抑制性抗钙盐岩盐与石膏侵污钻井液工艺技术试验研究

石油天然气与盐矿钻探中,常钻遇长段泥岩、页岩、盐岩、石膏、以及膏盐互层和泥盐互层等复杂地层。本项研究形成的钻井液体系,具有超强的抑制性和抗多种高浓度可溶性盐岩对钻井液污染能力,确保在这类复杂地层钻进中井壁化学稳定,有效控制钻屑分散造成污染,维持钻井液性能稳定、流动性好。该体系对地层泥页 岩水化膨胀具有超强抑制性,能有效控制井壁掉块、垮塌与缩径,并抑制泥页岩钻屑水化分散、稳定钻井液性能;在石膏与高纯度复合盐层钻进中,可减少井壁溶蚀、预防形成“糖葫芦”型井眼,并抑制膏盐类钻屑分散、溶蚀,避免钻井液性能恶化;在储层钻进中,能有效保护油气储层,无需添加任何油气层保护剂,就能充当优良的钻井完井液与修井液,是目前国际国内应用效果理想而又价格便宜、配制与维护工艺简单的水基钻井完井液。     

塔河油田盐膏层钻井液技术

塔里木盆地石炭系盐膏层埋藏深，温度为110～130℃。钻井过程中，盐岩、软泥岩的塑性变形，硬石膏的吸水膨胀，高压低矿化度的盐水层对高密度钻井液的污染，盐岩、石膏的溶解使井径扩大，造成井壁垮塌；含膏盐泥页岩吸水膨胀和塑性变形．造成缩径和垮塌．易导致粘卡事故的发生。采用聚磺欠饱和盐水钻井液体系。经现场应用表明，聚磺欠饱和盐水钻井液性能稳定，抑制泥页岩水化分散能力强，携岩能力强，井壁稳定，井径扩大率低，流变性好，FCLS可有效控制钻井液的流变性；钻盐层前把聚磺钻井液转换为聚磺欠饱和盐水钻井液．控制Cl^-含量大于160000g／L，钻井液具有良好的抗盐性，有效抑制膏盐层的塑性流动和盐岩的溶解；该钻井液滤失量低，具有良好的造壁性能，能够有效防止井眼扩大；该钻井液体系钻井液排放量少，处理维护工艺简单，满足了塔河油田盐膏层钻井的要求。     

盐膏层有机盐钻井液技术研究与应用

在盐膏层等复杂地层钻探过程中,常规钻井液易受到盐、膏等的污染,导致钻井液性能恶化,维护处理复杂,甚至引发钻井事故.针对此类地层,研制了抗盐、抗钙能力强的高密度有机盐钻井液.通过大量的试验,优选与有机盐相配伍的处理剂,优化处理剂加量,确定了有机盐钻井液配方为:水 0.5%Na2CO3 (3%～4%)抗盐粘土 (0.15%～0.2%)XC (1.5%～2.5%)降滤失剂 (50%～130%)复合有机盐 2%无荧光防塌剂 1.0%聚合醇 加重剂.并对该钻井液体系的流变性、抑制性、抗温性、抗盐、抗钙能力、固相容量等进行了评价.结果表明,该钻井液体系性能稳定,抑制性、抗污染能力强,固相容量限高.2003年该高密度有机盐钻井液在家59井现场应用中,钻井液性能稳定,携砂能力强,维护处理简单,解决了盐膏层钻进中的钻井液技术难题,避免了复杂及事故的发生,安全顺利钻穿了该井沙二段341 m的复杂盐膏层.     

哈萨克斯坦滨里海盆地巨厚盐膏层固井技术

哈萨克斯坦滨里海盆地Sagiski区块在盐间和盐下都有重大油气发现。但是,该区块巨厚盐膏层分布广泛,盐膏层井段容易产生溶蚀、蠕变,导致井眼不规则,从而在固井过程中固井顶替效率低,水泥浆不能完全充满环空,不能形成整体高强度的水泥环,使套管受到非均匀的外挤载荷(点载荷),致使套管发生变形甚至挤毁。此外,盐层的溶解会对水泥浆性能产生影响,使水泥浆稠化时间延长,影响水泥石强度的发展,严重影响固井成功率和固井质量。通过室内试验,优选出了FSAM-J优质抗盐降失水剂及配套的抗盐外加剂,配制了半饱和盐水水泥浆体系,其性能评价试验结果表明,该水泥浆体系具有流动性好、早期强度发展快、稠化过渡时间短等优点。应用该水泥浆体系,成功封固了Tasw-1井超过1 800 m的巨厚盐膏层,固井质量良好,为揭开盐下油气层提供了保障。     

聚磺欠饱和盐水钻井液在S117井的应用

S117井位于新疆塔里木盆地沙雅隆起阿克库勒凸起南部斜坡带,是以石炭系巨厚盐体覆盖以下地层为勘探目的的一口重点超深探井.该井在5102～5236 m井段有一套以纯盐岩为主的地层,夹有膏岩和泥岩,盐膏层厚234 m.由于盐膏层埋藏深、温度高、厚度大、蠕变性强,加之与上部大段低压砂泥岩同处一裸眼井段,增加了施工难度.针对该井段盐膏层易缩径、溶解、膨胀、坍塌的特点和与上部低压层同处一裸眼井段的特殊情况,通过对该区实钻盐膏层井的资料进行分析和室内试验,决定采用聚磺欠饱和盐水钻井液体系.现场应用表明,该体系性能稳定,具有良好的抗盐、抗钙、抗高温的能力,良好的流变性和润滑性能,不但安全钻过了蠕变性强的巨厚盐层,而且解决了高密度钻井液条件下上部低压力井段易发生压差卡钻的问题,首次成功地在该井下入了φ 244.5 mm和φ 273.05 mm复合套管,为今后开发塔河油田盐下油气藏提供了有力的钻井液技术保障.     

M油田水平井高密度盐水钻井液体系构建及综合性能评价

基于M油田盐膏层水平井定向造斜中所出现的各项异性蠕变特性,利用甲酸钾协同防沉降超细加重剂组合(WiPar)设计了一套具有良好的抗盐、抗钙侵能力,润滑性和抑制性的高密度盐水钻井液配方体系。评测结果表明,采用HCOOK/WiPar BA 6#/WiPar CD 3#(15∶9∶1)复配加重剂组合的盐水钻井液浆体稳定、流动性好,滤失量低于2.5 mL,且具有良好的抗石膏、石盐、芒硝及黏土侵污能力,同时还具备较好的抑制性和润滑性,能有效满足现场作业要求。     

抗温抗盐钻井液体系研究及现场应用

为解决资阳－东峰场区块高温盐膏层钻井难题,研制出了抗温２００℃、密度１．５ｇ／ｃｍ^３
抗温抗盐钻井液体系,进行了沉降稳定性、抗污染性、润滑抑制性等评价,并在ＺＹ１井现场应用。应用情况表明,该体系在ＺＹ１井
顺利钻完近１２００ｍ高温井段,钻井液流变滤失、润滑抑制性能良好;应用井段无任何复杂事故,节约钻井成本,现场应用取得良好效果。     

S115井承压堵漏及盐膏层钻井液技术

塔河油田古生界石炭系地层存在膏盐岩层，埋深为5175～5304m，厚度达130m。该膏盐岩层纯而且集中，钻井过程中极易发生溶解、膨胀、井眼缩径、井壁坍塌，造成起钻遇阻、下钻遇卡等现象。决定采用欠饱和盐水钻井液和配套的钻井技术措施。钻进盐膏层时，保持钻井液性能稳定，控制钻井液密度，以平衡地层压力，抑制盐膏层的蠕变；及时检测Cl^-含量，将Cl^-含量控制在160000～175000mg／L之间，保证适度溶解盐膏层井壁，防止缩径发生复杂情况；对于漏失层采用全井分段间隙式堵漏工艺，每次泵入量不宜太多，泵速不宜太高，按照“少量多次”的原则进行憋压。现场应用表明，该钻井液体系和配套的钻井技术措施，满足了盐膏层钻进，保证了盐膏层上部地层的稳定，井眼无坍塌现象，盐膏层钻进顺利，无阻卡现象，5次电测均一次到底，下套管、固井施工顺利。     

深水巨厚盐膏层固井水泥浆体系研究

墨西哥湾某井深水存在盐膏层,由于深水表层温度低、盐层蠕变致使井径缩小、冲蚀和溶解盐层导致水泥浆含盐量越来越高、盐膏层的夹层孔隙压力高/压力窗口窄等难点,给固井质量带来挑战。在分析墨西哥湾某井盐膏层特点和固井难点的基础上,表层采用单级首尾浆封固技术。首浆用具有一定抗盐能力的5%KCl全液体减轻剂低密度体系,尾浆用抗盐的10%NaCl+5%KCl聚合物常规密度水泥体系。室内研究表明,该套水泥浆体系适用于LASS系统,抗盐性好,具有良好的流动性、失水可控、稠化时间可调且过渡时间短、防窜等优点,保证了深水盐膏层固井质量。     

东营深层盐膏层钻井液工艺

胜利油田东营深层盐膏地层发育,盐膏段厚度大,分布范围广,地层岩性十分复杂,钻井中经常发生喷、漏、塌、卡,遇阻、划眼、电测遇阻等井下复杂事故。郝科1井是在该区设计的一口重点深探井,宅钻井深5807.81m,井底最高温度230℃。介绍了深层盐膏层钻井液体系的转化工艺、性能控制、维护处理、防漏、堵漏、固相控制、抗污染和钻具缓蚀等技术,以及MMH聚合物饱和盐水钻井液在郝科1井的成功应用。结果表明,该钻井液在高密度下对盐膏层具有较强的抑制性、悬浮携砂性和抗污染性,抗温220—230℃。MMH聚合物饱和盐水钻井液体系及其配套技术满足了深层盐膏层钻井施工需要。     

高密度饱和盐-稀硅酸盐钻井液技术

塔里木盆地巴楚地区寒武系地层组成复杂,盐岩、膏泥岩及裂缝性灰岩往往出现在同一裸眼井段,且地层压力高,在该地层钻进极易导致钻井液性能恶化,发生井下复杂情况。为有效解决这一技术难题,在对饱和盐-稀硅酸盐作用机理研究的基础上,研制出一种适合复合盐膏层钻进的高密度饱和盐稀硅酸盐钻井液配方。室内试验和现场应用证明,该钻井液具有良好的抑制性能,能有效降低盐岩和石膏的溶解;具有较好的流变性、滤失性、抗温性能和抗盐及石膏污染的能力。现场应用的欠饱和盐稀硅酸盐钻井液,很好地解决了巴楚地区复合盐膏层中潜在的复杂情况,大幅度降低了钻井液成本。     

哈萨克斯坦SLK3 井巨厚盐层钻井技术

哈萨克斯坦科尔占探区的巨厚岩层,严重制约了该地区的石油勘探开发。结合国内外成熟的穿盐钻井技术,在 SLK3 井盐层井段使用顶部驱动,应用两性离子聚磺饱和盐水钻井液体系,通过优选钻井技术方案,克服了巨厚盐膏层发育、塑 性蠕动、地层非均质性以及高温高压、井漏、井垮等情况给钻井带来的难题,保证了SLK3 井的顺利完钻,首次取全取准了科尔 占地区巨厚盐层及盐下油气藏的各项地质资料,摸索出了该地区钻穿巨厚盐层的钻井工艺综合配套技术,对今后开发科尔占区 块盐下油气资源具有重要意义。     

乌兹别克斯坦费尔甘纳地区吉达4井钻井液技术

吉达4井位于乌兹别克斯坦费尔甘纳盆地卡拉吉达构造,是中石油部署在该区块的第二口超深探井.该区块地质结构复杂,储层埋藏深度在5 700～6 500 m左右,井底温度超过160 ℃,钻井液密度高达2.38～2.43g/cm<'3>,属高温、高压、高含盐、高含硫深层低渗油藏.上部和深部井段均存在高压盐水层和大段盐膏层,钻井过程中极易发生盐水侵、盐结晶、石膏层蠕变缩径、卡钻等井下事故.针对地层复杂情况,该井从三开井段开始使用欠饱和盐水聚磺钻井液.现场应用结果表明,该套钻井液在井底温度超过160 ℃时性能稳定,抑制性好,抗盐钙污染能力强,满足了"四高一超"(高温、高压、高密度、高含硫、超深井)条件下的润滑防卡、井壁稳定、流变性控制等一系列技术难题,未发生任何井下事故,实现了钻探目的,满足了施工要求.     

土库曼斯坦阿姆河右岸气田复杂深井超高密度钻井液技术

土库曼斯坦阿姆河右岸气田的上侏罗系基末利阶长段膏盐层(厚度为700~1000 m)是典型的异常高压地层,钻井过程中存在高压盐水侵的风险,钻井液密度高达2.48 kg/L,常规钻井液不能满足安全快速钻井需要。为此,在现有饱和盐水钻井液的基础上,优选了抗高温、抗膏盐层污染处理剂,并与其他处理剂复配,研制了超高密度饱和盐水钻井液。室内性能评价试验显示,该钻井液密度可达2.48 kg/L,具有高温稳定性强、润滑性好、页岩抑制能力强和抗污染能力强等特点。30多口井的现场应用表明,该钻井液能解决长段膏盐层钻进中的地层蠕变、钻井液易污染及高压盐水侵等技术难点,并能大大提高机械钻速,缩短钻井周期。      

欠饱和复合盐硅酸盐钻井液KSN配方研究

欠饱和盐水钻井液具有较强的抗盐能力和抑制性能,而硅酸盐钻井液具有费用低、抑制性强、保护环境等优点,因此考虑用欠饱和复合盐硅酸盐体系解决盐膏层的井壁不稳定问题.通过室内实验,研制出了一种防塌能力强的欠饱和复合盐硅酸盐钻井液(KSN)体系.该体系稳定盐膏层井壁机理为:Na2SiO3/GXL-1协同封固井壁,阻缓压力传递及滤液传递;KCl/Na2SiO3协同抑制石膏溶解;KCl/Na2SiO3/NaCl协同抑制地层水化,防塌作用效果显著.评价了该体系的抗石膏和抗劣土污染性能、阻缓压力传递和滤液传递能力、抑制石膏溶解能力、抑制水化以及稳定井壁效果.实验结果表明,所研制的KSN体系具有优异的护壁防塌能力和滤失造壁性能,动塑比高,携带能力强.     

河坝1井盐膏层钻井液技术

河坝1井是川东地区一口区域探井，在实际钻进过程中，钻遇了大段盐膏地层。由于上部井段钻井液固相质量分数高且分散颗粒细、严重老化等问题，抗盐膏污染能力较差。根据该井实际特点，优选抗盐抗钙处理剂，采用聚磺钻井液与SD-101和SD-202配合，提前对钻井液进行转换和调整，并辅以相应的工程措施，顺利钻穿了盐膏层，钻井液性能未发生大幅波动，保证了钻井工程的顺利实施，节约了综合钻井成本。     

塔河油田深井穿盐膏层钻井液技术

深井盐膏层钻井施工风险极大,常会引起卡钻和套管损坏,影响安全钻井。通过对塔河油田深井盐膏层矿物组分、理化特征等进行综合分析,阐明井壁失稳的主要原因,为选择钻井液体系提供理论基础;对适应于该段的钻井液体系和现场维护处理技术进行了探索,提出了欠饱和盐水钻井液技术方案,并在T913井、TK827井、TK1106井进行了现场应用。结果表明,井下复杂大幅度降低,钻井周期大幅度缩短,经济效益较好。     

正电性钻井液体系研究与应用

钻井液技术的发展一直是围绕着如何更好地解决"地层井壁稳定"与"钻井液性能稳定"这一对矛盾而进行的。国内外现有的各种钻井液体系全部属于负电性钻井液体系,即钻井液体系的ξ电位为负值。负电性钻井液体系有利于其本身性能稳定而不利于井壁稳定,经常导致钻井事故的发生。而正电性钻井液体系可以解决井壁稳定、提高钻井速度、保护油气层等关键技术问题。为研究在正电性状态下分散的钻井液技术,实现钻井液正电性的根本转化,重点介绍了钻井液电性的转化、正电性钻井液配方及现场试验。理论和现场实践证明,正电性钻井液体系不仅有利于抑制地层黏土的水化膨胀和分散,提高钻井液的抗盐、抗钙污染能力,维持井壁稳定,而且对保护油气层有重要意义。     

复合钾盐聚合物钻井液的研制及应用

四川金秋区块深盆气资源丰富,但存在地层压力系数较高、气层活跃、CO2气侵严重、上部存在较厚的紫红色泥岩层极易造浆等难题,且甲方要求不能影响测井,这些均对钻井液提出了较高要求。针对以上问题,结合该地区特点,优选出复合钾盐抑制剂、降滤失剂等处理剂,研发出复合钾盐聚合物钻井液。该体系对泥岩岩屑一次回收率93%、抗CO2、钙镁离子污染能力强,密度最高可达2.20~2.30 g/cm3。现场应用结果表明,该体系能够满足四川金秋区块的钻井需要。     

塔河油田S114超深井盐膏层钻井技术

塔河油田南缘盐体覆盖区石炭系巴楚组存在巨厚盐层．在钻井过程中，由于盐的溶解而造成井径扩大，盐膏层塑性变形造成缩径卡钻，含盐泥页岩的水化分散造成井壁不稳定，给钻井施工带来了很多难题。以S114超深探井盐膏层钻进施工为例，介绍了盐下超深井钻井工艺、安全钻穿盐膏层的主要技术措施。