新型自灌自锁套管浮箍装置

在油气井固井施工中,实现井口敞压候凝是提高油气井固井质量的重要措施之一。在下套管作业过程中实现自动灌浆,不仅缩短了下套管作业时间,而且大大减少了套管作业中的压力激动,减少井漏等复杂事故发生,有利于保护储层。     

浮球式自灌钻井液浮箍

介绍浮球式自灌钻井液浮箍，现场应用证明，该装置性能可靠，安全、操作简便。     

可降解清洁钻井液的研究及现场应用

针对煤层气井钻井过程中钻井安全和煤层保护之间的矛盾问题,研制了钻井液用提切剂BZ-2和固膜剂GMJ,并以此为核心开发了可降解清洁钻井液体系。对BZ-2和GMJ的抑制性、流变性、残渣量及对岩心强度的影响等性能进行了评价。实验结果表明,该体系的页岩回收率为93.5%;流变性好,动塑比达到0.93 Pa/mPafs,初切、终切、动切力分别为2.5、3.0、20.5 Pa;API滤失量控制在12 mL以内,残渣量为4.5 mg/L,岩心强度增加了16.7%。该体系已在山西沁水盆地南部晋城斜坡带郑庄区块4口井进行试验。试验效果表明,其解决了该区块多分支水平井的钻井安全和煤层保护问题,日产气量较邻井提高了2倍以上,测算稳定产气量在3 000~5 000 m3/d,具有较好的推广应用前景。      

清洁钻井液显著改善北布扎奇油田浅层油气井固井质量

哈萨克斯坦北布扎奇油田φ177．8mm油层套管换成中国包钢套管之后，由于作业流体不适应新的套管表面性质，所钻的31口井的固井质量合格率只有38．7％。现场调查分析结果表明，一界面胶结质量不合格的影响因素包括油层套管表面性质改变、钻井液劣质固相含量高、隔离液与钻井液配伍性不好、套管表面的混浆吸附膜脱水形成微间隙等。在实验研究的基础上，改用KCl两性离子聚合物钻井液，调整隔离液配方，增强对固控设备的有效利用。该套技术在6口试验井上进行了应用，结果表明，KCI两性离子聚合物钻井液流变性好，抑制包被性强，钻屑不糊振动筛，钻井液清洁，挂壁少，与隔离液相容性好，易冲洗，起下钻通畅，井径呈一条直线，电测、下套管顺利，全井固井质量合格率平均达到94．81％，裸眼井段优质率平均达到76．54％，油层以上100m全部合格，油层段全部优质，超过同期白劳德钻井液公司服务井的固井质量。     

普光地区安全钻井液密度窗口的测井方法研究

根据井壁围岩应力分布规律和强度破坏准则全面分析了井壁岩石的所有可能的破裂情况,在此基础上提出了利用测井资料确定安全钻井液密度窗口上下限的方法,并利用普光2井的资料对该方法进行了实例验证.结果表明,利用测井资料能较准确地确定安全钻井液密度窗口上限和下限,为钻井设计和实钻过程中采用合理的钻井液密度提供科学依据.     

深水钻井液研究与评价模拟实验装置

分析了我国深水钻井的现状和未来发展趋势,调研分析了深水钻井所面临的困难和深水钻井液必须具备的基本性能。在理论推导并结合实践的基础上,研制了深水低温钻井液基本性能模拟实验装置、深水钻井液水合物生成与抑制评价实验装置以及深水钻井液循环与井壁稳定模拟实验装置等,并对模拟装置的实验可行性和平行性进行了验证。实验结果表明,新研制模拟实验装置控制精度较高、实验平行性较好,能够满足深水钻井液性能测定与评价的基本要求,为我国深水钻井液技术研究奠定了一定的室内实验研究基础。     

松科1井(主井)防塌钻井液技术

松科1井是全球第一口陆相白垩纪科学探井,采用"一井双孔"方案,由南孔和主井(北孔)组成。主井设计井深1 810.00 m,连续取心1 630.00 m,主要钻遇以泥岩和砂岩为主的沉积岩地层,钻进过程中存在防塌、护心、井壁稳定等方面的问题和难点。针对松科1井(主井)的钻井难点,在室内钻井液体系优选的基础上,根据不同地层分别采用了PAM钻井液体系、DFD-LG-CMC钻井液体系和DFD-NH4HPAN-SAKH钻井液体系,同时结合钻井液粘度控制技术、降低钻井液循环压降技术等,解决了松散砂层、水敏性泥岩和硬脆性泥岩中取心钻进的防塌钻井液技术难题,探索出了一条用低钻井液成本进行类似科学钻探工程的成功之路。     

中原油田复杂区块调整井固井工艺技术

中原油田复杂区块由于注采的不均衡性，致使地下压力系统紊乱，出现不同压力并存同一裸眼的现象。固井易发生漏失、油气水层压不稳，导致水泥低返、油气水层未封隔等固井质量问题。通过采用综合防漏压稳措施，较好解决了固井质量存在的问题，提高了复杂区块调整井的封固质量。     

水泥恒压罐装置上压力恒压阀的设计

水泥恒压罐装置是固井作业中,为保证固井质量所必须具备的重要装置之一,固井时,当干水泥从输灰罐通过管道输送到水泥浆搅拌桶过程中,是通过管道两端的压差,使气体和干水泥形成两相流来输送的,由于管道具有一定长度及管道中还有弯头等,使得在输送过程中形成干水泥的流量不均匀,直接影响水泥浆密度的不稳定性,也就影响到固井质量,因此,在紧靠水泥浆搅拌罐处设计一个水泥恒压罐装置.由于罐内一直保持一定的压力,因此,当输灰罐输送来的干水泥通过水泥恒压罐装置后,进入到水泥浆搅拌桶时,其流量均匀,保证了水泥浆密度的稳定,使固井质量得到了保证.水泥恒压罐装置上的压力恒压阀是其关键部件之一,有了可靠的压力恒压阀才能保证水泥恒压罐装置中压力的稳定.     

南海西部某井区安全钻井液密度窗口的确定

莺歌海盆地深水区地质条件复杂,为典型的高温高压区域,压力预测极为困难,溢流、卡钻甚至上漏下喷等问题时有发生。为解决上述问题,结合L-1井区的实钻情况和独特的地质条件,建立了一套基于地震层速度资料的地层压力预测模型。采取伊顿法计算有测井资料的深部井段的孔隙压力,对于缺少测井资料的浅部地层,则采取基于地震层速度的孔隙压力预测方法。采用邓金根法预测破裂压力,对于坍塌压力则在确定地应力后将其代入库伦摩尔准则可得。确定了L-1井区地层压力剖面从而预测出安全钻井液密度窗口,为合理设计井身结构,精准确定不同井段深度处的钻井液密度值提供科学指导。     

用地压数据改善钻井作业

为钻井作业而及时综合地压、地应力和井眼稳定性分析可以节省井的费用。许多高产、高投入的勘探和开发作业都受到了地层流体流入(井涌)、钻井液损失(人工裂缝)和剪切破坏带来井眼不稳定的妨碍。估计这些现象每年几乎使石油界耗费掉80亿美元，尽管也增加了钻前的模拟，但是这一数字却一直未能降下来。的确，一项最新的工作调查证实有44％的非生产时间(NPT)都与环空压力管理不当导致地压和井眼不稳定使建井工作延长有关。     

超低密度MTC浆在白斜3井中的应用

白斜３井地层压力系数低,钻井过程中多次发生井漏及井壁坍塌事故,这给固井作业增加了难度。在室内试验的基础上,优选了超低密度ＭＴＣ配方及施工方案,保证了固井质量,为低压地层固井提供了一个新方法。     

新型井下低频水力振动固井装置的研制

油气井固井中如何抑制气层、高压水层环空水、气窜以及小环空间隙固井中怎样提高顶替效率等,一直是困扰固井施工的技术难题,并影响到后期增产作业和开发措施的实施。在机理研究的基础上, 结合振动对水泥浆性能的影响实验,重点研究了振动优化工作参数范围的确定和系统优化,研制了一种新型固井井下低频水力振动装置。实验和应用结果表明：①施加振动后能显著改变水泥浆水化进程,有效缩短初、终凝过渡时间,进而减轻胶凝失重的影响;②提高固井质量效果明显;③该装置的适应性良好,值得推广应用。     

浮箍井下工作环境与失效分析

在整个固井过程中，固井工具及附件的工作情况是影响固井质量的重要因素，有的固井工具甚至是固井成败的关键。固井工具在井下是否正常工作，不仅要受地面操作的影响，而且井下环境也会对固井工具的工作情况产生重要影响。井下环境包括井眼、地层、套管、钻井液性能、井下温度、井下压力、循环排量及时间等综合因素，这些因素都会对固井工具的正常工作产生影响，甚至使工具失效。浮箍是一个单向阀，其功能是在注水泥后阻止水泥浆进入套管内，从而控制水泥塞高度。如果浮箍失效，就会造成水泥塞过高，外部环空不能完全封隔，有时需要补救挤水泥，固井质量低。对影响浮箍的温度、钻井液和水泥浆、循环、压差等井下环境作了详细的分析，提出了保证浮箍使用效果的一些建议。     

提高第二界面固井质量的钻井液与前置液研究

针对提高第二界面固井质量的问题．研究出了多功能钻井液和SF-1冲洗前置液。对这两种体系的性能评价表明：加入矿渣后多功能钻井液的滤失量大大降低．泥饼的胶结强度提高，从而降低了钻井液对地层的损害；加有活性组分的SF-1前置液具有较强的稀释钻井液、降低粘度和切力的作用，提高了钻井液和水泥浆的相容性。现场应用表明．多功能钻井液须与MTC固井液配合使用．才具有提高第二界面固井质量的效果；SF-1前置液改善了水泥环与套管和水泥环与井壁的胶结环境．增强胶结力，提高了水泥浆的顶替效率．有效地提高了固井质量。密度介于钻井液与水泥浆之间的加重前置液在现场使用效果良好．固井质量优质，钻井液与水泥浆界面清晰。     

扩展钻井液安全密度窗口理论与技术进展

钻井液安全密度窗口狭窄易引起井壁失稳、漏失性储层损害和其它钻井复杂情况的发生，严重制约着油气资源的开发速度和经济效益。通过钻井液安全密度窗口的确定方法及影响安全密度窗口大小的地质及工程因素的概括，归纳了扩展密度窗口的技术条件，从物理、化学、力学的角度讨论了扩展安全密度窗口的方法，并举例说明了典型方法的成功应用。研究指出，预处理地层以提高井壁强度、用封堵、堵漏原理提高地层承压能力是扩展安全密度窗口的主要途径。建议开展多尺度井壁失稳及复杂性预测理论研究，加强用于过程监测的智能化、自动化井下测量工具研发，重视新材料开发并大幅度提高井壁强度。     

利用测井资料确定合理钻井液密度方法的研究

钻井液密度是否合理是衡量钻井过程中井壁是否稳定的关键因素之一，本文系统介绍了利用测井资料和力学理论确定合理钻井液密度的方法。用该方法对新疆油田某区块一口井的钻井液密度进行了确定，并通过现场资料进行了验证。该方法和结论对于井壁力学稳定性、钻井设计和钻井施工具有重要指导意义。     

王古1井防漏防溢充气钻井液技术

王古1井地层压力系数低,上部地层活跃.使用充气钻井液,充气量过大,井底当量密度会较低,油气容易溢出(或涌出)井口;充气量过小,井底当量密度会较大,又会发生漏失,因此合理地控制气液比是本井防漏防溢的关键;井漏的发生必然会使钻井液进入储层,污染油层,因此保护油气层,钻井液体系的选择是关键;另外,井下高温不仅影响钻井液性能,特别是无固相盐水钻井液的性能,也给钻具防腐带来难度.针对这种情况,采用无固相盐水充(氮)气钻井液新技术较好地解决了该井在钻井过程中的既溢又漏的复杂问题,为解决低压钻井井漏及油层保护问题提供了经验与方法.介绍了该井充(氮)气钻井液的施工工艺技术.     

可循环泡沫钻井液研究与应用

胜利油田的草桥、孤南、桩西、临盘等地区的古潜山地层,连通性好,孔隙度高,裂缝、溶洞发育。钻井过程中极易发生严重的井漏,有的井甚至造成报废。研究了可循环泡沫钻井液体系,并在室内对该体系的性能、稳定性、抗污染能力及油气层保护等性能进行了评价。现场29口井的应用表明,可循环泡沫钻井液体系具有一定的稳定性,密度低(0.60—0.90 g/cm~3),携砂性能好。解决了胜利油田古潜山地层易漏问题,减少了钻井液对油层的损害,降低了钻井成本,提高了原油产量,获得了良好的经济效益。     

微气泡钻井液可有效保护地层

微气泡钻井液中的空气微气泡有一个被聚合物和稳泡剂包围的核。微气泡一旦形成，就可保留下来并通过振动筛进入到井下循环的钻井液中。在井下循环时，微气泡受到压缩，其内部压力与外部压力成比例增大。压力和温度的升高可给微气泡提供能量。当钻遇低压地层时，它就会聚集在打开的低压地层内。此时每个微气泡储存的能量使其膨胀直到内外压力达到平衡。微气泡进入地层孔隙入口时，它携带的能量就等于环空压力。