留西地区深水平井高密度防塌钻井液技术

留西地区地层结构复杂，在钻井施工过程中井塌现象严重，特别是钻井液密度高、水平段埋藏较深，对水平井钻井液技术提出了很高的要求。通过室内实验，确定采用聚磺硅氟高密度防塌钻井液。该钻井液具有流变性好、携岩能力强、泥饼质量好、润滑性好、封堵效果好等特点，解决了井壁严重失稳、高密度钻井液润滑防卡、岩屑携带等一系列技术难题，满足了华北油田冀中地区水平井施工的要求。     

南海西江油田古近系泥页岩地层防塌钻井液技术

为了解决南海西江油田古近系泥页岩地层钻井过程中出现的井下掉块和阻卡等问题,进行了防塌钻井液技术研究。通过地层矿物组分、理化特性和力学参数分析,明确了古近系泥页岩地层井眼失稳机理;建立了维持井壁稳定的钻井液密度与岩石黏聚力关系图版,确定了保持井壁稳定的最低岩石黏聚力;为提高泥页岩经钻井液浸泡后的强度,优选了抑制剂和封堵剂并确定了其加量,得到了新防塌钻井液配方。研究发现,钻井液滤液进入地层引起泥页岩强度降低,是该油田古近系泥页岩地层井眼失稳的主要原因;在KCl–聚合物钻井液中加入2.0%聚铵盐、0.5%纳米二氧化硅和3.0%碳酸钙配成的新防塌钻井液,泥页岩岩样在其中浸泡10 d后黏聚力可达8.8 MPa,满足预计工期内岩石内聚力大于8.7 MPa的要求。研究认为,新防塌钻井液具有较好的抑制性、封堵性和良好的防塌效果,能有效减小井径扩大率,从而解决南海西江油田古近系泥页岩地层钻井中出现的井眼失稳问题。      

新疆呼图壁地区防塌钻井液优化设计

针对新疆呼图壁地区强地应力和水敏性泥页岩易引起井壁失稳的特点,本文初步选择了3种防塌钻井液,即两性离子聚磺钻井液、正电胶钻井液和KCl两性离子聚磺钻井液,室内通过膨胀性、滚动回收率、泥页岩CST实验和泥页岩浸泡实验对这3种钻井液的抑制性进行了评价,并从中优选出最佳的钻井液配方。最后通过测定与钻井液相互作用后泥页岩力学参数的变化,进一步定量评价了泥页岩水化对钻井液安全密度窗口的影响。     

适用于川西地区的硅酸盐钻井液研究

井壁失稳问题是钻井工程中经常遇到的难题.在掌握川西地区井壁失稳特征基础之上,选取该地区具有代表性的岩心进行试验,有针对性地研制出了一套适用于该地区地层的硅酸盐钻井液体系.室内研究表明:所形成的钻井液体系具有流变性好,温度稳定性能强,抑制封堵性好,抗盐、钻屑污染能力强等优点,能够满足川西地区硬脆性泥页岩底层的钻井需要.     

华北牛东地区深井抗高温防塌钻井液技术研究与应用

华北油田牛东地区油层埋藏深,井底温度超过200℃,且钻井中易发生井壁失稳等复杂事故,常规钻井液体系稠化严重、防塌性能不足。基于深部地层岩样X射线衍射、扫描电镜组构分析结果,进行了深部地层井壁失稳机理及对策研究,结果表明牛东地区深层岩样黏土矿物含量较低,微裂缝发育,钻井液滤失是井壁失稳的主要原因。通过实验优化构建了两性离子聚磺抗高温防塌钻井液体系,并优选了刚性及可变形封堵防塌剂,形成了适合牛东地区的两性离子聚磺抗高温防塌钻井液体系,在牛东101井目的层段(井底温度207℃)进行了试验应用。室内评价结果表明,两性离子聚磺抗高温防塌钻井液体系在240℃热滚前后具有良好的流变、滤失性能,加入复配的刚性及可变形封堵防塌剂后砂床滤失量降低80%以上。现场应用过程中,钻井施工正常,电测一次成功,与邻井同井段相比,平均井径扩大率从56.74%降低为9.6%,实现了安全钻井的目标。该体系及其现场应用技术对牛东地区甚至其他高温超深井钻井具有非常重要的参考意义。图2表7参9     

天长深层泥页岩井壁失稳机理及防塌对策

天长地区深层泥页岩钻井中发生井壁失稳,造成起下钻遇阻、长时间划眼、电测阻卡、填井侧钻等复杂事故,大幅增加钻探成本,影响钻井速度和电测资料的获取,延误该区深层油气藏勘探开发进程。为此,通过对已钻井资料及坍塌层组构特性分析,探讨了阜宁组泥页岩井壁失稳机理,研究提出整体抑制、分级封堵、协同增效的钻井液防塌对策。在室内研究基础上,采用聚胺、聚醚多元醇及纳米封堵剂与江苏油田常用复合金属离子聚合物钻井液体系复配,建立了强抑制强封堵聚醚醇胺钻井液体系配方。室内研究与现场应用表明,该体系能有效抑制天长地区深层阜宁组硬脆性泥页岩井壁失稳,为深层硬脆性泥页岩地层钻井施工提供了钻井液技术借鉴。     

中江地区井壁失稳机理及对策研究

川西中江构造地层情况复杂，该区块多口井在钻井过程中都出现了严重的井壁失稳，这制约了对该区块的油气勘探开发速度。针对这一情况，文章对中江构造泥页岩的稳定性进行了大量的研究，并从失稳机理入手进行适合该区块钻井液体系的研究，在室内实验的基础上优选出了适合该地区地层钻进的钻井液体系--钾钙基聚磺防塌钻井液。通过现场试验，证明该钻井液体系能有效控制该区的井壁失稳，大幅度降低井下复杂情况的发生。     

页岩水化对其力学性质和井壁稳定性的影响

在对新疆油田呼图壁地区防塌钻井液配方进行优选的基础上,进一步研究了钻井液引起的水化与泥页岩力学性质和井壁稳定性的关系。试验和计算结果表明,泥页岩水化后由于抗压强度降低,粘聚力下降,因而对钻井液安全密度窗口有显著的影响。以呼002井泥页岩为例,水化后坍塌压力所对应的钻井液密度值提高了0.23g/cm3,破裂压力所对应的钻井液密度值降低了0.15g/cm3。在相同的试验条件下,泥页岩水化程度与钻井液类型有关。在所使用的3种防塌钻井液中,KCI两性离子聚磺钻井液对泥页岩的抑制作用为最好.     

塔河油田深侧钻井防塌钻井液技术

塔河油田深部巴楚组和桑塔木组地层为以伊/蒙混层或伊利石为主的硬脆性泥页岩地层,水化分散性较强且发育有微裂缝,钻井过程中易因泥页岩水化而导致井壁失稳,为此,提出了"抑制表面水化-物化封堵-有效应力支撑"三元协同防塌对策,并构建了三元协同防塌钻井液。室内性能评价试验结果表明:三元协同防塌钻井液抗温达170℃、抗盐5.0%、抗钙0.5%~1.0%、抗劣土8.0%,泥页岩膨胀率和滚动回收率分别为5.05%和91.33%,能封堵宽400 μm的裂缝,承压能力达到4 MPa。三元协同防塌钻井液在塔河油田20余口井进行了应用,均未发生由于井壁失稳造成的井下故障,桑巴楚组和桑塔木组地层的井径扩大率平均降低63.4百分点,建井周期平均缩短4.3 d。这表明,三元协同钻井液防塌技术可有效解决塔河油田深侧钻井巴楚组和桑塔木组地层的井壁失稳问题。      

长垣东部深井井壁失稳及技术对策

大庆油田在长垣东部深层油气田勘探开发过程中存在井眼不稳定问题。在对深层失稳井段资料调研的基础上，开展了易塌地层泥页岩水化膨胀及分散特性评价以及比亲水量研究。通过泥页岩--试液模拟作用的化学位差反渗透实验以及压力传递实验等，探讨了不同条件下泥页岩水化应力变化规律。利用井壁稳定性模拟实验装置（SHM仪），评价了不同钻井液防塌效果。理论分析和实验表明，当使用水基钻井液在复杂泥页岩地层钻进时，如何控制泥页岩压力传递和流体侵入是解决泥页岩井壁不稳的技术关键。使用长垣东部深层泥页岩与硅酸盐钻井液作用的实验表明，硅酸盐钻井液能显著降低泥岩渗透率，阻止钻井液滤液与孔隙压力的传递，改善膜效率，有助于充分发挥化学位差诱导的反渗透防塌作用效果。     

塔河油田TK431井钻井液技术

塔河油田三叠系、石炭系井眼失稳问题一直是该油田勘探与开发的技术难点。TK431井是在该地区实施的一口解决该井段井眼失稳问题的试验井。分析地层坍塌原因后提出，TK431井钻井液密度设计值为1．42g／cm^3，选择抑制封堵固壁型钻井液体系，二开采用PF-PLUS钻井液，三开采用PEM钻井液，四开采用PF-VIS钻井液。选择抑制型钻井液，可提高钻井液滤液的抑制性，减小泥页岩的水化膨胀作用；采用封堵固壁技术，可封固地层微裂隙，提高地层整体强度，形成薄而韧的泥饼，减少滤失量，达到稳定井壁的目的。该井钻井液润滑性能良好；包被抑制性良好，钻屑成形度高、棱角分明；防塌效果好，井径规则，没有明显的大肚子井段；性能稳定、维护处理简单；机械钻速快，辅助时间短，钻井周期较短。现场应用表明，该井实际最高使用钻井液密度为1．37g／cm^3，通过采用高包被、强抑制和综合防塌相结合的方法，有效地稳定了井壁，成功地解决了三开井径扩大问题；存在问题是设计和实际应用费用较高，尤其是三开费用是其它井的2～4倍，全井钻井液费用也是同一区块其它井费用的1．5～2．0倍多。     

提高砂岩酸化效果的优化技术研究

川西须家河组砂岩储层埋藏深、地质条件复杂,加砂压裂和常规酸化增产效果均不理想,结合砂岩酸化增产机理和地质特征,优选出了对岩心骨架溶蚀率低(约2％)、对钻井液溶蚀率高(约15％),能较好防止酸化沉淀且缓速性好的新型高效酸液体系.同时,该酸有较好防止酸化沉淀的能力、酸化缓速性能好,稳定铁离子能力较强和较低的表面张力,非常适合川西高温深层砂岩酸化改造的需要且现场应用效果明显.     

无黏土相羟基酸盐钻井液

研究出了一种对黏土具有很强的絮凝、抑制作用的新型抑制剂羟基酸盐,并以此建立了无黏土相羟基酸盐钻井液体系.实验结果表明,该钻井液的密度在1.06～2.5 g/cm3范围内可调,流变性能较好;具有很强的抑制黏土水化分散、抗盐、抗钙能力,抗黏土污染能力达10％,抗盐能力达6％,抗2％CaCl2;具有抑制性强、封堵性好的特点,配方简单,性能易于控制,是一种新型、环保、经济的钻井液体系.     

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。     

复合钾盐聚合物钻井液的研制及应用

四川金秋区块深盆气资源丰富,但存在地层压力系数较高、气层活跃、CO2气侵严重、上部存在较厚的紫红色泥岩层极易造浆等难题,且甲方要求不能影响测井,这些均对钻井液提出了较高要求。针对以上问题,结合该地区特点,优选出复合钾盐抑制剂、降滤失剂等处理剂,研发出复合钾盐聚合物钻井液。该体系对泥岩岩屑一次回收率93%、抗CO2、钙镁离子污染能力强,密度最高可达2.20~2.30 g/cm3。现场应用结果表明,该体系能够满足四川金秋区块的钻井需要。     

现场废弃油基钻井液的优化研究

针对新疆油田完钻废弃的油基钻井液进行了室内优化研究,将密度为1.23g/cm3的钻井液优化成密度为2.3g/cm3的钻井液.通过进行配方优化实验发现:随着白油比例的增大,流动性有所好转;添加辅助乳化剂之后,黏度明显增大,流变性变差;稀释剂与优化体系不配伍,破坏体系的沉降稳定性;最终优选出最佳优化配方为:33％井浆+67％白油+5％主乳化剂+4％润湿剂+3％MOTEX+0.5％流型调节剂+重晶石(密度为2.3g/cm3),该钻井液流变性良好,滤失量低,乳状液稳定,具有良好的抗钻屑和地层水污染能力,抗温达到200℃,能够满足高温高压井以及复杂井段的钻井技术要求.     

仿生绒囊钻井液煤层气钻井应用现状与发展前景

仿照细菌结构开发了含仿生绒囊的钻井液。CLY-A井欠平衡钻井表明,无需附加设备,调整钻井液密度0.8~1.0 g/cm3即可循环;CLY-B井空气钻井表明,空气钻井过程中添加不同绒囊处理剂,可实现空气、雾、泡沫和绒囊不停钻转换钻井工作流体;DFS-C井防漏堵漏钻井表明,分压、耗压、撑压方式可控制钻井液漏失速度;FL-D分支井钻井表明,该钻井液具有低剪切速率下高黏度和高剪切速率下低黏度的特性,能够提高井眼清洁效率和机械钻速;J-E井不同压力系统共存于同一裸眼的井下复杂处理表明,该钻井液可以提高低压井段承压能力,满足动态窄密度窗口地层安全钻井。绒囊钻井液应加强绒囊结构微观研究、绒囊钻井液类型开发和低密度循环极限评价等,满足更多地层条件钻井需要。     

川西碎屑岩储层损害原因分析及对策

通过对川西地区致密碎屑岩储层的物性分析和各种敏感性试验,探讨了损害储层的潜在原因,并详细评价了钻井液各组分对储层的损害。给出了适合川西地区储层特点的复合离子聚磺钻井完井液体系的推荐配方及维护措施。     

林4-36X井防漏防窜水泥浆固井技术

林4-36X井是二连油田低压区块上的一口开发井,目的层段压力系数0.6～0.9,钻井过程中在油层段1372.4 m和1485.3 m处发生漏失,井漏时钻井液密度1.19 g/cm3;在发生井漏的同时,也存在着油水外浸.在井温低、水泥用量小的情况下,采用低密度防漏防窜水泥浆体系固井,通过降低水泥浆密度并在水泥中加入弹性防漏堵漏材料,提高水泥浆的防窜性能等技术措施进行固井,施工作业顺利,电测固井质量优质.     

水包油钻井液体系的研制与应用

解放128井是塔里木油田的一口超深水平评价井,自钻至井深5280．95m发生井漏后,共发生11次严重井漏,边漏边钻至井深5492．33m下入套管。针对如此复杂情况,决定采用欠平衡钻井技术,以保证300m水平段的钻进任务。针对当时井下钻井液密度为1．12g/cm^2时井涌和井漏同时存在的实际情况,确定采用密度为0．95－0．98g/cm^3的水包油乳化钻井液进行水平段欠平衡钻井。室内对水包油钻井液体系的油水比、乳化剂与增粘剂的种类与用量以及降滤失剂和流变性调节剂的种类与用量进行了优选,并优选出油水比分别为4：6、5：5和6：4的水包柴油钻进液配方和油水比为4：6的水包原油钻井液配方。该低固相水包油钻井液具有密度低、润滑性好、滤失量低、稳定性好等特点,且具有良好的抗温、抗污染能力,配制简单,密度和流变性易于控制。在解放128井水平段采用低密度水包油钻井液进行欠平衡钻井,取得成功,该共获高产油气流。