煤层气水平井钻井液优化技术探讨

煤层气多分支水平井具有单井产量高、生产周期短、采收率高、生产井场占地面积小的特点,但我国煤层地质条件较为复杂,开采问题的关键是煤层钻井井壁稳定。实验室内在水包油钻井液体系中加入不同种类和用量的乳化剂、油水比和增黏剂以及不同种类和用量降滤失剂和流变性调节剂并对其进行优选,并优选出了油水比分别为4:6、5:5和6:4的水包柴油钻井液配方和油水比为4:6的水包原油钻井液配方。该低固相水包油钻井液具有密度低、润清性好、滤失量低、稳定性好等特点,且具有良好的抗阻、抗污染能力,配制简单,密度和流变性易于控制。     

水包油钻井液体系配方优选的试验研究

20世纪90年代以来,由于勘探开发难度日益增加,特别开发一些裂缝发育易漏失、低压低孔低渗储层时,钻井工作难度较大,对钻井液的要求较高。介绍一种水包油钻井液体系配方,优选了该水包油钻井液体系配方,对该水包油钻井液体系的稳定性、抗污染性、抗盐性和润滑性进行了评价,试验表明,该水包油钻井液体系具有低的虑矢量、较好的抗盐性、较好的抗污染性以及较好的润滑性,能够满足钻井施工的要求。     

水包油钻井液体系的研制与应用

解放128井是塔里木油田的一口超深水平评价井,自钻至井深5280．95m发生井漏后,共发生11次严重井漏,边漏边钻至井深5492．33m下入套管。针对如此复杂情况,决定采用欠平衡钻井技术,以保证300m水平段的钻进任务。针对当时井下钻井液密度为1．12g/cm^2时井涌和井漏同时存在的实际情况,确定采用密度为0．95－0．98g/cm^3的水包油乳化钻井液进行水平段欠平衡钻井。室内对水包油钻井液体系的油水比、乳化剂与增粘剂的种类与用量以及降滤失剂和流变性调节剂的种类与用量进行了优选,并优选出油水比分别为4：6、5：5和6：4的水包柴油钻进液配方和油水比为4：6的水包原油钻井液配方。该低固相水包油钻井液具有密度低、润滑性好、滤失量低、稳定性好等特点,且具有良好的抗温、抗污染能力,配制简单,密度和流变性易于控制。在解放128井水平段采用低密度水包油钻井液进行欠平衡钻井,取得成功,该共获高产油气流。     

水包油钻井液在中原油田部18井中的应用

对中原油田东濮凹陷中央隆起带北部户部寨构造的重点滚动评价井部18井所用的水包油钻井液进行了室内试验研究,给出了不同油水比情况下的水包油钻井液配方、钻井液密度及流变性调节的方法,对该钻井液的抗盐污染能力、抗原油污染能力、润滑性及抑制性进行了评价。现场应用表现出该钻井液体系密度易控制、润滑性好、抗温能力强、性能维护简单、机械钻速快和防塌抑制性好等效果。     

水包油近平衡钻井液在中生界地层的应用

在中生界地层，采用水包油钻井液体系实施近平衡钻井技术。室内实验结果表明，该钻井液体系具有较好的热稳定性和流变性，油水比为3：7时，具有较强的抗天然气和原油污染能力。在文23-40井的现场应用中，水包油近平衡钻井液性能稳定，能够满足中原油田中生界井段近平衡钻井要求。     

抗高温水包油钻井液的研究与应用

根据深井欠平衡钻井技术要求,通过水包油钻井液用主乳化剂、辅助乳化剂和乳化稳定剂的研究,有效地解决了水包油钻井液体系高温乳化能力差、易起泡和乳化剂加量偏高的问题.在此基础上形成了水包柴油和水包白油钻井液体系,该体系具有良好的流变性及抗高温能力,抑制泡沫效果好,防塌能力强,密度在0.89～0.99g/cm3之间可调,抗温能力达到180℃,水包白油钻井液荧光级别<6级.现场应用3口井,应用结果表明,研究的水包油钻井液体系具有较好的抗高温、抗地层水侵、抗CO2污染能力,钻井液性能稳定易于调节,不起泡,对录井、测井无影响,井径规则,有利于安全快速钻井和发现、保护油气层,能够满足深井近平衡、欠平衡钻井和地质要求.     

水包油钻井液体系配方的室内研究

针对水包油钻井液的特点,从处理剂评价入手,通过室内试验优选出了乳化剂和增粘剂,在此基础上研制了一种水包油钻井液体系配方,并对体系的抗温性和抗污染能力进行了评价。试验结果表明:该水包油钻井液抗温能力达到160℃,具有较好的流变性、较强的稳定性、较低的虑失量和较好的抗污染能力,能够满足钻井施工的要求。     

水包油钻井液体系乳化剂优选的实验研究

水包油钻井液体系配制方法简单,抗温能力强,流动性好,滤失量低,稳定井壁能力较强,抗水油侵能力强,对储层伤害小,不影响电测和核磁测井,对环境污染小。乳化剂是决定形成何种类型乳状液的最重要因素,合理选择乳化剂是形成乳状液体系稳定的关键。文章对水包油钻井液体系的4种乳化剂FPR、AEO3、OP-10、T-60进行了电导率测定,粒度测定,静置观察实验,研究了FPR、AEO3、OP-10、T-604种乳化剂的稳定效果和乳化效果。研究发现,乳化剂FPR的乳化效果和稳定效果最佳,适合于配制水包油钻井液体系。     

水包油钻井液在CFD18-1-A2h井水平段的应用

CFD18-1-A2h井水平段钻遇古近系东营组二段底部砂砾岩及古潜山,裂缝发育,地层温度较高,储层保护压力大,常规钻井液作业难度大。由于水包油钻井液具有密度低、井底负压值波动小、稳定性强、润滑效果好、对储层伤害小等优点,所以选用了抗高温低密度水包油钻井液配合压力控制钻井技术钻进。钻完井作业期间,水包油钻井液性能稳定,机械钻速较高,起下钻正常,筛管顺利下至设计深度,投产后自喷状态即超配产100%,储层保护效果显著。     

水包油钻井液国内研究应用进展

对目前适合于深井欠平衡钻井作业的3类钻井液体系进行综合分析,从抗油、抗水侵能力、成本等角度出发,得出使用水包油钻井液体系最为合适,其配制方法简单,不需配备复杂设备,抗温能力强,流动性好,滤失量低,稳定井壁能力较强,抗水油侵能力强,润滑作用好,对储层伤害小,不影响电测和核磁测井,对环境污染小。文中对水包油钻井液体系的应用范围和基本组成,其乳状液的稳定机理,以及该体系的乳化剂使用特点进行了介绍,论述了近年来国内对该钻井液体系的研究应用现状,简要阐述了其可能的发展趋势。     

生物合成基钻井液在长宁页岩气水平井的应用

油基钻井液的抑制性、封堵性强,润滑性好,对水敏感的泥页岩地层有极强的防塌作用,是四川长宁页岩气井水平段采用的主要钻井液体系,但油基钻屑因含有石油烃类、重金属和有机物等污染物,若直接排放,会对周边生态环境造成严重危害,加之目前含油岩屑的处理能力不足,导致环境保护压力巨大,油基钻井液综合成本过高,因此其使用受到一定限制。长宁CN-H井是部署在四川省宜宾市珙县的一口页岩气水平井开发井,钻探目的层为长宁下古生界龙马溪页岩层。该井四开井段泥页岩地层易水化分散、易垮塌,井壁失稳风险大,使用了一种生物合成基环保钻井液钻井,取得了良好的效果。该生物合成基钻井液流变性优异,具有良好的润滑性、封堵性、抑制性,且热稳定性好,高温下仍具有较强的悬浮和携带岩屑能力,在水平段钻进中实现了高效安全钻进。该生物合成基钻井液无毒无害,满足安全环保要求。      

钻井液技术现状及发展方向

介绍了国内外钻井液处理剂和钻井液技术现状,对如何提高钻井液处理剂和钻井液的水平,以及今后钻井液处理剂和钻井液的开发方向提出了几点看法,认为钻井液工艺技术应向钻井液工程技术转化,最终形成钻井液工程技术,提高钻井综合效益,有效地保护油气层和提高油井产量.并讨论了中原油田钻井液处理剂和钻井液技术发展趋势.     

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修井作业过程中，不合理的压井液对储层造成不同程度的损害，导致油气井产能降低。大量的研究表明,压井液对油气层的损害主要是固相堵塞岩石孔道及造成岩石的性质发生改变。针对修井作业中无固相压井液对地层伤害小，利于油气层保护的要求，对压井液中所需要的增粘剂、降滤失剂、无机盐结晶抑制剂等进行了优选，并分别考察了加量对压井液性能的影响，室内研制了利于储层保护，具有较好抑制性与低固相损害的无固相压井液，合理的压井液配方：1%YJ1+0.1%YJ2+0.8%粘土稳定剂+0.12%其它添加剂+10% CaCl₂，该体系具有密度可调、无固相、滤失量低、流变性、热稳定性好，抗温可达110 ℃等优点，室内岩心流动实验表明，该压井液体系对高低渗透率岩心伤害程度小，对油气层具有很好的保护作用。     

对混合金属层状氢氧化物钻井液体系保护储层作用的评价

介绍了MMH钻井液体系的特点及其在保护储层方面的作用。MMH钻井液体系用大理石或大理石和重晶石组合加重时,其渗透率恢复值高于盐粒液和油基钻井液体系,是一种优良的保护油层钻井液体系。按照设计完井液的思路,根据单一处理剂评选结果,给出了5种完井液配方,并简单分析了MMH钻井液体系保护油层的作用机理。     

棕榈油基钻井液降滤失剂的研制

棕榈油不仅具有生物降解性强、成本低、环境友好等优点,还具备了油基钻井液基液的基本功能。但由于棕榈油的组分结构与柴油、白油等存在较大区别,目前市场上的降滤失剂不适用于棕榈油基钻井液,因此需要研制适用于棕榈油的降滤失剂。分别采用干法、湿法和酰氯法对棕榈油基钻井液降滤失剂进行制备及优选,并对优选出的降滤失剂进行性能评价。结果表明,用湿法由有机改性剂SAA-6与腐植酸钠通过离子吸附反应得到的降滤失剂FLA效果最好,在棕榈油中的胶体率达到92%,最佳反应条件为95℃、2 h,腐植酸钠与有机物比为5.5。将5% FLA加入到棕榈油基钻井液中,棕榈油基钻井液的API滤失量降为4 mL以下,动切力在8 Pa左右,表现出了良好的降滤失效果,并且加入FLA的棕榈油基钻井液体系的热稳定性良好,抗高温达150℃,高温高压滤失量低于9 mL。通过实验证明,该体系抑制性、润滑性、抗污染性能、保护油气层性能以及生物毒性等能够基本满足现场钻井的需要,为促进棕榈油在钻井液领域的应用提供了实验基础。      

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微泡沫钻井液以其密度可调、流变性好、能反复泵送、可循环使用、不需要额外添加设备、成本低而获得广泛应用。许多油气田已成功应用该技术解决了低压地层和长段破碎带地层井漏的难题，取得了良好的技术和经济效益。但对地层压力系数低且裂缝较大的严重井漏往往失去作用。为了拓宽微泡沫钻井液的应用领域，针对川渝地区玉皇1井表层井段的严重井漏，交替使用微泡沫钻井液和微泡沫桥浆，使井漏得到了有效控制。与邻区同类井相比，钻井速度提高了3～7倍，取得了明显的技术经济效益，为处理类似井漏问题提供了新的技术途径。     

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四川地质构造复杂，纵向上高低压力系统交锚分布，横向上炭酸盐岩裂缝系统展布又难以预测，因而钻井液密度很难做到自上而下科学地平衡钻井。在实际工作中往往考虑更多的是地层压力梯度导演带来的井喷事故，为了避免这类事故，经常采用构造上已钻井出现过的最高压力梯度来设计钻井液密度这种做法对多数井是过平衡钻井，严重影响机械钻速，造成钻井速度慢，钻井成本高。以川西南地区钻井资料分析为基础，了影响钻井速度的因素：２１４     

辽河油田侧钻水平井钻井液技术

针对辽河油田稠油储层特点、侧钻水平井施工工艺及其对钻井液技术的要求,研究出一套无土相复合盐水乳化聚合物钻井液。该钻井液配制、维护简便,性能稳定,较好地解决了φ177.8mm套管开窗侧钻水平井从锻铣段至水平段完井过程中的携岩、润滑、防塌、油层保护等问题,满足了现场施工要求,是目前辽河油田侧钻水平井较理想的钻井液体系。     

海上复杂易垮塌地层高性能油基钻井液研发与应用

南海西部北部湾盆地涠西南油田涠洲组地层受构造应力及地层高含硬脆性泥页岩影响,井壁失稳风险极高,传统油基钻井液在钻进涠二段过程中不断出现起钻困难、井壁失稳和固井质量差等诸多问题。在分析传统油基钻井液应用情况的基础上,通过对乳化剂、封堵剂以及提切剂等处理剂优选,研发了新型高油水比（95∶5）高性能油基钻井液体系,该钻井液具有良好的井壁稳定、封堵能力以及优异的ECD控制能力,抗劣质土污染可达15%,岩心被钻井液损害后渗透率恢复值在90%以上,返排压力为0.4 MPa,具有良好的储层保护能力,并可提高机械钻速和起下钻效率。现场应用结果表明,高性能油基钻井液钻进涠洲组二段地层时,钻井液流变性稳定,封堵性强,井眼清洁效果好,ECD值低,未发生井漏现象,井深2 500 m钻井周期为8.09 d,较前期开发井钻井周期降低48%,储层保护效果良好。为今后北部湾海域类似油田开发提供了良好借鉴。      

海上热采井钻井液储层保护技术

渤海油田稠油资源丰富,热采是稠油开发的主要手段,为适应特殊热采开发环境,充分利用非常规稠油特点及高温注热工艺特性,降低成本,开展稠油热采井钻井液储层保护技术研究顺应形势需求。以渤海旅大5-2N稠油热采井为例,结合油藏独特的物理性质,分析潜在敏感性损害因素,通过强抑制剂优选、热降解性能评价、密度优化、封堵剂优化和储层保护性能评价,形成了适合稠油热采水平井的改进型钻开液体系。该体系抑制性强,与地层流体配伍性良好,高温条件下降解产物为黑色碳,岩心渗透率恢复值大于85%,具有良好的储层保护效果,同时可降低成本40%。