钾盐成膜封堵低侵入钻井液在南堡油田的应用

南堡油田各层系储层纵横向渗透率和孔隙度分布严重不均质,且储层物性、泥质含量纵横向变化较大.针对以上地层特性,优选出了加有KCOOH或KC1、高温高压降滤失剂、低荧光沥青、成膜剂、特种封堵剂等处理剂的钾盐成膜封堵低侵入钻井液.该钻井液能在极短时间内,在坍塌层、油层近井壁形成钻井液动滤失速率接近零、厚度小于1 cm的成膜封堵环带,并利用钾离子的强抑制性能抑制黏土膨胀,通过双重作用实现稳定井壁,保护储层的目的.分析了该钻井液的作用机理,提出了适用于南堡油田馆陶组、东一段储层的钾盐成膜封堵低侵入钻井液配方及现场施工措施.经现场使用证实,该钻井液能有效保护油气层,防止地层坍塌.     

广谱型屏蔽暂堵保护油气层技术的探讨

采用广谱型屏蔽暂堵保护油气层钻井液技术。可以解决中高渗透率油气层和不均质储层的油气层保护技术难题，复配使用多种粒径的架桥粒子和多种粒径的充填粒子，有效封堵不均质油气层流动孔喉，在近井壁带形成渗透率接近零的屏蔽暂堵层，可以阻止钻井液固相和滤液侵入油气层，减少钻井液对油气层的损害。该技术要点为依据油气层流动孔喉直径变化规律。d流动50，dmax确定多种暂堵粒子的直径，按1/2-2/3储层的d流动50选择架桥粒子的d50。而且架桥粒子的d90应力1/2-2/3储层的dmax，其加量大于4%；按1/4储层的d流动50选择充填粒子的d50。其加量大于1.5%。可变形粒子加量为2%，其软化点高于油气层井下温度10-50℃。     

LYM油田东一段强敏感性储层保护技术

LYM油田东一段储层属中孔中渗储层,敏感性矿物含量高,油层保护技术难度大。因此优选出了架桥暂堵剂XB-1和油溶性充填暂堵剂YB-2,将它们复配使用后在地层形成内封堵层（内泥饼）,用CMJ-2成膜剂在地层形成外封堵层（外泥饼）,在内外封堵层的共同作用下,使钻井液API滤失量降至2mL,高温高压滤失量降至9mL;同时选用了0．35％KPAM、2％聚合醇和（3％～5％）KCI作为抑制剂,通过3种抑制剂的协同作用有效地抑制东一段储层黏土矿物的膨胀;用该钻井液污染后的岩心渗透率恢复值达到88％～100％。现场应用表明,该钻井液能有效地提高平均单井产量,使LYM油田东一段储层保护技术难题得到了较好的解决。     

非渗透抗压钻井液处理剂KSY的研究与应用

非渗透抗压钻井液技术是解决钻进压力衰竭地层、裂缝发育地层、破碎或弱胶结性地层、低渗储层及深井长裸眼大段复杂泥页岩和多套压力层系等地层的压差卡钻、钻井液漏失和井壁垮塌等复杂问题以及油气层损害问题的关键技术,其核心是非渗透抗压处理剂。研制开发了非渗透抗压处理剂KSY,并进行了钻井液性能评价和泥饼结构分析,结果表明,KSY加入钻井液后,对钻井液流变性影响小,滤失量明显降低,形成的封堵膜薄,易于返排,封堵强度高,能够有效提高地层的承压能力和破裂压力,保护油气层效果好。现场应用表明,KSY能够显著提高地层承压能力,防止井壁坍塌,保持井径规则,有利于固井和完井作业。     

国外保护油气层技术新进展--关于暂堵机理和方法的研究

针对近年来国外在钻井液、完井液中通过加入暂堵剂对储层进行有效保护的研究进展进行了综述，重点介绍了实施暂堵的原理和一些新的方法，即（1）碱溶性微米级纤维素暂堵技术，这种暂堵剂能够对井壁进行快速封堵，减少钻井液中的固相和滤液侵入储层；（2）固相颗粒多组分滤失模型，利用该模型，可分别预测储层岩心受钻井液污染和反排后的损害深度及对渗透率的损害程度，又可用于对钻井液中固相的粒度分布状况进行优化设计，减轻固相对储层的损害；（3）反排时泥饼的清除机理，用初始流动压力的数学模型计算，初始流动压力随渗透率下降而增大，并随损害深度增加而增大，同时初始流动压力与反排速度呈线形增长的关系；（4）孔喉网络模型，可用于模拟微粒运移、沉积及发生堵塞的过程，并可优选暂堵剂尺寸，虽天然的多孔介质并不具有规则的结构，但可通过一个网络结构代替；（5）高渗储层暂堵技术，高渗储层的主要损害因素是固相侵入，因此需使用暂堵剂来形成低渗透泥饼，以防止固相和滤液进一步侵入。总之，油气层保护技术还需要进一步向前发展。     

成膜剂HN-1研制及其在钻井液中的应用

在复杂地区石油勘探开发过程中,井壁失稳和储层伤害已成为国际性技术难题。钻井液中的水相进入井壁地层和油气储层是造成井壁失稳和储层损害的主要原因,为了阻止钻井液中的水相进入井壁地层和油气储层,近年来国内外学者提出了超低渗透钻井液技术,其中成膜剂是超低渗透钻井液的关键处理剂。着重介绍为恩平24-2油田所研制的一种不影响钻井液其他性能并能降低钻井液滤失量的成膜剂HN-1以及由此而构建的恩平24-2油田超低渗透钻井液体系。同时,根据超低渗透钻井液性能测试方法,评价了其侵入砂床深度、高温高压砂床滤失量、岩心承压能力和储层保护能力。评价结果表明,HN-1成膜剂阻止了钻井液中固相和液相进入储层,降低了钻井液侵入砂床深度和钻井液高温高压砂床滤失量,提高了岩心承压能力和储层保护能力,为开发恩平24-2油田提供了有效保障。     

钻井液对孔隙型砂岩动滤失量影响因素的研讨

钻井液动滤失量和动滤失速率随时间变化情况是衡量钻井液对油气层损害程度重要指标之一.分别以高渗孔隙型、中高渗孔隙型和中渗孔隙型岩心作岩样,评价了加入具有不同粒径和粒度分布桥堵剂后对钻井液动滤失量及动滤失速率的影响情况.另外还分析了封堵剂对钻井液动滤失量的降低作用,以及温度、压差对钻井液动滤失量造成的影响.实验结果表明,在选择架桥粒子和填充粒子时,应采用多种粒径匹配,不能只依据岩心的d平均或d流动,50来确定,还必须考虑岩心的dmax和孔喉分布情况,对不同渗透率的岩心,由于其孔隙结构的差异,所选用的架桥粒子粒径和粒度分布情况亦有所差异;封堵剂是降低钻井液动滤失量主要组成之一,高温高压降滤失剂与架桥粒子、填充粒子、封堵剂相匹配,可有效降低钻井液动滤失量;动滤失量随温度升高和压差增大而增加.     

延长气田强抑制强封堵胺基钻井液技术

针对延长气田地层特性、井壁失稳原因、储层特性等特点,开展了强抑制强封堵胺基钻井液研究。实验室采用抑制膨润土造浆实验,优选出抑制效果与聚醚胺相同、成本较低的胺基抑制剂AI-1。采用延长气田刘家沟组泥岩进行的页岩滚动分散实验和膨胀率实验表明,AI-1的抑制性好,对钻井液性能影响小。采用AI-1作抑制剂,改性淀粉、SPNH及PAC-LV作降滤失剂,ZHFD和FT-1作封堵剂,优选出强抑制强封堵胺基钻井液。该钻井液的流变性能较好,滤失量低,具有良好的泥饼质量、强的抑制性与封堵性能,对气层的损害程度低,对延长气田石盒子组、山西组、本溪组等气层岩心的渗透率恢复值在90%以上。该钻井液在延长气田3口井的使用,防止了井塌、井漏的发生,井径规则,提高了钻井速度,减少了对气层的损害。     

塔河南岸跃满区块三叠系防塌钻井液研究与应用

针对塔河南岸跃满区块三叠系井段井壁垮塌严重的问题,对井壁失稳机理及防塌钻井液体系研究。三叠系地层岩性为泥岩和砂泥岩,黏土矿物含量为28.6%,黏土矿物中伊蒙混层含量45%,岩石吸水后抗压强度下降,现场钻井液密度低于井壁坍塌压力当量密度,这些是井壁坍塌的主要内因。现场钻井液滤失量大、泥饼厚而韧性差,岩屑滚动回收率和线性防膨率低,封堵性差,固相颗粒粒径分布不合理,这些是井壁坍塌的主要外因。通过优选降滤失剂、复合防塌抑制剂,引入防塌封堵剂FTDA等研究出防塌钻井液体系。该体系API滤失量和高温高压滤失量低,泥饼薄而且韧性好;岩屑滚动回收率比现用体系提高15.7%,对砂盘的封堵性提高50%以上。现场应用时钻井液流变性稳定,滤失量低,无卡钻、无掉块现象,平均井径扩大率为10.35%,比该区块平均井径扩大率下降50.24%。该体系的应用为跃满区块三叠系井壁稳定提供一种新的技术思路。      

超低渗透钻井液提高地层承压能力机理研究

通过超低渗透钻井液高温高压条件下侵入岩石深度实验、侵入岩石深度实验后的岩心清除泥饼前后岩心承压能力实验、提高裂缝承压能力实验、钻井液中加入零滤失井眼稳定剂前后岩心滤失量随时间变化关系实验,以及超低渗透钻井液在滤液进入岩心浅层后封堵孔隙的电子显微照片分析可知,超低渗透钻井液提高地层承压能力机理是利用特殊聚合物处理剂,在井壁岩石表面浓集形成胶束,依靠聚合物胶束或胶粒界面吸力及其可变形性,封堵岩石表面较大范围的孔喉,在井壁岩石表面形成致密超低渗透封堵膜,有效封堵不同渗透性地层和微裂缝泥页岩地层.超低渗透钻井液在井壁表层能快速形成渗透率为零的封堵层,在井壁的外围形成保护层,钻井液及其滤液完全隔离不会渗透到地层深处,可实现接近零滤失.零滤失井眼稳定剂通过在井壁表面形成超低渗透膜及增强内泥饼封堵强度大幅度提高了岩心承压能力,这样在现场应用中就能提高漏失压力和破裂压力梯度,扩大安全密度窗口.     

欠平衡钻井NW无固相充气钻井液的研究

为了有效配合欠平衡钻井开发低压低渗透气藏，最大限度地保护气层．研制了NW无固相充气钻井液。该钻井液的特点是可避免钻井液中的固相颗粒堵塞储层孔隙，抑制性强，减少滤液进入储层，即削弱水锁损害，保护储层岩石孔隙的连通性；小阳离子具有优先吸附形成一层阳离子保护膜的特点，其分子结构中的憎水基团．起到阻止水分子侵入的作用，进而削弱由低压低渗储层天然渗吸效应产生的水锁损害；司时钻井液滤失量小，仅约为10mL，而且钻井液具有强抑制性，可以减小钻井液对油层岩石渗透率的影响，达到保护储层、增加采收率的目的。该钻井液可满足充气工艺要求。此外，该钻井液密度连续可调，能有效降低液柱压力．形成泡沫群体结构，具有群体封堵、疏水屏蔽及特有的流变特性等良好特性，防止低压地层漏失，保护气层；配方简单，维护使用方便，能够很好地满足欠平衡钻井工程的需要。     

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%.     

保护裂缝性气藏的超低渗透钻井液体系

理论分析和油田现场钻井实践表明,钻井液中液相及固相颗粒侵入裂缝是造成裂缝性气藏储层伤害的主要因素。将理想充填暂堵理论扩展应用到裂缝性气藏的储层保护,把理想充填暂堵剂与成膜剂进行复配优化,利用"迭加增效"作用优选出了保护裂缝性气藏的新型超低渗透水基钻井液。室内评价试验表明:该钻井液体系流变性能优良,易于调整和控制,抗高温能力强,泥饼致密、光滑,可在井壁形成一层致密的隔离层(非渗透膜)。API滤失量可控制在2.3 mL以下,高温高压动态累计滤失量≤0.3 mL,可显著提高裂缝性气藏的储层保护效果。     

特种材料在港5-57K井钻井过程堵漏应用

港5-57K是港东油田1口侧钻井,井深1616 m.该井钻至1527～1537 m井段,发生严重漏失,漏失钻井液大于100m3,加入复合堵漏材料近10 t,静置堵漏未成功.通过分析,推断出漏失原因主要有2点一是长期采油出砂造成好的地层连通性,形成大孔道;二是井眼与断层连通形成类似"U"型管效应,造成漏失.因此,对钻井液进行了调整,利用50kg特种材料配成堵漏液10 m3,挤入漏失层0.9 m3,封堵成功,24 h后建立循环,无任何漏失.试油日产油量达到25.13 t以上.现场应用证明,该堵漏液用量少,堵漏效果强,保护油气层效果好,可在低压漏失复杂井中应用.     

低渗透致密砂岩气藏保护技术研究与应用

分析了低渗致密气藏的损害机理与保护措施,认为低渗透致密砂岩气藏在钻井过程中的损害因素主要是水敏损害和水锁损害,其次为固相颗粒堵塞损害。为此,针对试验区块提出了“合理的屏蔽暂堵-强抑制-防水锁” 保护气层技术思路,进行了水锁损害机理与预防方法研究;以自行研制的气层专用保护剂为主剂,研制出了保护气层的钻井完井液配方,并进行了现场试验。实验表明,岩样被水侵之后,渗透率明显降低。因此,对于低渗透岩样,在钻井过程中,尽量避免滤液侵入储层;研制的保护气层钻井完井液配方抑制性强（页岩回收率为97.8%）,岩样气体渗透率恢复率高（大于80%）,能有效减小钻井液对气层的水敏和水锁损害。现场试验表明,该钻井完井液体系抑制能力强,气层保护效果较好。     

保护深层气钻井完井液技术

根据中原油田深层气储层特征、矿物组分，对深层气储层潜在伤害因素进行了分析得出，在进入目的层的不同钻井液体系中加入新型表面活性剂ABA和特性暂堵剂CXD进行改造，改造后的钻井完井液能够在井壁快速形成憎水性油膜屏蔽环，阻止滤液侵入储层，从而起到了更好地保护气层的作用。并探讨了保护深层气储层的钻井完井液技术，该技术使钻井液滤失量低，抑制性强，高温下性能稳定，能有效降低滤液与储层气体之间的表面张力，岩心渗透率恢复值高，更好地保护了气层；降低水锁效应和水敏效应，减少钻井液对储层的损害，提高深层气的勘探开发效率．     

成膜防塌液的室内研究及其应用工艺——用于解决气—液钻井转换初期的井壁失稳问题

气体钻井结束后,在替入钻井液初期,钻井液中的水相会大量快速地进入地层,引起地层中的黏土矿物吸水膨胀而导致井壁失稳或形成厚滤饼,造成起下钻遇阻复杂,解决井眼通畅问题需要花费更多的处理时间。为此,提出了气体介质转换成钻井液介质的钻井初期有效控制井壁失稳新的技术思路——成膜防塌技术。在实验室内研制了一种由高分子有机物和无机物组成的混合液体,称之为"成膜液",并进行了人造岩心浸泡、泥球浸泡、防清水渗透的室内实验,分别对比考察了岩样的分散、岩心表面成膜及其防水膜的渗水性能。实验结果表明:该成膜液能在短时间(10~30s)内在实验岩心上形成一层光滑致密的防水渗膜,能有效阻止钻井液中的水相进入实验岩心的内部,起到了防止黏土水化分散、稳定井壁和有效防止厚泥饼形成的作用。最后分别推荐了气体钻井和雾化钻井的成膜液现场应用浓度范围及其操作性强的防渗膜"涂抹"工艺方法。     

国外无侵害钻井液技术

介绍了国外无侵害钻井液体系的技术背景,论述了防止钻井液侵入储层技术的发展和无侵害钻井液技术的形成过程,分析了无侵害钻井液的技术关键和封堵机理,并简要介绍了无侵害钻井液组成.该钻井液体系的主要处理剂--无侵害钻井液降滤失剂FLC2000由一系列可溶于油和水的改性聚合物混合而成,这些聚合物具有较宽的HLB值,当加入到水基钻井液中时,混合物中一些聚合物溶解,类似于常规降滤失剂,可以控制滤失量;而另外一些组分由于其亲油特性,只能部分溶解,这些聚合物组成可变形的胶束,在孔喉和微裂缝中快速形成低渗阻挡层,有效地阻止液体侵入.基于上述钻井液组分的作用机理,无侵害钻井液在防止地层伤害、防止衰竭地层的压差卡钻、防止钻井液漏失、提高地层承压能力、控制微裂缝地层的不稳定性等方面具有独特优点.最后总结了国外保护储层钻井液的发展方向.     

苏丹六区低伤害防塌钻井液技术

针对苏丹六区钻井过程中易于发生井壁失稳和对储层损害大的问题,基于理想充填暂堵剂和成膜剂的协同增效作用,在该地区原用KCl/聚合物钻井液基础上,优选出一种新型低伤害防塌钻井液。室内试验结果表明,该钻井液具有优良的抑制性能,与原用钻井液相比,可显著降低钻井液的滤失量,岩心渗透率恢复率可提高至88.32％,具有显著的储层保护效果。该钻井液在两口试验井三开井段进行了现场试验,并取得了良好的井眼稳定及储层保护效果,有效解决了泥页岩地层井壁失稳和保护高孔、高渗储层的两大技术难题。