抗温抗盐无固相微泡沫钻井液研制与现场应用

为降低钻井过程中的储层损害,解决微泡沫钻井液抗温抗盐性能不足、稳泡效果差的问题,合成了微泡沫发泡剂LF-2和稳泡剂HMC-1,优选了增黏剂和降滤失剂,配制了抗温抗盐无固相微泡沫钻井液。室内性能评价表明,该钻井液的岩屑回收率达88.7%,40/80目砂石漏层中30 min漏失量仅1.8 mL,岩心渗透率恢复率88.87%。抗温抗盐无固相微泡沫钻井液在茨120井欠平衡井段的应用结果表明,其性能稳定易调整,平均机械钻速达4.41 m/h,平均井径扩大率仅为3.97%,欠平衡钻进效果明显,全烃值最高100%,并多次点火成功。研究表明,抗温抗盐无固相微泡沫钻井液体系抗温、抗盐能力强,储层保护效果好,具有推广应用价值。      

三相可循环微泡沫钻井液的研究及其在彩南油田的应用

根据新疆准噶尔盆地彩南油田96口开发井资料统计,发生不同程度漏失的井为70口,漏失率达72.9%.主要漏失井段为400～700 m,次要漏失井段为1800～2000 m.漏失现象为随钻有进无出.随钻井漏严重影响了钻井速度,使钻井综合成本增加.针对上部井段低压裂缝地层严重漏失问题,研究出了三相可循环微泡沫钻井液体系.该体系主要采用起泡剂、稳泡剂、固泡剂配制而成,能反复循环使用,无需特殊脱气和充气设备,同时保留了普通泡沫钻井液的部分优点.室内对微泡沫钻井液体系组成、微观形态分析、稳定性评价、当量密度计算等方面进行了研究,形成了三相可循环微泡沫钻井液技术.现场应用效果表明,该钻井液体系具有稳定性高、现场配制简单、性能优良、抗污染能力强和防漏堵漏效果好等优点.     

保护低压油气藏的钻井液技术研究

分析了花土沟油田油藏地质特征、岩性及储层物性,依据储层敏感性评价结果,确定了保护低压油气藏的钻井完井液技术对策及配方,即无固相甲酸盐钻井完井液、无(微)粘土相强抑制性聚合物钻井完井液和微泡沫钻井完井液.现场应用表明,3种钻井液性能稳定,对地层泥页岩水化分散和吸水膨胀的抑制能力强,提高了钻井速度,保护油气层效果好,满足了钻井施工要求,减少了井眼缩径卡钻等复杂情况.用这3种钻井液钻井与在同等条件下用两性离子聚合物钻井液钻井的产油量(3.83 t/d)相比,其产油量平均增加了0.26～1.74 t/d,经济效益明显.     

微泡沫钻井液技术

微泡沫钻井液在储层保护、钻井提速和提高固井质量方面比常规水基钻井液有更大的优势,适合大庆外围"三低"油田和海塔盆地.室内对发泡剂、稳泡剂进行了筛选,优选了高效复合发泡剂、稳定剂和增黏剂,将现用钻井液体系转化为微泡沫钻井液体系,并对其抑制性、抗温、抗污染(抗黏土、抗钙、抗煤油)能力、油层保护效果(模拟岩心动态污染试验)以及微泡沫钻井液防漏、油气层保护、提速机理和微泡沫钻井液流变特性进行了研究,建立了微泡沫钻井液的具体流变模型.现场应用表明该体系配制简单、维护方便、易于转化,钻井液性能能够满足钻井工艺的要求,保证安全快速优质钻井,减轻油气层污染,提高单井产能.     

解析高抗油微泡沫钻井液研究及在低压气井的应用

高抗油微泡沫钻井液是一种新型的优质钻井液体系,在低压气井中有着广泛的应用,同时,高抗油微泡沫钻井液具有良好的钻井液各项性能以及保护储层的效果。本文对高抗油微泡沫钻井液的基本配方、基本性能及抑制性能进行了分析,通过研究与常规钻井液性能比较得出,微泡沫钻井液性能优良,技术优势明显,应用前景广泛。     

大庆油田微泡沫钻井液的研究与应用

微泡沫钻井液在保护油气层和防漏方面具有常规水基钻井液所无法替代的优势,特别适用于大庆油田低压、低产油藏。筛选了发泡剂、稳泡剂,将现用钻井液体系转化为微泡沫钻井液体系,研制了适合微泡沫发挥作用的微泡沫钻井液配方,并对其抑制性、抗温、抗污染(抗黏土、钙、油气)能力、油层保护效果(模拟岩心动态污染试验)以及微泡沫钻井液防塌机理和微泡沫钻井液流变特性进行了研究,建立了微泡沫钻井液的具体流变模型,通过API钻井液失水仪堵漏实验和API堵漏材料实验装置对微泡沫钻井液的堵漏机理进行了研究。研究表明:微泡沫钻井液密度较低,能适当降低井筒液柱压力,使井漏得到缓解;具有良好的润滑性,循环压耗小,泵压低,使钻井液循环当量密度降低;微泡沫钻井液的高黏度和高切力性能大大增加了钻井流体在裂缝和孔隙内的流动阻力,有利于阻止井漏的继续发生;微泡沫在裂缝和孔隙内聚结但不结合,具有"架桥"封堵作用,有效阻止了钻井液在漏失通道继续流动。现场应用表明,微泡沫钻井液可减少由于钻井造成的油层污染,提高油井产能。     

微泡沫钻井液在哈345X井的应用

介绍了微泡沫钻井液发泡剂和稳泡剂的室内研究和优选,评价了微泡沫钻井液的稳定性、抗温性、抗污染性以及密度可调性。哈345X井现场应用结果表明,微泡沫钻井液具有性能稳定、密度低、携砂性好、泥浆泵上水正常等特点,防止了井漏的发生,储层压力系数仅为0.68,产油量是邻井哈343井的5.7倍,取得了很好的保护油层效果。     

可循环微泡沫钻井液体系

对比了普通泡沫钻井流体和微泡沫钻井液的优缺点,介绍了可循环微泡沫钻井液体系的基本组成以及该体系对起泡剂、稳泡剂性能的要求.对近年来微泡沫钻井液体系在国内外的应用情况进行了介绍,并提出了其发展趋势.     

可循环微泡沫钻井液的防塌机理及应用研究

微泡沫钻井液是有效解决井漏的钻井液体系之一,但其稳定井壁的效果有待验证,并成为了是否选择微泡沫钻井液施工的关键因素之一。总结提出了微泡沫钻井液稳定井壁的7种作用机理,实验对比研究了常规水基钻井液与微泡沫钻井液的稳定井壁效果。结果表明,微泡沫钻井液的井壁稳定能力较常规水基钻井液更强,为现场施工选择微泡沫钻井液提供了理论基础和实验依据。成功的现场试验表明,微泡沫钻井液不仅可以有效防止井壁坍塌、井漏等复杂事故,还可提高钻井速度、保护油气层、节约钻井成本。     

深井无固相压胶塞隔离液的研究与应用

柴达木盆地深井固井作业中,由于某些钻井液性能不达标或胶塞封闭不严致使部分水泥浆与顶替钻井液发生絮凝反应等原因,导致固井质量电测仪器下不到井底。为此,研制了无固相压胶塞隔离液。通过压胶塞隔离液的抗水泥浆污染性能、高温稳定性能和沉降稳定性能等评价实验,优选出深井完井压胶塞隔离液配方。现场应用结果表明,在胶塞和顶替钻井液之间的300~500 m的无固相隔离液段,可有效阻止套管内残留水泥浆与钻井液发生絮凝反应,并减缓固相颗粒的沉降堆积,保证电测仪器顺利下井。使用无固相压胶塞隔离液的37口深井,完井固井质量电测一次成功率达到了100%,有效缩短了完井作业施工周期。     

大庆油田深探井钻井液体系应用现状

大庆石油田深层勘探储气层在纵深上高度分散，具有层位多，储气层岩石类型多和储层性质多的特点，并具有孔隙度低，渗透率低和储层压力系数低的特征，还具有含水饱和度高，粘土矿物含量较高和温度梯度高的特性，钻井过程中要求钻井液具有较低的密度，较强的井眼稳定性，钻井过程中要求钻井液具有较低的密度，较强的井眼稳定性，较高的抗温度能力和较好的保护储层能力，对两性离子、硅酸盐、水包油，油包水等钻井液体系在“井眼质量”和“保护储层能力”方面的使用效果进行了对比分析，提出了可逆化转换的油包水钻井液和低固相强抑制复合醇盐水钻井液化系将是大庆油田深井钻液体系的发展趋势，简述了此2种钻井液体系对大庆油田勘探的适应性和研究重点。     

桩古斜47井钻井液技术

介绍了聚合醇正电胶钻井液及无固相钻井液在桩古斜47井的应用情况。现场施工表明，聚合醇正电胶钻井液具有良好的防塌和润滑能力，流变参数合理，解决了该井泥质／砂岩互层极易水化分散、砂岩／煤层易坍塌、塑性红泥岩易水化缩径、奥陶系压力系数低易发生裂缝／溶洞漏失等问题，电测下套管顺利，经受了空井一个多月及打捞钻具处理事故一个多月的考验，保证了钻井及完井工作的顺利进行。淡水无固相钻井液在密度、切力较低的条件下仍具有良好的携带岩屑的能力，振动筛返砂良好，密度易调节，稳定性好，满足了该井奥陶系以下地层的平衡一近平衡钻进的需要。     

用于冻土区天然气水合物钻探的聚合物钻井液低温流变响应

陆域天然气水合物（以下简称水合物）主要赋存于高原冻土区,为保证顺利钻探,要求钻井液既能够有效抑制水合物分解、 维持其相态平衡,又能在低温环境下具有良好的流变性能。为此,以新研制的低失水抗低温聚合物钻井液配方为研究对象,对其在 低温条件下的流变性能进行了测试,并利用回归分析法和最小二乘法对试验数据进行计算与分析。结果表明：①赫谢尔-巴尔克莱 模式是描述该钻井液体系低温流变性能的最佳模式;②应用该模式计算得到了低温条件下钻井液流变性能参数,其变化规律表现出 随着温度降低,钻井液动切力呈近似波动变化,钻井液的稠度系数和流性指数均大致呈线性增长的趋势,但增长幅度较小。结论认为： 所建立的钻井液表观黏度低温响应数学模型拟合精度高,可准确预测井内钻井液在低温下的流变性能。     

中原油田大斜度定向井钻井液技术

针对所钻的大斜度定向井多为双靶或多靶定向井．具有井斜大、水平位移长、靶心半径小、地质结构复杂、井下温度高的特点，采用了聚磺混油钻井液和聚合醇钻井液，并在钻井液体系中加入了性能良好的润滑剂或固体润滑剂，有效地降低钻井液摩阻，防止了井壁坍塌等井下复杂情况的出现；配合了相应的钻井工艺技术措施。现场应用表明，聚磺混油钻井液和聚合醇钻井液具有较强的润滑性、抑制性、稳定井壁能力和抗温抗污染能力，良好的流变性确保了较低的含砂量和固相含量，泥饼质量良好．大斜度段井眼清洁畅通．满足了大斜度定向井对钻井液性能的要求。     

大庆油田外围开发井甲酸盐钻井液研究与应用

室内实验研究了甲酸盐的特性，分析了甲酸盐钻井液的作用机理，针对储层特点，确定了应用于大庆外围低压低渗透油田的甲酸盐钻井液体系，并进行了现场试验和推广应用。室内实验和现场应用结果表明，甲酸盐钻井液性能稳定，钻井完井施工顺利，无井塌、井漏、卡钻事故发生，能够满足φ178mm和φ200mm井眼开发井钻井施工要求；抑制性强，井壁稳定效果好，井眼规则，井径扩大率小；机械钻速高，油层浸泡时间短，是一种有利于储层保护和增产的钻井液体系。     

金县1-1油田储层段钻井液体系研究

针对金县1—1油田储层段地质特点,介绍了钻井液体系应具备的性能。根据钻井液体系应具备的性能,选择聚合醇钻井液体系（PEM）为基液,对其进行改性处理,考察了降滤失剂PAC—LV、生物聚合物XC及降失水剂SMP用量对钻井液体系性能的影响,确定了最佳钻井液体系配方,即改性PEM钻井液体系。对改性PEM钻井液体系进行抗温、抗盐污染及抑制性评价,结果表明,该钻井液体系具有良好的抗温、抗污染能力以及优良的润滑性及抑制性,满足了金县1—1油田储层段的钻井要求。     

“零电位”水基钻井液探讨

在应用中,分散型钻井液存在“性能稳定”和“井壁稳定”矛盾要求及钻井液的Zeta电位与所钻地层电性不匹配的问题.具有抑制性的阳离子水基钻井液能有效抑制泥页岩水化分散的问题,但出现阳离子型处理剂和阴离子型处理剂不相容的问题.从理论和试验分析了将高负Zeta电位的钠基膨润土改造成“零电位”土的途径.由正交试验结果确定,以HEC、PEO和AlCl3为膨润土电性改变剂形成的膨润土-水分散体系,可以配成符合钻井液性能要求的体系.以此为基础,不使用阴离子型处理剂,只使用阳离子型、非离子型和高价无机盐作处理剂,优选出了“零电位”水基钻井液的基本配方.     

无固相钻井完井液在欠平衡钻井中的应用

塔里木北部地区塔河油田的主力油藏为奥陶系碳酸盐岩潜山型油藏。自从无固相聚合物钻井液体系在塔河油田的S66井首次尝试欠平衡钻井获得成功以来,先后对包括直井、水平井在内的16口井实施了欠平衡钻井。现场应用表明,无固相聚合物钻井液体系性能稳定,携岩性好,完全满足了塔北奥陶系欠平衡钻井要求。介绍了无固相聚合物钻井液体系的性能及现场应用情况。     

KCl-BPS聚合物钻井液体系

针对冀东油田高104-5区块高孔、高渗、疏松稠油油藏的特点,以黑色有机正电胶为油层保护主剂,按照屏蔽暂堵新原则选择不同类型的暂堵保护油层材料,并加入氯化钾和聚合物配制成一种保护油气层机理全面的新型广谱屏蔽暂堵保护油层钻井液体系KCl-BPS聚合物钻井液。室内研究和现场试验表明,该体系携岩能力强,抑制性好、润滑防塌效果显著,钻井液性能易于维护和调整,暂堵保护油层效果好。     

Evaluation Indexes of Environmental Protection and a Novel System for Offshore Drilling Fluid

Oil resources are abundant in the offshore area that is an important channel for the human to obtain oil and gas. With oil exploration and development, the marine ecological environment has been influenced increasingly. Through a large number of laboratory tests, the evaluation indexes of the environmental offshore drilling fluid system were established, which are consisted of heavy metal, petroleum, acute biological toxicity, biodegradability, and so on. Four types of agents for environmental offshore drilling fluid and a novel environmental offshore drilling fluid system were developed on the basis of establishing the evaluation indexes. The basic formulation of the novel drilling fluid system is: 400 mL Seawater + 0.3% Na₂CO₃ + 0.2% NaOH + 4% Bentonite +0.5% HXB-1 + 2% MMF + 1.5% SDR-30 + 1%HXJ + 1% SDE-1 + 2%NFA-25, and the system has been applied successfully to Bohai Bay in Shengli oil field. The results showed that the environmental offshore drilling fluid system had favorable drilling performances, met the requirements of drilling engineering and marine environmental protection, and realized the source control of the environmental contamination from offshore drilling, the environmental performances of which were superior to sulfonated polymer drilling fluid and oil-based drilling fluid.