金县1—1油田储层段钻井液体系研究

针对金县1—1油田储层段地质特点，介绍了钻井液体系应具备的性能。根据钻井液体系应具备的性能，选择聚合醇钻井液体系（PEM）为基液，对其进行改性处理，考察了降滤失剂PAC—LV、生物聚合物XC及降失水剂SMP用量对钻井液体系性能的影响，确定了最佳钻井液体系配方，即改性PEM钻井液体系。对改性PEM钻井液体系进行抗温、抗盐污染及抑制性评价，结果表明，该钻井液体系具有良好的抗温、抗污染能力以及优良的润滑性及抑制性，满足了金县1—1油田储层段的钻井要求。     

新型低固相油基钻井液研制及性能评价

为解决常规油基钻井液低温流变性差、低剪切速率下易形成凝胶结构及重晶石沉降等难题,开展了低固相油基钻井液的研究。选用3~#白油为基础油,甲酸铯溶液为密度调节剂,在确定油水比的前提下,对各主处理剂进行优选及加量确定,研制出一种低固相油基钻井液体系,并对其抗温、抗污染、抑制性及储层保护效果等性能进行了评价。评价结果表明,低固相油基钻井液体系具有良好的流变性和触变性,抗温达220℃,抗水污染20%,抗钻屑污染25%,滚动回收率98.7%,渗透率恢复值90%以上。分析认为,低固相油基钻井液体系不仅能够代替常规油基钻井液应用到强水敏地层及复杂结构井,在裂缝性碳酸盐及低孔低渗储层也具有良好的应用前景。     

江苏油田Z1区块保护储层钻井完井液技术

江苏油田Z1区块整体属低孔低渗特细喉储层,Jls2储层敏感性特征为弱-中等盐敏、强水敏、中等-强酸敏、中偏弱速敏和中等偏强水锁.进行了保护油层的完井液研究,提出了减少损害的预防措施,即采用高抑制性的低表面张力型的完井液,结合使用复合广谱型暂堵剂,有效地封堵非均质储层.确定采用聚合醇-甲酸盐复合广谱暂堵型完井液.现场7口井的应用表明,该钻井液完井液体系及储层保护技术满足了Z1区块深井的需要,储层井段表皮系数在-2.78～0.90之间,证明储层得到了较好的保护.     

甲酸盐钻井液体系在大庆开发井的推广应用

通过对甲酸盐保护储层的研究和钻井液处理剂的评价，研制出了适合大庆开发井应用的甲酸盐钻井液配方，并对该配方保护储层的能力进行了评价。甲酸盐是一种有机酸的羧酸盐，在水溶液中以Na^＋（K^＋、Cs^＋）和HCOO^-的离子存在，除了具有Na^＋、K^＋的作用外，还具有HCOO^-的独特作用。经现场应用表明，甲酸盐钻井液是一种抑制性强、稳定井壁效果好，有利于储层保护的体系；甲酸盐钻井液能够满足3200m以内勘探、开发钻井的需要，并能满足各种尺寸井眼的钻井作业要求。     

环保型低固相油基钻井完井液

为适应非常规页岩油气开发的需要,解决传统油基钻井液毒性大、悬浮稳定性差的问题,选用白油作为基础油,新型增黏剂OV-1提高黏度和切力,用溴化盐盐水加重,研制出一种环保型低固相油基钻井液体系.确定了乳化剂和润湿剂的种类及增黏剂的加量,考察了溴化盐对钻井液性能的影响,确定出的体系配方为:白油/溴化盐盐水(60:40)+3.5％ZR-10+2％FR-10+2.5％OV-1+3％碱度调节剂+3％润湿剂.对该体系的主要性能进行了评价,实验结果满足安全钻井、储层保护、环境保护的要求.     

聚合醇钻井液技术在红台区块的研究与应用

针对吐哈油田红台区块泥岩易水化膨胀、剥落掉块及油层损害较严重的特点．优选出了抑制性强、润滑性好、油层保护效果好的聚合醇钻井液体系。评价了聚合醇的抑制性和润滑性．确定了聚合醇钻井液配方．分析了其油层保护效果。该钻井液在红台区块现场应用了3口井。3口应用井均未发生井下复杂情况．与同区块使用其它钻井液体系的井相比，在平均井深增加的情况下钻井周期缩短了23d；表皮系数均小于3，油层得到了较好的保护，表明该钻井液具有优良的抑制性能和良好的润滑性能．适合强水敏性地层的钻井．而且荧光级别低．不影响地质录井，特别适合探井的油层保护。     

强抑制性钻井完井液研究与应用

胜利油田郑408区块储层埋藏浅,胶结疏松,粘土含量为0.3%-13.2%,粘土矿物以易分散运移的高岭石敏现象,针对该地层特点,在大量室内实验的基础上,通过使用黑色正电胶和复合无机盐抑制剂,研制了适合强水敏性储层的水基钻井完井液体系,并将pH值控制在7.0-8.5之间,室内评价结果表明,该体系具有很强的抑制包被能力,能有效防止粘土水化膨胀和造成高岭石分散运移,钻井液各种处理剂之间有较好的相容性,滤液与储层内流体有很好的相容性,保护油气层效果与油基钻井液相当;能抑制钻屑分散,有利于发挥固控设备效率和提高钻井速度,具有良好的携岩性,润滑性能,防塌抑制性和造壁性能,摩擦系数小于0.05;可抗130℃的高温,在郑408区块用强抑制性水基钻井完井液代替油基钻井液用于强水敏储层钻进后,保护了油气层,提高了原油采收率,降低了成本,缩短了钻井周期,而且对环境无污染。     

甲酸盐钻井液完井液研究与应用

钻进高温高压地层时,常规高密度钻井液完井液因其重晶石含量高、高温稳定性不好及流变性难以控制等原因,常常不能满足现场钻井和完井的需求。为此,在分析甲酸盐的抑制性、增黏性和毒性的基础上,筛选出了以甲酸盐溶液为基液的甲酸盐钻井液完井液配方,评价了其抑制性、抗污染能力和油层保护效果。甲酸盐钻井液完井液性能评价试验及在库1井的现场应用效果表明,甲酸盐钻井液完井液具有密度可调、高温稳定性好、抑制性强、抗污染能力强、低毒且易降解、油层保护效果好等特点,能很好地满足高温高压地层钻井、完井的需要。      

新型白油基油包水钻井液体系研究

为了满足深井、超深井、页岩气井等复杂结构井的钻井要求,优选了油基钻井液用处理剂,确定了新型白油基油包水钻井液体系配方,并通过室内实验研究了钻井液体系的性能。通过研究各主要处理剂加量对油包水钻井液体系性能的影响,确定了各组分的加量,研制的不同密度不同油水比的油包水钻井液均有良好的基本性能。室内实验评价结果表明,研制的白油基油包水钻井液沉降稳定性较强,抗温可达220℃,密度在0.95~2.2g/cm3可调,抑制性能强,抗伤害和润滑性能较好,储集层保护效果好,具有泥页岩水化抑制作用。     

涠洲油田甲酸盐钻完井液体系适用性评价研究

针对涠二段井壁失稳及储层段保护问题，通过涠洲油田地层特性及钻井液性能室内评价研究，提出了甲酸盐钻井液体系作为涠洲油田开发井钻完井液，以实现钻完井液一体化，室内评价表明，该体系满足涠洲油田开发井复杂层段井壁稳定要求及储层段储层保护要求，适用于涠洲油田开发井钻完井施工。     

一种环保油基钻井液体系

针对目前油基钻井液存在因所含矿物油和处理剂的生物毒性大,而被限制或禁止排放的问题,制备出生物毒性低的油基钻井液基油,合成高效低毒的一体化乳化剂和新型高凝胶改性有机土,并对钻井液处理剂及加量进行优选,最终形成了一套环保型油基钻井液体系。该钻井液体系的生物毒性LC₅₀达到15 000 mg/L以上,生物可降解性好;体系的流变性良好,破乳电压达到800 V以上,高温高压滤失量小于6 mL;钻井液体系能抗5%石膏、5%钻屑和15%盐水污染;该油基钻井液应用性良好,油水比可在60/40～90/10的范围内调节,密度可在1.25～2.0 g/cm3范围内调节,抗温可达220 ℃,高温稳定性良好。研究结果表明,环保型油基钻井液具有低毒环保、可降解等优势,抗污染、抗高温、稳定性强、可调节范围广,完全可满足较复杂地层和环境保护要求高区块对钻井液的要求。      

国外高性能水基钻井液技术发展现状

介绍了贝克休斯公司开发的高性能水基钻井液的基本组成、优良性能以及在世界部分油田的现场应用情况。该钻井液具有油基钻井液的各种性能,可有效稳定页岩、提高岩屑整体性和机械钻速、减小扭矩和阻力,且有利于环保,已被广泛应用于各种钻井。从应用效果看,无论是PDC钻头还是牙轮钻头,机械钻速都达到了27.4m/h,实现了较低的稀释率和较高的固相清除率,其摩擦系数与油基钻井液相同,最大程度地减少了钻头泥包和聚结现象。与油基钻井液相比,可大幅度节省钻井期间的完井时间,解决了高性能钻井与环保要求的协调问题。     

甲酸盐钻井液技术在吐哈油田水平井的应用

吐哈油田目的层属低压、低渗储层,储层物性差,地层易破碎,粘土矿物含量高,页岩水敏性高,易发生漏失和坍塌。针对吐哈油田储层特点和水平井对钻井液的特殊要求,从改善润滑性、携岩能力、降滤失效果等方面对传统甲酸盐钻井液进行优化改造,形成满足吐哈油田水平井钻井需要的体系,并对体系性能进行评价,还制定出了合理的维护处理方案。现场应用表明,甲酸盐钻井液具有抑制性强、密度可调范围宽、流变性容易调控的特点,提高了井壁稳定性,解决了大井斜段水敏性地层的坍塌问题,而且对储层污染程度低,所形成滤饼容易被清除,保护油层效果好。     

2005年国外钻井液新技术

介绍了2005年钻井液技术在新型钻井液、保护油气层技术、防漏堵漏、井壁稳定等方面的新进展。新型钻井液方面介绍了高效水基钻井液、可防止重晶石沉降的INNOVERT钻井液体系、超临界二氧化碳钻井液、甲酸铯盐水高温高压井钻井液和完井液、乳化隔离液等。在保护油气层新技术方面介绍了新一代打开油层钻井液、油基钻井液滤液对气层影响的研究等。在防漏堵漏新技术方面介绍了含有膨胀聚合物颗粒和胶体颗粒的微复合有机／无机胶堵漏剂、可变形的密封剂（MAX_sHIELDTM）、一种新的漏失机理——注水冷却会诱发地层在钻井时发生漏失、交联水泥堵漏剂等。在井壁稳定技术方面介绍了利用分子模型对聚合物稳定页岩的机理进行了解，一种有效的高温高压降滤失剂——新型共聚物Hostadrill4706，预测油基和合成基钻井液密度的模型，降当量循环密度工具等。对振动筛筛网新的API标准等其它钻井液新技术也进行了介绍。     

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%。     

基于水动力不稳定性的油水乳化储层伤害数值模拟

高含油饱和度的储层钻完井过程往往向近井地带中引入水基工作液,这些水相在后续的生产过程中将与近井地带油相接触掺混,在一定条件下可发生油水乳化导致储层伤害。反之,低含油饱和度的储层使用油基钻井液则向近井引入油相,在后续生产中也可能发生油水乳化。基于水动力不稳定性理论,建立了原油乳化储层伤害的数学模型,并对其进行了数值模拟,得到了乳化损害的时间、空间分布及变化情况,其伤害空间范围局限于井壁附近几十厘米范围内,但由于渗透率损害严重,导致较高的表皮系数。模型基于对油水分相界面在低界面张力和高剪切条件下破裂分散过程的水动力分析,考虑储层孔隙分布特征和乳化液滴堵塞,一定程度上实现了乳化损害的时空模拟和诊断。      

改性菜籽油饼降滤失效果及作用机理

菜籽油饼的主要成分为蛋白质、无氮浸出物、粗纤维、粗脂肪和粗灰分，这些成分在钻井液中都具有较好的降滤失效果。为了充分利用菜籽油饼，对其进行了改性研究，提高了其在水基钻井液中的溶解分散能力，得到了可用作钻井液降滤失剂的产品CYL。室内试验评价了CYL在水基钻井液中的降滤失能力、抗温性和抗盐、抗钙能力，并分析了CYL的降滤失机理。结果表明，CYL具有降滤失效果明显，泥饼薄而致密的特点，加量仅为2％，还具有较好的抗温能力及一定的抗盐、抗钙能力，其货源广，成本低，生产工艺简单，是一种良好的水基钻井液降滤失剂，而且植物油的作用使CYL兼具一定润滑作用。     

涠洲K油田复杂工况旋转尾管固井技术

南海西部的北部湾盆地涠洲K油田X1井是一口工况较为复杂的定向井,存在井斜大、裸眼段长、高温、储层压力衰竭带来的异常低压,同时具有较高的气油比等因素共同作用,给固井作业带来极大的挑战。由于φ177.8 mm尾管与φ215.9 mm井眼环空间隙较小,如果采用常规静态尾管固井技术固井顶替效率偏低,将会导致井下漏失和无法压稳地层,引起气窜,造成压力衰竭和高温目的层位的固井质量难以满足后期射孔开采的要求。为了保证复杂工况下油气水层间良好封隔,该井选择使用旋转尾管下入固井技术和抗高温早强防气窜水泥浆体系,同时优选新型油基钻井液冲洗液和隔离液,有效清洁滤饼,并且实现胶结面的润湿反转;使用软件对尾管旋转扭矩进行精确模拟和提高尾管下入居中度,完成了压力衰竭和高温目的层φ177.8 mm尾管固井作业。采用高清扇区水泥胶结测井仪器进行SBT扇区水泥胶结测井结果表明:油气水层实现了良好的层间封隔,全井段固井质量优,较邻近区块的K2井有了明显的改善,满足了后续射孔开采的要求。      

多元醇水基钻井液体系综述

新型多元醇水基钻井液体系不但具有油基钻井液的优异性能,而且不存在污染环境和干扰地质录井问题,对解决井下复杂难题特别是页岩稳定问题非常有效。介绍了从90年代以来国外开发和应用的多元醇水基钻井液添加剂的种类及《世界石油》杂志公布的产品牌号;探讨了多元醇的作用机理。多元醇抑制泥页岩水化分散的机理归纳起来有3种：①浊点效应,对有浊点行为的多元醇,当环境温度在浊点以上时,该机理才起作用;②降低滤液化学活性,抑制机理是渗透机理所致,但要求多元醇浓度必须较高,而在3％－5％的一般加量下该机理不能实现;③与水分子争抢页岩中粘土矿物上的吸附位置。介绍了诸学者对第三种机理进行的试验研究以及多元醇水基钻井液的应用及效果。