及以下地层全套岩石流体中水的活度剖面数据库,为钻井液的活度防塌提供了很好的理论支撑.结果表明,该油基钻井液成功应用于威201-H3页岩气水平井钻探,较好地解决了威远地区泥页岩层垮塌的问题.     

油基钻井液封堵技术在页岩水平井中的应用

根据页岩水平井水平段页岩裂缝发育、井壁坍塌问题,对油基钻井液的封堵性进行了优化,使用了多种刚性、柔性以及成膜的油基封堵材料进行了评价实验形成了强封堵的油基钻井液体系。泌页ＨＦ１页岩油气水平井现场应用表明,该油基钻井液体系封堵防塌能力强、滤失量低、破乳电压高,具有较强的携带能力,避免了水平井段井壁垮塌问题,中石化河南油田泌页ＨＦ１井三开水平段长１０４４ｍ,钻进、电测、下套管顺利。     

高密度水包油钻井液在川西深水平井的应用

须家河组气藏为川西坳陷主力气藏之一,地层页岩、煤线、砂砾岩互层频繁,井壁极不稳定,尤其是水平井施工,井下复杂情况频发.针对现用聚磺钻井液在深井井壁稳定、润滑防卡等方面存在的不足,室内通过乳化剂优选等大量实验,研究出了适合深井水平井钻进的高密度水包油钻井液体系.该体系抗温130℃,可控密度为1.60～2.20 g/cm3,具有较好的流变性、抑制性以及润滑性,对储层的损害率低于现用聚磺钻井液体系.该体系成功应用于新8-1H井造斜段及水平段,与前期施工井新10-1H井相比,钻井周期缩短了35.12％,机械钻速提高了37.75％,二开、三开平均井径扩大率降低了41.43％.     

泡沫钻井液在水平井段中的应用

通过分析泡沫钻井液对水平井段井眼净化的影响因素，并在室内试验的基础上，优选出泡沫钻井液配方，对配方的影响因素进行了分析、评价、将优选出的泡沫钻井液配方应用于水平井102井中，能够较好的净化井眼，提高机械钻速3－4倍。     

仿油基钻井液技术研究及应用

通过室内实验评价,优选出的仿油基钻井液具有较好的流变性能、抗膏盐污染能力、抑制性能、润滑性能和油气层保护性能等.该钻井液在剑门1井、广安002 -X71井、广探1井、南堡128井、元坝12井和塔中47 - H1等6口井上进行了成功现场应用;同时,该钻井液还具有转化、维护简便等特点.     

超低密度仿油基钻井液工艺技术及应用

在低压储层中采用欠平衡钻井,需使用抗高温的超低密度钻井液。室内试验研究与现场应用表明,仿油基钻井液通过试验及配方优选,能够把现场钻井液应用密度控制在1.03～1.04g/cm3范围,油溶能力提高到50%,抗温能力提高到130℃,流动性和润滑性能优良,抑制能力强,滤失量低,静结构弱。能满足水平深井钻井与地质录井要求,尤其适合低压地层或欠平衡深井钻井需要。     

油基钻井液在页岩油气水平井的研究与应用

针对页岩油气水平井的特点,室内着重研究了油基钻井液体系的携砂能力及封堵能力,构建了适合于页岩油气水平井的强封堵油基钻井液体系。通过现场4口页岩油气水平井的应用表明,油基钻井液具有良好的流变性能,没有岩屑床形成,且防塌能力强,滤失量低,井壁稳定,电测一次成功,下套管顺利到底。     

正电胶磺化混油聚合物钻井液在长裸眼水平井中的应用

针对塔里木油田大部分开发水平井裸眼井段长，地层极易坍塌、渗漏，造成粘附卡钻等复杂问题。对不同的井段、不同地层采用了不同的钻井液体系。即上部地层采用正电胶聚合物钻井液，以防中上部软泥岩地层分散、造浆以及粘附卡钻等复杂情况的发生；下部地层采用正电胶聚磺钻井液，保证钻井液在高温、高压下性能优良，再配合使用稳定处理剂对地层进行封堵，确保了长裸眼井段的井壁稳定；定向水平井段采用正电胶磺化混油钻井液，解决了钻进存在的“岩屑床－流变性－水马力发挥－压耗”等诸多问题，提高了机械钻速，减少了裸眼井壁的浸泡时间，再配合使用油层保护剂及超细碳酸钙，改善泥饼质量，形成屏蔽暂堵层，较好地保护了油气层。经现场50口长裸眼水平井应用表明，该套钻井液体系性能稳定，具有很强的抑制性及悬浮携砂性，钻井施工安全、顺利，无粘附卡钻事故发生，仅套管费用每口井就节约几百万元，取得了非常好的经济效益。     

Pickering乳液在油基钻井液中的应用

Pickering乳液以其较高的聚并稳定性、多样性、可调控性、低成本、低毒性和生物兼容性等优势,广泛应用于生物医学、食品和化妆品等领域。近年来,Pickering乳液在石油行业的应用备受关注。分析了Pickering乳液的稳定机理与其相较于传统乳液的优势;探究了影响Pickering乳液稳定性的诸多因素及调控方式;最后综述了近年来国内外Pickering乳液在钻井和驱油方面的应用,并对Pickering乳液在石油行业中的发展前景进行了展望。      

川西地区中深井快速钻井的钻井液应用技术

钻井液体系的改进是提高钻速最直接的手段之一。依据川西地区上三叠统须家河组实钻资料统计分析以及大量文献调研成果,以室内试验分析评价为基础,详细阐述了对钻速影响显著的钻井液因素,认为钻井液密度增高会造成钻井正压差增加和钻井液固相含量增加,由此造成钻速随钻井液密度的增加呈对数降低,其降低的幅度随钻井液增量的增加而降低;钻井液体系转化引起的钻井液黏度、切力增加,流变性能变差,瞬时失水量降低是钻速降低的关键因素。现场试验结果表明,优选出的钻井液体系不仅具有较好的流变性能,而且对于复合钻井工艺的顺利实施亦起到了积极作用,可有效地缩短钻井周期,提高钻井速度。     

川西须家河组致密砂岩气藏水平井钻井关键技术

四川盆地西部上三叠统须家河组储层具有埋藏较深、非均质性强、岩石致密、破裂压力高等特性。对于该类致密砂岩气藏要获得较好的开发效果需钻遇裂缝发育带,然而常规直井、定向井钻遇裂缝概率小,很难获得理想产能,因而水平井钻井便成为高效开发该类气藏的重要手段。钻井周期长、事故率高、钻井成本高是目前该区水平井钻井面临的瓶颈难题。为此,从三压力剖面、井壁稳定性以及实钻资料分析入手,提出了利于该区须四段和须二段水平井安全、快速钻井的井身结构方案;从技术、经济两方面分析了旋转导向钻井技术在须家河组水平井应用的可行性,推荐在造斜段应用旋转导向、在水平段采用常规随钻测量（MWD）施工的轨迹控制方案,并配套与之相适应的轨迹设计方案;提出了利于润滑防卡和保障井壁稳定的钻井液配套技术方案;通过分析钻井液排量、密度等因素对井眼净化的影响,提出了6条具体的井眼净化技术措施。所形成的水平井钻井关键技术已成功应用于该区3口井,与第一批完钻水平井相比,机械钻速提高18.94%,钻井周期缩短28.47%。     

高密度油基钻井液在四川角57井的应用

四川油气田八角地区是川中矿区主要的石油天然气产区之一,在该地区角57井进行地质取心工作时,选用以优质0~#柴油作分散介质,用氧化适度的氧化沥青及亲油能力很强的乳化剂SP-80作配伍剂,用钛铁矿粉作加重剂,配制出密度在1.90g/cm~3以上油基钻井液。室内试验和现场应用都表明,该钻井液热稳定性好,在不需任何保温设备的情况下地面循环流动性良好;井下带砂能力强,性能稳定,破乳电压在600V以上,防塌效果及润滑性好;维护处理简便易行。     

页岩气长水平段水平井井眼轨迹控制技术

利用长水平段水平井提高单井产量是页岩气开发的发展趋势,涪陵页岩气田开发调整阶段将超长水平井作为增产提效的主要措施之一。但随着水平段的增加,钻井技术挑战进一步加剧:长裸眼水平段延伸极限预测难度大、井筒净化困难、摩阻扭矩大、井身剖面优化难度大、轨迹控制难度高。为此,本项目通过井眼轨道优化设计、极限延伸能力预测分析、钻具组合优配、降摩减阻技术配套和井眼清洁技术配套,形成了页岩气长水平段高效轨迹控制技术体系。形成的研究成果指导了焦页2-5HF和焦页30-5HF井的定向钻井工程实践,创国内长水平段纪录。     

国内3 000 m长水平段水平井钻井实例与认识

超长水平段水平井技术已经成为低渗透、非常规油气资源开发的重要技术保障,国内已钻成了多口3 000 m及以上长水平段水平井。由于水平段过长,导致摩阻扭矩大、井眼轨迹控制难、井眼清洁困难、钻压施加难、井壁稳定性差等问题。针对这些难点梳理了3 000 m及以上长水平段水平井钻井的关键技术,包括井眼轨道优化设计、井眼轨迹控制、钻井液性能提高、降摩减阻和“一趟钻”等。在此基础上提出了3 000 m长水平段水平井技术发展方向,以助于提高该技术的应用效果和技术整体水平。     

水平井钻井技术在大牛地气田的应用

随着水平井钻井技术日趋完善与成熟,正不断探索用于低渗透气田的开发研究.分析了应用水平井开发大牛地低渗透气田的钻井技术难点,阐述了水平井钻井技术,包括钻具组合、钻进参数优选、侧钻、井眼轨迹控制、煤层段钻进以及测量设备配套等技术.探索了大牛地气田水平井钻井技术应用的可行性,利用配套的钻井技术在该地区完成了9口水平井的应用,取得了较好的效果,可为同类油气田提供技术参考.     

旋冲钻井技术在川西硬地层的应用

川西地区深层天然气资源丰富,是中国石化增储上产的重点区块。沙溪庙组—须家河组岩石致密,可钻性差,机械钻速慢、钻井周期长是该地区深井钻井的首要难题。针对此问题,开展了旋冲钻井技术先导试验。通过现场应用和工具的改进、完善,在钻井液密度为2.25 g/cm3的条件下,旋冲钻井的平均机械钻速比同地层PDC钻头提高26%,成为川西硬地层钻井提速的又一重要手段。     

铝合金钻杆在长水平井段延伸钻进的可行性

目前国内页岩气钻井的重点研究攻关目标是垂深4 000 m以深的长水平段水平井,长水平段钻柱需要钻杆传递更大的轴向力来抵抗沿程的摩擦阻力,采用轻质铝合金钻杆是一种具有较大实施可行性的延伸钻进变革性新技术,而对于其摩阻扭矩特性、钻压传递规律、屈曲特性以及安全可靠性等问题则尚未开展系统研究。为此,基于Hamilton原理建立多尺寸铝合金钻柱动力学模型,通过HHT-α法对模型进行求解,进而对比了水平井段铝合金钻具和钢钻具的接触摩阻、钻压传递规律及其影响因素。研究结果表明:①铝合金钻杆在水平段的压力损耗明显小于钢制钻杆;②因其材质较软,小尺寸的铝合金钻杆在钻井过程中极易发生屈曲,导致钻压传递效率下降,甚至发生"钻杆自锁"现象;③较大尺寸的铝合金钻杆屈曲变形较小,其减摩减阻效果优于小尺寸铝合金钻杆,外径147 mm的铝合金钻杆的摩擦阻力仅为外径129 mm铝合金钻杆的71.9%。结论认为,小尺寸铝合金钻杆的刚度无法满足苛刻的长水平段页岩气钻井条件,而大尺寸铝合金钻杆则是解决其延伸钻进难题的重要前提条件之一。     

KCl—有机盐钻井液在高石梯—磨溪区块上部井段钻井提速中的应用

四川盆地川中地区高石梯—磨溪区块因上部地层出水而使气体钻井受到限制,在上部大尺寸(311.2mm)长井段(500~2 300m)采用钻井液钻进情况下,如何提高钻井速度成为加快该区深部气藏勘探开发进程的主要问题。为此,从加强钻井液抑制性能的研究入手,在保证井眼稳定的前提下,采用降低钻井液密度的技术路线,来实现钻井提速。措施如下:①在KCl—聚合物钻井液的基础上,通过对引入有机盐的钻井液综合性能测试与经济性评价,优选出5%KCl+10%有机盐聚合物钻井液配方,该配方具有抑制性能强、封堵性能好、流变性能优良且易于调控等优点;②现场钻井液管理,按钻进速度来调整控制钻井液性能和钻井液的维护补充量,以及防塌抑制剂的浓度;③同时做好钻井液劣质固相的清除,保证入井钻井液的清洁及低密度钻井液的回收利用。磨溪11等井现场应用的效果表明,采用该钻井液技术顺利钻过了上三叠统须家河组,井眼畅通、井壁稳定,井径规则、电测顺利,助推了震旦系钻井提速目标的实现。     

存储式声幅测井系统在川西水平井中的应用

川西区块短直井段长水平段小套管完井声幅测井时,湿接头式钻具输送电缆声幅测井无法取全资料,且易损伤到旁通外电缆,而存储式声幅测井系统的引入较好地解决了这些问题。本文介绍了存储式声幅测井系统测量的组成部分、基本原理及系统特点;与SL6000声幅资料对比,分析资料的可靠性。通过测井资料、测井时效、施工成功率及安全性对存储式声幅测井系统在川西的应用进行总结。