两性离子聚合物钻井液体系在吉林DB区块的应用

吉林DB区块位于吉林乾安地区,是中石化新星石油公司华东局在东北勘探开发的重点地区,属于松辽盆地南部长岭凹陷腰英台构造带.该地区地层复杂,钻井施工中易发生缩径、井塌、井漏情况,并引起卡钻事故.选择了两性离子聚合物钻井液体系,并加入聚丙烯酸钾、有机硅腐植酸钾和酸溶性屏蔽暂堵剂等对钻井液进行调整.在现场应用中,根据不同井段优化钻井液的流变性,尤其进入易塌井段后注意降低钻井液对井壁的冲刷.现场应用表明,缩径和井塌的事故明显减少,易塌井段平均井径扩大率由原来的16%～20%降低到10%～15%,调整后的钾盐两性离子聚合物钻井液技术方案满足了吉林DB井区的钻井需要.     

腰英台地区钻井完井液保护油气层效果评价

腰英台区块地处松辽盆地南部长岭凹陷东北部,储层属低孔特低渗油气藏,具有中等偏弱速敏、弱水敏、中等偏强酸敏等特点,水锁损害程度属中等偏弱.为了保护油气层,减小储层伤害,选用了两种钻井完井液体系:两性离子聚合物钻井液体系和聚合物腐钾聚合物钻井液体系.实验表明:两种聚合物体系的各种处理剂与地层水的配伍性好,储层岩心的动态渗透率恢复值在80%以上.现场测试也表明,这两种钻井完井液体系对腰英台区块复杂油气层保护效果较好.     

关于有机硅氟聚合物钻井液的研究

为解决辽河油田高温深井钻井施工中深部复杂地层的井壁稳定,抗盐抗钙,高温老化等问题,依据有机硅氟聚合物的特性及其与钻井液的作用机理,开展了有机硅氟聚合物钻井液体系研究。通过室内试验对有机硅氟聚合物钻井液体系各项性能进行测试,确定该钻井液体系拥有较强的抗温抗盐抗钙性能,良好的润滑性,可有效延长泥页岩水化周期、防止井塌,是一种可满足高温深井钻探的钻井液体系。     

乾安地区井壁坍塌机理及钻井液技术研究

吉林油田乾安地区存在着严重的井壁坍塌、掉块等问题。利用X-射线衍射分析、电镜扫描、分光光度法、电动电位分析、滚动回收率测试和膨胀率测试等实验手段，对乾安地区岩样的结构及理化性能进行了系统分析。通过分析认识到，该地区泥页岩属中～弱膨胀和中～弱分散的硬脆性泥页岩，并进一步讨论了该地区复杂地层井壁坍塌的机理，形成了满足该地区地层钻井要求的有机硅成膜钻井液。现场试验结果表明，该钻井液能有效控制该地区的井壁失稳，大幅度降低井下复杂情况的发生。     

腰英台地区深井钻井提速技术

腰英台地区深井地层具有岩石可钻性差、井壁稳定性差、井底温度高等特点,因此钻速较慢,钻井周期较长。为加快该地区的勘探开发进度,降低钻井成本,在该地区进行了深井钻井提速技术研究。通过针对不同地层的多种PDC和牙轮钻头优选、井底动力钻具和复合钻井试验、新型射流式冲击钻井工具试验及深井抗高温防塌钻井液研究应用等方面的攻关研究,最终形成了一套适合腰英台深井的钻井提速技术。经过现场3口井的应用,取得了显著的提速效果,平均机械钻速提高13.7%,平均钻井周期缩短27.1%。新型钻井液体系的应用有效降低了钻井复杂时效,提高了井身质量,为钻井提速创造了有利条件。建议在该地区继续进行新工具新工艺的现场试验,最终形成一套完善的深井钻井提速技术。     

钾铵基悬浮乳液钻井液体系在大牛地气田的应用

针对大牛地气田水平井钻井中常规钻井液存在的问题,根据气田的储层特征,优选出钾铵基悬浮乳液钻井液体系。室内实验表明,该钻井液体系具有良好的抗温、抗盐性,较强的抑制性,优异的防塌性,可有效抑制黏土矿物的膨胀、分散、运移,极大地预防了井壁失稳;钻井液滤失量低,侵入储层深度浅,滤饼易于消除,具有良好的储层保护效果。现场应用表明,钾铵基悬浮乳液钻井液体系可有效解决大牛地气田水平井钻井中存在的井壁稳定和储层保护的难点,取得良好的经济效益。     

乳液高分子钻井液研究与应用

针对吉林长春岭地区施工难点,为减少钻井复杂情况,缩短钻井周期,以大庆油田调整井强抑钻井液乳液高分子钻井液体系为基础,结合原吉林钾铵聚合物钻井液体系防塌、稳定井壁能力强的优点,对乳液高分子钻井液体系进行了改进,并在长56井进行了应用,取得了理想的效果。     

钾盐聚合物钻井液在大港滩海地区的应用

在滩海地区和海上钻井,冰源和环境保护是优选钻井液体系时重点考虑的两个关键因素。钾盐聚合物钻井液选用海水为基液解决了滨海地区钻井用水困难的问题,配制该体系所需的处理剂低毒、无污染,有利于环境保护。介绍了钾盐聚合物钻井液体系的配方、性能和维护处理技术。经现场使用表明,钾盐聚合物钻井液体系满足了滩海及海上钻井施工的要求。     

群库恰克地区水平井Q5-1钻井液技术

群库恰克地区石炭系井壁失稳问题一直是油田勘探与开发的技术难点.Q5-1井是在该地区实施的第一口解决井壁失稳问题的试验井.通过对群库恰克地区石炭系复杂地层不稳定因素及其对钻井液施工技术难点分析研究,对钻井液的配伍进行改进,优选了适合该地区的聚合物钻井液和KCI-聚璜钻井液体系.该钻井液体系具有良好的流变性、造壁性、润滑性...     

中江地区井壁失稳机理及对策研究

川西中江构造地层情况复杂，该区块多口井在钻井过程中都出现了严重的井壁失稳，这制约了对该区块的油气勘探开发速度。针对这一情况，文章对中江构造泥页岩的稳定性进行了大量的研究，并从失稳机理入手进行适合该区块钻井液体系的研究，在室内实验的基础上优选出了适合该地区地层钻进的钻井液体系--钾钙基聚磺防塌钻井液。通过现场试验，证明该钻井液体系能有效控制该区的井壁失稳，大幅度降低井下复杂情况的发生。     

松辽盆地深井钻井技术难点与对策

东北松辽盆地长岭断陷天然气资源丰富,火山岩发育,分布范围广,具有巨大的油气藏勘探开发潜力。该地区地质条件复杂,井壁稳定问题突出,深部地层研磨性强,可钻性差,机械钻速慢,钻井周期长,储层流体富含二氧化碳。为加快该地区的钻探进程,解决制约钻井提速的技术难题,分析了前期探井钻完井资料,明确了钻井过程出现的主要井下故障。通过钻井地质环境因素分析,系统分析了该地区的地层压力体系、地层岩石可钻性和地层岩石力学参数,为钻井工程设计、钻头选型和个性化设计、现场施工提供了科学的参考依据。通过采取优化井身结构、分层优选高效钻头、应用保护储层钻井液、试验应用钻井新技术等技术措施,该地区深井机械钻速得到了大幅度提高,达到了优质、快速、高效成井的目的。      

气体钻井井壁稳定性评价方法分析

由于气体钻井技术在某些方面有着常规钻井液钻井不可比拟的优势，在国内得以大范围地试验应用。但是，作为一项新技术，气体钻井本身具有一定的局限性，其实用范围尚不完全清楚。因此，在现场试验过程中已经暴露出不少问题，井壁稳定性就是其中最为突出的问题之一。在常规钻井液钻井过程中，井筒与地层孔隙压力之间存在正压差，正压差对井壁起到一定的支撑作用，在一定程度上抑制了井壁坍塌，有利于井壁稳定。而在气体钻井中，这种支撑作用并不存在。为此，从气体钻井井壁岩石力学的基础着手，建立了气体钻井条件下井壁稳定性分析的评价方法，并结合实际工程地质特征，对川西特殊复杂地层没有流体产出情况下气体钻井井壁稳定性进行了定量评价，分析评价结果与现场施工情况吻合。     

超深井井壁稳定性分析

超深井钻井过程中存在多套地层压力体系，井壁稳定性条件复杂，高温、高压、深部地层岩石可钻性差等难点。随着井深的增加，地层压力梯度急剧增加，需要较高密度的钻井液来平衡地层压力。超深井的裸眼井段较长，钻井液浸泡时间长，容易导致岩石抗压强度软化，尤其一些泥岩层段，一旦被钻井液浸泡过后，井壁极易发生失稳。在超深井钻井过程中，不同的温度差异必然导致近井壁岩石应力分布发生改变，影响井壁稳定性。为此，提出分别利用地震、测井数据得到的坍塌破裂密度曲线来预测超深井井壁稳定性，所建立的计算模型应用于莫深1井的井壁稳定性分析，结果表明：预测情况与工程实际吻合。     

可循环微泡沫钻井液的防塌机理及应用研究

微泡沫钻井液是有效解决井漏的钻井液体系之一,但其稳定井壁的效果有待验证,并成为了是否选择微泡沫钻井液施工的关键因素之一。总结提出了微泡沫钻井液稳定井壁的7种作用机理,实验对比研究了常规水基钻井液与微泡沫钻井液的稳定井壁效果。结果表明,微泡沫钻井液的井壁稳定能力较常规水基钻井液更强,为现场施工选择微泡沫钻井液提供了理论基础和实验依据。成功的现场试验表明,微泡沫钻井液不仅可以有效防止井壁坍塌、井漏等复杂事故,还可提高钻井速度、保护油气层、节约钻井成本。     

海洋天然气水合物藏钻探环空相态特性

海洋天然气水合物藏钻探过程中,水合物钻屑随钻井液向上返出,随着温度升高、压力降低,水合物钻屑上升至一定位置开始分解,使井筒流动变为环空复杂气液固多相流,这对井下流动安全产生严重威胁。考虑井筒温度、压力与水合物分解的耦合作用与影响,建立了海洋天然气水合物钻井过程中井筒温度模型、井筒压力模型、水合物动态传质分解模型和复杂环空多相流模型。通过模型求解,数值分析了井筒温度、环空压力和水合物分解在不同钻井工况下的变化规律。结果表明:增大钻井液排量,井筒中井底处循环钻井液温度升高,环空中井口处返出钻井液温度降低,分解起始位置下移;增大钻井液密度,环空压力升高,分解起始位置上移;增大钻井液入口温度,井筒温度升高,分解起始位置下移;增大机械钻速,分解起始位置不变。     

华北ND1区块气体钻井地层适应性评价

华北地区ND1区块ND101井中深部古近系沙河街组首次采用气体钻井提速,因井壁失稳、地层流体产出及井下燃爆等一系列的难点,严重阻碍了该区块气体钻井的实施。为此,基于气体钻井理论并与现场实践相结合,建立了一套有效的气体钻井适应性评价分析体系,包括气体钻地层井壁稳定评价和产出地层流体影响评价。通过评价产出地层流体对气体钻井壁坍塌、井下燃爆的影响,得到了3个方面重要认识：①快速产出的储层气体降低了近井壁地层孔隙压力,对气体钻井壁稳定更有利,因而,适当提高注气量可保障沙河街组氮气钻井有效进行;②修正的气体钻井井壁稳定分析模型提高了地层产水条件下坍塌压力当量密度预测的精度,可作为合理筛选该地区中下部地层气体钻井井段的依据;③采用邻井测井资料估算地层出水量并计算不同产水量下立管压力的方法,可确定维持气体钻井在一定湿度范围内的相应注气量参数,实钻中可根据立管压力、排砂管线湿度变化判断井下地层出水、出油及井壁干燥情况,及时调整或改变钻井措施。     

苏里格气田大位移水平井钻井液技术

苏里格气田安定组、直罗组、石千峰组和石盒子组泥岩地层易发生严重井壁垮塌,且因水平位移大、水平段长、井眼小易导致井眼清洁与润滑问题。针对苏里格气田的地质构造、岩层特性和水平井的井身结构特点进行了研究,对石盒子泥岩地层取样做了全岩矿物分析和黏土矿物分析,找出了影响井壁稳定的原因。针对苏里格地区地质特点、井身结构及保护油气层的要求,系统地分析了水平气井施工的钻井液技术难点,提出分地层采用不同的钻井液体系,并对钻井液处理方法与钻井施工的技术措施进行了阐述。4口高难度水平井的安全施工表明,苏里格气田大位移水平井钻井液技术能满足该地区大位移水平井施工的需要,可为高效开发苏里格气田钻井施工提供支持。     

深井井筒油基钻井液密度与液柱压力解析模型

高温高压深井在钻井和完井时,由于钻井液在井筒内受到温度和压力的双重作用,使得地面测量的钻井液密度与井筒内实际密度存在差异,导致井筒液柱压力难以准确计算。分析国内外有关油基钻井液密度的预测模型,前人的模型均为特定配方条件下少数实验数据回归的经验模型,不具有通用性,且计算精度难以满足深井（尤其是超深井）的需求。为此,采用数学解析法建立精确的钻井液密度和液柱压力预测模型。与多位学者的经验模型对比,认为多数经验模型为新建解析模型的简化,该解析模型能更全面准确地反映温度和压力对钻井液密度的影响。在实际应用时,将油基钻井液视为基础油、盐水及固体材料的混合物,通过室内实验数据确定基础油的密度函数,可实现多种配方及油水比的油基钻井液密度及井筒液柱压力的预测。     

油基钻井液及其废弃物除油处理技术在东海探井中的应用

近几年，为解决大斜度定向井和大位移井钻井中所面临的井眼清洁困难、摩阻扭矩大、井壁不稳定等诸多难题，东海油气田的开发井开始采用油基钻井液体系，取得了良好的使用效果。油基钻井液相比于水基钻井液，抑制性更强，润滑性更好，有利于保持井壁稳定，从而降低钻具遇阻、遇卡事件的发生频率。该文首先对油基钻井液在东海油气田已钻开发井的使用情况进行分析研究，之后对油基钻井液在东海探井中的适用性与其废弃物除油处理方法的可行性进行理论研究，将在开发井中应用的油基钻井液使用工艺、方法扩展至东海的探井中加以应用。现场应用结果表明，该套工艺、方法切实可行，满足海上环保要求，保障了油基钻井液的成功使用，有利于实现东海探井安全高效钻进目标。