钻井液的化学性能对井壁稳定性的影响研究

由于井壁垮塌、缩颈和地层破裂等井壁失稳现象所造成的卡钻憋钻、井漏井喷和钻井液大量漏失等问题会延误油气资源勘探和开发的速度,还会为石油行业带来巨大的经济损失。钻井液的化学性能会影响井壁稳定性。针对井壁失稳的类型,从钻井液所含化学物质的种类及含量,钻井液化学势,钻井液pH值三方面的化学性能对井壁稳定性的影响机理进行了研究和分析,对于解决井壁失稳问题、减少经济损失具有实际的指导意义。     

靖边气田水平井钻井液技术及现场应用

针对靖边气田水平井钻进过程中出现的井壁失稳、起下钻遇阻、携岩带砂困难等问题,总结得到了该区块钻井液施工难点;形成了一套适用于该区块水平井的钻井液及配套技术,优选了各开次采用的钻井液体系,优化了防漏、防塌、润滑防卡等技术措施;通过靖平51-2-1井和靖平51-2-2井等2口井的现场应用,证明了形成的靖边气田水平井钻井液配套技术能够满足该区块水平井钻进需要,为后续该地区其它井的安全、快速、高效钻进提供了较好的技术解决方案。     

页岩层钻井井壁稳定问题分析

近几年来,页岩气在给人们带来巨大的后备能源的同时,也暴露出了许多勘探开发的技术难点,如钻井井壁失稳问题。通过分析影响钻井井壁稳定性的各种因素,如钻井液的各类性质、钻井液与页岩的化学反应、传递作用、接触时间等,以及在一般条件下和结构性地层环境下钻井方向对井壁稳定所施加的不同影响,比较全面地对井壁失稳的机理进行了分析和研究。在此基础上,从钻井液和钻井方向的角度提出了一些解决井壁失稳问题的思路,对于理解实际生产中井壁失稳问题有一定的帮助。     

星火2井钻井液技术

星火2井是中石化重点探井,完钻井深5650m。由于地质条件复杂,穿越地层多,地层岩性及压力体系复杂多变,给钻井液施工造成极大困难。通过使用正电钻井液体系、非渗透钻井液体系和阳离子聚磺抗高温防塌钻井液体系,辅助相应的现场钻井液维护和处理工艺,解决了吉迪克组膏质泥岩塑性蠕变导致卡钻、苏维依组软泥岩造浆、下第三系及白垩系砂泥互层井壁失稳、寒武系裂缝和溶洞发育导致井漏及高温下钻井液流变性调控的难题,保证了长裸眼井段的井壁稳定,顺利钻至目的层。     

阳离子烷基糖苷的中试生产及现场应用

介绍了阳离子烷基糖苷(CAPG)新型高性能水基钻井液处理剂的生产工艺、成本及现场应用等情况。结果表明,CAPG应用井段平均井径扩大率较小,中江16H井仅5.33%,春17侧井仅9.64%,意11井仅5.61%,靖南72-13H1井未测井径,通井5次,起下钻顺利,井壁稳定效果突出,有效解决了水平段泥页岩及砂泥岩地层的井壁失稳问题,具有较好的经济效益和社会效益,应用前景广阔。     

钾基聚合物防塌钻井液在页岩气勘探中的应用

国21井是中联-国昊黄埔页岩气勘探区块施工的第一口探井,地层复杂,含大段泥页岩地层,钻进过程中易水化膨胀,常发生井壁缩径、垮塌等井壁失稳现象,严重威胁井下安全。经过理论分析,提出了页岩气勘探钻井液技术难点,并结合国21井地层岩性,进一步提出了具体的钻井液技术措施,研制了钾基聚合物防塌钻井液体系。实际应用表明:该钻井液体系有效抑制了泥页岩地层水化膨胀,增强了井壁稳定性,实现了高效快速钻进,为该区块后续勘探开发钻井钻井液技术提供了有益参考。     

长南气田水平井定向井段钻井液技术

针对长南气田施工井定向井段钻进过程中出现的井壁失稳、起下钻遇阻、携岩带砂困难等问题,分析得到了该区块钻井液施工难点;通过钻井液体系构建及钻井液配方优化实验,形成了一套适于该区块定向井段地层的钾盐聚磺防塌钻井液优化配方,可抗140℃高温,具有较好的抗土、抗钻屑污染的能力,具有较高的固相容量限,对山西组和本溪组的岩屑均具有较高的回收率,其中山西组岩屑的一次回收率98.3%,相对回收率99.9%,本溪组岩屑的一次回收率89.4%,相对回收率99.4%,泥饼粘滞系数为0.114,极压润滑系数为0.098,表现出较好的润滑效果;同时对润滑防卡、井壁稳定、清砂携岩等技术进行了研究,形成了配套技术;在长南区块靖南68-9H井、靖南70-9H1井两口井成功应用,为后续该区块其它井的安全、快速、高效钻进提供了较好的技术解决方案。     

泌阳凹陷页岩水平井定向段钻井液体系的应用对比简

河南油田先后在泌阳凹陷完成泌页HF1和泌页2HF两口页岩水平井的钻井施工。根据泌页HF1二开定向段用水基聚合物钻井液在钻井中遇到的井下复杂情况,对泌页2HF井斜井段的钻井液技术进行设计。泌页2HF二开斜井段采用强抑制水基防塌钻井液体系,现场应用后有效减少该井段在钻井中遇到的钻头泥包、井壁垮塌等复杂情况,将两口井在二开斜井段钻井情况和钻井液体系加以对比分析,为今后页岩水平井斜井段的顺利施工提供依据。     

钙基聚磺钻井液在南页1井的应用

南页1井是四川盆地川东南构造带南川断鼻上的一口页岩气预探井,针对地层易坍塌以及存在微裂缝、石膏层、煤层、等较复杂的特性,优化了钻井液体系,即在聚磺钻井液体系的基础上引入钙离子,变成了钙基聚磺钻井液体系。该体系在南页1井的应用表明,体系高温稳定性强,抑制防塌能力好,有效解决了页岩气水基钻井液井壁失稳问题以及盐膏侵、酸性气体侵等问题。     

钙基聚磺钻井液在南页1井的应用

南页1井是四川盆地川东南构造带南川断鼻上的一口页岩气预探井,针对地层易坍塌以及存在微裂缝、石膏层、煤层等较复杂的特性,优化了钻井液体系,即在聚磺钻井液体系的基础上引入钙离子,变成钙基聚磺钻井液体系。该体系在南页1井的应用表明,体系高温稳定性强、抑制防塌能力好、流变性能优良,有效解决了页岩气水基钻井液井壁失稳问题以及盐膏侵、酸性气体侵等问题。     

梨树断陷致密承压封堵钻井液技术研究

为解决梨树断陷硬脆性泥页岩地层井壁失稳的问题,根据多元协同井壁稳定理论,提出了以柔性封堵剂配伍刚性封堵剂来提高钻井液封堵能力的技术对策,构建了致密封堵钻井液体系。性能评价结果表明,该钻井液体系可将泥页岩的渗透率降低至95%以上,抑制性能优异。在梨6-11HF进行了现场试验,钻井过程中均未出现井壁失稳现象,试验井段平均井径扩大率仅为8.94%,电测均一次成功。     

反渗透水基钻井液体系在东海油田的应用

针对东海油田N-1井岩层特征及井壁易失稳问题,借鉴油基钻井液活度平衡和乳液封堵的井壁稳定策略,研发了一套低活度、强封堵、强抑制、稳定井壁的反渗透水基钻井液体系。该体系成功应用于东海油田N-1井,三开应用井段钻进时钻井液密度比邻井对应层位至少低0.02～0.05 g·cm~(-3),井径扩大率仅2.18%;起下钻7次,均十分顺利;储层段API滤失量小于3 mL,水迁移驱动力为负或接近0。该反渗透水基钻井液体系具有良好的稳定性,为稳定井壁提供了可靠的解决方案。     

浅析雷家致密油藏水平井钻井液技术

针对雷家碳酸盐岩致密油藏,在典型井LP2和L88-H1井分别研究应用了聚合物分散钻井液体系和K C L钻井液体系,实践证明,聚合物分散钻井液体系和K C L钻井液体系在雷家沙四段应用效果不理想,在保持井眼稳定性方面存在较大难度。结合现场应用情况,提出采用油基钻井液技术,通过合理地控制油基钻井液密度平衡地层坍塌压力,保证井壁的稳定;同时加强提速方案研究,在提高机械钻速上寻找克服井壁失稳难题的有效办法,这对于辽河油田非常规油气开发具有重要的借鉴意义。     

水泥浆补壁技术在S75-X21井的应用

井壁失稳,极易造成井下垮塌,处理不及时,则会造成垮塌埋卡钻具事故。S75-X21井,钻至37 3 8. 2 9m二开中完,由于中间电测遇阻连续通井、钻井液浸泡时间较长等原因,造成下部油页岩井壁失稳、垮塌,形成大肚子井段较长,井径较大。通过使用高粘、高切钻井液携砂洗井仍无法将大的掉块携带出井,造成后期通井下钻困难,且极易卡埋钻具,无法进行后续施工作业。该井通过采用水泥浆补壁技术封固下部垮塌井段,并将大块垮塌物破碎清除出井,成功完成后续施工作业,避免了较大的经济损失,也为以后处理类似事故提供了借鉴。     

丁页10井水平井钻井液技术

针对丁页10井地质特点和钻井难点,提出了钻井液技术对策,引入多元协同强封堵技术和弹性孔网堵漏技术,进行了油基钻井液高效重复利用实验评价和现场应用。丁页10井水平井钻井液现场应用情况表明,多元协同技术可显著提高封堵性能,增强井壁稳定效果;弹性孔网堵漏技术对裂缝性漏失堵漏效果好,堵漏一次成功,处理井漏复杂时效较邻井显著降低;油基钻井液高效重复利用性能优良,既能使钻井成本得到降低,又能使安全环保风险得到有效控制。     

尼日尔Agadem区块Kaola-1D井井壁失稳分析

尼日尔Agadem区块,地质条件复杂,井壁失稳严重,易造成起下钻阻卡、沉砂卡钻、下套管下不到底等井下复杂情况。其中,Kaola-1D井井塌情况尤为严重,二开扩大井眼占该开次的90%,频繁引发井下复杂情况,严重影响井身及固井质量。本文通过分析该井的测井数据,通过岩石力学相关理论计算出三压力剖面,再结合井径数据、地层岩性、钻井液性能及该井井塌特点,分析了失稳原因,认为主要原因为:一、部分井段钻井液密度低于地层坍塌压力,造成应力垮塌;二、部分井段裂隙发育好,地层呈破碎性,钻井液体系封堵性不足,造成钻井液进入地层,引发岩石强度降低,坍塌压力升高,造成井壁失稳;三、水力参数设计偏低,造成岩屑在井筒堆积,在钻进过程中,产生较大的压力波动,从而诱发井塌。     

滨435井长裸眼井壁稳定钻井液技术

滨435井是一口二开井,完钻井深:3560米,裸眼井段长,在施工过程中易出现井壁不稳定,产生大量掉块,严重影响了正常钻进。针对该区块的特殊性,制定了一系列的技术措施,使用了胺基聚醇聚磺钻井液体系,克服了井壁失稳的问题。     

罗斜153井井壁稳定钻井液技术

罗斜153井是位于济阳坳陷沾化罗家鼻状构造带153断块的定向预探井,由于地质构造复杂,二开大井径长裸眼井段井壁稳定和井眼净化难度大、沙河街组上部易剥蚀掉块、下部软泥岩和盐膏层易缩径。通过使用聚磺润滑防塌钻井液体系和聚胺抗盐润滑防塌钻井液体系,配合现场钻井液维护处理工艺,不但解决了二开长裸眼的井壁稳定和井眼净化问题及沙河街组井壁失稳的难题,而且给邻井的钻探提供了技术保障。     

C区块钻井液体系优化研究

国内外石油勘探开发领域,井壁失稳一直都是制约油气勘探开发进度的一大难点。主要针对C区块所钻遇的井壁失稳问题,从钻井液方面展开了研究,通过与邻井所用钻井液体系的室内性能研究对比,优选出了适合该油田钻进的BH-KSM钻井液体系,对于该区块后续钻井具有很好的指导意义,值得进一步的推广到该区块其他井位的开采。     

雷家地区全油基钻井液技术

在裂缝性页岩钻井过程中,如果出现井壁失稳现象,单纯提高钻井液密度重新使井眼达到稳定状态,会造成如压差卡钻、降低钻进速度等一系列工程问题,更严重的是如已揭开油气层,会对油气层造成严重的伤害。针对辽河油田雷家地区井壁失稳现象突出的问题,利用自主研发的处理剂形成了一套全油基钻井液体系,通过页岩膨胀率、滚动回收率、砂床实验以及三轴压缩实验等方法对全油基钻井液的抑制性、封堵性及保持页岩强度能力进行了评价。结果表明:自主研发的全油基钻井液体系能够有效抑制页岩水化膨胀,封堵地层微裂缝,对页岩强度有很好的保持能力。在高28井施工过程中,全油基钻井液性能稳定,井壁稳定,符合现场施工要求。