多分支井缓释自破胶完井液设计及性能

多分支井缓释自破胶完井液是一种新型井筒工作液,凭借其特殊的储层自破胶能力,可使完井施工避免常规酸化与破胶工序,是衔接后续裸眼砾石充填作业的重要技术体系。结合南海恩平油田多分支井储层特征,分析了缓释自破胶完井液的设计原理,筛选并表征了流型调节剂高丙酮酸黄原胶,并检测了构建缓释自破胶完井液的破胶效果与储层保护性能。研究结果显示,基于核心处理剂黄原胶大分子与完井液自破胶性能间的构效关系,结合破胶与护胶协同作用,建立了缓释自破胶完井液的设计方法;制备的丙酮酸改性黄原胶分子量为8.0×106,丙酮酸基含量达7.9%;与常规黄原胶相比,高丙酮酸黄原胶的构象转换温度及热稳定性均显著下降,且无温度阈值,具有较好缓释降解性;对构建缓释自破胶完井液体系,通过高丙酮酸黄原胶与护胶剂联用方式调节完井液自破胶效能,使破胶时间在5～17 d;自破胶后完井液对孔隙无封堵,岩心渗透率恢复平均值达到90.36%±0.23%,储层保护效果良好。      

高平4水平井组双保钻井液技术

高平4井组水平井主要用于开发安塞长10组油藏。针对该井组上部直罗组和富县组易坍塌、下部地层钻速相对较慢、地层易造浆的特点,研究应用了环保型聚硅酸盐—黄胞胶钻井液体系。该体系具有抑制性强、润滑和剪切稀释性好的特点,有利于安全快速钻井,对环境污染极小。通过小型配浆实验确定钻井液施工方案,中测后稀释钻井液,降低钻井液滤失量和密度,加强固相控制,使用保护油层的酸溶性暂堵剂和降滤失剂,可最大限度地保护油层。     

海水配浆性能研究

膨润土在海水中不易造浆,给海洋钻井带来极大的困难。研究了纯碱(Na_2CO_3)、烧碱(NaOH)、高粘羧甲基纤维素钠盐(HV-CMC)、聚阴离子纤维素(PAC)、生物聚合物(XC)等处理剂对海水配浆性能的影响,发现海水配浆的关键不在于对海水的预处理,而在于高分子聚合物增粘剂的加入。为此,研制了一种HS-海水造浆粉,该造浆粉在渤海湾海域225口井进行现场应用,结果表明,使用HS-海水造浆粉配制的海水钻井液粘度、切力和滤失量均可满足钻井施工的需要,具有一定的经济效益。     

Development of Non-damaging and Inhibitive Water Based Oil Well Drilling Fluids

The bridging agent plays very important role in the development of nondamaging water-based drilling fluid systems as it controls the water loss and the formation of filter cake thickness, which is desirable for the prevention of formation damage. These drilling fluids are inhibited with potassium or sodium chloride to increase the well bore stability during drilling operations. Keeping the previous in view, experimental studies have been carried out to study the new generation nondamaging and inhibitive drilling fluid system using xanthan gum, polyanionic cellulose, starch, calcium carbonate, and fly ash. It was observed that drilling fluids developed using fly ash as bridging agent have maintained good rheological properties and have better control on fluid loss and filter cake thickness than the calcium carbonate.     

生物酶浸洗清除水平井钻井液污染技术研究

由于水平井的钻井周期和生产井段较长,钻井液污染较为严重,部分水平井完井后投产效果没有预期理想,而常规酸化处理只能解除钻井液中的无机堵塞。通过室内实验研究了生物酶对钻井 液中淀粉、羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、黄原胶等聚合物及钻井液滤饼的降解作用,介绍了生物酶浸洗清除水平井钻井液污染的现场施工工艺和现场试验效果,表明该技术是解除水平井钻井液污染的可 行方法,具有扩大试验和推广应用前景。     

页岩气油基钻井液体系性能评估及对策

油基钻井液已成为开发页岩气水平井的关键技术之一,具有稳定井壁和保持井眼清洁的功能。通过评价中石油川渝地区油基钻井液体系的流变性、封堵性、固相含量和稳定性等性能,并结合这些井的井下复杂情况原因分析,得出封堵性是保持井壁稳定的关键,提高钻井液φ₆值和排量可以改善井眼清洁,有害低密度固相含量的增加是导致钻井液性能恶化的主要原因。针对井壁失稳、井眼清洁和性能维护等问题,建立了纳-微米封堵评价方法,确定了有害低密度固相含量计算方法,并形成了页岩气油基钻井液技术规范,有望为页岩气水平井的开发提供技术支持。      

驱油用黄胞胶的性能评价和优选

在内研究了目前国内几个主要厂家征税的黄胞胶。结果表明，粉末状的黄胞胶杂质含量各不相同，但都远高于胶状的黄胞胶；各种黄胞胶溶液都表现剪切稀释特性和抗盐特性；各种黄胞胶溶液的粘度随温度的升高而升高，但不同的黄胞胶增粘效果不同，Zibo的特性粘度最大，Flocon的特性粘度最小；甲醛溶液的加入能防止胶状黄胞胶的生物降解，黄胞胶溶液在岩心中的流动规律服从幂律模式，不显示粘弹性效应，胶状的Flocon溶液在岩心中有良好的注入性；与同粘度的HPAM溶液相比，Focon溶液提高采收率的幅度较小，但仍有相当高的增采幅度，增采幅度可达8．64％，这一结果展现了这种产品良好的应用前景。     

低压低渗气藏钻探过程中的保护方案

针对鄂尔多斯塔巴庙区块低压低渗气藏物理特性复杂的情况，推荐一套切实可行的气层保护方案。即实行全面钻井液监控；采用欠平衡钻井技术；储层保护前期研究；采用与地层流体配伍性好的阳离子钻井液体系；降低钻井完井液的滤失量，API滤失量小于5mL、高温高压滤失量小于15mL、固相含量小于8％、含砂量小于0．3％；根据储层裂缝的宽度和走向使用保护剂；对裸眼完钻的气层利用洗井清除井壁附近的污染带，恢复储层原始渗透率；固井作业防止气窜；采用具有抑制地层水敏、速敏保护气层的优质射孔液；水力压裂优化压裂设计，严格压裂施工。总之，气层保护技术是一个系统工程，任何一个环节的问题，都将对气层产生伤害．因此需加强气层保护研究，做到在钻开气层到投产的每道工序都采取积极有效的气层保护措施。     

Experimental investigation of the yield stress measurements for xanthan solutions and crude oil-xanthan emulsions

Yield stress measurements of xanthan aqueous solutions and crude oil-xanthan emulsions were investigated experimentally. The yield stress study was carried out for wide range of crude oil (0–75% by volume) and xanthan gum (0–10⁴ ppm) concentrations. Two types of xanthan polymers of Sigma and Kelzan were used for the current study. Aqueous solutions with higher xanthan concentration displayed higher cycles of shear rate-shear stress rheograms. Both aqueous solutions of Sigma and Kelzan showed similar behavior for concentration of ≤1000 ppm, however, Sigma solutions of higher concentrations reported slightly higher flow behavior than Kelzan. Similar rheogram behaviors are found for both Sigma and Kelzan emulsions up to concentration of 5,000 ppm. However, for 10,000 ppm, a slight higher profile for Sigma emulsions was reported.     

钻井液中除硫剂有效含量检测方法及现场试验

在含硫油气井钻井过程中,有效检测钻井液中除硫剂含量的变化,维持钻井液中除硫剂的有效含量,对于保障钻井安全至关重要。为此,基于硫化物反应试剂与锌基除硫剂间的线性作用关系,采用间接法,建立了除硫剂含量与硫化物反应试剂消耗率的关系式,滴定分析了钻井液中硫化物反应试剂的消耗率,基于此提出了钻井液中除硫剂有效含量检测方法。对该检测方法的准确性进行了验证,结果表明:该方法可有效检测钻井液中的除硫剂含量,测定结果相对误差的绝对值<5%。对该检测方法进行了现场试验,试验结果表明,该方法能有效检测钻井液中除硫剂含量的变化,达到及时有效维护钻井液中除硫剂有效含量的目的。研究结果表明,该检测方法满足现场工程应用要求,可有效保障含硫井段安全钻进,同时也能避免除硫剂加量过多造成的浪费。      

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。      

鄂尔多斯盆地富县区块强抑制强封堵防塌钻井液技术

针对鄂尔多斯盆地富县区块井壁失稳技术难题,从复杂地层的矿物组成、微观结构和理化性能角度,揭示了富县区块刘家沟组、石千峰组和石盒子组井壁失稳机理。泥岩中黏土含量较高,地层孔隙、裂缝发育,为泥页岩水化提供了空间。结合“多元协同”井壁稳定理论,提出“物化封堵/固结井壁阻缓压力传递—加强抑制黏土水化性能—合理密度支撑井壁”的防塌钻井液技术对策。通过单剂优选和配方优化,构建了适用于富县区块的强抑制强封堵防塌钻井液体系,该钻井液体系流变性良好,高温高压滤失量仅为8.4 mL,抑制防塌、封堵能力强,滚动回收率大于90%,400 μm裂缝承压能力达到6 MPa,储层保护性能良好。现场应用表明,新研制的强抑制强封堵钻井液体系能有效控制刘家沟组、石千峰组和石盒子组等地层的缩径、坍塌,显著降低了井径扩大率,提高了机械钻速,无井下复杂事故发生,为保证富县区块“安全、高效”的钻井施工提供了钻井液技术保障。      

低荧光防塌封堵剂的研制及评价

针对现有防塌封堵剂沥青类荧光级别高,石蜡类、聚合醇类易起泡、易大幅增大钻井液黏度,不能满足防塌钻井液需要的缺点,应用二异氰酸酯、乙酸乙酯和多羟基化合物合成出了一种新型封堵剂JA。应用荧光分光光度计和高温高压封堵仪研究了JA的荧光性和封堵性,评价了JA钻井液的流变性能。结果表明:JA荧光强度与蒸馏水近似;120℃、3.5 MPa条件下JA能在微裂缝和孔隙处快速封堵,形成致密封堵层;3%JA加入钻井液中不增黏不增稠,对钻井液体系流变性基本无影响。     

松驰测量法评价钻井液携岩性能

目前,钻井液的悬浮能力是利用旋转粘度计测得的塑性粘度、动切力和静切力来评价.但在实践中发现,这些测试方法有时不能准确预测钻井液的井眼净化和悬浮特性.例如,羟乙基纤维素溶液比纯黄原胶溶液具有高得多的动切力和3 r/min读值,但并不能提供足够的悬浮岩屑粘度,而纯黄原胶溶液却能将岩屑悬浮相当长的时间.因此提出使用松驰测量法来评价钻井液携岩性能,即在用范氏或Brookfield粘度计进行标准粘度测量之后进行,即继最后一次粘度测量,最好是5.11 s-1或更低剪切速率下,关掉仪器电机,尔后当立轴或悬锤试图返回到零时监测指示器的刻度盘或显示器,若钻井液具有持久松弛时间,则该钻井液具有较好的井眼净化性能和悬浮性能.现场试验表明这种方法是有效的.     

Identification of lift-off mechanism failure for salt drill-in drilling fluid containing polymer filter cake through adsorption/desorption studies

Drilling fluid's contact with the productive zone of horizontal or complex wells can reduce well productivity by fluid invasion in the borehole wall. Salted drilling drill-in fluid containing polymers has often been applied in horizontal or complex petroleum wells in the poorly consolidated sandstone reservoirs of the Campos basin, Rio de Janeiro, Brazil. This fluid usually consists of natural polymers such as starch and xanthan gum, which are deposited as a filter cake on the wellbore wall during the drilling. Therefore, the identification of a lift-off mechanism failure, which can be detachment or blistering and pinholing, will enable formulation improvements, increasing the chances of success during filter cake removal in open hole operations. Likewise, knowledge of drill-in drilling fluid adsorption/desorption onto sand can help understand the filter cake–rock adhesion mechanism and consequently filter cake lift-off mechanism failures. The present study aimed to identify the lift-off failure mechanism for this type of fluid filter cake studying adsorption/desorption onto SiO₂ using solutions of natural polymers, lubricants, besides the fluid itself. Ellipsometry was employed to measure this process. The adsorption/desorption studies showed that the adsorbed layer of drilling fluid onto the walls of the rock pores is made up of clusters of polymers, linked by hydrogen bonds, which results in a force of lower cohesion compared to the electrostatic interaction between silica and polymers. Consequently, it was found that the most probable filter cake failure mechanism is rupture (blistering and pinholing), which results in the formation of ducts within the filter cake.     

定向井钻井周期与成本预测初探

定向钻井在中原油田的勘探开发中得到了广泛应用，但长期以来，关于定向井的钻井周期和成本问题，中原油田没有一个切合实际的统一标准，各钻井公司都按自己的标准进行成本计算，差异甚大。此外，与钻井成本密切相关的定向井施工进度预测，以前也没有一个方便实用的计算机程序。为了统一标准、统一管理，更好地调动每个施工井队的积极性，节约钻井成本，从1992年初开始，对全局近年来所钻的定向井进行了详细的统计分析，建立了一套计算定向井钻井周期和成本的数学模式，并编制了相应的计算机软件，经现场7口井的验证，总符合率达95％以上，具有一定的学术和实用价值。     

套管钻井测井解释方法和解释模型研究

套管钻井测井系列和测井环境与裸眼井相比发生了很大的变化,必须研究新的解释模型和评价方法。分析了套管钻井测井资料在储层中的响应特征,对比分析了裸眼井与套管井测井资料之间的响应关系,提出了套管钻井测井资料的校正方法;利用套管井校正后的自然伽马、套管补偿中子、RMT测井资料,建立了储层泥质含量、孔隙度、流体饱和度参数模型;以裸眼井解释结论为基础,通过套管井计算的泥质含量、孔隙度和饱和度的交会图分析,建立了套管钻井测井储层流体定性、定量解释标准。通过对2口新钻套管钻井测井资料的处理,证实该方法是有效的。     

潜山储层损害因素分析及钻井液技术对策探讨——以渤中28-1、涠洲6-1油田及锦州25-1S油气田为例

潜山储层和上覆沉积层砂岩储层特性明显不同,因此其损害机理有较大差异。在分析我国近海3个潜山油(气)田储层基本特征的基础上,对潜山储层的潜在损害因素进行了分析,探讨了保护潜山储层的钻井液技术思路和对策。针对潜山储层容易漏失的特点,通过实验对常规屏蔽暂堵技术进行了改进,优选出适用于潜山储层低压差钻进的低固相低压差屏蔽暂堵钻井液。根据潜山储层特征及完井方式,可选择使用无固相无封堵钻井液体系、无粘土弱凝胶钻井液体系和低固相低压差屏蔽暂堵钻井液体系。     

石油钻井时间统计方案的调整设想

分析了在现行石油钻井资料中钻井时间统计方面存在的问题,为了适应新体制的要求和对外合作的需要,根据钻井施工内容和国际钻井的通用方法,从钻井承包商的角度,提出了调整钻井时间的划分方案以及统计计算方法的具体设想,并对调整后钻井时间统计中的基本概念进行了解释,为了石油天然气行业标准的修订提供了参考。     

准噶尔盆地南缘高性能水基钻井液研究及应用

准噶尔南缘安集海河组地层压力系数高,伊/蒙黏土含量高。钻井过程中普遍存在钻头泥包、井壁垮塌、钻井液的膨润土含量值增长快、性能稳定周期短等技术难题,常规井用的高性能钻井液不能满足该地层安全钻井的需要。开展了南缘山前构造井的强抑制高性能水基钻井液研究,评价了胺基抑制剂SIAT、胺基硅醇HAS和键合剂HBA三者的协同抑制性能和两种微纳米封堵剂的封堵性能。通过正交实验,形成了一套强抑制高性能水基钻井液体系,对体系的抑制性、抗污染能力和抗温性能进行了评价。现场应用表明,强抑制高性能水基钻井液性能稳定,钻井过程中无钻头泥包现象,钻屑代表性好,井壁稳定,电测和下套管作业安全。