页岩气水平井开发用高效水基钻井液体系研究

针对涪陵地区页岩气水平井开发特点,通过室内试验开发了一套适合目标区块页岩气水平井的高效水基钻井液体系,并对其综合性能进行了评价.结果表明:高效水基钻井液体系具有良好的耐温性能,在140℃下老化后,体系的流变性能和滤失量均无明显升高.体系具有较强的抑制性能和润滑性能,对目标区块储层段岩屑的滚动回收率可以达到98％以上,具...     

抗高温水基钻井液降滤失剂的研制及性能评价

针对深井钻井过程中高温高压条件下对钻井液体系性能的特殊要求,在室内试验中通过水溶液聚合法研制出一种适合于深井高温地层的水基降滤失剂SLA-3。对其性能进行了评价,结果表明:降滤失剂SLA-3的相对分子质量适中,对水溶液的黏度增加有限,不会造成钻井液体系的黏度变化过大;经过180℃高温老化后,仍具有较好的热稳定性。在基浆中加入质量分数3%的SLA-3,200℃下老化16 h后的高温高压滤失量可以控制在9.4 m L,具有良好的抗温性能。考察了降滤失剂对不同类型钻井液体系性能影响,试验结果表明:SLA-3在淡水钻井液体系、盐水钻井液体系以及含钙钻井液体系中均表现出良好的降滤失效果,适应性较强,可以满足深井钻井作业对钻井液性能的要求。     

适合海上油田的耐温抗盐型水基钻井液体系研究

为满足海上油田高温储层段钻井施工对钻井液性能的要求,室内通过对抗温型增黏剂、抑制剂和封堵剂的优选及评价,研究出了一套适合海上油田的耐温抗盐型水基钻井液体系,并对钻井液体系的综合性能进行了评价。实验结果表明,该钻井液体系在密度范围为1.3～1.7 g/cm3内时均具有良好的流变性能和降滤失性能;当老化温度为180℃时,体系仍能保持良好的黏度和切力值,滤失量小于10 mL,具有良好的抗温性能;在钻井液体系中加入5%的NaCl后,体系的黏度和切力稍有下降,滤失量稍有增大,具有良好的抗盐性能;体系中加入10%的钻屑后,体系的各项参数变化幅度整体较小,具有良好的抗钻屑污染能力。储层岩心使用钻井液体系污染后渗透率恢复值在60%以上,切除污染端面后渗透率恢复值可以达到90%以上,具有良好的储层保护效果。     

适合海上低渗储层的强抑制水基钻井液体系研究

针对海上低渗储层钻井过程中易发生井下复杂事故等问题,通过室内实验,研究出了一套适合海上低渗储层的强抑制水基钻井液体系,并对其综合性能进行了评价。结果表明：该钻井液体系具有良好的流变性能、降滤失性能、抑制性能、封堵性能、防水锁性能和抗污染能力,综合性能明显优于KCl/PLUS钻井液以及聚磺钻井液体系。该钻井液体系能够满足...     

高性能超微-纳米水基钻井液在东胜气田J30-7-P2井的应用

在分析东胜气田致密气藏储层特点及现有钻井液缺点的基础上,通过优选抑制剂、封堵剂及降滤失剂研制了抑制性好、致密封堵、润滑防卡能力强的高性能超微-纳米水基钻井液,并对其性能进行了综合评价。室内研究结果表明,高性能超微-纳米水基钻井液能有效减少压力传递、降低钻井液对岩心的侵入,渗透率恢复率达92.7%。现场应用结果表明,机械钻速为8.38 m·h^-1,API滤失量低于3.6 mL,最大扭矩为6.5 kN·m,效果显著。高性能超微-纳米水基钻井液能满足东胜气田致密气藏水平井钻井的需求。     

塔里木油田富源井区深井超深井抗240℃高温钻井液体系研究

深井超深井的勘探开发已逐渐成为油气开发的主要对象,钻井液是深层超深层钻完井工程的核心技术,是钻井成功的关键之一。本文通过分析塔科1井的技术难点,对水基钻井液的降滤失剂、沥青封堵剂、抗高温抑制剂以及抗高温颗粒封堵剂进行了优选,形成了一套抗240℃高温的水基钻井液体系;并对钻井液体系进行评价。实验结果表明,钻井液体系在240℃高温下具有良好的流变性和降滤失剂性能,满足塔里木油田深井超深的钻井需求。     

深层页岩气钻井关键技术难点及对策研究

以涪陵深层页岩气储层为研究对象,针对涪陵深层页岩气储层地质特征复杂、埋藏深、机械钻速低以及钻井周期较长等问题,总结了涪陵深层页岩气钻井过程中面临的关键技术难题。结合中浅层页岩气钻井开发的经验,提出了相应的技术对策:优化井身结构及水平井眼控制技术、研制高效PDC钻头及优化井壁稳定控制技术等。研制出1套适合涪陵深层页岩气储层的高效水基钻井液体系,并通过室内试验对钻井液体系的综合性能进行了评价。结果表明:高效水基钻井液体系具有较好的流变性能、抑制性能、润滑性能、封堵性能及抗污染性能,能够满足涪陵深层页岩气钻井施工的需求,在保障钻井安全的基础上提高钻井效率,为涪陵地区深层页岩气的高效开发提供技术支持。     

干热岩抗高温钻井液体系研究

为了满足干热岩的开发需要,研制了一种抗温性能达到260℃的高温水基钻井液;主要通过研制的高温护胶剂HDC保持钻井液体系中的各种胶粒的稳定,配合相应的高温降滤失剂和高温封堵剂等其它配伍性处理剂的协同增效作用,来提高钻井液的抗温性能。结果表明,该钻井液抗温性能好,稳定性高,经过260℃高温老化后,仍能保持稳定的流变性能和滤失性能,适合各种类型的高温井的钻井作业。     

抗高温高密度油基钻井液体系研究及性能评价

为满足高温高压深层油气资源勘探开发的需求,通过处理剂的优选,研制了一套抗高温高密度油基钻井液体系,并在室内对其综合性能进行了评价.结果表明:该油基钻井液体系具有良好的抗高温性能,经过200℃老化后,钻井液体系的流变性能稳定,高温高压滤失量小于5 mL,破乳电压值可以达到1000 V以上;体系具有良好的沉降稳定性能,经过高温老化后上下密度差较小,未发生明显沉降;体系具有良好的抑制性能,能使目标区块储层段岩屑的滚动回收率达到98％以上;在油基钻井液体系中加入淡水、NaCl和岩屑后,体系的流变性能、破乳电压和高温高压滤失量变化均不大,说明该钻井液体系具有良好的抗污染性能;该油基钻井液体系具有较好的储层保护效果,天然岩心使用钻井液污染后,渗透率恢复值仍能大于90％.     

多胺基聚乙烯亚胺页岩抑制性能研究

针对页岩中粘土矿物的水化膨胀导致的井壁稳定问题,通过优选多胺基聚乙烯亚胺作为页岩抑制剂,形成了一种强抑制的水基钻井液体系。性能评价结果表明,对比聚醚胺等常用的页岩抑制剂,多胺基聚乙烯亚胺具有更强的页岩抑制性,在老化150℃后,滚动回收率高达96%;强抑制的水基钻井液体系在120℃条件下流变性能优异、滤失量低、抑制性强,表观粘度为48 mPa·s, API滤失量为3.0 mL,页岩膨胀高度的降低率高达70%。该钻井液体系有望在页岩气的钻探开发中推广应用。     

封堵防塌成膜剂PF-HCM在钻井液中的应用

为解决哈得油田钻井过程中滤液侵入储层造成井壁失稳等问题,通过优选,引入了一种能够用于渗透性地层和泥岩地层的温压成膜剂PF-HCM,该处理剂的主要作用机理是通过控制水基钻井液特殊组分的途径在井筒流体与井壁界面形成一种完全隔离、封闭水相运移的膜,以达到稳定井壁的目的,实验结果表明,成膜剂PF-HCM在30~180℃较宽的温度范围内均具有较高的成膜效率,对低、中、高不同渗透率级别的岩心均表现出良好的封堵特性;在哈得油田钻井液体系中加入2%的温压成膜剂PF-HCM就能显著降低体系的滤失量和滤饼渗透率,同时不影响体系的流变性能,表明成膜剂PF-HCM在哈得油田钻井液中具有很好的封堵防塌性能。     

强抑制性水基钻井液的室内实验研究

由于页岩地层水化作用较强,地层极易水化膨胀导致井壁不稳定,大量岩屑分散在钻井液中,引起钻井液流变性能的剧烈变化,井段容易发生井漏、垮塌、缩径等问题。针对这种情况,研发出一种抗高温抗污染的强抑制性水基钻井液体系。通过评价胺类页岩抑制剂UHIB-B和硅酸盐抑制剂Y1,两者的协同作用提高钻井液的抑制性能,并保持着较好的流变性能。该体系抗温达到了120℃,API滤失量小于3 mL,HTHP滤失量小于9 mL,测试其封堵性能时测得钻井液体系侵入沙床深度为1.8 cm,在膨润土以及无机盐的污染下,仍然保持着较好的流变性能,钻井液体系的岩屑回收率达98%,钻井液的防膨率达85%。试验表明,该套体系具有良好的流变性、抑制性及封堵性,抗温性能和抗侵能力优良,适宜在高水敏和易污染等复杂地层中使用。     

INVERMUL油基钻井液在建页HF-1水平井的应用

针对建页HF-1页岩气水平井易出现井壁水化垮塌及水平段易粘卡的问题,采用了Halliburton-Baroid的INVERMUL油基钻井液。现场应用表明,INVERMUL油基钻井液具有稳定性强、封堵防塌能力强、破乳电压高、滤失量低、流变性好、润滑性好等特点,很好地满足了建页HF-1页岩气水平井的作业要求。     

国内外页岩气钻井液技术应用现状

介绍了国内外页岩气钻井液技术及其应用情况,大部分页岩油气水平井采用油基钻井液,直井或定向井多采用水基钻井液;国内油基钻井液技术较为成熟,处理后的含油钻屑能达到环保要求。     

页岩气水基钻井液技术分析

页岩地层易水化膨胀,加之我国页岩气储层地廣结构复杂,井下事故频发,目前我国页岩气钻井多采用抑制性好、润滑性强的油基钻井液。但是由于油基钻井液成本高,污染大,而且油基钻井液条件下浅层气井固井难度大,使用油基钻井液钻井,二个界面存在油泥,水泥胶结质量难保证;加之与油基钻井液配套设施不成熟,因此迫切需要研发一种适用于页岩气水平井作业的强抑制高性能低污染的水基钻井液。     

一种新型的油包水合成基钻井液

我国页岩气资源勘探开发已全面铺开。页岩失稳坍塌是目前困扰中国页岩气水平井大规模钻探的关键因素之一。合成基钻井液因其强抑制性强,在国外被广泛用于页岩气水平井钻井。借鉴国外相关经验,设计实验优选出油包水合成基钻井液的配方:矿物油(OA)+白油(OB)+水+3.0%乳化剂(纳米级SiO_2)+1.6%醋酸钾+1.0%有机土+3.0%降滤失剂+2.0%润湿剂+重晶石。以在实验室内合成低毒、价廉的矿物油OA和白油(OB)为基础油不仅能够降低成本,而且可以生物降解,对环境污染小。采用纳米级SiO_2做乳化剂,不仅有很好的粘结性、耐高温性、成膜性,而且对高速搅拌下产生的气泡有一定的消泡作用。采用醋酸钾替代氯化钙作为水相抑制剂,既增强了体系的抑制性又简化了配制工艺。该钻井液体系加重至2.40 g/cm~3的流变性能良好,破乳电压较高;在130℃条件下热滚老化后流变性及破乳电压变化都不大。该体系很适合用于高地层压力梯度的四川盆地页岩Ⅰ区块(下志留统龙马溪组下部—上奥陶统五峰组约86 m层段)含气泥页岩段目的层的开发。其良好的润滑性能也有利于在该区块进行大位移水平井开发。     

新型聚合物钾盐抑制泥页岩水化的性能与机理

泥页岩水化膨胀是井壁失稳的重要原因。本文通过膨润土压片浸泡与线性膨胀实验、页岩钻屑滚动回收实验以及流变性、滤失性测试,评价了一种新型聚合物钾盐抑制剂聚阴离子纤维素钾（K-PAC）的抑制性能及其对水基钻井液流变性和滤失性的影响。评价结果表明,0.5% K-PAC的抑制泥页岩水化膨胀的性能明显优于5% KCl、2%聚醚胺-D230（PEA-D230）,与0.5%聚丙烯酰胺钾盐（K-PAM）相近;0.5% K-PAC的增黏提切、降滤失性能要优于0.5% K-PAM。通过扫描电镜和X射线衍射分析了K-PAC的抑制机理,结果表明,K-PAC的阳离子部分（K⁺）能够进入膨润土晶层中并置换出水化钠离子,从而起到抑制黏土晶层膨胀的作用;K-PAC的阴离子部分吸附在黏土颗粒上起到护胶、降滤失的作用,二者协同增效,从而起到强抑制作用。由于K-PAC由聚阴离子纤维素和K⁺构成,对环境友好、成本低廉。因此,K-PAC具有成为低成本、环保型、强抑制性的水基钻井液抑制剂的巨大潜力。     

聚胺仿油基钻井液研究与应用

聚胺仿油基钻井液是一类以聚胺抑制剂和MEG(甲基葡萄糖甙)为主要处理剂的新型钻井液体系,在川西中浅层水平井中得到广泛应用。室内实验表明,该钻井液流变性、抑制性和润滑性较好;现场应用表明,该钻井液性能稳定,抑制性强,润滑性好,水平段井径扩大率较小,起下钻摩阻较低,能够满足川西中浅层水平井的钻井需要。     

Hydrophobic-associated polymer-based laponite nanolayered silicate composite as filtrate reducer for water-based drilling fluid at high temperature

Wellbore instability caused by water invasion is the main problem in oil and gas drilling operation. This study reports the utilization of a hydrophobic-associated polymer-based laponite nanolayered silicate composite as a filtrate reducer in water-based drilling fluids (WDFs). The thermal performance and micromorphology of the composite were analyzed by thermogravimetric analysis, transmission electron microscope, and field emission scanning electron microscopy. The results indicated that the composite possessed a “bean pod” structure and a good thermal stability. The rheological properties of the composite solution were evaluated. The results showed that the hydrophobic association interaction of the composite is weak but existent, and the crosslink network structure is variable. The applied performances of WDFs containing the composite were also evaluated. Evaluation results showed that the composite could improve the properties of the thermal stability, salt tolerance, and fluid loss control of WDFs. The particle size distribution of WDFs and the micrographs of filter cakes explained the improving. The composite was expected to be applied as an efficient filtrate reducer for developing high performance drilling fluids. © 2019 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2020 , 137, 48608.     

阴离子型VES压裂液在裂缝性油藏中的研究应用

裂缝性油藏中出现的天然裂缝会在水力压裂过程中发生剪切或者破坏等一系列现象,这导致了压裂液的滤失情况十分严重,进一步造成砂堵或者加砂困难等问题。针对裂缝性油藏中压裂液滤失严重的问题,通过研究阴离子型VES压裂液的性能来降低压裂液的滤失量。测试了VES压裂液的流变性能、耐温性能、粘弹性能、悬砂性能及破胶性能。研究表明,VES压裂液的耐剪切性很好,可以维持长时间的工作要求,在低剪切力下可以维持粘度的不变,在提高剪切速率时粘度会开始下降,在剪切速率得到回降后粘度又可以快速恢复;VES压裂液在60℃的地层中利用率最高,此温度下的粘度最大,弹性也最大,不可用于高于80℃的地层;VES压裂液支撑剂沉降速度很低悬砂性能很好,破胶很快且很彻底;这些优越的性能可以大量减少裂缝性油藏在水力压裂过程中压裂液的滤失量。