胜利油区聚合醇钻井液技术的应用

聚合醇钻井液由水基钻井液中加入一定数量的聚合醇配制而成，具有很强的抑制性与封堵性，能有效地稳定井壁，润滑性能好，当聚合醇加量为3％时，钻井液的润滑系数降低80％，可降低钻井液的表面张力与界面张力；对油气层损害程度低，渗透率恢复值大于85％，该钻井液体系毒性极低，易生物降解，对环境影响小，在胜利油区进行了80余口井应用，取得了很好的经济效益和社会效益。     

聚合醇在钻井液中的应用

综述了聚合醇作为水基钻井液处理剂的开发背景，国外现有聚合醇主要剂种的化学结构及推荐用途(列表)，聚合醇的主要物化性质溶解性和浊点，聚合醇的抑制机理(渗透说，浊点说，吸附说)及国外3种应用效果良好的聚合醇钻井液体系(聚合醇／氯化钾／聚合物、聚合醇／沥青、聚合醇／羟基铝体系。表1参12。     

聚合醇钻井液在水平井钻井中的应用

报道了在聚合物钻井液中加入3％市售聚合醇JCP-1得到的聚合醇钻井液的应用性能和在水平井钻井中的应用。在室内实验研究中发现，加入1％～3％JCP-1的聚合物钻井液，其漏斗粘度、滤失量、塑性粘度和动切力变化很小；在聚合物钻井液中加入3％JCP-1，使100℃滚动16h后页岩回收率由58％升至86％，使80℃下形成的滤饼摩擦系数由0．1降至0．038，摩阻降低63％；使储层岩心渗透率的恢复率由71％增至94％。在42口井水平井段钻井中使用聚合醇钻井液，均未出现钻井事故，这些井投产后有多口井自喷，3口井产油量超过100t／d。详细介绍了永12平4井概况和使用聚合醇钻井液的效果：井具与井壁间摩擦阻力由280kN降至90～110kN；无垮塌摔块现象。井径扩大率仅6．68％；地层渗透率恢复率由71．2％(聚合物钻井液，-1340m处)升至84．0％(-1560m)和87．0％(-1840m，水平段)。该井投产后产量是邻近直井的9倍。表2参3。     

聚合醇钻井液体系的研究与应用

介绍了聚合醇钻井液体系的室内研究和现场应用，该体系具有优良的页岩抑制性、润滑等优越性、现场应用于文38－43井和水平一井，该体系可大大降低摩阻，解决强水敏地层的稳定等复杂情况。该体系是油基钻井液体系的优良替代品，是适合于定向钻井的优良体系。     

氯化钙/聚合醇钻井液体系的研究及应用

研制开发了氯化钙/聚合醇钻井液体系,并在史136井应用。实验和现场应用表明,氯化钙/聚合醇钻井液体系具有优良的泥页岩抑制性、润滑性、抗温性及流变性,可通过改变氯化钙浓度调整聚合醇浊点,以满足不同井深的需要。该体系的应用解决了强水敏泥页岩的稳定问题,具有良好的经济效益。     

聚合醇在钻井液中浊点变化规律研究及应用

研究了各因素对聚合醇浊点的影响规律,考察了在浊点温度前后,聚合醇对钻井液性能的影响。试验结果表明,使用聚合醇能改善钻井液性能,尤其在浊点温度以上使用时,更显著提高了钻井液的抑制性、润滑性和高温降滤失性能。通过在川东地区天东017-X2井钻井液中优化使用聚合醇,同比邻井应用更合理和节省费用。     

聚合醇JLX防塌润滑性能研究

室内研究了聚合醇（JLX）的防塌润滑性能及其与浊点的关系,探讨了其作用机理。研究结果表明,聚合醇的浊点效应对聚合醇的防膨性能有影响,在浊点以上温度的防膨效果明显优于浊点以下温度的防膨效果。当环境温度高于聚合醇浊点温度时,聚合醇钻井液发生相分离,形成一憎水似油的相,该相具有更好的润滑性能,同时对低渗透泥页岩具有封堵孔隙作用,从而有效地抑制钻井液液柱压力向地层传递,起到稳定井壁的作用。     

钻井液处理剂及体系对聚合醇JLXI浊点的影响

聚合醇类水基防塌钻井液体系(简称 PEM)作为适应环境保护要求的一种新型钻井液体系应用越来越广泛。PEM 的核心处理剂为聚合醇类水基防塌润滑剂 JLX,JLX是一种非离子型低分子量聚合物,其作用机理是具有浊点特性。研究了钻井液体系及常用处理剂对两种聚合醇 JLX1 和JLX2 浊点的影响。实验结果表明,无机处理剂如 KCl 对 JLX浊点有显著的影响;而有机高分子处理剂的影响则较复杂,低浓度时能使 JLX 浊点上升,高浓度时则使 JLX 浊点下降;体系也能降低 JLX 浊点,并且对低浓度的无机处理剂如 KCl有一定的缓冲作用。     

聚合醇水基钻井液在文33—196井的应用

文33-196井是中原油田文留构造南部文33断块上的一口大斜度双靶定向井,设计井深为3400 m,最大井斜角为45°,水平位移为696 m.该区块沙河街组粘土矿物以伊/蒙混层为主,亚甲基蓝容量高,膨胀性强,易坍塌掉块,油层易受污染,造成产量降低.文33-196井采用聚合醇水基钻井液体系.现场应用表明,聚合醇水基钻井液具有良好的润滑防卡性能、抑制性能和防塌性能,渗透率恢复值较高,对油气层有一定的保护作用,满足了文33-196井大斜度双靶定向井的施工要求.     

聚合醇钻井液技术在红台区块的研究与应用

针对吐哈油田红台区块泥岩易水化膨胀、剥落掉块及油层损害较严重的特点．优选出了抑制性强、润滑性好、油层保护效果好的聚合醇钻井液体系。评价了聚合醇的抑制性和润滑性．确定了聚合醇钻井液配方．分析了其油层保护效果。该钻井液在红台区块现场应用了3口井。3口应用井均未发生井下复杂情况．与同区块使用其它钻井液体系的井相比，在平均井深增加的情况下钻井周期缩短了23d；表皮系数均小于3，油层得到了较好的保护，表明该钻井液具有优良的抑制性能和良好的润滑性能．适合强水敏性地层的钻井．而且荧光级别低．不影响地质录井，特别适合探井的油层保护。     

聚合醇饱和盐水钻井液体系室内研究

聚合醇饱和盐水钻井液体系是一种适用于易垮塌、缩径,易漏易喷的大段盐膏层钻井和压力系数高的地层钻井的体系.该体系的主处理剂为聚合醇CFH-2、强封堵剂和抗高温抗盐降滤失剂OCl-PT等,采用密度为5.0 g/cm3的高密度铁矿粉或铁矿粉与重晶石的复配物(复配比例为3∶1)加重.聚合醇CFH-2具有可生物降解性,既能提高体系的抑制性、润滑性及储层保护性能,又可满足环保要求;抗高温降滤失剂OCl-PT能有效地降低饱和盐水体系在高密度(2.32 g/cm3)下的高温高压(130 ℃)滤失量(小于8 mL).聚合醇饱和盐水钻井液具有良好的抑制性、润滑性和储层保护效果,可有效抑制粘土矿物的水化分散,防止盐岩层的溶解,解决大段盐膏层、盐岩层易缩径、垮塌的问题;具有较好的失水造壁性、热稳定性以及悬浮稳定性,抗粘土侵和Ca2 污染的能力强.     

NM钻井液体系现场应用研究

NM体系是一种含有纳米材料的钻井液。该体系是近年来研制成功的一种新型钻井液，并在现场进行了初步试验。NM钻井液研制成功至今，已在胜利油田和中原油田不同油区的水敏性地层和低渗透油层中进行了30多口井的现场应用，均取得了良好的钻井效果。总结了纳米材料在大位移井和深井等非常规井中的应用。结果表明，NM钻井液具有优良的流变性，抑制性强、润滑防塌能力良好、携砂能力强、流变参数合理、性能稳定，页岩回收率较高，润滑系数较低，滤失量低，特别是高温高压滤失量较低；该体系与处理剂配伍性好，油层保护效果好，渗透率恢复值较高；现场转化使用方便，可以满足安全钻井和保护油气层等需要。     

多元醇类表面活性物质的浊点行为在钻井液中的应用

介绍了近期多元醇类表面活性物质的基本物理化学性能研究,如临界胶束温度CMT、临界胶束浓度CMC、浊点行为及影响因素.对于多元醇型非离子表面活性物质,随浓度升高,临界胶束温度逐步降低;多元醇的临界胶束浓度随温度增加急剧下降;多元醇的浊点不仅取决于非离子表面活性剂的分子结构,而且受添加物(如无机电解质、极性有机物、表面活性剂、多元醇等)的影响很大,同时与非离子表面活性剂的浓度也有关系.研究了温度对多元醇钻井液体系润滑性能的影响,探讨了多元醇类表面活性物质作为钻井液润滑剂的作用机理.     

铝盐聚合醇钻井液体系在辽河油田的应用

辽河油田沈北区块上部地层含大段软泥岩,易水化膨胀缩径,下部地层水化分散强,易发生周期性垮塌,常规的钻井液体系不能有效稳定井壁,常引发井下复杂情况.研制出了强抑制性铝盐聚合醇钻井液体系,该钻井液由于铝盐和聚合醇的协同作用,具有优良的润滑和抑制性能.该体系在沈625-10-22井、沈625-14-34井及沈625-18-30井钻进过程中表现出良好的抑制性,减少了钻井复杂情况,井下安全,井眼规则,与同区块使用聚合物分散体系的井相比,平均井径扩大率降低7.95%～11.77%,并且降低了钻井液的使用密度.其成功应用证明,铝盐聚合醇钻井液抑制性和井壁稳定能力强,具有明显的防塌效果,可满足沈北区块沙河街地层钻进的需要.     

聚合醇抑制性能评价研究

聚合醇在实际的钻井应用中,由于其固有的特性,无论是井眼温度高于还是低于浊点温度,对页岩都有一定的抑制作用,但机理不同.本文选择浊点温度在80 ℃左右的聚合醇,采用YPM-03页岩膨胀模拟试验装置进行试验,旨在验证浊点上下聚合醇抑制作用受到温度、压力及其浓度等因素的影响.室内对聚合醇在不同浓度下的抑制性以及温度、压力对其抑制性的影响规律进行了试验研究.结果发现,1)采用页岩膨胀模拟试验装置能够检测出聚合醇样品对膨润土样品抑制性在不同温度、压力条件下的变化,仪器的测试精度和重复性均能满足试验要求,这种检验方法是可行的.2)随着温度的变化,聚合醇对膨润土的抑制性能呈现出很大的差异,在浊点温度以下,抑制性能很好,而在浊点温度以上,其抑制性能迅速降低.3)在浊点温度以上,随着浓度的增加,聚合醇对膨润土的抑制性增强,但在较低浓度时,抑制效果不明显;只有达到较高浓度时,才呈现出较好的抑制性;随着压力的增大,聚合醇浓度较低时,抑制性不理想;当聚合醇浓度较高时,随压力的增大,即抑制性增强.     

耐温抗盐聚合物钻井液在中原油田水平井的研究与应用

根据中原油田地层具有高温、高盐、易塌、易漏失的特点。研究了水平井用耐温抗盐聚合物正电胶钻井液。优选出的新型阳离子流型调节剂SPJ-1和SPJ-2，抗温达120℃．抗盐可达饱和。同时SPJ-2又是一种理想的抗温原油乳化剂．SPJ-2乳化的钻井液原油不分层，在120℃时钻井液不增粘。室内试验结果表明，耐温抗盐聚合物正电胶水基钻井液具有良好的井眼净化、摩阻控制、井壁稳定及油层保护等性能。现场应用表明，该钻井液悬屑携砂能力强，流变性能易于控制，在大井眼段排量不能满足要求的情况下，结合短起冲砂能满足水平井及高难度定向井井眼净化的要求；抗盐污染能力强，钻进盐膏层后性能变化小；抑制性能好，井壁稳定。实验井的平均井径扩大率明显低于邻井；井下摩阻小，循环开泵摩阻为30～40kN；保护油气层效果好，岩心静态渗透率恢复值在85％以上。     

具阳离子褐煤钻井液处理剂研制及评价

阳离子单体和褐煤在一定条件下与催化剂的作用进行接枝,合成具阳离子褐煤,具阳离子褐煤加入钻井液中,有很好的抑制性能和良好的防塌性能。文中分析了具阳离子褐煤在室内试验的合成方法、对页岩的抑制性、对钻井液性能的影响及聚合物复配的效果进行分析和评价。     

应用高性能多元醇钻井液保护深层低渗透油气藏

准噶尔盆地中部3区块的深层油气藏具有低渗透储层的典型特征,表现为含水饱和度高、孔喉细小、渗透性差、结构复杂、非均质性严重、油气流动阻力大及常伴有天然裂缝等特点。经岩心流动实验证实,水锁是损害该低渗透储层的主要因素之一,渗透率损害率为49.3%~89.2%。应用防液锁技术、理想充填理论及 d₉₀ 规则,研发了具有防水锁、低侵入特点的高性能多元醇钻井液。通过配伍性实验、表面 界面张力评价实验、动态污染实验及水锁实验,对该钻井液的储层保护特性进行了评价。室内实验及现场应用结果表明,该钻井液不仅能够满足超深井安全快速钻井的需要,而且多元醇SYP-1与表面活性剂HAR之间的协同作用能显著降低滤液表面张力和滤液-油界面张力,提高钻井液返排效率,减轻深层低渗透储层水锁损害。     

可循环微泡沫钻井液技术研究与应用

针对在低压裂缝性潜山油层和砂岩油层的勘探开发中，使用常规水基钻井液存在严重漏失问题，钻井工艺研究院研制出了抗高温可循环微泡沫钻井液体系。室内对发泡剂、稳泡剂用量以及该钻井液的稳定性、抗温性、抗污染性和油气层保护进行了评价。结果表明，该体系起泡性能好，微泡沫基液与气体接触后可产生大量颗粒较细的微泡沫，微泡沫稳定性强，在长时间循环和高温条件下性能稳定，抗污染能力强，与储层流体及钻井液处理剂配伍性好；配制微泡沫钻井液，发泡剂最佳用量为0．4％～1．0％，稳泡剂最佳用量为0．1％～0．3％。现场应用表明，微泡沫钻井液具有低密度的特点，在三开钻进过程中相对稳定，解决了在低压储层钻井时遇到的井漏问题，避免了因井漏引起的储层损害，达到了保护油层的目的；该钻井液具有较强的携砂能力，岩屑返出正常，完全满足了开发低压油气层工程和地质需要。     

隔离膜水基钻井液技术研究与应用

隔离膜水基钻井液以隔离膜降滤失剂CMJ-2、高效高分子包被絮凝剂JH-1、降滤失剂CFJ-1、降粘剂JN-1为主要处理剂配制而成.其中,隔离膜降滤失剂CMJ-2是一种新型有机胺天然纤维聚合物,它由天然纤维经碱化,在高温条件下裂解后,在催化剂作用下与不饱和有机胺化合物进行缩聚反应而制得.介绍了CMJ-2的膜结构特征、抗高温降滤失性和润滑性能.评价了隔离膜水基钻井液的抑制性、抗盐、抗温、抗污染及油气层保护性能.室内评价结果表明,CMJ-2能有效降低钻井液的动滤失量和动滤失速率,可以减缓或阻止钻井液及其滤液渗入泥页岩体内,延缓孔隙压力的扩散,有效防止地层水化膨胀及坍塌;隔离膜水基钻井液具有较强的抗温、抗盐、抗污染能力,在高密度条件下也具有良好的封堵能力;无荧光、无毒性,满足环境保护要求.该钻井液在青海油田马海区块的马105井和涩南2井以及新疆油田T85388井进行了应用.现场应用表明,隔离膜钻井液在井壁外围形成隔离膜保护层,阻止钻井液及其滤液进入地层,从而有效地防止了地层的水化膨胀,封堵地层裂缝,防止井壁坍塌.