二连油田巴38断块保护油层钻井液技术

巴38断块储层物性从中孔特低渗到中孔中渗,非均质性强,属于强水敏、强盐敏地层.针对巴38断块储层特征和现场使用的钾铵基聚合物钻井液体系特点,研究出了适用于巴38断块的油层保护剂L-RP-2.该油层保护剂L-RP-2中引入了中-低分子量聚合物,利用聚合物分子链可以将不同形状和不同粒度的惰性颗粒,包括原井浆中的固相颗粒链接起来共同对储层进行有效封堵.室内评价结果表明,油层保护剂L-RP-2对岩心的封堵效率大于85%,封堵深度小于10 mm,满足了油层封堵技术的要求.加有油层保护剂L-RP-2的保护油层钻井液体系现场应用40口井,在进行测试的15口井中,12口井共计13层表皮系数均小于零,为完善井,3口井表皮系数小于1,为轻微损害井,可见油层保护剂L-RP-2的应用取得了良好的保护油层效果.     

聚合物弹性微球油层保护剂的研究

针对目前油层保护剂存在的缺陷,经过室内研究,研制出了兼具保护油层、防塌、降滤失作用的聚合物弹性微球油层保护剂,且该油层保护剂不起泡,无增稠性.考察了聚合物弹性微球油层保护剂对钻井液性能的影响,进行了岩心污染和煤油反排解堵、砂床封堵及页岩滚动回收率测试,并分析了其保护油层作用机理.结果表明,该油层保护剂具有一定的封堵能力,抑制防塌能力强,高温降滤失效果好,保护油气层效果显著.     

宝力格油田保护油层钻井液技术

钻井液作为与油层首先接触的外来流体极易对油层造成损害,做好钻井液保护油层工作在整个油层保护系统工程中非常重要.针对华北油田宝力格油田的储层物性,室内从岩心的敏感性评价入手,开展了钻井液保护油层技术的研究.通过对油层封堵技术的研究,研制出了适合于该油田储层特征的油层保护剂,结合现场钻井液施工的特点,制定了便于现场操作的保护油层施工措施.该技术自2002年开始,在二连地区宝力格油田共实施162口井.采取油层保护措施的井,完善井为86%,说明该钻井液技术在宝力格油田应用效果较好.     

无固相钻井液体系的室内研究(Ⅰ)

利用漏斗粘度法考察了增粘剂、降滤失剂、油层保护剂和加重剂对钻井液粘度的影响,确定了无固相钻井液初始配方范围为:增粘剂1%～3%、降滤失剂1%～3%、油层保护剂1%～3%、加重剂适量。通过L_(25)(5~6)正交实验,从粘度、切力、滤失量等性能对钻井液配方进行优化,确定了无固相钻井液配方为:增粘剂2%、降滤失剂2%、油层保护剂2%、加重剂适量。此钻井液静切力小,表观粘度42.1 mPa·s,动切力11.3 Pa,润滑系数0.0787,API滤失量5.5 mL,HTHP滤失量14.2 mL。     

大庆外围油田钻井过程中的油层保护技术

为了优选钻井过程中成本低效果好的油层保护技术,在大庆外围油田4个区块开展了钻井液损害评价室内试验和油层保护技术筛选试验。根据不同体系的钻井液对岩心的固相损害程度、液相损害程度和总体损害程度试验结果,搞清了目前外围油田常用的3种体系的钻井液对油层的损害程度,试验结果表明,钻井液对低渗透油层的损害较大,损害程度最高达64.54%,且以液相损害为主,因此,对于外围低或特低渗透油田油层保护重点是降低外来流体的滤失量。通过油层保护技术筛选试验可知,加入液体抑制剂的改性钻井液可使岩心损害程度减少20.04个百分点,采用超细碳酸钙屏蔽暂堵技术可使岩心损害程度减少5个百分点左右,说明这2种技术达到了保护油层的目的。     

钻井液快速封堵油层保护技术

华北油田在屏蔽暂堵技术基础上开发出了适用于砂岩油藏完井作业的快速封堵保护油层钻井液技术.该项技术的特点是封堵带薄且致密,渗透率趋于0,封堵深度小于1 cm,在一定负压差下不能反排解堵,易被射穿,在开采时通过射孔实现储层与井筒连通良好的目标.快速封堵保护油层钻井液技术可根据不同地区砂岩储层的特点和潜在损害因素,有针对性地研制油层保护剂,而且不用考虑油层保护材料的油溶性、酸溶性或水溶性,凡是能够起到快速封堵效果的材料,也包括钻井液中的处理剂均可考虑作为封堵材料.由于钻井液处理剂的引入,使快速封堵型油层保护剂既与现场钻井液有良好的配伍性,又同时发挥了钻井液处理剂的功效,走出了单一采用粒径匹配的固相颗粒进行封堵的思路,使封堵层更加致密,油层保护效果更佳.该项技术在二连油田231口开发井中进行了应用,完善井层百分率由37%提高到85%以上,储层严重损害百分率由36%降低到3.75%.     

环境友好油层保护钻井液的研究及应用

针对江苏油田地层特性和地面生态环境具体情况开展了钻井液防塌性能、油层保护与环境保护的协同研究。在研制和筛选能满足环境保护要求的钻井液处理剂如润滑剂、降滤失剂和油层保护剂等的基础上,通过配方优化研制出了环境友好油层保护钻井液体系,并进行了防塌、油层保护、裂缝封堵等性能的室内评价。评价结果表明:该钻井液体系具有较强的抑制泥页岩膨胀和分散能力,渗透率恢复值大于85%,润滑性及滤失性好,而且无生物毒性,化学毒性低,易生物降解。应用该钻井液体系在江苏油田AF地区进行了现场试验,现场应用表明,该钻井液体系防塌性和油层保护效果好,各项环境指标达到农用污染标准,可直接排放,从源头控制了钻井液的污染,可进一步推广应用。     

环保型纳米级淀粉油层保护剂DYB-2的室内研究

针对河南油田钻井过程中油层保护技术现状及地面生态环境要求,以研究绿色、高效、经济的新型油气层保护材料为目的,开展了纳米级淀粉油层保护材料的研发与性能评价。通过室内单因素实验及正交实验对制备工艺加以优化,采用激光粒度、红外光谱、热重热差、X射线和电镜扫描等多种手段对淀粉基油层保护剂DYB–2进行表征分析。研究结果表明,合成的DYB–2材料为微球状,结构致密、表面纳米级孔道均匀分布,具有刚柔并济的特点,同时降滤失效果明显(API小于4mL),岩心渗透率恢复值大于80%,在中低渗透率岩心中的膜承压强度大于10 MPa,有较好的油层保护作用。     

钻、完井过程油层保护技术的研究与应用

大庆油田开发对象逐渐转向二、三次加密井的薄差油层,由于该类油层泥质含量高、油层物性差,因此注重钻完井全过程的油层保护工作就显得格外重要.以薄差油层天然岩心为实验载体,开展了储层敏感性评价、高聚物钻井液与A级固井水泥储层伤害程度评价及伤害原因分析、钻井液屏蔽暂堵剂的优化与评价、射孔完井液清洗剂防膨剂的优选评价以及油层复合保护技术开发等室内实验;在室内实验的基础上,以杏八～十二区过渡带二次加密井为试验区,开展了钻井液屏蔽暂堵剂、洗井液临界密度固井、射孔完井液、热泡沫气举、油层复合保护剂等钻完井全过程油层保护技术现场试验,生产和测试结果均见到了较好的效果.     

无荧光干扰油溶性暂堵剂的研究与应用

采用屏蔽暂堵技术来改变钻井液的性能以保护储层在生产实践中被广泛运用。其中油溶性暂堵剂具有可油溶解堵、在一定温度和压力下可变形等特点,但目前国内的产品由于普遍存在较高的荧光,影响地质录井和油层识别,因此不适用于探井。研制出 1种新型无荧光干扰油溶性暂堵剂YD - 2,经室内评价和现场 2口探井应用表明:YD - 2无荧光干扰油溶性暂堵剂荧光级别小于 2级,软化点可调,与钻井液配伍性良好,油层渗透率恢复值均达到 80%以上,是一种极具有应用价值的油层保护剂。     

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。     

FLO-PRO无固相钻井液在冀东油田水平井中的应用

冀东油田勘探开发的主要手段是水平井钻井,为满足水平井钻井、保护油层和保护环境的三重需要,在储层钻进中应用了FLO-PRO无固相钻井液.该体系是一种弱凝胶钻井液,专为水平井的储层保护而设计.介绍了该钻井液的技术特点和现场应用情况,并对其性能进行了评价.在冀东油田陆上油田4个区块的应用表明:FLO-PRO无固相钻井液性能稳定,油层保护效果好,流变性独特,携岩能力强,是适用于水平段钻进的优良钻井液,并且对环境影响小,满足冀东油田环境保护的要求.     

直接返排钻井完井液储层保护机理分析

水平井裸眼完井是一种最大限度提高储层开采能力的方式,海上油田常采用无固相钻井完井液并辅以破胶完井的方式来完成钻完井作业。直接返排钻井完井液是在此基础上开发的,对其在参数设计、材料选择、完井工艺等方面进行了分析与评价,并分析了其储层保护机理。该体系基本组成为海水+纯碱/烧碱+流型调节剂VIS+淀粉降滤失剂STARFLO+可溶盐+高纯粒径匹配碳酸钙MBA,3种功能材料均能够被0.3% HTA隐形酸螯合剂溶液液化,液化后无任何残留,使井筒内及近井地带的泥饼全部转化为清洁盐水,MBA由5种不同粒径的碳酸钙复配而成,且和淀粉可以达到互相“镶嵌”的作用,使泥饼更加致密。通过实验评价,该钻井完井液的低剪切速率黏度控制在30 000 mPa·s左右,具有最佳防止污染和返排的能力,且渗透率恢复值最高,可抗15%左右钻屑污染,渗透率恢复值大于80%。该体系在南海东部3个油田、1个气田已应用12口井,井底最高温度为60~130℃,密度最高为1.20 g/cm3,3口井属于低孔渗油藏,9口井属于中、高孔渗油藏,钻井过程顺利。该技术简化了完井方式,节省了作业时间与费用,并具有较好的储层保护效果。      

可循环微泡钻井液研究及其在乍得潜山地层的应用

乍得潜山地层微裂缝发育丰富,地层压力系数在1以下,采用常规钻井液体系往往导致地层发生恶性漏失,针对该技术难题,提出采用可循环微泡钻井液钻潜山储层。合成出一种可用于可循环微泡钻井液的发泡能力强同时具有稳泡能力的发泡剂GWFOM-LS,在120、150℃时0.5% GWFOM-LS的发泡体积分别为720 mL和400 mL以上,其抗温能力达到130℃,抗盐能力达10%,抗钙能力达0.5%。基于该发泡剂优选出密度范围在0.70～0.96 g/cm3的可循环微泡钻井液体系。该体系在乍得Baobab C1-13井裂缝发育的潜山油层进行了应用。现场应用表明,该发泡剂配制的可循环微泡钻井液性能稳定,而且具有较好的携岩性能和储层保护性能,利于井下工具信号传导,解决了钻井过程中潜山地层恶性漏失问题,为今后潜山储层开发奠定了技术基础。      

川西南部沙湾组-峨眉山玄武岩井段井壁失稳机理分析及应对措施

针对川西南部地区沙湾组、峨眉山玄武岩存在严重井壁失稳、垮塌卡钻复杂频繁的难题,结合岩石失稳机理分析及现场工况分析,优选出一套适用于该井段的强抑制、强封堵型钻井液体系。该体系的滚动回收率达99.98%,FL_HTHP为3.6mL,FL'_HTHP为4.8 mL,FL_砂床为4.4 mL。并设计了专项封堵段塞,制定了封堵段塞施工工艺。钻井液配方为:（0.5%~2.0%）土+（0.5%~1.5%）PAC-LV+（5%~6%）SMP-3+（2%~3%）JNJS-220+（0.3%~1.5%）NaOH+（1%~3%）FT+（0.1%~0.3%）聚合醇+（0.4%~1%）CQ-SIA+（6%~8%）WND+（5%~10%）有机盐+3%超细碳酸钙+重晶石。认为应提高随钻堵漏能力、增强泥饼井壁吸附性及黏弹性、在井壁上形成一层具有防渗透和防冲刷能力的封堵层,减缓井下机械碰撞、钻井液冲刷、应力激动对岩层的二次破坏。      

高强度空心玻璃微珠低密度水基钻井液室内研究及应用

高强度空心玻璃微珠钻井液作为连续介质具有不可压缩性，避免了气体钻井流体在使用过程中的诸多缺点，其密度可在0．6～1．0kg／L范围内进行调整，适用于低压油藏钻井和欠平衡钻井。室内试验表明，玻璃微珠钻井液具有良好的配伍性、流变性、滤失性和润滑性，并有利于保护储层，具有可回收利用及对测井无影响等气基钻井流体所不具备的优点，虽然微珠本身成本较高，但由于不需要特殊增压设备，相比空气钻井可以降低设备成本，操作更加安全，因而具有广阔的应用前景。从物理特性、配伍性、流变性调整、储层损害评价以及现场应用等方面对该钻井液进行了较全面的综述和分析。     

川东储层保护的钻井完井液技术

针对四川气田主力产气层石炭系裂缝-孔隙型储集层的地质特点和钻井液对储集层的伤害机理,分析了高密度钻井液对储集层的潜在伤害,提出了保护储集层对钻井、完井液的要求。利用屏蔽暂堵技术与减轻水锁方法,优选组配出保护石炭系裂缝-孔隙型储集层的钻井、完井液配方。经11口井现场应用证明,酸化解堵后总产气量是酸化前的3.61倍,增产效果显著。     

纳米微球保护储层钻井液研究及应用

致密砂岩气藏具有特殊的储层特性,在钻井施工中极易受到损害,且损害难以解除。临兴区块是典型的低孔渗-致密、低丰度、不含硫干气气藏。为防止储层损害,在该区块钻井完井液中引入了封堵剂Micro-ball和CARB,API滤失量降至5mL以下,防塌、封堵性能优良,对易坍塌地层的岩屑回收率大于93%。纳米微球聚合物封堵剂Micro-ball是一种纳米级高分子聚合物,能对储层的微小喉道形成暂堵,可形成超低渗透率的内泥饼;多级惰性封堵剂CARB是一种粒径多级分布的可酸溶的惰性处理剂,其粒径范围一般大于储层孔喉,其在井壁表面可快速形成薄而脆的外泥饼,封堵效果好,泥饼易于清除。LX-xx5-1H井水平段采用裸眼-压裂方式完井,施工中该体系保持了良好的润滑性能,有效解决了钻进托压问题,未出现任何黏附钻具的情况;有良好的抗污染能力,性能稳定,维护简单;具有良好的流型和强抑制性,未发生坍塌掉块情况,多次起下钻十分顺利;压裂试气产量达到预期效果。      

煤层气弱凝胶和微固相双效钻井液体系

为更好满足煤层气钻井液成膜护壁和尽可能地降低对煤层气储层的伤害,实现安全、高效钻进和保护储层的目的,提出了弱凝胶和微固相双效钻井液体系。室内对其性能进行了评价,结果表明:弱凝胶和微固相双效钻井液具有良好的基础性能;具有很好抑制性、抗温性（50℃）、抗盐（NaCl、CaCl₂、MgCl₂）侵性和抗煤屑侵性;在500 mL双效钻井液中加入纤维素酶、中性α-淀粉酶、复合酶（0.1 g:0.1 g:0.1 g）,最终弱凝胶和微固相钻井液降解率分别可达90.9%和83.0%;具有很好的润滑性,润滑系数分别为0.17和0.12;渗透率恢复率可达到91.3%和82.3%;显微观测可知,增大了钻井液接触角,可很好防止水锁伤害;复合生物酶不仅能降低钻井液表观黏度,在后期通过降解泥皮来降低对煤储层裂隙的伤害,可大大减小对煤层气产出影响。