渤海浅部砂泥岩地层井壁蠕变缩径研究

针对渤海油田浅部储层井眼蠕变缩径和井壁坍塌等问题,利用室内试验研究了浅部砂泥岩岩石物性与力学性质,测量了砂泥岩在不同含水量和不同偏应力下的蠕变速率,并根据Weertman模型进行了蠕变参数拟合。在室内试验基础上,利用有限元模型对井眼缩径的时变规律进行了研究。以曹妃甸6-2油田A井为例进行了现场应用分析。研究结果表明,在偏应力较大时地层会进入加速蠕变阶段,由于蠕变速率过快导致地层产生蠕变缩径坍塌。根据研究结果给出了抑制蠕变、延长钻井周期等相关的钻井工程技术对策,研究结果可为现场选择安全合理的钻井液密度提供指导。     

玉东7-4-2井钻井液技术优化及应用

针对塔北玉东区块上部地层缩径阻卡、膏盐岩层蠕变缩径和垮塌卡钻、高密度盐水钻井液流变性及滤失量控制难等一系列问题,玉东7-4-2井通过对钻井液技术的优化,解决了阻卡和膏盐层井眼稳定等问题,易塌层段井径扩大率仅为7.5%,钻井周期比邻井节约20 d以上,提速效果显著。      

S115井承压堵漏及盐膏层钻井液技术

塔河油田古生界石炭系地层存在膏盐岩层，埋深为5175～5304m，厚度达130m。该膏盐岩层纯而且集中，钻井过程中极易发生溶解、膨胀、井眼缩径、井壁坍塌，造成起钻遇阻、下钻遇卡等现象。决定采用欠饱和盐水钻井液和配套的钻井技术措施。钻进盐膏层时，保持钻井液性能稳定，控制钻井液密度，以平衡地层压力，抑制盐膏层的蠕变；及时检测Cl^-含量，将Cl^-含量控制在160000～175000mg／L之间，保证适度溶解盐膏层井壁，防止缩径发生复杂情况；对于漏失层采用全井分段间隙式堵漏工艺，每次泵入量不宜太多，泵速不宜太高，按照“少量多次”的原则进行憋压。现场应用表明，该钻井液体系和配套的钻井技术措施，满足了盐膏层钻进，保证了盐膏层上部地层的稳定，井眼无坍塌现象，盐膏层钻进顺利，无阻卡现象，5次电测均一次到底，下套管、固井施工顺利。     

张店油田南37断块大斜度深井钻井液技术

针对张店区块上部地层分散造浆严重，中部、下部地层吸水膨胀，剥落掉块，易缩径、垮塌、阻卡等施工难题及大斜度定向井对钻井液的特殊要求，直井段选用了聚合物钻井液，斜井段使用了聚磺正电胶混油钻井液，目的层段使用了聚磺正电胶混油屏蔽暂堵钻井完井液，并制定了相应的维护处理措施。该套钻井液技术有效地抑制了地层分散造浆和井壁坍塌，解决了大斜度井段井眼净化和润滑防卡等问题，保证了井下安全。应用结果表明，该套钻井液体系性能稳定、流变性好，抗温能力和抑制能力强，滤失量低且泥饼薄韧光滑，井壁稳定，防塌效果好；具有较强的悬浮携砂能力、润滑防卡能力，在张2101、2103井钻井过程中，井眼净化彻底，未发生沉砂卡钻；有效地保护了油气层，满足了大斜度井钻井施工的要求。     

硅酸盐钻井液降低易失稳地层钻井液密度可行性分析

珠江口盆地古近系地层在钻井过程中,多口井出现坍塌、卡钻、起下钻遇阻等井壁失稳问题,现场通过增加钻井密度解决垮塌问题,但又出现压差卡钻、钻井时效低的问题。从黏土矿物含量分析、扫描电镜、滚动回收率及膨胀性实验入手,分析珠江口盆地古近系地层井壁失稳原因。古近系地层为微裂缝发育,在钻井过程中井壁周围应力发生变化及钻井液侵入,引起井壁坍塌,继而出现卡钻、起下钻遇阻等问题。为了解决以上问题,结合硅酸盐钻井液抑制性强、封堵性好、可增强岩石强度的特点,降低地层坍塌压力。对硅酸盐水基防塌钻井液进行优化及性能评价,结果表明,其性能参数满足钻井要求,具有提高岩石内聚力、抗压能力的特点,同时与古近系已用PLUS-KCl钻井液、油基钻井液相比,优化的硅酸盐水基防塌钻井液浸泡后岩石具有抗压强度高、内聚力高等特点,其内聚力高达11.7 MPa,是PLUS-KCl钻井液的1.9倍,是油基钻井液的1.5倍,可见在保证井壁稳定的前提下,用硅酸盐钻井液降低地层坍塌压力是可行的。      

阳离子聚合物钻井液在乍得H区块的开发应用

乍得项目在最初的钻井施工过程中曾经发生过井壁坍塌、井眼缩径、井漏等复杂情况,甚至造成卡钻事故,给钻井施工和有效勘探开发带来很大麻烦。通过分析岩样及室内大量实验,开发出了适合乍得H区块的阳离子钻井液配方。经过现场试用,效果很好,再没有发生井壁坍塌情况;钻井液密度在其配方优化的基础上也显出合理性,未再发生井漏。采用阳离子聚合物钻井液不仅保证了钻进施工的顺利进行,降低了钻井风险和钻井成本,而且由于避免了钻井液漏失,进而保护了油层。通过多口井现场试验,逐渐形成了适合乍得H区块的钻井液体系。该体系应用范围较广,性能上可以和油基钻井液媲美。     

疏松砂岩储层水平井安全钻井周期确定研究

疏松砂岩层段打开井眼后有一个井眼收缩过程,井壁周围的围岩由于蠕变而逐渐向井眼收缩变形,导致缩径、卡钻以及下套管遇阻甚至挤毁套管等事故的发生。通过对渤中某区块砂岩储层的岩心进行蠕变试验,得到了蠕变方程及蠕变参数,结合地应力、钻井液密度以及蠕变参数对缩径率的影响,运用FLAC3D软件进行数值模拟计算,得到了该区块疏松砂岩水平井井眼变形随时间变化的规律,确定了疏松砂岩层水平井水平段安全钻井周期。结果表明该区块钻水平井时可以不考虑蠕变引起的钻井安全周期问题。     

塔河油田S111井复杂地层优质钻井液技术

塔河油田S111井在钻井过程中钻遇了大段软泥岩、硬脆性泥岩、多套压力层系、深井巨厚盐膏层、巨厚泥岩(包括橡皮地层、破碎地层)等复杂地层，在优选多种钻井液体系的基础上，采取相应的配套维护处理措施，保持钻井液性能稳定，较好地解决了可能出现的井漏、缩径卡钻、井眼坍塌、井壁掉块等问题，不但提高了钻井速度，而且及时发现油气层并顺利钻达设计井深。详细介绍了该井钻进各种复杂地层时钻井液维护处理措施。     

钻井液密度对井眼缩径影响的黏弹性分析

采用开尔文-沃伊特流变模型,推导出了均匀地应力下盐膏层井眼缩径的黏弹性解析解,得到了实际可以测量到的井径变化值,并分析了钻井液密度对井眼缩径的影响.对江汉油田王斜78-1井进行了实例分析,结果表明,盐膏层井眼缩径与岩层自身蠕变特性密切相关,井眼缩径率随着时间的增加而减小且最后趋于一稳定值,随着钻井液密度升高,井眼缩径率降低,当钻井液密度升至某一值时,井眼缩径率降至零,此密度即为临界钻井液密度(王斜78-1井的临界钻井液密度为2.4 kg/L).钻井液密度高于此临界值并依据岩层自身蠕变特性合理安排作业时间是保证钻井过程中不发生缩径和卡钻等事故的必要条件.     

用强抑制性钻井液体系钻巨厚泥岩地层

针对新疆准噶尔盆地莫北油田中生界白垩系吐谷鲁组（300-3850m)泥岩地层水化膨胀缩径严重，阻卡频繁，地层造浆性强，钻井液流变性控制困难。电测1次成功率低的问题，采用了甲酸盐钻井液和钾钙基钻井液体系，并配合相应的钻井工程技术措施。现场应用表明，这两种钻井液体系具有较强的抑制性，有效地减轻了泥岩地层的水化膨胀，明显减少了由膨胀缩径引起的井下复杂情况，井壁稳定。井径规则；控制了钻井液的流变性，减轻了泥岩地层的缩径阻卡，保证了裸眼完井作业的顺利实施，提高了电测1次成功率；通过强化钻井工程技术措施。缩短了钻井周期，提高了钻井时效，节约了钻井成本，实现了二开裸眼完井，提高了经济效益。     

倾斜盐岩层段井眼蠕变缩径分析

文章用盐岩蠕变的非线性有限元法建立了具有倾斜盐岩夹层的地层有限元模型。研究了新疆某油气田钻遇的盐岩层段钻井液密度、地层倾角与井眼蠕变缩径的关系。研究表明，增大钻井液密度，可有效地减缓蠕变缩径。地层倾角对井眼蠕变缩径的影响较复杂，对于上覆岩层压力大于水平应力的情况下，井眼初始蠕变量随地层倾角增大而增大。地层倾角对井眼后期蠕变（稳态蠕变）缩径的影响不仅与倾角大小有关，还与蠕变应力差有关。当蠕变应力差较小时，即钻井液密度较大时，蠕变速率随地层倾角增大而减小。当蠕变应力差较大时，对于该井蠕变岩层段，地层倾角小于15°时，蠕变速率随地层倾角增大而增大，地层倾角大于15°时，蠕变速率随地层倾角增大而减小。该研究结果为盐岩段井眼稳定性分析和提供合理的钻井液密度具有指导意义。     

苏北探区海安区块钻井液技术

海安区块位于浙江油田苏北盆地海安凹陷曲塘次凹南部斜坡带,地层黏土矿物含量高,水化膨胀能力强,该区块上部地层造浆严重,易缩径;中下部地层存在石膏层、矿化度高,易污染钻井液;下部地层特殊岩性发育,易造成井壁坍塌.采用了强抑制性聚磺硅氟成膜钻井液,增强了钻井液的抗黏土、抗石膏以及抗盐的污染能力;控制了地层缩径、井壁垮塌,较好地解决了钻头泥包、起钻拔活塞、下钻划眼、电测遇阻卡等问题;该钻井液在13口井的应用中取得了明显的效果,保证了该钻井液的性能稳定,满足了该地区钻井施工的要求.     

T453井三叠系石炭系地层安全钻井液密度窗口的确定

塔河油田三叠系、石炭系地层钻井过程中井壁垮塌严重，井径扩大率太，严重影响了钻井效率和固井质量。利用三叠系、石炭系地层岩心，进行了地应力与岩石力学参数室内试验研究，并根据试验结果标定了岩石力学测井解释的模型，根据S68井的测井资料分析了其坍塌压力、地层破裂压力，建立了安全钻井液密度窗口。根据研究成果，确定了T453井三开井段安全钻井液密度窗口，推荐了现场钻井作业的钻井液密度程序。现场试验表明，严格按照设计的钻井液密度程序施工可避免井壁垮塌、缩径导致的起下钻遏阻以及卡钻等井下复杂情况或事故。     

甲酸盐无固相钻井液体系在大港滩海地区的应用

甲酸盐钻井液体系具有密度范围宽，无毒，可生物降解，与地层流体配伍性好，腐蚀性很小，不损害产层等优点。但相对成本较高。室内评价试验表明，该钻井液体系的抑制性很强，抗固相及盐污染的能力很强，岩心渗透率恢复率达80%以上。具有良好的油气层保护效果。在大港油田滩海地区9口井的应用表明，该钻井液体系能有效地解决该地区中浅层钻井过程中井壁易坍塌，起下钻阻卡严重等问题。但其成本相对较高，应研制生产价格较低的甲酸盐，该地区中浅层钻井过程中井壁易坍塌，起下钻阻卡严重等问题。但其成本相对较高，应研制生产价格较低的甲酸盐。     

钻井液封堵性对徐闻区块涠三段井壁失稳的影响

在徐闻区块钻井过程中,钻遇涠洲组时发生了井塌等井下复杂事故,但通过对测井数据和地层3个压力剖面数据分析,发现钻井使用的钻井液密度均高于地层坍塌压力当量密度,且涠三段地层层理裂隙比较发育。利用给出的坍塌压力当量钻井液密度简化计算式,计算了钻井液浸泡后岩心坍塌压力的变化,其结果表明,随着钻井液浸泡时间的增加,岩石强度下降,进而造成地层坍塌压力大幅度增加,岩心浸泡5 d坍塌压力增加了12.15%。对涠三段地层井壁失稳情况及影响因素进行了分析,认为该层位井壁失稳机理为:钻井液封堵性不足以阻止钻井液滤液侵入地层,造成地层强度下降和近井壁孔隙压力升高,进而导致地层坍塌压力升高,诱发井壁坍塌。采用有机盐、包被剂和胺基抑制剂改善了钻井液抑制性,采用ZHFD、QS-4和NFA-25作为封堵剂,形成了强封堵强抑制的有机盐胺基钻井液,延长了井壁坍塌周期,有效解决了涠三段井壁失稳的技术难题。      

尼日利亚边际油田合成基钻井液技术

尼日利亚边际油田地层复杂,软泥岩水敏性极强、硬脆性泥岩坍塌掉块严重,且所钻井均为斜井。S5井使用的5%KCl聚合物钻井液无法抑制造浆性极强的软泥岩地层水化膨胀,硬脆性泥岩裂隙、层理发育,钻井过程中多次出现缩径阻卡、井眼坍塌、卡钻等复杂情况。根据地层特点,SIPEC使用合成基钻井液,通过添加油、主乳化剂、辅乳化剂、润湿剂、生石灰、增黏剂等处理剂、保持钻井液电稳定性大于400 V、油水比大于70∶30、黏度大于70s、钻井液API滤失量为0、高温高压滤失量小于3 mL、钻井液密度为1.3 g/cm3和使用强化固控等技术措施。保证钻井液性能稳定和井下安全,并采取随钻堵漏、优化性能、钻井液回收等措施降低了钻井液消耗,降低合成基钻井液的使用成本。在随后的S6井钻井施工中,使用合成基钻井液效果良好,保证了复杂井段的井下安全,提高了钻井速度,钻井周期由128 d下降到36 d。     

温度及渗流对疏松砂岩储层钻井液密度窗口的影响规律研究

在井壁稳定分析中,将疏松砂岩储层作为孔隙介质,依据孔隙热弹性小变形应力叠加原理,建立温度及井壁渗流等多种因素影响下,疏松砂岩储层井眼周围有效应力计算模式,结合井壁岩石破坏准则,给出了地层坍塌压力、破裂压力计算模式,研究了温度变化和井壁渗流等因素对安全钻井液密度窗口的影响规律,为确定疏松砂岩地层的安全钻井液密度窗口提供理论依据.研究结果表明,随着地层渗透性增大,地层破裂压力降低,坍塌压力升高,安全钻井液密度范围变小;井壁温度降低,地层坍塌压力和破裂压力同时降低,安全钻井液密度范围变窄;井壁温度升高,地层破裂压力和坍塌压力同时升高,安全钻井液密度范围变宽.但在温度降低及井壁渗流综合影响下,地层承压能力大幅下降,地层坍塌压力也降低,为了保证钻井安全,应适当降低钻井液密度.     

T810XK长裸眼斜直井钻井液技术

T810XK井是塔河油田一口钻井液施工难度较大的"S"型长裸眼斜直深井,二开φ 241.3 mm井眼裸眼井段长达4353.58 m,裸眼跨度大,钻遇地层复杂,上下地层存在较大的压差,井身结构与井眼轨迹特殊,在井深4950 m以下还要定向钻进.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能,因此长裸眼上部易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,长裸眼下部易扩径定向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,润滑性好,井眼通畅,实现了无阻卡现象,井眼稳定,基本无掉块、坍塌,全井段平均井径扩大率仅为6.35%,井底干净无沉砂,造斜定向钻进顺利,测井、下套管一次到位,确保了安全、快速、优质施工.     

雅克拉凝析气田钻井液技术

雅克拉凝析气田油气井在钻进过程中存在φ444.5 mm井眼携岩困难及造壁差的问题、φ311.1 mm井眼携岩不好及易阻卡的问题、φ215.9 mm井眼卡普沙良群地层井眼稳定性差及油气层保护的问题.通过室内试验优选了钻井液体系和配方,并针对不同井段技术难点制定了相应的钻井液工艺技术措施.在S15井、YK1井、YK2井和YK3井等的应用表明,采用优选出的钻井液,采取制定的技术措施解决了该区块大井眼携岩洗井、缩径阻卡、石膏层污染和井眼掉块坍塌等问题,达到了优快钻井和保护油气层的目的.     

塔参—1井钻井液高温流变性研究与应用

通过阐述钻井液流变性与钻井工作密不可分的特点 ,引出钻井液高温流变性的重要性。重点介绍在塔参 - 1井运用测得的高温流变参数及回归方程 ,调整钻井液流变性 ,改善钻井液携砂能力 ,提高滤饼致密度 ,防止钻井液对井壁的冲蚀 ,以减少易坍塌井段由井塌引起的蹩钻、阻卡、下钻不到底、划眼频繁、甚至卡钻等的复杂局面 ,成功地为塔参 - 1井提供了技术支持。