松辽盆地沙河子组井壁稳定性研究

分析了松辽盆地沙河子组地层地质特点,并进行了泥页岩理化性能测定试验。结果表明:沙河子组地层坍塌层位岩样存在大量裂缝,遇水极易分散;该区易发生井壁不稳定情况。研究了井壁失稳的机理,根据该地区井壁稳定状况及施工情况,优化了泡沫钻井液体系的发泡剂和稳泡剂的类型及加量,确定了适合该地区现场应用的微泡沫钻井液体系配方(w):1.5%的DF-1发泡剂和0.5%的生物聚合物XC为稳泡剂。优化后的微泡沫钻井液体系具有更好的抑制性和防塌效果,现场应用结果表明:对储层损害后的渗透率恢复值在87%以上,能够有效地控制井塌、提高钻速,且具有良好的储层保护特性功能。     

抗高温平衡水钻井液体系性能研究

针对东海低孔渗油气田后期开发面临的高温和低孔渗储层保护问题,为提高平衡水钻井液体系的抗高温性能,构建了抗高温平衡水钻井液体系.该钻井液体系在180℃高温下性能稳定、润滑性好、抑制性强、滤液油-波界面张力低,能够有效降低摩阻、稳定井壁和保护储层.体系中加入的高效封堵材料可以进一步减少滤液侵害,为预防井壁水化膨胀和坍塌提供了更好的技术保障.抗高温平衡水钻井液体系为东海低孔渗油气田在井壁稳定、储层保护和钻井液高温稳定等方面的研究提供了更好的钻井液技术支持.     

浅析雷家致密油藏水平井钻井液技术

针对雷家碳酸盐岩致密油藏,在典型井LP2和L88-H1井分别研究应用了聚合物分散钻井液体系和K C L钻井液体系,实践证明,聚合物分散钻井液体系和K C L钻井液体系在雷家沙四段应用效果不理想,在保持井眼稳定性方面存在较大难度。结合现场应用情况,提出采用油基钻井液技术,通过合理地控制油基钻井液密度平衡地层坍塌压力,保证井壁的稳定;同时加强提速方案研究,在提高机械钻速上寻找克服井壁失稳难题的有效办法,这对于辽河油田非常规油气开发具有重要的借鉴意义。     

延长天然气探井钻井液体系优化研究

延长油田天然气勘探处于起步阶段,在钻井过程中遇到井漏、井壁垮塌、井眼扩大等问题,严重影响了钻井质量及钻井进度。对天然气探井现场使用的钻井液体系进行了性能评价,结果表明,清水聚合物钻井液和三磺钻井液抑制性能、失水造壁性能、封堵能力都较差,不能满足现场安全、高效钻井的要求。并在此基础上优化出了新的钻井液配方,性能评价结果表明,优化后的钻井液体系流变性能良好,抑制性能、失水造壁性能佳,能够解决地层漏失、垮塌等钻井问题。     

龙马溪页岩气钻井用高性能水基钻井液的研究

焦石坝页岩气工区的龙马溪地层极易发生坍塌掉块,采用油基钻井液能够较好地解决现场井壁失稳难题,但存在配制成本高、钻屑后处理压力大等技术瓶颈难题。以阳离子烷基糖苷(CAPG)、纳微米封堵剂等为主剂,通过钻井液体系构建及配方优化,形成了CAPG高性能水基钻井液优化配方。该钻井液具有较好流变性,高温高压滤失量仅为4.0 m L;钻井液可有效抑制黏土的水化膨胀分散,不破坏页岩的结构,保持地层的原始性和完整性,表现出优异的井壁稳定性能;当密度达2.32 g/cm3时,钻井液极压润滑系数和滑块摩阻系数仍小于0.1,表现出较好的润滑性能;钻井液连续老化30 d后,流变性能保持稳定,静置72 h均未发生沉降现象;钻井液具有较好的抗污染性能;钻井液无生物毒性。对CAPG高性能水基钻井液和油基钻井液分别从抑制、润滑、降滤失、储层保护及生物毒性等方面进行了对比,两者性能相当,且CAPG高性能水基钻井液具有油基钻井液所不具备的环保优势。     

影响钻井液封堵性能因素研究

当钻井液与井壁地层接触,如果钻井液泥饼质量和封堵性能不好,滤液侵入地层会导致孔隙压力升高和地层岩石力学性质发生变化。由于孔隙压力升高和地层岩石力学性质的变化,改变了井筒围岩的应力分布,引起井壁岩石强度的降低,导致地层坍塌压力的升高,当井壁岩石所受到的周向应力超过岩石的剪切强度时,就会发生井壁坍塌。可见提高钻井液封堵性能,减少滤液侵入,有利于抑制地层水化,控制井壁坍塌压力的升高,保持井壁稳定。本文从室内实验着手,开展影响钻井液封堵因素的研究,通过大量实验得出钻井液对地层的封堵效果受以下等因素控制。     

优质轻钻井液体系应用

针对于深井、超深井以及地层复杂、井壁稳定性差等条件下,轻钻井液的实际应用面临着较大的困难。而采取提高钻井液密度方法来预防井壁坍塌,将严重制约钻井速度,且容易导致井漏等安全风险。为有效提高深井和超深井钻井效率,通过采用具有较强封堵能力和抑制性的聚合物-KCl轻钻井液体系,从而良好的解决上述制约钻井效率和安全性的问题。现场实践应用表明,优质轻钻井液体系不仅能充分发挥PDC钻头的特性,还能提高固井质量和起到保护保护油气层的目的,对高效钻井起着十分重要的作用。该钻井液体系的应用,为提高机械钻速提供了有利平台。     

大庆古龙南茂15-1区块水平井水基钻井液技术

针对大庆古龙南地区茂15-1区块地层复杂,易发生泥包钻具,卡钻和井壁坍塌等工程事故,为了适应现场施工情况的需要,对原硅基阳离子聚合物钻井液体系进行优化配方来解决茂15-1区块的复杂问题,该钻井液抑制性、流变性、润滑性、井壁稳定能力及携岩能力好,满足茂15-1区块的地质需要,在古龙南地区施工完钻15口水平井中无安全事故。     

易垮塌地层水基钻井液改进技术

南海西部某油田WX地层泥岩、页岩层理发育明细,钻井过程中井壁失稳问题频发,由于井壁失稳导致的钻井复杂情况率高达30%以上,通过分析地层粘土矿物总量和常见非粘土矿物X射线衍射定量分析,研究泥岩、页岩层位井壁失稳的主要机理为:研究层位微裂隙发育,钻井液封堵性不足导致水相易进入地层。钻井液抑制性不足,导致粘土矿物水化严重。同时,粘土矿物中水化膨胀导致岩石应力急剧变化,并最终向井筒方向释放,造成缩径、掉块、坍塌和井径扩大等一系列井壁失稳问题。针对研究层位坍塌机理,在现场钻井液基础上,加强了其封堵性、包被性和抑制性,进而研发出以氯化钾和聚氨为抑制剂的高抑制性防塌钻井液体系。对该体系开展了系统评价,结果表明,该钻井液封堵性和抑制性较强,能满足现场工程需求。     

安平189大位移水平井钻井液技术

安平189井完钻井深4081.13 m。斜井段钻穿长71黑色炭质泥岩,该炭质泥岩硬脆,极易剥蚀掉块,造成井壁失稳;超长水平段钻屑悬浮、携带困难;水平段后期钻井施工摩阻和扭矩增大,尤其滑动钻进困难。针对以上难点优选了聚合物润滑封堵防塌钻井液体系。现场应用结果表明,该钻井液体系能够抑制炭质泥岩剥蚀掉块,在炭质泥岩及整个水平段的钻进过程中井壁稳定,井下无坍塌;水平段摩阻系数控制在0.07以内,滑动钻进施工顺利;油层保护效果好,产量创该区块同目的层水平井新高。     

“三强一低”防塌钻井液体系在气液转换中的应用

空气钻井眼具有干燥、井壁上不存在泥饼的保护、地层孔隙与裂缝处于原始状态等特点,当钻井液替入这样的井眼后,井壁吸水强,易侵入地层引起地层坍塌,岩性发生物理化学变化,造成地应力的改变及钻井液冲刺后极易发生井壁失稳及井漏、卡钻现象。针对上述特殊情况,川东北工区首次使用了"三强一低"钻井液,避免了很多井下复杂问题的发生。室内研究及现场应用表明,该钻井液体系具有强抑制、强封堵、强包被、低失水的特点。在川东北元坝工区多口井得到了成功应用,而且还成功解决了划眼时井壁垮塌埋钻、划不到底、卡钻等问题,为川东北工区气体钻井提供了一套新型防塌封堵钻井液。     

钙基聚磺钻井液在南页1井的应用

南页1井是四川盆地川东南构造带南川断鼻上的一口页岩气预探井,针对地层易坍塌以及存在微裂缝、石膏层、煤层等较复杂的特性,优化了钻井液体系,即在聚磺钻井液体系的基础上引入钙离子,变成钙基聚磺钻井液体系。该体系在南页1井的应用表明,体系高温稳定性强、抑制防塌能力好、流变性能优良,有效解决了页岩气水基钻井液井壁失稳问题以及盐膏侵、酸性气体侵等问题。     

吐哈油田玉北区块钻井液技术

针对吐哈油田玉北区块勘探开发过程中极易出现漏、缩、卡、塌等复杂,施工难度大等问题,针对上述技术难题,优选出了适合该区块的钻井液体系,并在吐哈油田玉北3井进行了现场试验。实验结果表明,该体系表现出了良好的润滑防卡性和良好的井眼净化能力,性能易调控、低滤失、高粘度切力,泥饼薄而韧。在整个斜井段施工过程中,井眼始终处于良好净化状态,起下钻无阻卡,井底无沉砂,钻井液技术抑制泥页岩水化分散能力强、性能稳定、抗温性能好、润滑防塌效果理想,有效地减少了井下复杂和故障的发生,很好地解决了中下部地层易发生井壁坍塌等问题,使机械钻速显著提高,玉北3井平均机械较邻井提高了26.24%,建井周期缩短了40.16%。     

水平井防塌钻井液技术探析

随着现代石油生产开采的不断发展,钻采量也在不断增加,钻井技术也随之有了进一步提升,为了能充分保障井壁的稳定性,钻井行业也增加了对防坍塌钻井液技术的研究。在水平井钻井施工过程中钻井液设计的首要目标就是为了提升井壁稳定性,钻井液质量的好坏也是钻井井壁防坍塌能力最主要的标志。本文主要对的水平井防坍塌钻井液技术防坍塌机理、防坍塌钻井液的抑制剂等进行了分析。     

腐植酸铝-胺基钻井液的研究与应用

随着河南油田勘探开发的的深入,大斜度井、水平井及非常规井等特殊工艺井的增加,钻井难度急剧增大,在张店油田、泌阳凹陷的大斜度井、水平井在钻井过程中,采用聚合物防塌钻井液体系,由于粘土矿物含量高(I/S相对含量达33-50%),多次出现了缩径、坍塌、卡钻及钻头泥包等井下复杂情况,如张20井出现两次卡钻,泌页HF1井频繁发生钻头泥包,由于井壁多次严重坍塌、阻卡等井下复杂情况,最后导致回填侧钻,说明水基聚合物钻井液体系的抑制性已不能很好地解决钻井过程中出现的复杂情况。腐植酸铝-胺基水基钻井液是一种强封堵、强抑制的水基钻井液,该钻井液含有一种胺类抑制剂、腐植酸铝,并与其它处理剂等,该体系具有良好抗盐膏、抗温性、良好的封堵能力,有利于水敏性地层、大段泥页岩地层的优快钻井。针对泌阳凹陷、张店油田泥页岩、伊蒙混层含量高,泥岩易水化分散,页岩层理发育,水敏性强,钻井过程中易出现井壁坍塌、钻头泥包等问题,为此形成腐植酸铝-聚胺钻井液体系,现场应用表明该体系能较好封堵泥页岩的微裂缝,解决泥页岩的坍塌。     

KCl聚合物体系在格拉芙油田的应用

格拉芙油田三开井段采用的钻井液体系由原来的石灰聚合物体系改为KCl聚合物体系,通过优化技术措施和调整泥浆处理以有效应对Tanuma页岩层掉块坍塌问题。通过几口井的试验应用,KCl能够有效抑制页岩的水化膨胀缩径,有效降低页岩层段井径扩大率,维持页岩段井壁稳定以确保井下安全,试验取得了良好的效果。     

曲15-斜19井钻井液技术

曲15-斜19井是曲堤油田的一口定向开发井,该区块上部地层造浆性强,易造成钻井液流变性增稠;沙河街组地层井壁失稳严重,定向过程中易产生掉块,井壁坍塌严重;本井虽然井斜不大,但是定向中狗腿度大,润滑防卡难度大。通过使用聚合物润滑防塌钻井液体系,配合现场钻井液维护措施,顺利钻至目的层。     

硅酸盐钻井液在陆丰7-9-2中的应用

为了解决陆丰古近系地层在钻井过程中出现的起下钻困难、卡钻、井径扩大、电测卡钻等井壁失稳问题,在分析了传统聚合物钻井液体系利弊的基础上,结合已有钻井液资料,分析井壁失稳原因,采用一种适合于珠江口盆地古近系地层的硅酸盐钻井液体系。本文主要分析了陆丰区块珠江口盆地地层特点及现有硅酸盐钻井液存在难点及对策,并对优化后硅酸盐钻井液在珠江口盆地古近系地层的应用情况进行分析和评价。结果表明,硅酸盐钻井液体系应用过程中性能稳定,抑制性良好,在较临井降低钻井液密度0.09g·cm~(-3)的情况下,整体井眼规则,钻井及测井期间无井下复杂情况发生,在珠江口盆地古近系地层应用取得了成功,有效解决了井壁稳定与钻井液密度之间难平衡问题。     

强抑制环保钻井液体系及合成基钻井液体系的现场应用

为解决钻井过程中的环境保护和油气层保护问题,在坨826-平32井的施工中,采用了氯化钙强抑制环保钻井液体系和封堵型合成基钻井液体系。应用结果表明:氯化钙强抑制环保钻井液体系抑制性能优良,解决了上部地层造浆问题,降低了钻屑的产生量;合成基钻井液体系具有良好的封堵防塌性能和油气层保护性能,解决了该区块强水敏性地层和稠油层井壁坍塌问题。采油效果表明:合成基钻井液有利于保护油气层,该井稳产8 t/d,为第一口在此目的层形成产量的井位。     

冀东油田深层泥岩钻井液防塌性能评价方法研究

冀东油田深层泥岩主要是以伊利石、伊蒙混层为主的硬脆性泥岩;在钻井过程中,泥岩的剥落掉块容易引起井壁失稳,经常造成井壁坍塌掉块、钻具阻卡、电测遇阻等井下复杂情况。针对冀东油田深层泥岩的理化特性和硬脆性泥岩的坍塌机理,研究了钻井液封堵性评价方法;通过高温高压滤失速率、纳米微孔滤膜测试技术和泥岩压力传递测试技术,来评价钻井液体系对硬脆性泥页岩微-纳米孔喉的封堵效果。这些方法对提高钻井液对硬脆性泥岩的封堵能力有一定的指导作用,可以用于现场施工过程中对井壁失稳预防及处理,指导钻井液防塌性能的现场监督管理和调整维护。