HRD弱凝胶钻井完井液研究与应用

研究出一种专门用于水平井油气层井段的体系--HRD弱凝胶钻井完井液.该体系无黏土相,其弱凝胶结构具有独特的流变性,表观黏度低、动塑比高,低剪切速率黏度高,具有很好的动态悬砂能力;静切力恢复迅速,无时间依赖性,具有很好的静态悬砂能力,能有效克服水平井段或大斜度井段携砂难、易形成沉砂床的问题;其在低剪切速率下的高黏弹性,能够减少固相和液相对储层的损害,有利于储层保护.评价结果表明,该体系的综合性能与国外的FloPro NT钻井完井液基本相当.该钻井液在冀东油田4口水平井中进行了应用.施工中该体系有效抑制了岩屑床的形成,井眼畅通,且井壁稳定,保证了钻井和完井作业的顺利进行.     

水基成膜钻井液在神北6井的应用

吐哈油田神北地区第三系及白垩系富含盐膏,侏罗系含有易坍塌的硬脆性泥页岩和大段煤层,裸眼段较长,在钻井施工过程中经常发生大段划眼或卡钻等复杂情况。针对神北区块的地层情况,在神北6井侏罗系以下井段采用水基成膜钻井液。该钻井液具有半透膜性能,抑制能力强,在井壁上能形成一层(多层)隔离膜,在井壁外围形成保护层,阻止水及钻井液进入地层,有效地防止地层水化膨胀,封堵地层层理裂隙,防止地层内粘土颗粒的运移,防止井壁坍塌,保护油气层。现场应用表明,水基成膜钻井液性能稳定,井壁稳定能力强,顺利完成了吐哈油田裸眼井段(3751m)最长的钻井施工,并电测、下套管和固井顺利。神北6井平均井径扩大率和油层井径扩大率比邻井分别降低50%和65%,复杂事故次数平均减少了57%,复杂损失率平均降低了42%。     

梅普卡斯油田NAIMAT-1井钻井液技术

梅普卡斯油田位于巴基斯坦散得省东南部,是OPI石油公司的主力油田.梅普卡斯油田地层情况复杂,二开井段有大段泥岩、泥灰岩及石灰岩,水敏性强,极易水化分散膨胀;砂泥岩胶结性差,容易发生坍塌,钻井过程中常出现缩径、井塌和卡钻等井下复杂事故,导致油气井报废.因此,采用氯化钾乙二醇聚合物钻井液体系,配合相应的工艺技术,解决了复杂井段钻井过程中出现的复杂问题.现场应用表明,氯化钾乙二醇聚合物钻井液抑制防塌能力强,悬浮携岩能力好,流变性优良,性能稳定,适应了该油田地层特点;钻井过程中井壁稳定,井下安全,井径规则,有利于提高机械钻速,缩短钻井周期,保护油气层效果好.     

吐哈神泉地区钻井液技术

吐哈神泉地区钻井过程中,由于盐膏层的污染,引起长井段划眼、卡钻、甚至井眼报废等复杂事故。介绍了该地区井不同井段的钻井液配方、维护处理措施及钻井液性能控制范围。现场应用结果表明,该钻井液体系抑制能力、抗盐膏污染能力、携砂能力强,满足了该地区不同井段钻井施工的要求。     

丰深1-斜1井高密度小井眼钻井液技术

丰深1-斜1井在钻进过程中遇到多套压力复杂地层，钻井液性能起伏较大，容易导致井涌、井漏、卡钻等事故的发生，给钻井施工带来很大困难。该井二开使用双聚封堵防塌钻井液，三开使用抗盐型双聚磺钻井液，四开（φ165．1mm）使用高密度钻井液技术，在三开钻井液的基础上，增加重晶石含量，使体系密度调整为1．72～1．81g／cm^3并配合相应的钻井工艺技术措施，有效地解决了胜利油田沙河街组泥页岩地层井壁坍塌问题。现场应用表明，该套钻井液体系流变性能稳定，抗温、抗盐能力强，并具有一定的携岩能力和防塌性能，满足了小井眼悬浮携岩和井壁稳定的要求。     

烷基糖苷衍生物钻井液研究及在长宁H26-4井的应用

针对川南页岩气地层特点,长水平井的钻井要求,研发了一种新型的水基钻井液体系-烷基糖苷衍生物(ZYAPD)钻井液体系,并通过室内评价了其基本性能、井壁稳定能力、润滑性。结果表明,该钻井液体系具有良好的流变性能,高密度条件下高温高压失水小于5 mL;90℃条件下对露头页岩岩心连续浸泡,ZY-APD钻井液在50 d内与油基钻井液井壁稳定能力相当;润滑系数小于0.1。该钻井液在长宁H26-4井的应用过程中,井壁稳定、携砂效果及润滑性能良好。该体系较好满足了页岩气水平井钻井施工技术要求。     

新型聚胺钻井液在都护4井泥岩段的应用

为了解决新疆塔河油田泥岩段缩径阻卡、钻头泥包及井壁失稳问题,都护4井在二开和三开井段应用了新型聚胺钻井液。室内试验表明,新型聚胺钻井液具有强抑制性、优良的润滑性能。都护4井二开井段应用新型聚胺钻井液,有效解决了胶泥岩段阻卡和钻头泥包难题,没有出现任何复杂情况,钻井周期比邻井都护1井缩短了15d。三开井段应用新型聚胺钻井液,解决了大段复杂膏泥岩段泥页岩水化膨胀造成的井壁失稳和缩径问题,井下正常,钻井周期比都护1井缩短了50d,平均井径扩大率仅为4.37%。新型聚胺钻井液在都护4井的成功应用表明,该钻井液可以有效解决胶泥岩段阻卡和钻头泥包难题,保证井下安全,缩短钻井周期,提高钻井效率。     

柯193井井壁稳定钻井液技术应用研究

吐哈盆地柯柯亚区块位于山前构造带,侏罗系中下部地层泥页岩水敏性强、煤层发育,钻井过程中易发生井壁失稳造成的划眼、卡钻复杂事故。通过井壁失稳机理研究并结合多元协同防塌理论,引入有机硅醇、纳米聚合物等新型防塌剂,对常规钻井液体系进行配方优化和性能改造,形成满足柯193井井壁稳定要求的钻井液技术。现场应用表明,钻井液配方抗温能力强、井壁稳定效果好,减少了复杂事故发生,具有良好应用前景。     

肯基亚克侧钻井高密度饱和盐水钻井液技术

肯基亚克油田位于哈萨克斯坦共和国滨里海盆地东缘肯基亚克构造带上,地质情况极为复杂,井喷、井漏、井塌和卡钻等复杂事故频繁发生。根据该区块地质特点和侧钻井的要求,优选出了高密度饱和盐水聚磺钻井液。经肯011和肯106侧钻井应用表明,该高密度饱和盐水聚磺钻井液性能稳定、抑制性强、流变性好,有效地降低了钻杆与井壁的摩擦阻力,改善了钻井液的流变性和抑制防塌能力,避免了钻井液的密度波动过大导致的井漏和井喷等复杂情况;通过在钻井液中添加油溶性和酸溶性暂堵剂,保证了钻井液有合理的颗粒粒级分布和良好的封堵能力,有效地保护了油气层。     

大深001-X1井小井眼钻井技术实践与建议

川西地区大兴场构造因其地质构造条件复杂、地质认识程度不高、地下流体性质复杂、井壁稳定性差等钻井难点使得该构造钻井工程故障、复杂频发,大深001-X1井深层钻井故障、复杂时间占钻井总时间的95.8%。针对大深001-X1井小井眼钻井工程难点,开展工程技术对策、钻井液性能优化和钻具组合优选等方面相关理论研究,并结合该井作业过程中的复杂事故分析,提出了大兴场构造小井眼配套钻井工艺技术,为该构造下步钻井工程作业提供参考。     

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。     

氯化钾聚合醇钻井液在涠西区块定向井应用效果分析

针对涠西区块复杂井段钻井液的使用要求,基于涠西区块定向井钻井施工现象,对氯化钾聚合醇钻井液在该区域定向井应用效果进行了分析,结果表明:氯化钾聚合醇钻井液能够基本满足涠西区块定向井钻井施工要求,但没有彻底解决涠二段到流二段井壁垮塌问题,需要进一步对钻井液体系及性能进行优化,以便更好地解决复杂井段井壁垮塌问题,确保后续定向井及水平井钻井施工安全。     

气体钻井转换钻井液井壁稳定技术

气体钻井可以提高机械钻速、预防井漏,川东北地区上部陆相地层采用该技术钻进,加快了施工速度,大大缩短了钻井周期.但在气体钻井结束,转换为钻井液钻进后经常出现井壁失稳问题.分析了川东北地区气液转换过程中井壁失稳的原因,主要是该地区复杂的地质特点、干燥井壁吸水和钻井液冲刷.针对干燥井壁吸水,提出以润湿反转剂作为前置液的技术措施;针对该地区的地质特点和钻井液冲刷制定了符合川东北地质特点的气液转换施工工艺.在P204-2井和其他井的应用结果表明,以润湿反转剂作为前置液的技术措施和制定的气液转换施工工艺能减少由气液转换井壁失稳造成的井下复杂情况,避免恶性钻井事故的发生.     

破解塔里木盆地群库恰克地区井壁失稳难题的钻井液技术

塔里木盆地群库恰克地区油气产层主要位于石炭系和泥盆系,岩性复杂,已完钻的几口探井钻进过程中共发生了200次井下复杂及钻井事故,严重影响了钻井工程进度、增加了钻井成本。采用X射线衍射仪、页岩线性膨胀分析仪等对该地区失稳井段的地层矿物组分及其理化性质进行了分析测试,结合泥页岩线膨胀率评价试验、滚动回收率评价试验、失稳井段岩石黏土矿物和全岩矿物分析,找到了井壁失稳的原因：①失稳井段泥页岩的矿物成分以伊利石为主,其次为伊/蒙间层、高岭石和绿泥石,缺失蒙脱石,岩样泥页岩膨胀率低;②井壁不稳定的原因主要是伊利石的分散作用;③现场所用水基钻井液体系滤液进入地层是导致井壁不稳定的重要原因之一。据此认为：采用抑制能力和封堵能力强钻井液是预防和减少该区块井壁失稳的重要措施,具体的技术对策包括：①筛选合适的防塌钻井液处理剂及体系;②分地层设计和使用钻井液体系。现场应用结果表明,防塌钻井液和分地层钻井液设计较好地满足了该地区钻井工程的实际要求,降低了井下复杂和钻井事故的发生概率,缩短了钻井周期,提高了钻井效率,节约了钻井成本,经济效益显著。     

快速钻井液技术的研究与应用——以准噶尔盆地车排子-中拐地区为例

针对准噶尔盆地车排子-中拐地区钻井过程中井壁坍塌严重、钻井液固相含量高、钻头泥包严重、钻井速度低等问题,优选出一种快钻剂,在此基础上研发出一套快速钻井液体系。评价结果显示：快钻剂KSZJ与现场钻井液体系配伍性好,能很好地吸附于钻柱、井壁及钻屑表面,改善钻井液的润滑性能及抑制性能。现场应用结果表明：该快速钻井液体系具有抑制能力强,性能稳定（抗温达160 ℃,抗盐10%,钻屑回收率超过80%）,润滑、防卡、防塌、防泥包和减阻性能好,机械钻速快等优点;与邻井相比,使用该快速钻井液的井平均机械钻速提高了60%以上,明显减少了井下复杂情况,显著降低了钻井风险和综合成本,对及时发现该区油气资源和保护油气储层也起到了良好的作用。     

塔里木油田群库恰克地区井壁失稳机理研究

塔里木油田群库恰克地区井壁失稳是该区钻探过程中普遍遇到的技术难题,造成了多次钻井复杂事故,影响了钻井工程进度和增加了钻井成本。该文通过X-射线衍射等分析测试手段,对该地区失稳井段岩样进行了理化性能测试分析,研究了井壁失稳的机理,并分析了钻井液及工程因素对井壁失稳的影响,为该地区井壁稳定技术研究提供了依据。     

鸭深1井钻井液技术

鸭深1井是大庆油田在青海省柴北缘区块布置的第一口重点探井,完钻井深为4950.00m。该井上部地层疏松,承压能力弱,部分井段有破碎带,易发生井漏,狮子沟组至上油砂山组上部地层中,泥岩水化分散性强,易出现缩径、井壁坍塌;下部地层温度和地层压力系数高,抗温和维持井壁稳定是关键。全井存在多层高压盐水层,易发生井漏、井涌、井塌等事故。针对鸭深1井地质特点,通过室内实验研究确定,上部地层采用阳离子聚合物钻井液;钻至下部地层将钻井液转化为阳离子聚磺钻井液,提高钻井液的抗温性和稳定性。现场应用表明,该钻井液体系在高密度条件下具有较强的抑制性、防塌性和较好抗盐抗钙能力;减少了复杂事故的发生,保证了钻井施工的顺利进行。     

巴什托油气田高密度钻井液技术研究

为解决巴什托油气田在钻井过程中存在的盐膏侵严重、井壁失稳、井底温度高、存在高压层、易漏失等一系列难题,通过优选膨润土加量、抗高温处理剂、加重剂等,开发出一套适合巴什托地区的高密度钻井液体系。该体系密度达到2.20 g/cm3,抗温可达160 ℃,具有良好的热稳定性、抑制性能和抗污染能力。在BK8H井进行了现场应用,施工过程中钻井液性能良好,未发生任何井下事故和井下复杂情况,顺利钻穿440 m的盐膏层,三开井径扩大率为2.33%,而且与该区同类型井相比缩短了钻井周期,表明该高密度钻井液体系完全适应巴什托区块复杂条件下的钻井要求。     

华北古近系及潜山内幕地层井壁稳定性研究

华北油田古近系地层以砂泥岩为主体,间或有玄武岩、煤层等,存在不同压力系统,复杂情况以垮塌、漏失、遇阻、划眼为主,潜山带灰岩地层裂缝发育,卡钻和井漏事故多发,钻井复杂事故占全井的73.62%。从矿物组分分析、岩石力学特征、地应力测试、钻井液浸泡的影响入手,探索出古近系地层井壁失稳机理。古近系地层黏土矿物含量高,岩石水化膨胀严重,地层岩石黏聚力和内摩擦角变化幅度大（6~25 MPa、26°~45°）,长时间浸泡后易形成缝网,当钻井液液柱压力高于坍塌压力达到某种程度时,裂隙宽度呈几何倍数增加,导致井壁掉块;奥陶系和蓟县系灰岩地层地应力差相对较大,岩石微裂缝发育,高地应力作用下易产生微裂缝,且多沿弱面破坏,而引起坍塌和漏失。为解决以上问题,在KCl-聚磺钻井液中引入了聚胺抑制剂和纳米防塌封堵剂BZ-PNP,提高抑制性和封堵能力,并增大润湿角,降低岩石亲水能力。该技术在阳探1、文安101x、安探1x等深井古近系地层进行了应用,取得了井壁稳定、钻井复杂事故为零的效果,其中阳探1井顺利钻穿邻井垮塌严重的大段泥页岩地层,平均井径扩大率1.8%,最大井径扩大率14.82%;安探1x风险探井钻井液密度最大为1.50 g/cm3,低于邻井的1.69 g/cm3。得出,在华北古近系地层使用密度过高的钻井液钻井,会增大微裂隙开启程度,并增加地层的吸水量,建议在井控安全前提下以高过坍塌压力当量密度15%为宜。      

张店油田南37断块大斜度深井钻井液技术

针对张店区块上部地层分散造浆严重，中部、下部地层吸水膨胀，剥落掉块，易缩径、垮塌、阻卡等施工难题及大斜度定向井对钻井液的特殊要求，直井段选用了聚合物钻井液，斜井段使用了聚磺正电胶混油钻井液，目的层段使用了聚磺正电胶混油屏蔽暂堵钻井完井液，并制定了相应的维护处理措施。该套钻井液技术有效地抑制了地层分散造浆和井壁坍塌，解决了大斜度井段井眼净化和润滑防卡等问题，保证了井下安全。应用结果表明，该套钻井液体系性能稳定、流变性好，抗温能力和抑制能力强，滤失量低且泥饼薄韧光滑，井壁稳定，防塌效果好；具有较强的悬浮携砂能力、润滑防卡能力，在张2101、2103井钻井过程中，井眼净化彻底，未发生沉砂卡钻；有效地保护了油气层，满足了大斜度井钻井施工的要求。