疏水抑制水基钻井液体系研究及其在页岩气井的应用

针对龙马溪组页岩气水平井钻井井壁失稳问题,研制出一种疏水抑制剂CQ-SIA和一种液体润滑剂CQ-LSA,并形成一套疏水抑制水基钻井液体系。CQ-SIA具有双亲特性,能使亲水的岩石表面发生润湿反转,在岩石表面形成一层疏水膜,具有强化抑制与包被的作用,实验测得岩屑在1% CQ-SIA中的滚动回收率为83.72%,明显高于KPAM、AP-1以及KCl。CQ-LSA具有特定的基团与结构,能在亲水的钻具、泥饼和地层岩石表面形成亲油膜,降低摩阻,实验测得加有1% CQ-LSA的5%膨润土浆黏附系数为0.050 7,低于加有RH-220和BARALUBE的膨润土浆。该疏水抑制水基钻井液的抑制性和润滑性能与油基钻井液相当,具有良好的流变性能和抗污染性能,加有1%~3%防塌封堵剂、1%~2%聚合醇和0.8%~1.6%纳米封堵剂,封堵能力强。该体系在长宁H25-8井进行了首次现场试验,在1 500 m水平井段的钻井过程中,该体系各项性能稳定,配制维护工艺简单,井下未出现任何复杂,起下钻、电测、下套管、固井作业顺利,表明该体系能满足长宁页岩气水平井的钻井需要。      

聚醚胺页岩抑制剂的性能评价及现场应用

考察了各种聚醚胺作为钻井液用页岩抑制剂的性能。结果表明,较低平均相对分子质量、亲油环氧丙烷重复结构单元和丰富的氨端基等结构均有利于聚醚胺抑制性能的提高。在所有聚醚胺牌号中,D230具有最优抑制性并兼顾良好的滤失性能。抗150℃高温,无生物毒性,能缓解钻具腐蚀。该聚醚胺已在江沙33-8井中得到成功应用。     

鄂深6-侧钻井硅酸盐防塌钻井液技术

鄂深6-侧钻井是在原鄂深6井的基础上侧钻的一口定向评价井。设计井深3650m,完钻井深3718m。为了更好地满足钻井工程的需要,对该井的钻井液技术难点进行了详细分析,并提出相应的技术对策,室内研制的硅酸盐防塌钻井液体系较好地解决了该井在低密度（1.15g/cm3）条件下的防塌、防卡、防漏及井漏处理、抗高温等技术难题。该井平均井径扩大率13.87%,远低于设计的20%。平均机械钻速3.01m/h,高于鄂深6井的2.47m/h,钻井周期39d19h,发现了＂3414m~3416m＂、＂3556m~3558m＂、＂3626m~3628m＂三段油层,取得了较好的勘探开发综合效益。实践表明硅酸盐防塌钻井液体系具有防塌效果突出、携砂能力强、流变性好、抗高温、耐盐膏污染等特点。该体系值得在该地区进一步推广应用。     

钾钙基钻井液在吐哈西部区块的研究应用

吐哈油田西部区块第三系泥页岩地层富含盐膏，传统钻井液无法满足钻井液性能稳定和井下安全的要求。根据地层特点，选用抗盐、抗钙能力强的钾钙基钻井液体系。经室内研究评价，优选抗盐降失水剂和基本配方，制订出合理的转化措施和维护处理方案。神282、神北6井应用结果表明，钻井液性能稳定、盐膏层和下部井段井径规则、井壁稳定。钻井完井施工顺利，为盐膏井安全钻进提供了可借鉴的经验。     

保护储层钻井液优化设计新方法及其应用

近年来,国内外均高度重视油气层保护技术的发展和领域的拓宽。暂堵技术是保护储层钻井完井技术的主要技术之一。针对中原油田特殊工艺井,开展了复杂地质条件下储层保护技术研究。采用一种理想充填新方法,对保护储层的钻井液暂堵方案进行了优化设计。实验结果表明,采用新方法可进一步提高储层岩心的渗透率恢复值,有利于更好的保护储层。     

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。     

大港油田水平井保护油层钻井液技术

水平井油层保护工作比普通开发井更为重要,其重要环节是钻井液的油层保护工作。大港油田集团钻井泥浆技术服务公司针对大港油田和冀东油田断块型砂岩油层特点,依据不同的完井方式,研究出适应不同区块、不同完井方式的水平井钻井液保护油层方案,在75口水平井进行了现场应用,取得了较好的油层保护效果,平均渗透率恢复值达到86.75%,试验井原油产量均超过配产指标。现场应用结果表明,广谱型屏蔽暂堵和理想充填保护油气层技术能实现有效暂堵,确保封堵效果,非常适用于非均质砂岩油藏的油层保护,其中理想充填保护油气层技术是借助计算机软件工作,操作更方便,它更适用于高孔高渗的砂岩油藏;低固相超低渗透保护油气层钻井液技术适应筛管完井的水平井油层保护,具有较高的现场应用价值;油层保护研究必须按区块、分层位进行,油层保护方案必须个性化,才能取得理想的效果。     

埕岛油田沙河街地层强抑制性海水钻井液技术

为了解决胜利浅海埕岛油田沙河街地层硬脆性泥岩易剥蚀掉块、垮塌等问题,对埕岛油田沙河街地层的井壁不稳定问题进行了分析,找出了该地层坍塌的主要原因是钻井液及滤液沿层理和微裂缝渗入地层内部,进而引起硬脆性泥页岩剥落坍塌所致。针对沙河街地层特点,研制了强抑制性海水钻井液,对该钻井液的防塌性能、封堵性能、抗污染性能、环保性能进行了室内评价试验和防塌机理分析,并在埕岛油田6口井上进行了现场应用,试验表明:强抑制性海水钻井液具有较好的抑制性能和流变性、较强的抗海水和劣质土污染能力,环境可接受性好,维护处理简单,有效解决了沙河街复杂地层钻进中出现的技术难题,避免了复杂情况的发生。     

吉尔吉斯马平528井钻井液技术

马平528井地层沉积为陆相古河道沉积，沉积岩以碎屑岩和泥岩为主，地层组成及岩性较为复杂，尤其是在该地层进行水平井施工，对钻井液体系及其各项性能参数提出了比常规水平井更高的要求。根据地层易坍塌、可钻性差、钻时慢、起下钻频繁、井眼浸泡时间长等特点，该井采用了强抑制性聚合醇润滑防塌钻井液体系，现场通过合理调整钻井液密度及其它性能参数，满足了水平井段的钻井施工要求。     

套管灌钻井液解卡装置的研制与应用

针对钻井过程中下套管作业时需经常给套管柱灌注钻井液和下套管遇阻遇卡难以解阻解卡的问题,研制开发了套管灌钻井液解卡装置。该装置主要由钻杆接头、胶封总成、阀总成、引导管总成4部分组成。其中胶封总成用于下套管遇阻或遇卡时,封住套管管口,向管柱内注入压力钻井液,通过钻井液循环达到解阻和解卡的目的。阀总成主要由开启单向阀和释放单向阀组成,开启单向阀用于向管柱内灌钻井液和停止灌钻井液时能迅速封住管口;释放单向阀用于释放管柱内的压力使装置顺利从套管中提出。使用该装置可有效地解决套管自动灌钻井液和遇阻解阻的问题,大大提高钻井实效,保证下套管的质量。