塔在1井破碎性白云岩地层防塌技术

塔参１井是迄今为止的塔里木盆地钻成的陆上第一超深井。该井在钻进奥陶系、寒武系白云岩地导蝇眼发生严重坍塌,导致难以继续钻进。本文从地层岩石矿物组分、理化性能和地应力三方面分析了井眼坍塌的原因。经室同一系列封堵试验,现场采用密度适当的钻井液并加入软化点适当、颗粒度较小的封堵材料加强对地层裂缝、微裂缝的封堵,从而成功地解决了塔参１井超深井段破碎性白云地层坍塌问题。     

塔河油田深侧钻井防塌钻井液技术

塔河油田深部巴楚组和桑塔木组地层为以伊/蒙混层或伊利石为主的硬脆性泥页岩地层,水化分散性较强且发育有微裂缝,钻井过程中易因泥页岩水化而导致井壁失稳,为此,提出了"抑制表面水化-物化封堵-有效应力支撑"三元协同防塌对策,并构建了三元协同防塌钻井液。室内性能评价试验结果表明:三元协同防塌钻井液抗温达170℃、抗盐5.0%、抗钙0.5%~1.0%、抗劣土8.0%,泥页岩膨胀率和滚动回收率分别为5.05%和91.33%,能封堵宽400 μm的裂缝,承压能力达到4 MPa。三元协同防塌钻井液在塔河油田20余口井进行了应用,均未发生由于井壁失稳造成的井下故障,桑巴楚组和桑塔木组地层的井径扩大率平均降低63.4百分点,建井周期平均缩短4.3 d。这表明,三元协同钻井液防塌技术可有效解决塔河油田深侧钻井巴楚组和桑塔木组地层的井壁失稳问题。      

百色盆地那读组地层防塌钻井液技术研究与应用

百色盆地那读组地层在钻进过程中经常发生垮塌、卡钻等复杂事故，甚至造成井眼报废。经过对百色盆地几套防塌钻井液体系的综合分析研究，选择出了防塌性能强、配伍性好的大小阳离子聚磺防塌钻井液。现场应用结果表明，该钻井液性能稳定，润滑性能好，携砂能力强，保证了井眼的清洁，有效地防止了地层的垮塌，避免了复杂事故的发生。该钻井液有较强的抑制性和抗污染能力，流动性好，转化工艺简单，维护方便，较好地满足了该地层的钻进需要。     

鄂尔多斯地区防塌钻井液技术

鄂尔多斯地区多采用水平井钻井,但在钻井施工中普遍存在造斜井段定向托压,泥页岩、碳质泥岩、煤层地层垮塌严重等现象,针对该技术难题开展了防塌钻井液体系研究,选择5%KCl、(2%~3%)聚合醇和(0.1%~0.2%)聚胺抑制剂FYZ-1协同防塌,选择1.5%氧化沥青、1.5%超细植物纤维NMF和1%超细凝胶CNJ作为封堵配方,聚合醇和表面活性剂SUB复配使用提高钻井液的润滑性能。实验表明,该钻井液具有良好的抑制性和封堵能力,一次页岩滚动回收率达到98.3%,承压可达20 MPa,极压润滑系数达0.07。该钻井液在靖南72-13H1和靖南70-6H井的三开斜井段进行了现场应用,分别顺利钻穿8套和4套煤层,施工井段平均井径扩大率分别为4.06%和1.71%。     

阿根廷圣豪尔赫湾油田复杂地层防塌钻井液技术

阿根廷圣豪尔赫湾油田二开钻遇地层以泥岩和凝灰岩为主,地层破碎且微裂缝发育,岩石中蒙脱石和石英含量高,水敏性强,在应用BIOCAT钻井液钻进二开井段时井塌频繁,井径扩大率超过100%,每年有2~4口井因井塌而报废。为此,优选防塌抑制性能强的SRIPE-inhibitor系列抑制剂代替BIOCAT抑制剂,并添加非渗透剂SMT3、弹性石墨和碳酸钙等封堵材料,形成了非渗透强抑制防塌钻井液。室内抑制性能评价结果表明,非渗透强抑制防塌钻井液比BIOCAT钻井液具有更强的防塌抑制性能,膨胀率降低10百分点以上,回收率提高60~70百分点,坍塌周期延长1倍。阿根廷圣豪尔赫湾油田24口井应用了非渗透强抑制防塌钻井液,与应用BIOCAT钻井液的邻井相比,井塌明显减少,二开井段井径扩大率由100%降至10%,钻井周期缩短15%,钻井成本降低10%。这表明,非渗透强抑制防塌钻井液可解决阿根廷圣豪尔赫湾油田二开井段井壁失稳的问题。      

留西地区深水平井高密度防塌钻井液技术

留西地区地层结构复杂，在钻井施工过程中井塌现象严重，特别是钻井液密度高、水平段埋藏较深，对水平井钻井液技术提出了很高的要求。通过室内实验，确定采用聚磺硅氟高密度防塌钻井液。该钻井液具有流变性好、携岩能力强、泥饼质量好、润滑性好、封堵效果好等特点，解决了井壁严重失稳、高密度钻井液润滑防卡、岩屑携带等一系列技术难题，满足了华北油田冀中地区水平井施工的要求。     

塔参1井破碎性白云岩地层防塌技术

塔参１井是迄今为止在塔里木盆地钻成的陆上第一超深井。该井在钻进奥陶系、寒武系白云岩地层时,井眼发生严重坍塌,导致难以继续钻进。本文从地层岩石矿物组分、理化性能和地应力三方面分析了井眼坍塌的原因。经室内一系列封堵试验,现场采用密度适当的钻井液并加入软化点适当、颗粒度较小的封堵材料加强对地层裂缝、微裂缝的封堵,从而成功地解决了塔参１井超深井段破碎性白云岩地层坍塌问题     

“三强”防塌钻井液的研究与应用

通过对四川地区地层失稳的机理分析,认为失稳主要由以下原因造成:地层中的泥页岩吸水膨胀造成井壁失稳;地层中存在众多纵横交错的裂缝、微裂缝,裂缝、微裂缝吸水引起应力失衡,或者地层因受到频繁的拉伸和挤压作用形成破碎带,在破碎带地层泥页岩吸水膨胀和应力失衡同时存在,造成井壁失稳.针对井壁失稳的原因,采取了包被、抑制和封堵相结合的方法,经过室内实验优选出“三强”(强包被、强抑制、强封堵)防塌钻井液.该体系通过现场20多口井的应用,解决了气液转换过程中出现的垮塌和正常钻进中的井壁稳定问题,使用的钻井液密度最高达到2.20 g/cm3,其抑制能力高于7％氯化钾溶液,封堵能力强于普通封堵钻井液,可在不同地区不同密度下使用,适应性强.     

成膜树脂防塌剂FGA的研究

FGA是一种成膜树脂,无荧光,无污染,它属于中等分子量的非离子型的饱和碳链聚合物。室内评价了FGA抑制粘土膨胀,防止页岩分散,降低滤失量及泥饼渗透率,与常用处理剂的配伍性及抗污染的效果。结果表明,FGA具有防止粘土膨胀和分散,降低钻井液滤失量和泥饼渗透率,与CMC、K-PHP、SMP等常用处理剂有较好的配伍性,FGA钻井液具有较好的抗盐侵、钙侵、劣土侵能力及抗温能力。柴3井使用了FGA钻井液对松散的易塌地层起到了明显的稳定作用。     

新疆呼图壁地区防塌钻井液优化设计

针对新疆呼图壁地区强地应力和水敏性泥页岩易引起井壁失稳的特点,本文初步选择了3种防塌钻井液,即两性离子聚磺钻井液、正电胶钻井液和KCl两性离子聚磺钻井液,室内通过膨胀性、滚动回收率、泥页岩CST实验和泥页岩浸泡实验对这3种钻井液的抑制性进行了评价,并从中优选出最佳的钻井液配方。最后通过测定与钻井液相互作用后泥页岩力学参数的变化,进一步定量评价了泥页岩水化对钻井液安全密度窗口的影响。     

新疆准噶尔盆地南缘地区钻井液技术

新疆准噶尔盆地南缘地区安集海河组存在超高压、强造浆、强坍塌应力、复合离子污染等问题。分析了该地区易塌层段的粘土矿物组分、结构特性和物理化学特性以及存在的钻井液技术难题,研究出PRT防塌钻井液体系。评价了PRT体系的抗污染能力、性能稳定性、抑制性、封堵能力和失水造壁性能,介绍了PRT体系的维护处理措施,以及在安6井和吐谷1井的现场应用效果。结果表明,该钻井液体系具有抑制造浆、稳定井壁、润滑防卡、抗可溶性盐污染、流变性能好等特点,满足了准南地区复杂地层钻井的需要。     

家H2分支水平井钻井液技术

家H2井是大港油田第一口分支水平井,位于沈家铺油田官107×1断块,目的层为孔二2油组上砂体.该井为三开井,由一个主井眼和两个分支井眼构成,完钻垂深为2211.65 m,斜深为2658 m,井底水平位移为521 m,最大井斜为92.87°;一分支水平段段长为119.12 m,最大井斜为92.19°;二分支水平段段长为25 m,最大井斜为92°.该井二开井段使用聚合物钻井液,三开井段使用无固相KCl聚合物钻井液,采用无固相超低渗透技术保护油层,满足了筛管完井对油层保护技术的要求.在施工过程中无固相KCl聚合物钻井液性能稳定,携砂洗井能力强,滤失量小,能有效地稳定井壁,保护油气层,大大提高了原油产量.     

苏49井钻井液技术

苏49井是冀中坳陷霸县凹陷文安斜坡信安镇北潜山构造上的一口重点预探井,完钻井深5250 m。针对所钻地层胶结性差,造浆性强,易塌、易漏的特点,上部地层采用正电胶聚合物钻井液体系;下部地层采用聚磺钻井液体系。现场应用表明,这两种钻井液体系性能稳定,抗温性能强,防塌效果好,抑制了玄武岩、煤层的垮塌,保证了取心、电测、下套管及固井施工的顺利进行,全井未发生粘卡事故。     

乌深1井超深井大井眼钻井液技术

乌深1井是大港油田“1518”勘探工程的一口重点预探井,完钻井深5850m ,其中Ψ311.1mm井眼的深度及Ψ244.5mm套管的下深（5456.9m)创下了全国陆上油田已完钻井的最高记录,是一口高难度的超深井,针对该井的井身结构和地层情况确定了一套适应各井段的钻井液体系,上部地层（井深2300m以上）使用钾盐聚合物钻井液,下部地层（井2300m 以下）使用硅基钻井液体系,进一步提高了钻井液的防塌抗温效果,配合了一定的处理维护方法和防堵漏技术,结果表明,该钻井一定的处理维护方法和防漏堵漏技术,结果一,该钻井液体系抑制性和防塌性强,具有稳定井壁,携岩净化,抗高温,润滑防卡的能力,满足了深井大井眼井施工的要求。     

塔河油田TK431井钻井液技术

塔河油田三叠系、石炭系井眼失稳问题一直是该油田勘探与开发的技术难点。TK431井是在该地区实施的一口解决该井段井眼失稳问题的试验井。分析地层坍塌原因后提出，TK431井钻井液密度设计值为1．42g／cm^3，选择抑制封堵固壁型钻井液体系，二开采用PF-PLUS钻井液，三开采用PEM钻井液，四开采用PF-VIS钻井液。选择抑制型钻井液，可提高钻井液滤液的抑制性，减小泥页岩的水化膨胀作用；采用封堵固壁技术，可封固地层微裂隙，提高地层整体强度，形成薄而韧的泥饼，减少滤失量，达到稳定井壁的目的。该井钻井液润滑性能良好；包被抑制性良好，钻屑成形度高、棱角分明；防塌效果好，井径规则，没有明显的大肚子井段；性能稳定、维护处理简单；机械钻速快，辅助时间短，钻井周期较短。现场应用表明，该井实际最高使用钻井液密度为1．37g／cm^3，通过采用高包被、强抑制和综合防塌相结合的方法，有效地稳定了井壁，成功地解决了三开井径扩大问题；存在问题是设计和实际应用费用较高，尤其是三开费用是其它井的2～4倍，全井钻井液费用也是同一区块其它井费用的1．5～2．0倍多。     

多靶点、大斜度张28井钻井液技术

张28井是大斜度多靶点的定向探井,目的是为探明张店油田南38断块宽缓鼻状构造油气情况。该井斜深为3034.00 m、造斜点为1950.50 m、A靶点为2247.71 m、B靶点为2491.92 m、C靶点为2824.97 m、最大井斜为75°、井底位移为926.31 m。针对不同井段、井斜、地层及诸多工程不利因素影响情况,采取了不同的钻井液技术措施。井深1900-2122 m填井前的造斜井段到增斜井段,用聚合物润滑钻井液;井深1950-2175 m填井后重新定向,用正电胶聚合物钻井液;井深2175-2480 m增斜井段,用正电胶聚合物润滑钻井液;井深2480-3034 m稳斜井段,用正电胶聚合物润滑防塌钻井液。现场应用结果表明,正电肢聚合物润滑防塌钻井液与其它处理剂配伍性好,具有较强的抑制性、防塌性,携岩能力强、润滑性好,并能较好地保护油气层,满足了南阳油田张店地区复杂地层特殊井的施工要求。     

水平3井钻井液技术

水平3井是胜利油田一口重点水平预探井。该井位于埕111井区，钻探目的是了解埕111井区西部石炭系、二叠系及中生界含油气情况，扩大埕科1区块中生界和古生界含油气范围。该井完钻井深为2885m，水平位移为1027m，水平段长为785m。为满足复杂地层水平井钻井和录井需要，水平3井采用聚合醇防塌钻井液，并配合相应的工种技术措施。二开用聚合物、聚合醇控制地层造浆，用铵盐调整钻井液流型，用聚合醇、树脂及PA－1防塌剂降低滤失量；三天在水平段钻进过程中，及时补充聚合物胶液，以保持钻井液性能稳定，防止地层漏失，利用除砂器和离心机，降低钻井液中的固相含量。经现场应用表明，该钻井液性能稳定，抗`温防塌和悬浮携砂能力强、保护油气层效果好，该井共发现油层13套，油层厚度最小为1m，最大达109m，计厚度为228m，获日产油44.19t、日产气2760m^3的工业油气流。     

玉门青2-7井钻井液技术

玉门青2－7井一开井段砾石层成岩性差,胶结疏松,易卢井漏、井塌、沉砂;二开为砂泥岩互层,裸眼井段长,泥岩易水化膨胀,砂岩渗透性好易形成厚泥饼,砾岩、砂泥岩胶结差,井壁易坍塌,并存在石膏污染;三开为产层钻进,地层倾角大,裂缝发育,岩性为硬脆性泥岩,易发生掉块砖塌现象,井底温度高,根据该井地层特点、钻井工程要求和保护油气层的需要,一开使用“三高一适当”普通膨润土浆,防止了表层疏松砾石层的井漏、井漏;二开采用金属离子聚合物钻井液,该体系抑制能力强,防止了泥岩水化膨胀,具有良好的失水造壁性,防止了因砂岩地层渗透性好而形成的厚泥饼缩径,保证了长裸眼段的防塌及井下安全;三开选用金属离子聚磺屏蔽暂堵钻井液,该体系具有良好的失水造壁性,封堵防塌能力强,防止了油层段的剥落掉块垮塌,实现了近平衡钻井,保护了油气层。现场施工表明,该井钻井液技术满足了钻井、地质录井的需要,达到了保护油气层的目的。     

埕岛油田埕北1区钻井液工艺

埕岛油田埕北1区由于注水量偏大造成下部地层压力系数偏低，钻井中常引起长裸眼井段反复划眼、卡钻，甚至井眼报废等复杂事故。介绍了该地区不同井段的钻井液配方、维护处理措施以及斜井段岩屑床的控制方法。该井复配使用K－PHP和PAC－141，控制pH值为8．0－8．5，有效地稳定平原组、明化镇组井壁，减少井眼缩径、钻头泥包现象的发生；保证钻井液具有“低粘度、低密度、低切力和适当的滤失量”性能；严格控制钻井液固相含量小于7％，含砂量小于0．3％；通过在条件允许的情况下调整环空返速为0．85－1．10m/s，提高钻井液的动切力、塑性粘度，在定向钻进阶段定时、定井段进行短程起下钻，用起钻前充分循环、起下钻分段循环钻井液的方法破坏岩屑床的形成，达到净化井眼、稳定井壁的目的。应用结果表明，该钻井液体系抑制页岩膨胀、防塌、携岩能力强，井眼净化、井壁稳定等性能均满足该地区不同井段施工要求，并具备无毒、无害、无污染、无荧光特点，在具有好润滑性的同时，满足海上环境保护的要求。     

中原油田大斜度定向井钻井液技术

针对所钻的大斜度定向井多为双靶或多靶定向井．具有井斜大、水平位移长、靶心半径小、地质结构复杂、井下温度高的特点，采用了聚磺混油钻井液和聚合醇钻井液，并在钻井液体系中加入了性能良好的润滑剂或固体润滑剂，有效地降低钻井液摩阻，防止了井壁坍塌等井下复杂情况的出现；配合了相应的钻井工艺技术措施。现场应用表明，聚磺混油钻井液和聚合醇钻井液具有较强的润滑性、抑制性、稳定井壁能力和抗温抗污染能力，良好的流变性确保了较低的含砂量和固相含量，泥饼质量良好．大斜度段井眼清洁畅通．满足了大斜度定向井对钻井液性能的要求。