泥页岩和钻井液间的压力传递测试技术研究

研制了泥页岩和钻井液间压力传递测试装置,介绍了压力传递测试的基本原理和压力传递测试装置的应用,即测定泥页岩的渗透率、泥页岩的膜效率及研究钻井液对泥页岩性能的影响。实验结果证明,泥页岩和钻井液间压力传递测试装置可靠性好,实验结果与文献资料提供的数据相吻合,验证了可通过物理／化学的方法改善泥页岩的膜效率及延缓压力传递的事实,为深入开展泥页岩井壁化学／力学耦合作用机理提供了一种先进的实验手段。     

膨胀水泥浆体系在苏丹1/2/4区块水平井固井中的应用

随着苏丹1／2／4区块的深入开发，为了加快开发主力油层，提高原油产量，降低钻井成本，GNPOC在此区块布置水平井开发任务。所开发的区域主要分布于Heglig，Munga，Simbir，Bamboo区块，油层所在是Zaqar和Bentiue地层。此层位具有高渗透，地层温度高，易塌、气窜等复杂问题，尤其是Heglig和Munga地区井壁坍塌严重。为此，根据地质资料、井身结构和对水平井注水泥的技术要求，科学合理设计施工工艺，优选出适合此地区固井施工的冲洗液和隔离液，特别是经过努力实践，开发出了新型膨胀水泥浆体系，此体系具有高强度、低失水、无析水、防气窜之功效。结合使用哈里伯顿CPT—Y4大功率固井车，精确计量和自动密度控制，该体系水泥浆目前已在7口水平井施工中得以应用，均为优质井。现正在被大量使用，此体系的开发，解决了该固井技术难题，创造了中国固井在海外首次水平井作业一次成功的历史记录，具有较高的经济和社会效益。     

钻井过程中水合物层化学稳定实验研究

油田试验显示,钻井液中加入Lecithin可稳定北极Cascade地区水合物层。针对这一现象开展了一系列实验研究。通过特制的实验装置,对加入不同含量Lecithin后钻井液Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(或加入部分水)体系中甲烷水合物形成的热力学条件和甲烷水合物的生成速度与数量进行了测定。实验结果表明:Lecithin的加入基本上不影响钻井液中甲烷水合物形成的热力学条件;对于钻井液Ⅰ和钻井液Ⅲ的实验流体体系,Lecithin是很好的甲烷水合物生成促进剂。     

昆2井优快钻井及油气层保护技术

昆2井是一口位于柴北缘西段的昆特依凹陷潜伏Ⅰ号圈闭上的风险探井,设计井深为5950m。针对柴北缘深探井存在的主要技术难题,制定了昆2井的技术对策。通过对钻井设备的优选、井身结构的优化、钻头及钻具组合的优选、钻井参数及钻井液性能的优化、油气层保护技术的研究与应用,形成了一套适合于柴北缘的优快钻井技术,使昆2井的完钻井深达到5950m。与邻区的深探井平均水平相比,在井深增加888m、大尺寸井眼段更长的前提下,昆2井的钻井、完井周期分别缩短了98.75d、124.2d,钻机月速度增加了317m/台,平均机械钻速增加了0.82m/h。根据“理想充填新理论”,确定了保护油气层的最优复配暂堵方案,利用该方案所配制的钻井液其渗透率恢复值达到了87.5%以上,流变性能良好,滤失量低,对改善泥饼质量、增强井壁稳定性有明显的效果。     

抑制性钾铵聚合物钻井液的推广应用

河南油田多年来应用的阴离子型聚合物PAC钻井液存在抑制泥页岩分散造浆能力不足的缺陷，导致体系中亚微米粒子含量高、密度上升过快、固相过度积累（达13％），性能稳定时间短，严重影响了机械钻速和井下安全。2003年通过室内评价和现场试验，推广应用了抑制性钾-铵聚合物钻井液。该钻井液以“高分子强力包被剂乳液”聚丙烯酰胺钾盐TL-A02（分子量为600万～1400万）为主剂，中分子选用PAC141（或FA367），依靠超长分子链多点吸附钻届，不同分子量聚合物的协同增效作用，提高钻井液的抑制包被能力和控制滤失能力。该钻蚌液在一般固控设备条件下，就能实现低粘、抵切、低固相（≤7％）优质钻井液钻井，与同区块其它钻井液体系相比，机械钻速提高了24．7％（达11．29m／h），钻井周期缩短了38．9％，钻井液成本下降了8％，在钻进过程中还实现了劣质钻井液的零排放。     

超低渗广谱油层保护技术在板深51区块的应用

板深51区块存在压力敏感地层，在非目的层井段存在大段高渗低压砂岩，而目的层又属于高压低渗地层，属于难采油气田。室内进行的砂床滤失量、砂床封堵带承压能力、岩心封堵带的承压能力及油气层保护效果实验表明，在超低渗钻井液中增加固相含量，能够提高超低渗透膜结构强度，提高地层承压能力，降低砂床侵入深度，增强保护油气层效果，而且有选择性地增加有用固相效果更佳。基于这一理论，研究成功了超低渗广谱屏蔽暂堵油层保护技术，并在板深51区块长22—15井和长23—17K井进行了试验应用。该技术的关键是依据地层特性确定复配暂堵剂。长22-15井和长23-17K井射孔后未经过压裂、酸化、排液处理，获自喷高产，尤其是长22-15井形成自喷油流，创油田单井试采产量最高记录。应用结果表明，超低渗广谱保护油气层钻井液技术封堵隔层的承压能力强，很大程度地提高了漏失层的承压能力和破裂压力，较好地解决了含多套压力层系长裸眼段钻井过程中发生的漏失、井喷、卡钻、油气层保护等技术难题。     

升深2-17井络合铝聚合物充气钻井液现场试验

为加快徐加固子深层天然气的勘探开发步伐，缩短深层气井的建井周期，在升深2-17井进行了充气钻井试验。介绍了络合铝聚合物充气钻井液技术的现场应用概况及效果以及井漏的发生与处理过程、钻井液起泡的解决措施。在现场试验过程中，络合铝聚合物钻井液性能稳定，具有较强的抑制性和较好的流变性能，流性指数控制在0．7左右，具有良好的携屑和稳定井壁能力，而且粘度较低，基本上控制在33～52s之间，满足了现场充气和脱气的需要；该钻井液抗温可达180℃，润滑性能较好，在钻井过程中无粘卡显示，在深井欠平衡井眼稳定方面取得了较好的效果；在不同的气液比条件下，可以在0．83～1．08g／cm。之间实现对当量密度的调节;与常规钻井工艺相比，充气钻井可以使机械钻速提高30％～50％；在钻进过程中实现了充气和点火同时进行，达到了欠平衡钻井工艺技术的要求，为进一步开展气体钻井打下了良好的基础。     

塔里木油田水基废钻井液无害化固化技术研究

针对塔里木油田水基废钻井液采用常规固化方法固化处理后，固化产物浸出液中污染物难以达标，特别是色度和COD值严重超标的情况，提出先破胶处理后再进行固化的工艺技术。通过大量实验，研究出了2种效果较好的破胶剂（SW-A、SW-B）和固化剂的配方，并优选出了破胶剂的最佳加量。SW-A适用于塔里木油田高密度（2．0g／cm^3）废钻井液，加量为60kg／t；SW-B适用于中密度（1．5g／cm。左右）和低密度（1．2g／cm^3左右）钻井液，加量为40kg／t。固化体强度为0．5MPa时的技术配方：高、中、低密度废钻井液，石灰的加量均为10％，水泥的加量分别为20％、25％和0；固化体强度为1．0MPa的技术配方：高、中、低密度废钻井液，石灰的加量均为10％，水泥的加量分别为25％、40％和40％。利用该固化工艺技术和配方对塔里木油田废钻井液进行处理，固化产物的强度大于0．5MPa时，固化物浸出液中污染物含量达到了国家污水综合排放标准（GB8978-1996）一级标准要求。     

阳离子化多元醇防塌剂的研制

室内研究和现场应用表明,聚乙烯醇类防塌剂表现出较明显的增粘负效应,可引起钻井液粘度的急剧增加,严重影响其推广应用.通过金属盐催化降解和阳离子化反应,研制出了抑制性好且增粘负效应低的阳离子化改性多元醇防塌剂.考察了阳离子化试剂、反应温度、反应时间对取代度、反应效率和产品主要性能的影响,得出了阳离子化多元醇防塌剂最佳制备条件,即：PVA与阳离子化试剂物质的量比为1：1,反应温度为50℃,反应时间为4 h,阳离子度可达0.435.     

WuM1-1羽状分支水平井充气钻井液技术

WuM1-1井由1口多分支水平井和1口采气的直井组成。该井斜井段短,井斜率在30°/100 m以上,主井眼和10个分支井段总进尺6182 m,98%以上在煤层中钻进,煤层脆、压实性较好,更易发生掉块。为满足钻井对井壁稳定性、润滑性、井眼净化以及煤层保护等的要求,采用钾铵基聚合物防塌钻井液进行充气欠平衡钻井,在钻进中保持钻井液有合适的粘度、切力,选用合适的注气压力和注气量以及当量钻井液密度;每钻完一个立柱坚持循环几分钟,上下划眼一次,并泵入CMC高粘钻井液,配合有效使用固控设备,尽量使井眼干净;复配使用粉末状固体润滑剂和液体润滑剂。该钻井液性能稳定,易于维护,悬浮携岩能力强,润滑性好,井眼畅通,保证了WuM1-1井安全、快速、优质施工。该井在煤层钻进中无阻卡现象,井壁稳定,没有出现井壁掉块或井垮现象,水平连通一次成功,10口分支井悬空侧钻一次成功,只用57 d即顺利完井,比该地区常规钻井快49倍。