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。     

新型高分子中空微珠的制备及现场应用

前期研发的聚苯乙烯中空微珠作为钻井液减轻剂在现场应用中易团聚,极易与钻屑吸附而被固控设备除去,导致钻井液密度逐渐升高。为解决聚苯乙烯中空微珠存在的吸附、团聚问题,从壳体本体性质、表面改性入手,优化设计出具有双层结构的高分子中空微珠,室内优化WF单体、催化剂、发泡剂、表面改性剂、防静电剂等关键材料的加量,并采用喷雾干燥装置制备出了SMHPS-2型高分子中空微珠。室内研究表明,制备出的高分子中空微珠微观形貌呈圆球颗粒,表面致密光滑,粒径均小于100 μm,平均密度为0.31~0.32 g/cm3,抗压达50 MPa,抗温达90℃,具有良好的抗研磨性、分散稳定性,自身不团聚,且与钻屑无吸附效应。锦111井的现场试验表明,基液中加入4% SMHPS-2型高分子中空微珠减轻剂可将密度降低0.04 g/cm3,且与固控设备具有良好的适应性,无吸附、团聚现象,具有良好的抗剪切能力。      

硬脆性泥页岩水化裂缝发展的CT成像与机理

硬脆性泥页岩地层井壁失稳问题是一个十分复杂的难题。外来流体侵入后,岩石内部将会产生一系列的微观物理化学变化而影响地层的稳定性。采用CT成像技术,微观揭示硬脆性泥页岩水化过程中裂缝的发展规律及其对岩石的破坏,并结合扫描电镜等测试手段,分析其机理和对井壁失稳的影响,进而制定出井壁稳定技术对策,为硬脆性泥页岩井壁稳定性研究提供一种新的思路。结果表明,硬脆性泥页岩具有较显著的毛细管效应,岩石矿物颗粒间微孔缝自吸水后产生较强的水化作用,促使次生微裂纹的产生、扩展与连通,微裂纹不断发展成裂缝直至贯通,岩石发生宏观破坏。自吸水化产生次生裂缝破坏是硬脆性泥页岩地层井壁失稳的主要原因之一。强化封堵、控制滤失量和降低滤液表面张力是防止硬脆性泥页岩地层自吸水化破坏的有效措施。     

聚苯乙烯中空微珠及其钻井液的研究

利用乳液聚合法合成了球状聚苯乙烯中空微珠,表面致密光滑,壁厚均匀,密度可控制在0.2~0.6gcm~3,粒径10~120μm。选择粒径范围在20~60μm、平均密度为0.50g/cm~3的聚苯乙烯中空微珠作为减轻剂。在0.2%黄原胶溶液中加入10%的聚苯乙烯中空微珠配制成低密度钻井液,初始密度0.92 g/cm~3;90℃,在常压、0.3Mpa条件下热滚16h后的密度分别为0.96、0.93g/cm~3。在温度增至90℃、压力增至50MPa的过程中,聚苯乙烯中空微珠钻井液密度变化较小。10%聚苯乙烯中空微珠钻井液在12000 r/min下搅拌8 h后的密度为0.92g cm~3,在固相研磨装置中滚动研磨8h后的密度为0.93g/cm~3。剪切和研磨对聚苯乙烯中空微珠的影响小于玻璃中空微珠。在东北彰武3-2井进行了聚合物中空微珠在油田领域的首次现场试验,结果表明聚苯乙烯中空微珠具有降密度效果好,对钻井液性能影响不大的特点,但是存在易于团聚及与钻屑吸附而被固控设备筛出的问题。图4参9     

复杂井眼轨迹条件下的钻井液技术

TK330井是塔河油田一口简化井身结构的长裸眼深井,完钻井深为5390m,裸眼井段长达4385．51m。该井在钻进过程中由于井斜和方位变化导致井眼轨迹异常,钻具入井后因扭曲变形上贴下靠井壁严重,摩阻和扭矩增大,极易发生卡钻,且由于裸眼跨度大,钻遇地层复杂,钻井液施工难度大。在1004．49～4400m井段选用低固相强包被不分散钾基聚合物钻井液,在4400～5390m井段选用抗高温、抑制性强、防塌能力好、性能易于控制的聚合醇防塌聚磺钻井液,并配合了有效的钻井液技术措施。现场应用结果表明,合理的技术措施及良好的钻井液性能,有效地解决了钻进过程中地层掉块、垮塌、岩屑携带及阻卡问题,起下钻畅通,井底干净无沉砂,3次测井、下套管均一次成功,双级固井施工顺利;二开井段平均井径扩大率仅为0．53％,全井段没有发生井下复杂情况。     

中国石化钻井液技术进展及发展方向

围绕油气勘探开发及钻井工程对钻井液技术的需求,介绍了中国石化钻井液技术的研究及应用进展情况,从超高密度钻井液、新型低密度钻井液、非常规油基钻井液、抗高温钻井液、合成基钻井液、聚胺钻井液、复杂地层防漏堵漏技术、气体泡沫及可循环泡沫钻井液、深井超深井优质钻井液、废弃钻井液钻屑及废水回收处理技术,以及基础理论研究和仪器与评价方法的研发等方面进行了叙述,最后根据对钻井液技术发展需求的分析,指出了中国石化钻井液技术的发展方向.     

控制井壁稳定的钻井液技术专利跟踪与分析

调节钻井液性能是解决井壁稳定这一工程性难题的重要手段之一。通过对该领域的专利检索和深入分析,揭示了水化膨胀抑制剂、封堵裂缝处理剂、特种功能组分和多组分协同作用为该领域的主要发展重点,为开发钻井液新技术提供新的思路和方法,对规避研发风险,提高技术起点有重要意义。     

杭锦旗区块锦58井区钻井液技术实践与认识

杭锦旗区块锦58井区钻井过程中普遍存在严重漏失及井壁失稳问题,为此,开展了该井区钻井液技术研究。在深入分析井漏和井壁垮塌原因及主要技术难点的基础上,从"预防为主"出发,优选钻井液处理剂、优化钻井液配方和性能,确定了随钻承压防漏堵漏和井壁稳定技术,以达到兼顾防漏防塌、确保安全钻进的目的。该技术在锦58井区的JPH351井、JPH393井和JPH404井等3口水平井进行了现场应用,大大减少甚至避免了漏失和井壁失稳问题,取得了显著效果。其中,JPH351井钻井过程中顺利钻穿刘家沟组易漏地层,堵漏时间缩短40%以上,减少了漏失次数,缩短了处理时间;石千峰组和石盒子组地层井壁稳定,平均井径扩大率仅为4.73%;水平段累计钻遇长泥岩段11段513.00 m,泥岩占比达35.92%;3 200.00~3 292.00 m泥岩井段揭开52 d后仍未出现井壁垮塌失稳问题。应用结果表明,随钻承压防漏堵漏和井壁稳定技术能够解决该井区的井漏与井壁失稳问题,保障高效安全钻井,具有推广应用价值。      

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。