阳离子悬乳液钻井液体系在塔河油田的运用

通过阳离子悬乳液钻井液体系在塔河油田开发井、定向井、盐下井、外围探井等的使用,解决了塔河油田石炭系、三叠系、二叠系水敏性地层及英安岩坍塌问题,盐膏层钻井井下复杂情况;从而达到有效地稳定井壁、提高钻井速度、预防井内复杂情况,保护油气层,降低了钻井成本,取得很好的效果。     

塔河油田三叠系、石炭系井眼失稳机理分析及控制

新疆塔河油田钻井过程中因三开井段三叠系和石炭系下统泥页岩属硬脆性泥页岩,易剥落、掉块及吸水膨胀,造成井径不规则,存在泥页岩剥落、掉块、垮塌严重而导致井眼严重扩大(井径扩大率一般在17%～20%)、起下钻不畅、电测井困难、甚至出现砂桥卡钻等井下复杂情况,井眼呈"糖葫芦"状,井身质量不好,严重影响固井质量,对钻井安全、固井质量及后期的储层评价、开发也产生了较大影响,严重制约着油田的建设和发展.从地质、地应力、钻井液、钻井工艺4个方面分析了塔河油田三开井段,三叠系、石炭系井眼失稳的机理,详细介绍了控制井眼失稳的钻井液体系的作用机理、配方及现场应用效果.     

塔河油田TK479井井径控制技术

TK479井是塔河油田一口钻井液施工难度较大的长裸眼深井，二开φ241．3mm井眼长达4207m，裸眼跨度大，钻遇地层复杂，上下地层存在较大压差，井身结构特殊。该井施工的关键技术是提高钻井液的防缩径阻卡、稳定井壁能力和润滑性，因此长裸眼上部缩径井段选用了优质低固相强包被不分散阳离子钾基聚合物钻井液体系，长裸眼下部易扩径井段选用了阳离子钾基防塌聚磺钻井液体系。由于钻井液技术措施合理且实施到位，施工过程中钻井液性能稳定，易于维护，悬浮携带能力强，润滑性能好，井眼畅通，实现了无阻卡现象，井眼稳定，基本无掉块、坍塌现象，保证了测井、下套管一次到位，确保安全、快速、优质施工。     

塔河油田硬脆性地层扩径机理及对策

通过对塔河油田易扩径的三叠系、石炭系硬脆性地层地质特征及工程因素等方面进行综合分析研究，得出该地层井壁坝塌扩径的主要原因，并从钻井液化学及岩石力学等方面提出了解决井径扩大的主要技术途径。     

塔河主体区块钻井液体系优化

塔河油田位于新疆南疆盆地,井深超过6000m,地质条件复杂,目的层埋藏深,在施工过程中钻井液会遇到许多问题。通过室内实验研究进一步优化钻井液体系,现场施工过程中不断探索新思路,初步形成一套适用于塔河主体区块的抗高温水基钻井液体系及相配套的维护处理技术,有效解决了上部地层砂岩渗透性强、泥岩易分散,下部地层岩性复杂、易剥落掉块、易塌易漏,同一裸眼存在多套压力系统、钻井液性能难以维护等问题。     

强抑制性钾胺基钻井液体系在顺南区块的应用

顺南区块三叠系、二叠系、奥陶系却尔却克组存在大段泥岩,易水化膨胀造成井壁失稳,且却尔却克组发育盐水层,钻井过程中对钻井液抑制性、防塌封堵性、高温稳定性要求较高,已完钻顺南1、顺南2井井壁失稳、钻井液性能不稳定等问题突出。针对复杂地层以及其钻井复杂事故,引入钾胺基钻井液体系。通过分析钾胺基强抑制性钻井液体系的作用机理,进行了钾胺基钻井液性能评价实验,实验表明,该钻井液体系具有良好的流变性、抗高温能力、抗粘土污染能力,能显著提高滚动回收率。与KCl相互配合,提高了钻井液的抑制能力,满足稳定井壁的要求,有效地解决了上部造浆地层易阻卡和下部地层的井壁失稳问题。在顺南区块应用,取得良好的应用效果。     

塔河油田TK636H超深水平井钻井液技术应用

近几年塔河油田水平井施工有了较大的发展，最初施工井以三叠系为目的层，井深5100m左右，而目前施工井，如TK636H、TK635H、TK448H井以奥陶系为目的层，设计井深5900-6290m，造斜井深5380m，水平位移800m，垂深5587m。采用不分散聚合物-聚磺混油暂堵泥浆体系，已成功施工12口井。主要介绍TK636H井使用不分散低固相聚合物“三低”钻井液和聚磺混油钻井液维护技术措施，使用该套钻井液体系，较好地控制和减弱了上部地层易形成厚泥皮、钻屑粘附问题，降低了短提作业阻力；解决了斜井段水平段存在混油后钻井液粘度、切力高、流动性差、结构力过强问题，且钻井液润滑、携砂、防塌防卡能力强，全井施工过程中没有出现一次井下复杂问题。为今后在该区块水平井施工提供了宝贵经验。     

顺北1-2H井二开长裸眼井筒强化技术

顺北1-2H井是中石化西北油田分公司顺北区块的一口超深水平井,该井采用四开制井身结构,二开裸眼段长达5060m,三叠系、志留系等泥页岩地层与二叠系火成岩地层共存,井壁稳定与井漏矛盾十分突出。针对上述问题,分析了泥页岩全岩及粘土矿物组成、微裂缝大小及火成岩组成、厚度与漏失特征。研究表明,三叠系与志留系均为硬脆性泥页岩,微裂缝缝宽1~4μm;二叠系火成岩地层多尺度裂隙发育,宏观裂缝0.5~2mm部分充填,微孔裂缝2~3μm;微裂隙的存在是井壁失稳和井漏的主要原因。因此,优选了纳微米封堵剂、纳米乳液、多软化点沥青等封堵材料,构建了强抑制强封堵钾胺基聚磺钻井液体系。现场应用表明,该钻井液体系能够有效预防泥页岩地层井壁失稳与二叠系地层漏失,确保了该井5060m裸眼段电测及下套管一次到位,井身质量达到优良标准,且漏失量比顺北1-1H井大幅下降。     

玉北古生界地层井壁失稳原因分析与对策

井壁失稳问题是塔河油田玉北地区钻探过程中普遍遇到的工程技术难题,造成了多次钻井复杂事故,严重影响了该地区的钻井时效和经济效益。通过对古生界地层岩芯进行矿物组分分析、扫描电镜分析以及膨胀性和分散性能分析,认为粘土和石英含量高、伊/蒙混层比例含量高以及裂隙发育是井壁失稳的主要原因。为解决该地区的井壁失稳问题,使用滤失量小并且控制稳定,抑制性和封堵性能良好的钾胺基聚磺成膜钻井液体系及其处理维护处理措施,经验证该钻井液体系在现场具有很好的应用效果。     

塔河油田不稳定地层的钻井液技术探讨

塔河油田的井深、钻遇地层和地质构造复杂并存在多套压力系统等,在钻探过程中上部起下钻普遍存在阻卡、井眼不稳定问题,及深部地层机械转速低等问题。主要表现在三叠系和石炭系为主要地层的井眼垮塌、扩径、井漏、长时间大段划眼、卡钻、测井遇阻、固井质量差等。通过现场实验加入高软化点乳化沥青(RHJ-3)、KJ-1等处理剂优化钻井液配方,使钻井液具有较好的防塌抑制性。     

硅铝络合两性离子聚合物强抑制防塌钻井液体系在查干花地区的研究及应用

针对查干花地区不同地层存在缩径、掉块和垮塌等井壁稳定问题,研制了一种硅铝络合两性离子聚合物强抑制防塌钻井液体系。结合室内水敏性、配伍性、滚动回收率实验,对该体系中的AOS-1(硅铝络合抑制防塌剂)的作用进行室内实验研究,并在查干花地区6口井进行了现场的应用。试验结果表明,新型强抑制性钻井液体系与其他处理剂配伍性好,抑制性强,能有效防止井壁失稳。     

酒东油田井壁稳定性研究

酒东油田是玉门油田产能的主要接替区域,由于存在强水化的＂软泥岩＂、水敏性强的易塌＂红层＂和高压油气水层,井壁失稳现象非常突出。为此,在建立岩性剖面、压力剖面的基础上,对地层物性特征进行了研究。选用阳离子钻井液,并形成相关的性能控制工艺技术,复杂事故降低了80%,机械钻速提高了128%,钻探周期大幅缩短,创造了良好的经济效益和社会效益。探索出一套高密度阳离子钻井液性能的维护处理工艺,为同类型体系提供了借鉴。     

垦东405-平1井钻井液技术

垦东405-平1井是由渤海钻井二公司施工的一口胜利油田沿海大位移延伸井,该井位垂比达到1:1.74,是胜利石油管理局位垂比最大的一口大位移井,并且是在浅地层施工,钻井液的优选优配是该井技术的关键.根据孤东地区的地层特点:一开配浆开钻;二开使用正电纳米抑制性钻井液;三开采用正电胶聚合物乳化润滑防塌钻井液,增强了钻井液润滑防塌性能.现场施工表明:该井所采用的钻井液体系润滑防塌能力好,携带能力强,流变参数合理,性能稳定,从而优质高效的完成了这口大位移井的施工.     

强抑制高润滑聚合物钻井液在大斜度井中的应用

为解决大斜度定向井钻井施工过程中常发生托压、起下钻遇阻、下套管不顺畅等难题,通过优选聚胺抑制剂JN-1和环保型液体润滑剂RH-2,形成一套强抑制高润滑聚合物钻井液体系。该体系抗温120℃,对嫩江组地层滚动回收率大于80%,极压润滑系数降低率超过85%,能够满足大斜度定向井施工需求。在现场应用中,钻井液性能稳定,抑制性强,没有发生嫩江组缩径、造浆的复杂情况;分三次加入润滑剂RH-2,总体加量为3%,与现场浆配伍性良好,起下钻过程中没有发生任何阻卡的情况,后期下套管作业一次到底。研究表明强抑制高润滑聚合物钻井液体系能够满足大斜度定向井的钻井施工需求。     

大庆油田致密油藏钻井液技术发展历程

大庆油田非常规致密油资源储量丰富,主要位于青山口组和泉头组的扶杨油层,开采方式以长水平段水平井为主。在青山口组钻进过程中,井壁剥落、掉块和坍塌等井壁失稳事故频发,极大影响了致密油资源勘探开发效率。采用常规中浅层水平井用硅基阳离子水基钻井液,嫩江组水化、缩径、钻头泥包现场严重,井壁稳定能力差,采用油基钻井液虽然井下复杂事故发生率极低,但是高成本、高污染、难处理等局限性使得油基钻井液未能大范围应用。后来又引进国外贝克休斯公司的ULTRADRILL高性能水基钻井液技术,但9口井的现场试验证明该体系综合性能与致密油地层安全钻进需求相差较大。因此,大庆油田开始自主研发与油基钻井液综合性能相近的高性能水基钻井液技术,先后研发了强抑制胺基钻井液体系、强抑制高封堵钻井液体系、盐水钻井液体系等多项水基钻井液技术,在不同阶段的致密油开发过程中发挥了重要作用。随着材料科学和基础理论研究的进步,致密油藏钻井液技术也会朝着助剂合成精细化、环保兼容性强的方向发展。     

油基钻井液在塔中顺托果勒区块的应用

中石化西北油田分公司塔中地区顺托果勒低隆顺托Ⅰ号断裂带下盘构造含油气,主要目的层为志留系柯坪塔格组,柯坪塔格组存在大段强水敏性泥岩段,水基钻井液在钻进强水敏性地层时会造成井壁掉块、失稳坍塌等复杂问题,油基钻井液因其连续项为油,高温高压失水低至2mL,抑制性强、润滑性好,可很好解决强水敏性泥岩地层钻进难题。介绍了油基钻井液的特点及油基钻井液体系的基本配方,室内评价了油基钻井液的性能,重点阐述了油基钻井液体系在XXX井、XXX井的现场应用情况。     

塔中定向井油基钻井液技术

通过对塔中顺9井区定向井钻井液技术难点分析,明确了威胁塔中该区定向井钻井安全的志留系柯坪塔格组泥岩井壁失稳主要原因,研制了适合该区志留系地层的油基钻井液体系,通过性能评价和3口井的现场应用表明,油基钻井液很好地解决了顺9井区志留系复杂泥岩地层井壁坍塌问题,具有优良的抑制性、润滑性、携岩性,保证了钻井施工安全。     

S107井钻井液技术实践

S107井采用五开井身结构，针对一、二开井眼直径大，三开钻遇膏盐层、四开地层水敏、五开油气层保护问题，采用盐上地层聚合物钻井液承压堵漏、聚磺欠饱和盐水钻井液穿盐层，转换聚磺钻井液体系完井。聚磺系列钻井液在该井的成功施工为塔河油田桑东1号构造钻井施工提供很好借鉴，同时也为盐层钻井液工艺技术进行了有效的的探索。     

深探井W34井钻井液技术

W34井位于海拉尔盆地贝尔湖坳陷乌尔逊凹陷乌东斜坡构造带上,是大庆油田海拉尔探区近年来最深的一口探井,完钻井深4050m。该井二开钻井液技术重点是抑制地层造浆、防止井塌、缩径及井漏;三开裸眼段长达2640m,井底温度达150℃;钻井液技术重点是抑制地层造浆、保持井眼稳定、防塌防漏、增强钻井液抗温能力,选用两性复合离子聚合物钻井液体系。钻至井深3300m加入树脂、抗盐抗高温降滤失剂、硅氟高温降粘剂SF-260及低渗透井壁稳定剂,提高钻井液的抗高温性能及造壁、护壁能力。使钻井液性能在高温条件下满足下部深层钻井施工要求。现场应用结果表明,两性复合离子聚合物钻井液体系,性能稳定,抑制性强,防塌和抗温及携屑能力均满足了探井钻井施工要求。该井钻进周期为109.23d,井径平均扩大率为12.01%,中完及完井电测均一次成功,钻井完井施工顺利。     

聚合物乳液的合成及其在钻井液中的应用

以丙烯酰胺、丙烯酸钾及阳离子单体为原料,采用反相乳液聚合的方法合成了一系列共聚物乳液,进行了分子量、水溶性与对钻井液性能影响的室内测试。实验结果表明,合成的聚合物乳液具有较好的增黏、降滤失、抗盐性能,可作为钻井液添加剂使用。