"微泡”钻井液:新的Aphron 液体钻井技术减少水平井地层伤害

美国AcilSyslems公司研制了一种全新的、在近平衡钻井中使用的"微泡”钻井液,又称为"Aphrons”钻井液.在没有充定的空气或注入气体的条件下,该钻井液可产生一种同多层粘膜包裹着的"Aphrons”所组成的"微泡”,即非聚集、可循环使用的均匀刚性气核体系.它在使用时,不仅可以实现泥浆密度的还原,还能阻止或延缓钻井液进入地层,建立起一个真正的非侵入的、近平衡的环境,是钻定向井和水平井的理想钻井液.     

微泡钻井液

微泡钻井液是把某些表面活性剂与聚合物结合在一起产生一种微泡。在渗透性地层中这些微泡能聚集形成坚韧的具有弹性的屏障，从而阻止钻井液的漏失。     

微泡沫钻井液Aphron最新进展

美国ActiSystems公司研制了一种全新的、在近平衡钻井中使用的"微泡"钻井液,又称为"Aphrons"钻井液。它是一种钻进易漏地层时控制漏失的特殊钻井液,它由特定的表面活性剂和聚合物组成,形成一种微泡体系或Aphrons体系,即非聚集、可循环使用的均匀刚性气核体系,这些微泡或Aphrons包裹在一种独特的增粘体系中。微泡体系吸引人的特征主要是它不需要空气或泡沫钻井中使用的额外设备,也不需要增加成本和涉及安全的压缩机、高压水龙带以及连接装置,该钻井液体系使用常规的钻井液混合设备就可获得抗压性能好、可变形的微泡。它在使用时不仅可以实现钻井液密度的还原,还能阻止或延缓钻井液进入地层,建立起一个真正的非侵入的、近平衡的环境,是钻定向井和水平井的理想钻井液。     

乳化钻井液钻井过程中引起的地层伤害

本文研究了采用乳化钻井液(油基钻井液OBM)所生成的粗乳液对胶结低渗至中渗砂岩地层的潜在伤害.使用了两类乳化钻井液:矿物油基钻井液和合成基钻井液.研究发现,测试用的OBM中的乳液可以由乳化剂稳定,也可以由固体颗粒(有机黏土和钻屑)所稳定.在低剪切速率下,在显微镜下可以观测到水滴和颗粒形成的聚集体.在瞬时滤失阶段,乳液侵入对油层的伤害最大,特别是当钻井液中的乳液不稳定时尤甚.乳液侵入的危害性将随着滤失压力的增加而增加.大量的现场试验发现,混合了钻井液滤液和储层流体的乳液的稳定性主要受乳化钻井流体和原油组分的影响.在90 ℃下进行岩心流动实验发现,乳液的存在会对地层造成严重伤害.在高温老化后伤害部分恢复.在90 ℃下,乳液在岩心中的稳定性要比在室内实验中的稳定性高.在高剪切速率下,在储层中形成乳液的可能性是最高的,如在瞬时滤失阶段和采油初期.随着钻井液和储层中乳化剂的增加,这种乳液形成的机率也增大.乳液造成的地层伤害是暂时性的.由于乳液是热力学不稳定体系,乳液造成的永久性伤害的可能性随着温度的升高而降低.因此,乳液的稳定和失稳机理主要由钻井液滤液和储层流体来决定.如果伤害区域被产出油扫过,用油稀释清除乳液的方法就有可能实现.在室内实验中使用合成油代替原油,会对乳液引起的潜在地层伤害评估不足.室内实验时间过短会对乳液造成的潜在地层永久性伤害评估过高.     

委内瑞拉疏松砂岩水平井弱凝胶微泡钻井液

委内瑞拉东南部的奥里诺科重油带AYACUCHO区块MFM构造分区块油层具有油藏浅、压力低、孔隙度大和井温低等特点。该区块多为水平井,且井段较长,以往混油聚合物等常规水基钻井液在施工过程中经常发生上提拉力过大、下放遇阻、卡钻等事故复杂。针对常规水基钻井液的不足,自主研发了流型调节剂和发泡剂,形成了一套弱凝胶微泡钻井液配方,体系的密度在0.85~1.00 g·cm-3范围内可控,120℃老化后低剪切速率黏度保持40 000 mPa·s以上,有效解决了常规水基钻井液在施工过程中容易发生上提拉力过大、下放遇阻、易卡钻的难点。该体系在MFM-62井、MFM-65井进行了现场应用,水平段均一次性顺利钻完,无事故复杂,水平段钻进周期从12 d降至4 d,口井日产量达90 t,较邻井提高40%以上。      

微气泡钻井液有效保护地层

美国新近发明的M-IApron ICS技术，是一种地层侵入控制系统，它可使衰竭的高孔隙度砂岩的流体深部侵入最少和稳定受压页岩。采用该技术。用常规钻井设备，就可进行原先须用欠平衡钻井的任何地层的钻井。     

水基微泡钻井液和油基微泡钻井液的应用

微泡是就地产生的特别稳定的微气泡以抑制钻井液漏入高渗地层。水基微泡用于水基钻井液中 ,而油基微泡用于非水基钻井液中。在两种情形下 ,微气泡都由专门的聚合物和表面活性剂稳定的气体或液体的核构成 ,在渗透性地层中这些微泡能聚集形成坚韧的具有弹性的屏障 ,从而阻止钻井液的漏失。在渗透性地层中具有代表性的是水湿砂岩 ,容易发生钻井液渗漏和压差卡钻。另外一些地层由砂岩和页岩构成 ,对这些地层使用常规钻井液或欠平衡钻井设备都非常昂贵。作者描述了在钻井液中如何利用水基和油基微泡减轻井下的钻井液漏失。     

微泡钻井液技术在压力衰竭区块侧钻井的应用

微泡钻井液是把某些表面活性剂与聚合物结合在一起产生的一种由各种组分组成、具有高强度气核壁、稳定性好的电子壳状空气气核微泡,这种微泡具有"一核二层三膜"结构。这种非聚集、可循环使用的均匀刚性气核体系在使用时,不仅可以维持钻井液的连续相特性、实现钻井液密度的还原,还能阻止或延缓钻井液进入地层,建立起一个真正非侵入、近平衡环境。该钻井液连续相特性能保证井下无线随钻仪脉冲信号的正常传输,密度范围可控制在0.80～1.50g/cm3之间,使其成为低压低渗、易漏地层和储层保护的理想钻井液。磨80-C1井是川渝地区第一口采用微泡钻井液技术并取得成功的水平井。文章介绍了微泡钻井液的配制和性能特点,分析了对井下无线随钻信号脉冲的影响程度。现场应用标明,该钻井液连续特性强,性能稳定,配伍性好,不会在井壁形成外滤饼,抗温达100℃,特别适用于低压低渗和易漏地层。     

微泡钻井液防漏堵漏技术在玉皇1井的应用

长段低压地层的井漏问题一直是困扰川东北地区表层井段快速钻进的主要难题之一。微泡钻井液是在不使用充气设备的条件下产生的可循环泡沫流体，在此基础上，通过添加桥堵剂形成微泡桥浆，利用微泡钻井液低液柱压力、低循环压耗及微泡桥浆的“微泡气锁”和“架桥封堵”双重作用，可有效解决长段低压地层的井漏问题。这种防漏堵漏新技术在玉皇1井表层易漏井段应用，与邻区同类井相比，钻井速度提高了3～7倍，取得了显著效果。     

气层中甲酸盐钻井液引起的地层伤害研究

一、前言 在过平衡钻井期间．如果钻井液固相没有维持合适的架桥作用就会侵入地层导致地层伤害,悬浮在钻井液中的固相颗粒侵入地层后会堵塞储层孔隙。在钻进砂岩地层时~,J--种能应用于高温高密度条件下的无伤害钻井液。研究发现甲酸盐基钻井液对地层伤害程度小、经济合理．该体系具备密度高固相含量低．耐高温,不与黏土反应等特性。     

微泡钻井液新技术在北海衰竭地层中的应用

钻衰竭油藏涉及到许多技术和经济问题 ,常使得进一步开发老油田无利可图。大多数问题集中在不能控制漏失和压差卡钻。尽管较便宜的钻井液有可能伤害地层 ,但通常在特殊层段仍使用较便宜的钻井液 ,因为使用这些钻井液可以抵消昂贵的泥浆漏入地层造成的损失。如果作业者选择欠平衡钻井 ,那么在一些应用中为了安全作业所需的额外时间和设备就会严重降低项目的经济性。已经开发出一种钻进易漏地层时控制漏失的特殊钻井液 ,这种钻井液由特定的表面活性剂和聚合物组成 ,可以形成一种微泡体系或Aphrons体系 ,这些微泡或Aphrons包裹在一种独特的增黏体系中。设计的微泡钻井液通过控制衰竭、高渗砂岩地层的漏失同时稳定压实页岩或其他地层以帮助建井。微泡体系吸引人的特征之一是它不需要空气或泡沫钻井中使用的额外设备 ,也不需要增加成本和涉及安全的压缩机、高压水龙带以及连接装置 ,该钻井液体系使用常规的钻井液混合设备就可获得抗压性能好、可变形的微泡。介绍了在北海衰竭油气藏中控制井下泥浆漏失的特殊微泡钻井液体系的开发与应用。项目的关键问题是在上部产层由于采用超过平衡钻压 (>50 0 0lb/in2 )带来昂贵的泥浆漏失和裸眼射孔的风险 ,需要在钻进过程中采取临时封隔措施。该井采用微泡体系没有发生井     

柴达木盆地第四系不成岩地层水平井钻井液技术

青海油田柴达木盆地涩北气田为第四系不成岩地层大型生物气田。该地层胶结疏松、成岩性差，地层岩性软，泥质含量高，易吸水膨胀，分散性强，严重影响井壁的稳定。钻井过程中易发生缩径、井漏及钻头泥包等复杂问题，且水平井段极易出现井壁坍塌、卡钻，起下钻抽吸等复杂情况。针对该地区地层特点，研究出了聚合物甲酸盐超低渗透钻井液。该体系主要利用聚合物的强包被性、甲酸盐的强抑制性稳定井壁，利用JYw一1在井壁岩石表面形成致密超低渗透封堵膜实现近零滤失钻井，达到安全钻井、防漏、堵漏和保护储气层的目的。现场应用结果表明，聚合物甲酸盐超低渗透钻井液具有强抑制性和封堵性能，较低固相含量和剪切稀释能力，提高了第四系不成岩地层钻井的速度，完全满足了水平井顺利钻井的要求；该体系能很好地提高井壁稳定性和岩心的渗透率恢复值，有利于保护储气层。     

海洋钻井水基钻井液在页岩地层的应用

主要对海洋钻井水基钻井液在页岩地层中的应用策略与方法展开研究与分析,通过对水基钻井液应用技术难点展开分析,从而提出水基钻井液高效应用的策略与手段,推动海洋油气资源开采效率与品质的更好提升.     

水包油近平衡钻井液在中生界地层的应用

在中生界地层,采用水包油钻井液体系实施近平衡钻井技术。室内实验结果表明,该钻井液体系具有较好的热稳定性和流变性,油水比为3：7时,具有较强的抗天然气和原油污染能力。在文23-40井的现场应用中,水包油近平衡钻井液性能稳定,能够满足中原油田中生界井段近平衡钻井要求。     

微气泡钻井液可有效保护地层

微气泡钻井液中的空气微气泡有一个被聚合物和稳泡剂包围的核。微气泡一旦形成，就可保留下来并通过振动筛进入到井下循环的钻井液中。在井下循环时，微气泡受到压缩，其内部压力与外部压力成比例增大。压力和温度的升高可给微气泡提供能量。当钻遇低压地层时，它就会聚集在打开的低压地层内。此时每个微气泡储存的能量使其膨胀直到内外压力达到平衡。微气泡进入地层孔隙入口时，它携带的能量就等于环空压力。     

实用欠平衡钻井钻井液技术

欠平衡钻井钻井液技术是实现欠平衡钻井成败的关键技术之一。针对中国石化新星公司近几年在不同地区施工的30余口欠平衡井所用不同类型的钻井液体系，介绍了低固相聚磺钻井液、无固相盐水聚合物钻井液、低密度乳化柴油钻井液3种钻井液的室内性能评价结果以及现场应用情况，并在此基础上总结分析了各钻井液体系所适用的地层以及其优缺点。无固相盐水聚合物钻井液现场配制简单．成本低廉，特别适用常压碳酸盐岩储层的欠平衡钻井施工，但抗温能力较低．有待于进一步研究；低固相聚磺钻井液是成熟的钻井液体系，适用于水平井以及砂泥岩地层的欠平衡钻井施工；低密度乳化柴油钻井液适用于低压气体欠平衡钻井，但井场安全要求高．成本也相对较高，对油层实施欠平衡钻井，会影响原油的分离，需进一步研究。     

微泡钻井液密度特性研究

微泡钻井液是近年来开发的一种适用于低压易漏地层的新型钻井液。笔者利用CL- Ⅱ型流体PVT 测试仪,测定了压力、温度对不同密度微泡钻井液密度的影响,其密度随温度升高而降低,随压力升高而增加,并且压力达3 MPa 以上时,钻井液密度上升趋势趋于平缓。通过对实验数据的回归和公式推导,建立了微泡钻井液井底密度预测模型,通过数学插值方法可以得到配制密度在0.598～0.951 g/cm3 之间的微泡钻井液井底密度预测值。      

吐哈钻井12项技术运行效果突出复合钻井技术和复杂地层水平井钻井技术得到良好应用

今年以来，吐哈钻井公司本着做强综合配套技术、主攻市场急需技术、大力培育特色技术、跟踪研究前沿技术的原则，在防斜快速钻井技术研究应用、复杂地层水平井钻井技术研究与应用等12项科研项目的研究开发、推广应用上取得了突破性进展。     

罗家寨构造水平井钻井液技术

针对罗家寨构造地质特点及水平井钻井液技术难点,确立了浅井段为深井段做准备、直井段为斜井段做准备、重点解决大斜度井段钻井液技术难题的基本原则.在直井段使用钾钙基聚合醇有机硅聚合物钻井液,引入抑制和防塌能力强的聚合物和有机硅等处理剂,防止直井段的井眼坍塌和钻屑分散;大斜度井段使用钾钙基聚合醇正电胶钻井液,防止形成岩屑床,通过护胶剂、润滑剂、表面活性剂、柴油的复配使用,提高了该钻井液的抗膏盐、酸性气体污染的能力和润滑防卡性能;水平井段使用改性钾钙基聚合醇正电胶钻井液,利用聚合物保护产层,保持过量的除硫剂,以提高钻井液的抗H2S污染能力.现场应用表明,该套钻井液体系能减轻岩屑床的形成、有效地防止了岩屑分散、井漏,降低了起下钻摩阻,有效地保护了油气层,确保了该构造水平井的顺利钻探.     

欠平衡水平井王平1井饱和盐水水包油钻井液技术

王平1井是江汉油田的第一口中曲率水平井，储层岩性为盐间非砂岩层，水平井段采用欠平衡钻井技术。该井钻井液技术难点为：抑制岩盐析出，防止井径扩大；井身设计为“马鞍”型，且靶区共有5个靶点，使得钻柱与井壁的接触更加紧密，摩阻与粘附力增大；大斜度井段和水平段的携岩问题和井眼的清洁问题较为突出；如何降低饱和盐水钻井液的密度，满足欠平衡钻井施工的要求，保护好油气层，是该井能否钻探成功的关键。应用结果表明，饱和盐水水包油钻井液有效地抑制了盐岩层的溶解和坍塌，保证了井眼轨迹的平滑，而且钻井液润滑性能好，起下钻、电测和下套管作业均畅通无阻；由于应用了新型处理剂PMPH，保证了钻井液具有较高的切力，增强了悬浮和携带岩屑的能力，避免了岩屑床的形成；钻井液密度始终在1．35－1．51g/cm^3范围内，满足了欠平衡钻井对密度的要求。王平1井投产后初产量为65t/d，稳产量为12．2t/d。