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。     

多功能钻井液可提高固井质量

矿渣是一种潜在的水硬材料,在水基钻井液中加入少量细目矿渣即配成多功能钻井液。固井时,用多功能钻井液和矿渣,并加适量激活剂即配制成矿渣钻井液固化液,可实现固井。文中介绍了多功能钻井液的性能和固化试验,矿渣钻井液固化液中激活剂扩散试验及抗压强度、流变性、稳定性、初终凝时间和硫酸盐侵蚀试验。认为,多功能钻井液在井下条件下,时间长了也可固化;激活剂能扩散到滤饼和未被顶替走的多功能钻井液中促其固化;矿渣水泥石能抗硫酸盐侵蚀,可满足固井要求。多功能钻井液提高固井质量技术特别适用于大位移井、水平井固井。     

冀东油田固相控制技术优化

冀东油田各区块的目的层位和所用钻井液各不相同,井深和井型也有较大差异,在实际钻井过程中均存在固相含量和膨润土含量偏高,导致钻井液增稠、钻速降低、钻具黏卡、测井阻卡等问题的出现。通过调研油田各区块钻井液固相、膨润土含量和固控设备配套及使用现状,分析了各区块地层特性、钻井液体系和固相控制配备、使用等因素对钻井液固相控制的影响,制定了针对性的固相控制工艺技术,主要包括确定了各区块固相含量和膨润土含量控制指标,钻井液的配制及转换、钻进中固相含量控制和固控设备使用规范。通过在高尚堡区块7口井中的对比应用,发现G76-65和G76-61井在钻井液配制、大分子处理剂加入和固控设备使用方面严格执行固相控制技术,钻井液性能良好,测井一次成功。实践证明,该套技术的推广应用有利于油田钻井施工提速、提效、提质。      

废钻井液有效成分的再利用

探讨了废钻井液固液分离后再利用的方法,即用经离心机分离后的脱出水与脱出固相再配淡水钻井液、盐水及饱和盐水钻井液。室内实验表明,此方法在技术上是可行的;这种再配的钻井液性能与现场用钻井液和室内按常规方法配制的钻井液性能相近;用脱出固相再配制的钻井液原材料成本只有常规钻井液材料成本的1/6左右。为废钻井液的再利用和解决废钻井液环境污染问题提供了一条可行途径。     

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以高炉矿渣为水化材料，使钻井液转化为水泥浆固井技术，与多功能钻井液固井工艺技术相结合，井壁形成可固化的坚硬的泥饼，有助于地层封隔，减少或阻止循环漏失和固井注水泥中水泥浆通过漏失层位的液柱回落。多功能钻井液可以提高井眼的完整性和固井注水泥质量。文中介绍对调整井设计密度为１．１６ｇ／ｃｍ３，用高炉矿渣代替重晶石加重的多功能钻井液。试验研究了矿渣钻井液固化液在多功能钻井液中的扩散过程和矿渣钻井液固化液的抗压强度、流变性、稳定性等性能。研究结果表明：矿渣钻井液固化液中的激活剂能扩散到泥饼和残留于环空中的钻井液中，使钻井液滤饼和残留于环空中的钻井液全部固化，实现第一界面、第二界面的良好胶结，防止油气水窜，提高固井质量。矿渣钻井液固化液抗压强度高，流变性和稳定性好，有利于提高固井质量。多功能钻井液固井技术对提高水平井固井质量有较大的技术优势，建议研究应用。     

不同钻井液对固井二界面胶结强度的影响

钻井液不仅要满足钻井工程的要求,同时还必须有利于提高固井二界面胶结质量,但钻井液对固井二界面胶结强度的影响目前尚不明确.以井楼油田、温米油田和双江油田钻井液为研究对象,研究了3种钻井液对固井二界面胶结强度的影响,探讨了相应的影响机理.室内模拟实验结果表明,井楼油田钻井液的固井二界面胶结强度最大,温米油田钻井液次之,双江油田钻井液最小.XRD和SEM测试分析结果表明,在一定范围内,随着钻井液中黏土矿物的增加,固井二界面胶结强度有减小的趋势,钻屑含量的增加也不利于固井二界面的胶结,重晶石等加重材料对固井二界面胶结强度的改善并无明显作用.     

使用优质钻井液提高固井二界面胶结质量

钻井液对固井界面胶结质量的影响是近年来国内外日益关注的问题。从胶结界面的基本观点、钻井液对固井质量的不良影响和新型钻井液体系对固井界面胶结质量的增强作用等方面对相关文献进行了综述分析，得出结论如下：①钻井液不仅仅是钻井工程的一个重要部分，而且也是完井工程的一个重要组成部分，与固井质量息息相关，直接影响到油气井的勘探开发效益；②在认识钻井液对固井质量的影响方面，不仅要认识到钻井液对固井质量的不良影响，更要看到新型钻井液技术的发展可能会有效地改善和强化固井质量的积极的一面；③应该注意研究新型的能够增强固井二界面胶结质量的钻井液技术，做为固井技术的一个有益的补充，以此更加高效经济地提高特殊工艺井和各种复杂井的固井质量；④由于钻井液在钻井和完井工程中的特殊地位，为了提高油田建井质量和勘探开发效益，应适当加大对钻井液的投入，以保证在钻井的全过程钻井液性能优异，同时为提高固井质量创造有利条件。     

钻井液转变成固井液的固井技术研究

通过向钻井液中加入高炉矿渣和其它化学处理剂,可将钻井液转变成固井液(MTC)。高炉矿渣是一种具有水硬性质的颗粒材料。文中介绍了筛选矿渣,分析了影响矿渣水化反应和形成强度的因素,建立了钻井液转变成固井液的室内实验方法,研究了钻井液转变成固井液的液体性能和固体性能,评选出1种激活剂、2种分散剂和3种调凝剂,完成了密度1.50~1.70g/cm3、流动度21~26cm、API失水小于100mL、无游离水、稠化时间180~300min、24h抗压强度大于13MPa的MTC固井液配方。经冀东油田用常规固井设备和工艺在φ244.5mm套管固井中施工5口井。这5口定向井的钻井液类型有聚合物钻井液、正电胶钻井液和小阳离子钻井液。钻井液转变成的MTC团开液密度为1.62~1.81g/cm3,具有可泵性好、固化物抗压强度发展快等特点,测井表明固井质量合格,与用油井水泥固井相比可节约固井材料费约75%。     

圆形罐钻井液固控系统

针对矩形罐固控系统搅拌性能差、清砂困难等问题,中国石油渤海石油装备制造有限公司石油机械厂通过合理的结构设计,研制了一种新型的圆形罐固控系统,可使钻井液达到最佳的搅拌效果,实现100%钻井液吸入、100%废液排放。文章介绍了圆形罐钻井液固控系统的配置、结构、技术参数、试验与应用情况。该系统结构简单、工艺流程科学,对于保持和提高钻井液性能、减少环境污染具有明显的效果。圆形罐固控系统是钻井液固控系统一种新的发展趋势,具有极好的推广应用前景。     

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。     

钻井液固相控制技术探讨与建议

钻井液固相控制是实现优化钻井的重要手段之一。正确、有效地进行固控可降低钻井扭矩和摩阻,减小环空抽吸的压力波动,为科学钻井提供必要的条件。钻井液固控是现场钻井液维护和管理工作中最重要的环节之一。本文就钻井液固相控制技术进行了深入的探讨,提出了自己的建议和看法。     

废弃高性能水基钻井液循环利用电吸附处理方法

随着页岩气勘探开发环保要求的提高,钻井过程中逐步推广应用高性能水基钻井液,但仍产生大量的废弃钻井液。为了提高水基钻井液的循环利用率,分析了废弃高性能水基钻井液的总固相含量和微小劣质固相含量,提出了去除废弃高性能水基钻井液中劣质固相的电吸附处理方法,具有不添加化学药剂、选择性去除微小劣质固相和不破坏钻井液中原有有效成分等优点。试验结果表明,废弃高性能水基钻井液经过2次电吸附工艺处理后,能够去除粒径小于10 μm的超细微劣质固相;电吸附结合离心分离预处理方法能够显著提升高性能水基钻井液的再生性能,实现钻井液循环利用。研究结果表明,利用电吸附法处理废弃高性能水基钻井液,是废弃钻井液减量化和资源化处理新模式,具有较好的推广应用前景。      

塔里木油田工区ZJ70钻机钻井液固控与不落地一体化配套方案设计

针对塔里木油区钻井工艺和钻井液体系特点,在钾聚磺体系后,要求固废不能直接排入现场钻井液固化池,必须拉运至环保站集中处理。结合当前钻井液固控系统现状,对钻井液固相控制系统与不落地处理设备进行了系统优化设计与集成,形成钻井液固相控制与不落地一体化配套方案,进一步降低了系统能耗,实现现场一体化运行。     

基于线性回归的油基钻井液有害低密度固相含量计算方法

随着页岩气大规模开发,高密度油基钻井液应用越来越广泛。在钻井过程中,小颗粒钻屑将不断进入油基钻井液中,极大地影响了钻井液的性能,目前的研究缺乏计算油基钻井液中钻屑含量的方法。在GB/T 16783.2《石油天然气工业钻井液现场测试第2部分:油基钻井液》中只规定了低密度固相含量的计算方法,并未对有用低密度固相和有害低密度固相进行有效区分。通过对比井浆和室内新配浆的固相含量,利用线性回归得出了一种有害低密度固相含量计算方法,并以现场钻井液为例进行校核,通过线性回归的方法,计算得到的固相含量与实测固相含量相差较小,误差小于3%,可以更精确地计算出有害固相含量,给油基钻井液的性能维护提供了重要的标准。该方法计算简便、误差小,具有较高的现场应用价值。      

钻井液固控中存在的问题

分析了钻井液中的固相粒度分布规律及其成因,讨论并指出了现场钻井液固控技术中存在的问题,提出要重视抑制剂和清洁器的使用。具有强抑制性的聚合物钻井液,可以抑制粘土粒子的水化分散,减少较小粒度固相的含量,并通过清洁器清除,能有效控制钻井液中的固相含量。     

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。     

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。      

无固相钻井液研究进展

成分中不含有黏土的钻井液称为无固相钻井液。这种钻井液是将高分子聚合物、高相对分子质量纤维素、生物聚合物、野生植物胶等物质加入清水中,经过一段时间的搅拌和静置而形成的。关于携带和悬浮岩屑、润滑和减少阻力的能力方面,无固相钻井液比含黏土的钻井液更强,且具有一定保护井壁的能力。无固相钻井液的黏度可以根据需要进行调整,且因其密度较低,流动性能也较含黏度的钻井液好,所以能够大大提升孔底钻头的碎岩效率,杜绝了黏土固体颗粒堵塞油气层的问题,从而保护了油气层,提高了生产层的产率。此外,该体系不存在高温分散及钝化作用,对油气层也有很好的保护作用。本文综述了无固相钻井液的国内外研究现状,介绍了无固相钻井液的研究方向,同时对其现场应用进行了探讨。     

提高二连地区固井质量的技术措施

提高固井质量的技术措施 通过从二连地区地质、工程、钻井液、固井等方面进行分析研究得知,影响固井质量的主要原因为:一水泥浆顶替效率低;二水泥浆失重时高压层流体外溢。因此,在钻井液、水泥浆、固井工艺等方面采取了适当的技术措施,以提高封固质量。 1.适当控制钻井液的粘度和切力 二开前充分做好预处理,在钻井液中加入足量的膨润土、KPAM等处理剂,调整好钻井液性能达