超高密度（ρ≥3.00g／cm^3）钻井液的研究与应用

官3井二叠系阳新统存在压力系数为2．85的超高压地层,需用密度为2．92－3.00g/cm^3的钻井液钻井,通过研究重晶石的表面性质及其他技术指标,在优选出高效稀释剂和润滑剂的基础上,胡定了可配制密度为3．02g/cm^3钻井液的重晶石技术指标,并确定了钻井液中膨润土的最佳加量为10.4-12.5g/L.稀释液为DQG－1碱液,润滑剂为1％－3％的FRH,护胶剂为PSC,经室内试验和在井深400m实钻应用证明,超高密度钻井液流变性,沉降稳定性及其他性能良好,配制及维护处理简易。     

含醇醚水基钻井液体系的研究与应用

针对传统水基钻井液的特点,引入满足环保要求的醇醚化合物替代油类润滑剂,并以此建立含醇醚水基钻井液体系。经室内研究和现场应用表明：该体系具有优良的润滑性,良好的井眼清洁能力,井壁稳定和抑制能力接近油基钻井液水平,无荧光不干扰地质录井,储层保护效果好。生物毒性检测结果表明,该体系具有环境可接受性。现场应用近３０口井并取得成功。     

钻井液CO2污染的预防与处理

柴3井是新疆柴窝铺地区土墩子构造上的1口探井,是柴2井（距柴3井150m)的替身井,设计井深为4500m,地层泥页岩成岩性差,水敏性强,极易不化剥落,含有CO2气体,柴3井应用具有抗CO2污染能力的钾基聚合物石蒌钻井液体系钻井,预防CO2气体的污染,用室内研制的FCLS,CaO,KOH胶液配方处理被CO2严得污染的钻井液,顺利完钻,柴3井现场试验表明,适当提高钻井液密度,能有效阻止地层中CO2气体的侵入,适当提高钻井液的pH值,有利于消除CO2的污染。     

文东地区深井高密度钻井液技术

针对中原油田文东地区地层复杂,盐间高压油气井钻井难度大,极易造成井喷、井漏、划眼、卡钻等复杂情况,分析了高密度钻井液技术的难点,对深井高密度聚磺饱和盐水钻井液的配制、维护处理提出了具体的要求。三开采用高密度聚磺饱和盐水钻井液,钻进过程中加强维护处理,有效的解决了文东深井高密度钻进液的流变性、润滑、防塌、抗温等难题,降低了钻井成本。     

坨-胜-永断裂带高密度深井钻井液技术

坨-胜-永断裂带储油层埋藏深、压力高，断层发育，构造较复杂，在钻井过程中容易发生与高密度钻井液相关的钻井问题。通过分析研究，确定在三开之前采用低密度聚合物铵盐体系，三开之后采用抗高温抗盐的聚合物硅氟防塌降滤失钻井液。提出了在该区块使用高密度钻井液技术的主要施工措施：禁止直接加加重材料．采用混重钻井液的逐步加重方式，同时保证加重材料有充分的水化时间；对直井，润滑剂总含量应为2％～3％．对定向井，润滑剂总含量应为3％～5％；该区块高密度钻井液用水的矿化度不能超标，氯离子含量应小于1000mg／L，钙镁离子含量均应小于200mg／L；处理剂应具备良好的抗高温和抗盐性能；保证四级固控设备的使用率，特别是离心机在每次下钻后调整钻井液时的使用至关重要。现场应用表明，聚合物硅钾基防塌降滤失钻井液具有滤失量低、抑制性强、抗高温、防塌和润滑性能好、携岩能力强等优点。     

用活化铁矿粉加重钻井液快速钻成6000米深井

塔里木盆地西南边缘构造复杂,含油气层存在不同的压力体系,钻井过程中经常发生井塌、井漏、井喷、卡钻等事故。棋北-3井是位于该盆地西南坳陷齐姆根凸起棋北构造高点的一口预探井,完钻井深6280m,所钻地层复杂。为满足钻井工程需要,该井采用活化铁矿粉加重的聚磺钻井液体系。该钻井液具有抑制性强、抗温、抗污染能力强及性能稳定等特点,提高了钻井时效,降低了钻井成本。     

川东地区深井高密度聚合物钻井液技术问题的研究

为了解决川东深井高密度聚合物钻井液面临的技术问题,根据川东地区高密度钻井液的技术要求与技术现状,结合国内高密度聚舍物钻井液的研究情况,经过大量反复的现场实践,确定了川东深井高密度聚合物钻井液现实可行的技术路线——适度分散的强抑制、强封堵特性的钾钙基沥青树脂两性离子聚合物高密度钻井液,其典型配方为:预水化新浆(或上部井段聚合物低固相钻井液) XY27(或再复配SK—4等低分子量聚合物) SMp KHm CaO 沥青类处理剂 润滑防卡剂 加重剂。此体系在保持磺化高密度钻井液优点的同时又较好地解决了磺化高密度钻井液和聚合物不分散高密度钻井液未能解决的问题,收到了显著的技术经济效益,为研究建立复杂地区深井聚合物高密度钻井液体系提供了有益的参考。     

流为性稳定的无毒,耐高温水基钻井液

通过驿钻井液组分、性能的重新设计，采用商业上便于购买的泥浆材料研究出一种流变性稳定、抗高温的水基钻井液。流变稳定性是用Ｆａｎｎ５０Ｃ研究低剪切速率时的粘度与温度关系和弹性流变性来描述的。该体系已在海洋，陆上温度为２１５℃、密度为１．８ｇ／ｃｍ＾３ 的条例上得到应用。     

水基钻井液用抗盐润滑剂

我国钻井行业当前需要解决的重要课题之一是研制抗盐性能优良的钻井液用润滑剂,本文舅外部分抗盐润滑剂,包括妥尔油馏份复配物,石油馏份润滑油,脂肪酸类,脂肪醇类,磺酸钠和亚硫酸盐酒精度液等,并探讨我国研制这类润滑剂的可能性。     

抗高温降粘剂PNK的研制与评价

以木质素磺酸钙为主要原料，通过甲醛缩合，接枝共聚，金属络合及磺化处理等一系改性反应，在室内制备了新型钻井液降粘剂PNK，室内流变性，抗温性，抗盐污染能力以及抑制性评价实验及现场应用结果表明，其性能优于国内外同类产品，具有较强的抗高温，抗盐污染能力和抑制性，是一种能显著降低水基钻井液粘度，切力的新型钻井液降粘剂。     

超高密度水基钻井液滤失造壁性控制原理

加重剂是影响超高密度水基钻井液滤失造壁性的重要因素。从理论上分析了加重剂沉降以及加重剂表面水化作用对钻井液滤失造壁性的影响,得出加重剂颗粒的沉降以及其表面水化能力是影响滤失造壁性的重要因素。由此提出了稳定超高密度水基钻井液静态滤失的技术思路,即通过改善加重剂的沉降稳定性和表面水化能力来控制钻井液的滤失造壁性。提出了采用一种能吸附在加重剂表面,增大其表面Zeta电位绝对值和水化能力的处理剂来改善超高密度水基钻井液滤失造壁性的技术方法。研究出一种润湿分散剂GR,室内实验评价了其对加重剂表面Zeta电位的影响,以及对超高密度水基钻井液沉降稳定性和滤失量的影响。研究结果表明,GR可显著提高加重剂的Zeta电位绝对值,并能明显改善钻井液的沉降稳定性和滤失造壁性,从而验证了该技术方法的可行性。     

莺琼盆地抗高温高密度水基钻井液

莺琼盆地地温梯度高,压力系数大,安全密度窗口窄,抗高温高密度钻井液技术是其高温高压地层钻井面临的主要技术难题之一。对该区块现用水基钻井液进行性能分析,通过对钻井液性能进行优化,构建了莺琼盆地高温高压段水基钻井液。该钻井液体系在200℃热滚16 h后的黏度为39 mPa·s,动切力为7 Pa,高温高压（200℃、3 MPa）沉降因子为0.512,高温高压滤失量为8.6 mL,高温高压砂床滤失量为14.4 mL,在4 MPa被CO₂污染后黏度为43 mPa·s,动切力为9 Pa,API滤失量为4.5 mL,高温高压滤失量为13.6 mL。研究结果表明,该体系的流变性、沉降稳定性、高温高压滤失性、封堵性及抗酸性气体CO₂污染性能均优于莺琼盆地现有高温高压段水基钻井液体系。      

ZQ2井盐膏层高密度欠饱和盐水聚磺钻井液技术

ZQ2是库车凹陷秋里塔格构造中秋2号构造的一口预探井,吉迪克组～库姆格列木群泥岩段（N1j2 ～ E1-2km1）盐膏层埋藏深度在4545～5827 m,地层特性膏盐层段长、石膏含量高、压力系数高、盐间软泥岩欠压实高含泥质高含水与软黏特性、φ333.375 mm大尺寸井眼,原设计为油基钻井液,后更改为水基钻井液,且井深结构更改为高低压层套打,对水基钻井液技术提出了较高要求。针对地层特性通过改变传统钻井液体系思路引入烯丙基磺酸钠四元共聚物降滤失剂MYK、改性植物胶包被抑制剂NXX、国内首次在欠饱和盐水体系中引入有机盐Weigh2对传统的欠饱和盐水磺化钻井液进行改造升级为聚磺高密度欠饱和盐水钻井液,在实钻过程中表现出包被抑制性强、抗盐膏污染能力强、性能稳定、维护简单、岩屑代表性强,流变性控制优于邻井欠饱和盐水磺化钻井液,在ZQ2井该段盐膏层取得了良好效果,解决了传统欠饱和盐水磺化体系因使用稀释剂致强分散、强依赖性而出现“加～放～加、增黏～降黏～增黏”难题,实现了该层位盐膏层及软泥岩安全快速钻进、井壁稳定、井下安全,电测、下套管一次性成功,为该区块优化井身结构奠定了基础。     

深水高温高压井钻井液技术

LS25-1S-1深水高温高压井实钻井深为4 448 m,完钻层位为梅山组,采用六开井身结构,φ212.7 mm井段为目的层段,压力系数预测为1.70~1.84,安全密度窗口窄,需重点关注井控、防漏和水合物生成的预防;同时由于井底温度约为147℃,而出口温度只有17℃,保持钻井液在高密度下的高、低温稳定性、防重晶石沉降、良好流变性和储层保护是该井段技术重点。以LS区块气源为研究对象,通过利用水合物抑制软件HydraFLASH绘制不同抑制剂浓度下水合物P-T相图,优选出钻进及静止期间水合物抑制配方:（9%~15%）NaCl+5% KCl+10% KCOOH+（0~45%）乙二醇。选用了抗高温降滤失剂HTFL,其加量为0.8%时体系高温高压滤失量小于10 mL,泥饼质量好。研发了一种新型的封堵剂PFFPA,PF-FPA较FLC2000具有更好的封堵降滤失效果。性能评价结果表明,该体系抗温达170℃,高低温流变性平稳,能抗10%的钙土污染,而且沉降稳定性好,封堵能力强,渗透率恢复值在80%以上,储层保护效果好。在现场应用中,通过Drill Bench软件模拟,将排量降至1 400 L/min,此时ECD为1.94 g/cm3,小于漏失压力当量密度（1.96 g/cm3）,ROP为10 m/h,岩屑传输效率仍在85%以上,满足携岩要求。该井顺利完钻,表明该套钻井液技术解决了现场作业难题。      

钻井液滤失造壁性能评价方法研究现状

介绍了现有钻井液泥饼渗流特性、孔喉大小、厚度及压缩性等质量参数的评价、仪器及其评价方法,并分析了扫描电镜、能谱仪等仪器设备在泥饼微观结构及组分分布特征表征方面的研究与应用现状。现有研究思路侧重于对样品表面形貌的观测,在优化钻井液滤失造壁性能时仍然缺乏对泥饼内部微观结构的基础性认识,未来应继续深入开展对钻井液泥饼微观结构空间分布特征方面的研究分析,进一步弄清钻井液降滤失作用机理及降低钻井液滤失量的途径,发展并完善钻井液滤失造壁性调控机理基础理论,为新型高效处理剂的研制以及钻井液技术水平的提升提供指导和技术支撑。      

莺歌海盆地抗高温高密度钻井液技术

南海莺歌海盆地储层具有高温高压特征,主要储层温度范围为186~218℃,地层压力系数范围为1.6~2.4,现用的水基钻井液抗温达到180℃,密度能够达到2.0 g/cm3,存在抗温性能不足,在200℃老化后钻井液增稠严重,密度难以达到地层要求的压力范围,对储层损害程度较严重等问题。结合该区域地质概况和储层损害机理分析,对钻井液进行了优化,加入超细碳酸钙和广谱油膜封堵剂,形成良好泥饼和致密的封堵薄膜;加入表面活性剂,改变孔隙岩石的表面性质,防止水锁现象的发生;加入白油和表面活性剂提高体系抗温性。优化的抗高温高密度水基钻井液在200℃条件下性能良好,密度可达到2.2 g/cm3,能够满足井下安全生产需要;钻井液具有良好的封堵性和防水锁能力,渗透率恢复值达90%左右;具有一定的抗CO2污染能力。     

KL2-H1水平井高密度饱和盐水混油钻井液技术

KL2-H1井是西气东输2007年在克拉区块的一口水平井.该井三开段为高压盐膏层,四开段为白云岩高压气层;钻井液密度为2.00～2.25 g/cm<'3>,压井液密度为2.40 g/cm<'3>,使用混10%～15%原油基液,固相含量相对高,且容量限低,同时由于带POWVER或MWD定向工具钻进,只能使用重晶石加重,使得钻井液的流变性较差,现场施工困难.经过室内实验,研究出了一套适用于现场要求和用重晶石加重的流变性较好的高密度饱和盐水钻井液和压井液配方.现场应用表明,该钻井液的各项性能均能很好地满足钻进要求.     

高密度钻井液技术研究与应用

针对高密度钻井液在应用过程中存在的问题,通过对膨润土限量进行研究,对加重剂和表面活性剂进行优选,开发出了一系列密度高达2.9 g/cm<'3>的高密度钻井液,其抗温达150℃,抗盐达饱和.室内实验表明,该高密度钻井液具有良好的流动性和悬浮稳定性.其在羊塔克101、迪那22、大北1、和田1、庄2、固1、河坝1和河坝2井进行了应用.现场应用表明,该高密度钻井液性能优良,基本满足了钻井施工的需要.     

一种低土相高密度抗钙钻井液体系

土库曼斯坦阿姆河右岸区块地层基莫利阶为一套盐岩及石膏岩,且含有高压盐水层,在钻进该井段时,高密度钻井液易被侵入的钙镁污染,导致钻井液的流变性、滤失量等性能发生剧烈变化,流变性与沉降稳定性更加难以平衡,易导致复杂情况发生。针对现场地层情况,研究开发了一种低土相高密度抗钙钻井液体系D-ULTRACAL,通过使用新型增黏降滤失剂DSP-1,减少膨润土的加量,提高了钻井液的抗钙能力,并保持较低的滤失量;应用钻井液密度为2.0 g/cm3,以防止井涌,稳定井壁;钻井液含有浓度接近饱和的氯化钠,可以抑制盐膏层的溶解。该体系抗温达150℃,API滤失量小于3.0 mL,高温高压滤失量小于15.0 mL ;抑制性强,与自来水相比,岩屑回收率提高率达113.7%,岩心膨胀降低率达80.5%;抗钙离子污染能力达4 936 mg/L。在土库曼斯坦阿姆河右岸区块基尔桑气田Gir-24D井的现场试验表明,该钻井液体系在钻巨厚盐膏层特别是厚石膏层时具备优异的流变性能和滤失性能,现场钻井过程顺利。