吉X井煤层气绒囊钻井液实践

吉X井二开井段530.00~616.00 m为高压水层,780.00~860.00 m井段有80 m砾石层,目的层山西组地层压力系数0.55~1.00,太原组0.67~1.03,不同压力系数共存同一裸眼。采用膨润土钻井液、聚合物钻井液,钻穿高压水层。但聚合物钻井液在密度1.2~1.5 g/cm3、滴流状态时,仍无法解决砾石层的井壁失稳和岩屑携带问题。钻至井深925.00 m后,通井距井底70 m无法到底。后改用绒囊钻井液技术,用重晶石加重,密度1.03 g/cm3,漏斗黏度90 s,12 h清洗70 m沉砂;密度1.07 g/cm3,漏斗黏度70 s,顺利钻进到1278 m完钻,下套管和固井顺利。绒囊钻井液技术有效地提高了低压目的层承压能力,解决了不同压力系统共存同一裸眼的工程难题。     

沁平12-11-3H煤层气六分支水平井绒囊钻井液技术

沁水盆地3#高阶煤层,煤层气钻井过程中掉块、垮塌、漏失、卡钻,成功率很低。沁平12-11-3H井三开是由2个主支、6个分支组成的多分支水平井,使用绒囊钻井液13 d完成进尺4 189.49 m。根据不同井下情况、固控设备情况,加入成核剂、成膜剂、囊层剂和绒毛剂等4种绒囊钻井液主处理剂,调整钻井液性能:密度0.96~1.08 g/cm3,塑性黏度7~17 mPa·s,动切力4.0~10.22 Pa,煤层钻遇率达95%,完成地质要求且平均机械钻速12.65 m/h,较邻井提高11.55%。全井考验了绒囊钻井液高固相容纳能力、漏失地层封堵能力、井塌卡钻处理能力、气侵维持性能能力。建议加强固控设备配套,进一步提高钻井液性能。     

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。     

FL-H2-L煤层气五分支水平井绒囊钻井液技术

FL-H2-L五分支水平生产井位于鄂尔多斯盆地吕梁复背斜西翼,目的层为山西组3#、4#、5#煤层3段煤层气藏.该井一开采用膨润土钻井液,二开采用空气、清水钻井液,三开五分支水平井采用无固相绒囊钻井液,其配方为:清水+(0.3％～0.4％)定位剂+(1.0％～1.5％)成层剂+(0.2％～0.3％)强层剂+(0.1％～0.5％)成核剂+(0.1％～0.5％)成膜剂.在现场应用中,控制现场钻井液密度为0.90～0.98 g/cm3,黏度为30～50 s,通过利用绒囊钻井液的自匹配全尺寸封堵、高效携带悬浮钻屑、强力润滑减阻等优点,同时将漏失速率控制在2 m3/h以下,保证储层渗流通道畅通.通过应用该钻井液,五分支水平井段(长度分别为1 050、1 050、1 012、965和828 m)的纯钻时间为624h,平均机械钻速为7.5 m/h,该分支井的钻井周期为32 d,比设计周期(60d)缩短了28 d.     

分1井大井眼空气可循环泡沫钻井液技术

针对川东北地区上部地层砂泥岩互层频繁、硬度大、研磨性强、可钻性差,用常规钻井液机械钻速较幔,而园地层出水也无法顺利实施空气钻井的问题,研究了适合该地区上部地层钻进的空气可循环泡沫钻井液配方,并在分1井进行了应用.空气可循环泡沫钻井液钻进井段为103～938.5 m,平均机械钻速为4.48 m/h,其中429～840 m泥岩(夹砂岩)段平均钻速达5.83 m/h,比同条件下使用常规钻井痕的机械钻速提高4倍多;钻进中控制空气排量为80～120 m3/min,液体流量为3～7 L/s,满足了测斜、起下钻等作业的顺利进行,同时也保证了泡沫钻井顺利地转化为常规钻井.应用结果表明,该技术较好地解决了上部大井眼地层钻速慢及地层出水问题.     

延平1水平井煤层气绒囊钻井液实践

延平1井是鄂尔多斯盆地东缘延川南区块东部平台区的第一口煤层气水平排采井,目的层为山西组2#煤层。一开采用膨润土钻井液,完钻井深140 m,下入Φ244.5 mm套管139 m;二开采用聚合物钻井液,完钻井深1 031 m,下入Φ177.8 mm套管1 030 m;三开采用绒囊钻井液以提高机械钻速、稳定井壁。煤层气绒囊钻井液由成核剂、成膜剂、囊层剂、绒毛剂等专用处理剂组成,添加KCl提高抑制性。钻井液密度1.05～1.11 g/cm3,切力2.5～8 Pa,动塑比0.35～0.85 Pa/mPa.s。10 d完成设计井深1 729.59 m,完钻井深1 732 m,顺利下入Φ114.3 mm筛管至井深1 725.4 m。三开段平均机械钻速5.09 m/h,72 h不循环井壁稳定,不影响井下信号传输,一次性与延平1-V井对接成功。完钻后通井划眼2次,后对储层段静置破胶48 h后,用清水顶替破胶液,破胶液粘度接近清水。     

中原油田濮城区块综合堵漏技术

针对中原油田濮城油区普遍存在着渗透性漏失、裂缝性满失、断层漏失、开采注水造成压力异常引起的漏失以及钻进过程中因操作不当而造成的人为井漏等各种形式的井漏问题,提出了如下堵漏工艺技术对于漏速小于3m3/h的轻微渗漏,采用随钻堵漏法;对于漏速在3～5m3/h之间的漏失,采用高浓度的随钻堵漏剂与静止堵漏剂相结合办法;对于漏速大于5m3/h或只进不出的严重满失,采用复合堵满技术;对于地层压力系数比较低、地层疏松胶结性差地层可在安全下完套管、循环钻井液准备固井时在钻井液中加入3%～5%随钻参加循环2～3周的方法堵漏.现场对濮5-159井的应用表明,综合堵漏技术在该井获得了成功.     

超高密度油基钻井液加重剂评价及现场应用

准噶尔盆地南缘区块古近系、白垩系、侏罗系等地层,压力系数高达2.40～2.65 g/cm3,为了保障异常高压地层的安全钻进,急需研发性能优异的超高密度油基钻井液。使用环境扫描电子显微镜和激光粒度分析仪,分析了普通重晶石、微粉锰矿和微粉重晶石的微观形态和粒度分布。分析了微粉加重剂降低钻井液黏度的原理,实验评价出配制超高密度油基钻井液加重剂最佳复配方案为普通重晶石∶微粉锰矿=7∶3。优化出超高密度油基钻井液的配方,评价其高温沉降稳定性能、抗水污染性能。实验结果显示,配制的超高密度油基钻井液具有好的高温沉降稳定性,静恒温24 h,上下密度差值为0.01～0.02g/cm3,静恒温120 h,上下密度差值为0.10～0.14 g/cm3,上下密度差值小;具有好的抗水污染性能,能抗15%以内的水污染。现场应用表明:密度为2.65 g/cm3的超高密度油基钻井液在钻进过程中,全程钻井液性能表现良好,井下安全正常。      

南海西部超浅层气田水平井EZFLOW无固相弱凝胶钻井液研究与应用

南海西部L气田埋深浅、地层破裂压力低、泥岩含量高,水平井钻进过程中因泥岩造浆导致钻井液黏度、切力升高,循环当量密度（ECD）升高导致压漏地层问题频发。为此,利用岩心驱替试验结果和软件模拟计算ECD相结合的方法优化了EZFLOW钻井液的流变性,并采用高浓度泥岩造浆的方法优化了其抑制性能,用自制的高压填砂承压仪评价了其承压能力。室内评价试验显示,EZFLOW钻井液低剪切速率黏度为15 000~30 000 mPa·s时,在直接返排渗透率恢复率达到85%以上的前提下,ECD小于地层破裂压力;优化后的EZFLOW钻井液抑制性和封堵性强,能够抗25%现场泥岩侵污。现场应用发现,EZFLOW钻井液表观黏度随井深波动幅度小,ECD附加值最大仅为0.07 g/cm3,钻进及砾石充填过程中均未发生漏失,产气量均超过配产的10×104m3/d,最高达16×104m3/d。研究结果表明,优化后的EZFLOW无固相弱凝胶钻井液能够解决超浅层水平井破裂压力低导致压漏地层和保护储层的问题。      

含绒囊结构的新型低密度钻井液

含绒囊结构的水基钻井液由定位剂、成层剂及成膜剂等处理剂配制而成。显微镜下观察发现,绒囊结构由内向外为气核、表面张力降低膜、高黏水层、高黏水层固定膜、水溶性改善膜、聚合物高分子和表面活性剂的浓度过渡层。室内配制了密度为0.85g/cm³ 的含绒囊结构钻井液。静态填砂堵漏实验和动静态岩心封堵实验表明,绒囊可根据地层渗流通道自行改变形态或改变性能,占据地层渗流通道或形成外黏膜层,封堵漏失通道。现场应用表明,含绒囊结构钻井液是一种新型的封堵低压漏失地层的钻井液体系。     

裂缝型渗漏地层承压堵漏试验技术探讨

裂缝型渗漏地层指由于地层裂缝导致钻完井过程每小时漏失油基钻井液少于1.6 m3、水基钻井液少于4 m3的地层.在此类地层中进行钻完井作业,当后续钻进下部钻井液密度高于上部裸眼段钻井液密度或进行固井作业前,一般要通过承压堵漏试验来提升地层的承压能力,才能有效地避免地层反复漏失钻井液和固井时漏失固井水泥浆,以提高钻完井时效和保证固井质量.文章通过分析裂缝型渗漏地层承压试验的工艺要点,提出了相应的解决方案,希望对钻井同仁有借鉴作用.     

复合盐层控压放水技术在克深905井的应用

在盐膏层钻井过程中,当钻遇盐膏层高压盐水,若井底压力不足以平衡地层压力时,盐水就会大量侵入井筒,导致钻井液污染,引发井壁垮塌、沉砂卡钻、结晶堵塞等一系列复杂甚至发生工程事故;当钻井液密度过高时,又会引发地层漏失,导致井下复杂,增加处理难度,严重的甚至会引起井眼报废。克深905井采用高密度油基钻井液钻遇盐间高压盐水层,在实施压井作业后,将钻井液密度由2.45 g/cm~3提高至2.58 g/cm~3后,继续钻进至7 229 m发生漏失,常规堵漏效果不明显,故采用控压放水方式来降低圈闭压力,从而降低钻井液密度,保证后续施工的安全,对于在该区块相关施工具有借鉴价值。     

中原油田濮城区块综合堵漏技术

针对中原油田濮城油区普遍存在着渗透性漏失、裂缝性漏失、断层漏失、开采注水造成压力异常引起的漏失以及钻进过程中因操作不当而造成的人为井漏等各种形式的井漏问题，提出了如下堵漏工艺技术：对于漏速小于3m^3／h的轻微渗漏，采用随钻堵漏法；对于漏速在3～5m^3／h之间的漏失，采用高浓度的随钻堵漏剂与静止堵漏剂相结合办法；对于漏速大于5m^3／h或只进不出的严重漏失，采用复合堵漏技术；对于地层压力系数比较低、地层疏松胶结性差地层可在安全下完套管、循环钻井液准备固井时在钻井液中加入3％～5%随钻参加循环2～3周的方法堵漏。现场对濮5-159井的应用表明，综合堵漏技术在该井获得了成功。     

苏里格气田苏20-17-15H水平井钻井液技术

苏20-17-15H井是一口三开开发水平井,水平段长869 m,完钻井深为4620 m,垂深为3445.27 m.该井刘家沟组地层承压能力低,易发生压力诱导性漏失;安定组、直罗组和石金子组地层的大段泥岩、砂岩互层水敏性较强,井壁坍塌掉块严重;延安组、延长组地层易缩径,起下钻阻卡严重;纸坊组地层造浆性强,易发生井径扩大;水平井段存在井眼清洁、拖压问题等.该井一开使用膨润土浆钻井液,二开使用聚合物和聚磺钻井液,平均机械钻速为10.27 m/h,三开使用低固相钻井液,平均机械钻速为4.99 m/h,并通过使用相应的维护处理措施,实现了安全、快速的钻进要求.     

奎河1井超高压地层控压钻井优化设计与试验

奎河1井目的层连木沁组属于超高压、窄安全密度窗口地层,若采用常规钻井技术,按井控规定,钻井液密度设计将达2.78 g/cm~3,钻井液的性能控制难度较大,同时,钻进中井底循环当量密度将超过漏失压力窗口,易发生漏喷复杂。针对此类超高压地层,提出了一种利于井控安全的控压钻井设计方法,并对奎河1井方案进行了优化设计,结果表明,钻井液密度为2.60 g/cm~3,井口回压0.83 MPa,井底当量钻井液密度在2.78 g/cm~3,停泵时井口回压控制在4.18 MPa;优选出采用冻胶阀封隔裸眼井段,冻胶阀最小抗压差强度5.54 MPa,冻胶阀最优长度为533.82 m。奎河1井现场试验表明,井段3 550~3 680 m,控压钻进、停泵补压、冻胶阀起下钻与优化设计结果相符,解决了漏喷复杂情况,并顺利钻至设计目标。奎河1井控压钻井试验成功将为国内外其它超高压地层的控压钻井技术实施提供有效的技术支持。     

TH12513CH井长裸眼小间隙尾管固井技术

TH12513CH井是塔河油田12区的一口侧钻水平井,完钻井深为6807.2m,井温达139℃,裸眼段长为2488m,视水平位移约为1120m,最大井斜角为32.59°,最大狗腿度为19.55°/100m。该井在钻进过程中出现多次压差卡钻,且二叠系地层在5760～5895m井段承压能力低,易漏失。为了使尾管固井一次成功,从以下3方面采取了有效措施:为了保证固井液的高温稳定性及驱替效率,选用高温稳定性好的外加剂,并在水泥浆中加入防气窜剂及短纤维,使水泥石具有低渗透性及塑性。为保证套管顺利下到位,带扶正器模拟套管刚性通井,彻底畅通井眼,对钻井液进行降黏度、降切力、增强润滑性处理,使用摩阻系数小的刚性树脂螺旋扶正器。为降低二叠系漏失风险,钻穿二叠系地层20m后用水泥浆挤堵,提高地层承压能力;使用密度为1.50g/cm3的水泥浆,降低环空静液柱压力。通过采取以上配套措施,该井段固井质量良好,达到了工程作业的目的。     

用多元回归法预测水基绒囊钻井液当量静态密度

由于地层温度、压力的影响,预测水基钻井液井下当量静态密度比较困难。水基绒囊钻井液的囊核包裹一定量气体,温度和压力不仅影响基液密度,而且影响囊核体积,使得井下当量静态密度变化规律更加复杂。室内研究首先用PVT实验仪测定密度为0.85 g/cm3的无固相绒囊钻井液在1~20 MPa、30~130 ℃下的密度,然后利用多元回归法处理测定的220个密度数据点,建立绒囊钻井液不同井深时的井下静态密度预测模型。此模型相关系数0.96、相对误差小于5%,可信度高。用该模型计算2 500 m井深时绒囊钻井液密度与磨80-C1试验井实际测量结果比较,相对误差小于4%,表明此模型可预测井下水基绒囊钻井液的当量静态密度。     

基于录井数据计算地层漏失压力的方法

钻进过程中突发井漏会导致大量钻井液漏失,严重的会影响正常钻进周期甚至使整口井报废,因而提前确定易漏失层位的漏失压力并进行相应的钻井液密度设计是高效防漏堵漏作业的前提,同时也是同一区块其他井地质工程设计的重要依据。为此,研发了一种基于录井数据计算地层漏失压力的方法。首先构建一套判别模型,通过实钻录井数据对钻遇的致漏裂缝类型进行识别,然后基于统计法,结合现场收集的目标井的井漏数据,构建漏失压差与漏失流量的相关性,最后拟合求取地层漏失压力。现场应用表明,该方法可以有效地指导相关堵漏作业与钻井液密度设计,实例校验证明,应用该模型计算漏失压力优于传统的统计法。     

阿31-102井防漏堵漏低密度水泥浆固井技术

二连油田阿南老区阿31-102井由于周围生产井开发政策不同,各套目的层压力系数差别较大,高低压储层共存,压力系数为0.8～1.4.钻井过程中在1459～1670 m井段累计发生7次漏失,共漏失钻井液150 m3,井漏时钻井液密度1.31g/cm3.井漏同时也存在较严重的油水浸现象.为解决此问题,在井温低、水泥用量小的情况下,采用低密度防漏堵漏水泥浆体系固井.该水泥浆体系在降低水泥浆密度的同时,在水泥中加入弹性防漏堵漏材料,以达到防止漏失及油水浸的双重目的.现场应用施工顺利,未发生漏失情况,36 h后测井,固井质量优质,满足二连油田老区复杂储层的低温防漏固井要求.     

姬塬地区延长组地层坍塌压力的测井预测研究

坍塌压力剖面的准确确定,对井眼稳定及安全钻井至关重要。文章首先建立了地层坍塌压力预测模型,利用测井资料连续计算了姬塬地区延长组地层坍塌压力及其当量泥浆密度。同时结合岩石力学实验,用有限元方法预测其井壁稳定性,与已钻井扩径率的对比分析表明,计算结果与工区实钻情况相吻合且能够用于指导工区的安全钻井。通过多口井地层坍塌压力的测井计算,发现长2～长4+5段的地层坍塌压力当量密度为0.890～1.098g/cm3,个别井段坍塌严重,宜使用1.1g/cm3泥浆钻进;长6～长9段地层坍塌压力当量密度为0.890～1.079g/cm3,井壁总体比较稳定,宜使用1.08g/cm3泥浆钻进,这为工区新井的钻井设计与施工提供了理论依据。