分1井大井眼空气可循环泡沫钻井液技术

针对川东北地区上部地层砂泥岩互层频繁、硬度大、研磨性强、可钻性差,用常规钻井液机械钻速较幔,而园地层出水也无法顺利实施空气钻井的问题,研究了适合该地区上部地层钻进的空气可循环泡沫钻井液配方,并在分1井进行了应用.空气可循环泡沫钻井液钻进井段为103～938.5 m,平均机械钻速为4.48 m/h,其中429～840 m泥岩(夹砂岩)段平均钻速达5.83 m/h,比同条件下使用常规钻井痕的机械钻速提高4倍多;钻进中控制空气排量为80～120 m3/min,液体流量为3～7 L/s,满足了测斜、起下钻等作业的顺利进行,同时也保证了泡沫钻井顺利地转化为常规钻井.应用结果表明,该技术较好地解决了上部大井眼地层钻速慢及地层出水问题.     

泡沫钻井用热辐射物理消泡装置研制

泡沫钻井液能降低压持效应、提高机械钻速,适用于低压、易漏失地层的钻井、完井、修井等工艺,但出井钻井液存在消泡问题。利用温度和负压联合作用消泡机理,研制了热辐射物理消泡装置,能够提高消泡效率,降低能耗,实现基液循环利用。重点介绍了该装置的结构、自动控制技术,以及热辐射管的选择和安装。     

三相可循环微泡沫钻井液的研究及其在彩南油田的应用

根据新疆准噶尔盆地彩南油田96口开发井资料统计,发生不同程度漏失的井为70口,漏失率达72.9%.主要漏失井段为400～700 m,次要漏失井段为1800～2000 m.漏失现象为随钻有进无出.随钻井漏严重影响了钻井速度,使钻井综合成本增加.针对上部井段低压裂缝地层严重漏失问题,研究出了三相可循环微泡沫钻井液体系.该体系主要采用起泡剂、稳泡剂、固泡剂配制而成,能反复循环使用,无需特殊脱气和充气设备,同时保留了普通泡沫钻井液的部分优点.室内对微泡沫钻井液体系组成、微观形态分析、稳定性评价、当量密度计算等方面进行了研究,形成了三相可循环微泡沫钻井液技术.现场应用效果表明,该钻井液体系具有稳定性高、现场配制简单、性能优良、抗污染能力强和防漏堵漏效果好等优点.     

川东北地区泡沫钻井井壁稳定技术

在分析川东北地区上部陆相地层井壁失稳原因的基础上,提出了提高空气可循环泡沫钻井液井壁稳定能力的3种技术,即选用自行研制的两性离子表面活性剂AC-2作为发泡剂,当其浓度为0.5%以上即可满足气体泡沫钻井携液要求;增加析液能力,经过析液的泡沫可将60%～70%的多余液相分离;选用自主研发的井壁稳定剂YJB-1,提高泡沫基液的抑制性.通过7口井的现场应用,在提高井壁稳定方面取得了比较理想的效果,为空气泡沫钻井技术在川东北地区应用提供了广阔前景.解决了川东北陆相地层钻遇水层后的钻进问题和井壁稳定问题,缩短了钻井周期,降低了综合成本.     

通南巴地区充气欠平衡钻井技术应用

通南巴地区地层可钻性差,地层复杂,井漏、井塌严重,常规钻井液机械钻速在0．8m／s以下,个别井漏失钻井液近2×10^4m^3。近年来气体钻井技术迅速发展,先后在通南巴地区进行了10余口井的气体钻井、泡沫钻井,上部地层机械钻速大幅度提高。但气体钻井遇到了地层应力垮塌、地层出水量大等工程地质难题,导致了下沙溪庙组一须家河组近2000m的井段无法使用气体钻井提速。文章提出通过充气钻井方式应对上述难题,并详细介绍了充气钻井的工艺特点及现场实验应用,将进一步提高河坝地区复杂地层的钻井效率。     

大北204井气体钻井实践与认识

大北204井是塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带西段大北1气田大北201断背斜东翼的一口评价井,该井上部地层吉迪克组为大套砾岩层,岩性软硬交错,地层可钻性差,钻进过程中蹩跳钻严重,常规钻井方式机械钻速极低,且井漏频繁。针对该地区钻井的技术难点,在大北204井与专业服务公司合作,应用了空气雾化等气体钻井技术。空气(雾化)钻井累计进尺806.4 m,平均机械钻速6.34 m/h。与邻井大北202井相比,空气、雾化钻进机械钻速是常规钻井液钻井的3.52倍。大北204井气体钻井实践经验为今后大北地的钻井施工提供了有益参考。     

空气泡沫钻井技术在河坝101井的应用

川东北地区地层情况复杂，钻井机械钻速低，从而导致钻井周期长且极易发生钻具断裂等井下复杂事故，严重制约了该地区天然气勘探开发的进程，因此如何提高钻井速度成为该地区钻井工作的难点。在钻河坝101井的过程中，选择在适当井段采用纯空气、空气泡沫钻井技术进行试验研究，发现纯空气、空气泡沫钻井技术缩短了复杂井段的钻井作业周期，大大提高了机械钻速，降低了钻井作业综合成本，提高了经济效益。文章介绍了空气泡沫钻井技术在河坝101井的应用情况，得出相关认识，提出了有益的建议。     

元坝地区钻井难题分析与技术对策探讨

元坝地区是中国石化天然气增储上产的一个重要勘探区域,但该地区钻井中遇到了一系列钻井难题,包括气体钻进井段较短、下部陆相地层常规钻井机械钻速低、小井眼钻井提速难度大、深部井段钻井液维护困难等。针对上述难题,探讨了:空气锤、雾化、泡沫钻井技术提高上部陆相地层气体钻井应用及进尺的效果;利用优选PDC钻头及复合钻井技术、低密度钻井液钻井技术、水力加压器和水力脉冲空化射流发生器等提高下部陆相地层的机械钻速;推广应用耐高温螺杆和涡轮钻具提高深部小井眼钻井速度,及利用高钙盐强抑制防塌钻井液体系解决井底高温高压、碳酸根及盐水污染问题的效果。最后推荐出了适合元坝地区各层段的优快钻井技术。      

川东北泡沫钻井获得成功

2007年4月11日，氮气可循环泡沫钻井液技术在川东北分1井首次应用获得成功。滇黔桂钻井公司施工的分1井一开使用空气钻井，钻至井深110．34m后地层出水，导致无法继续实施空气钻井。通常情况下要改为常规钻井液钻进，而常规钻井液在该区上部地层钻速较慢。针对这一难题，     

微泡沫钻井液在川东北SX-1井的应用

川东北地区上部地层砂泥岩互层频繁,硬度大,研磨性强,可钻性差,采用常规钻井液方式的机械钻速较慢。由于上部地层含水量大,采用空气钻井时井壁易垮塌从而使该钻井方法的应用受到限制。针对该地区上部大井眼施工钻速慢、地层出水、井漏等问题,研制出一种微泡沫钻井液体系,该钻井液体系具有滤失量低、携岩能力强、利于井壁稳定的特点,已在SiX-1井的上部地层进行了现场应用,解决了大井眼地层钻速慢及易漏等问题。     

流沙层硬胶泡沫钻井技术

也门1区块上部地层250~750 m井段存在大段的流沙层,钻进过程中存在井壁失稳、漏失严重、机械钻速低等问题,单纯依靠常规钻井加堵漏、清水盲钻、空气钻井或稳定泡沫钻井等方式得不到有效解决。因此,提出采用硬胶泡沫钻井方法解决该问题。通过硬胶泡沫钻井流体发泡剂室内优选试验,考虑泡沫质量、发泡剂抗污染性能、硬胶泡沫半衰期及经济效益,选择FMA-100为硬胶泡沫钻井流体的发泡剂,确定其最佳加量为0.3%~0.6%,并初步优选出钻井流体配方。根据硬胶泡沫钻井施工参数设计要求,以低返速降低井壁冲刷防塌、合适当量循环密度防塌防漏为目标,通过理论计算及分析,优选了施工参数、钻井配套设备,形成了适用于也门1区块流沙层的硬胶泡沫钻井方案。该方案在该区块Abyed-2井进行了应用,不但成功解决了大尺寸疏松流沙层井漏与井塌并存的钻井难题,还提高了流沙层的机械钻速,相比同条件邻井平均机械钻速提高3.2倍。该井的应用成功,也为流沙层安全快速钻进积累了经验。      

伊朗TABNAK气田低压裂缝性地层泡沫钻井液技术

伊朗TABNAK气田地层岩性以灰岩和白云岩为主，石膏夹层较多；碳酸盐岩地层裂缝发育，连通性好，漏失严重；海平面以上是干层，无孔隙压力，海平面以下至井深2450m是盐水层。长城钻井公司采用了空气—泡沫钻井流体，即：空气粉尘、雾化空气、稳定泡沫钻井液和硬胶泡沫钻井液。通过实验，优选出发泡体积大、稳定时间长、抗盐抗钙能力强和耐温性能好的发泡剂和稳定泡沫液及硬胶泡沫液配方。现场应用表明，空气—泡沫钻井流体密度低；钻速快，平均机械钻速是常规钻井液的3—5倍；携砂性好，井眼清洁；能顺利穿过严重漏失地层。其中，空气粉尘用于干层钻进，速度快，无钻井液材料消耗，但必须有足够的空气排量；雾化空气适用于出水量较小的水层，但需要的空气排量更大，而且对钻井腐蚀太严重；泡沫钻井液适用于低压干层和水层，需要的空气排量较小，钻速快，抗盐钙和携砂能力强。     

庆深气田深层Φ311.1 mm井眼气体钻井技术

针对庆深气田深层岩石可钻性级值高达6～10级、地层硬度高达2 500～5 000 MPa、平均地温梯度高达4.1 ℃/100m和机械钻速低等难题,应用优选、修正后的地层出水量计算模型、出气量计算模型、井壁稳定性评估模型,对古龙1井的泉二段至登三段地层气体/雾化钻井的可行性进行了研究,优化设计出了气体/雾化钻井技术方案。该钻井技术方案在超深井古龙1井进行了现场应用,应用井段为井深3 100.00~4 301.05 m,应用井段井眼尺寸为311.1 mm。应用结果表明,该井段平均机械钻速为7.53 m/h,是邻井古深1井相同层位常规钻井段的3.6倍,钻井周期同比缩短28 d。      

元坝陆相欠平衡集成钻井技术

元坝气田是中石化重点勘探开发区块,气田整体埋藏深,海相及陆相的天然气资源丰富。元坝陆相地层可钻性差,采用常规钻井液钻井,机械钻速低,钻井周期长。以前主要采用空气钻井技术来提高陆相地层平均机械钻速,由于受到剑门关组地表水和上沙溪庙组底部垮塌地层制约,具备实施空气钻井条件的井段有限,进一步提高陆相地层平均机械钻速难度大。文章根据元坝气田陆相地层不同层位的工程地质特征和井身结构特性,结合不同介质欠平衡钻井技术的特点,优化欠平衡钻井技术组合,形成元坝陆相欠平衡集成钻井技术,通过现场应用该技术,陆相地层提速效果明显。     

空气泡沫钻井流体体系及性能评价

从保护井壁、提高井壁稳定性等技术要求出发,筛选了高效发泡剂、稳泡剂、泥页岩抑制剂,并确定各组分最佳含量,研制了空气泡沫钻井流体体系,该体系由0．3％TWS＋0．15％XC＋0．03％YIM＋0．5％GXG组成。考察了空气泡沫流体抑制页岩水化膨胀、水化分散能力、岩芯浸泡效果及抗温性能。结果表明,该空气泡沫流体体系页岩24h水化膨胀量2．64mm,页岩滚动回收率91．4％,岩芯在配方体系中浸泡24h完好无损,温度90℃时泡沫体系的半衰期仍保持30min以上,表明该泡沫配方体系具有较强的抑制性和良好的抗温性,能够较好地解决空气泡沫钻井中井壁失稳问题。     

欠平衡泡沫钻井液技术在窿14井的应用

窿14井是青西油田窟窿山构造的一口重点工程探索井.该井为配合在1358～2670 m的欠平衡空气钻井实验,使用了泡沫欠平衡钻井液技术.通过室内研究,优选出了适合在该地区使用的各种处理剂,并通过调整处理剂加量优化设计泡沫钻井液配方.评价试验表明,该配方泡沫钻井液发泡率高、稳定时间长、抗温性好、抗污染能力强、抑制能力强、腐蚀性小.现场应用表明,所使用的泡沫钻井液性能优良,满足了空气钻井方式下携岩的要求,对钻具腐蚀性小,井壁稳定能力好,在地层持续出水的情况下仍保证了井壁的稳定性,应用井段无坍塌事故.     

微泡沫钻井粗泡沫堵漏工艺在TBK气田的应用

TBK气田海拔1125m,表层主要是无压裂缝性碳酸盐岩地层,井眼直径914.4mm。钻井过程中的主要困难是严重漏失和大井眼清洁。用膨润土钻井液、正电胶钻井液和清水钻进时,有进无出,而盲钻常常砂卡钻具。微泡沫钻井液既可降低井筒液柱压力,又可在近井壁形成一个类似于"液体套管"的滞留层,因而在钻井过程中具有非常好的防漏作用。粗泡沫堵漏工艺,是在钻穿漏层后,将适量微泡沫钻井液配成密度略高、可循环、但不太稳定的泡沫钻井液,缩短泡沫稳定时间,故意让泡沫液进入裂缝。在低流速或静止状态下,微泡沫就会变成"蜂窝"状的结构强度很大的泡沫凝胶,对漏失通道产生"气锁"和凝胶封堵,防止固井水泥浆漏失。现场应用表明,微泡沫钻井液密度低,黏切高,可循环,成本低,不需增加任何设备,具有非常好的防漏作用和岩屑携带能力;粗泡沫堵漏工艺操作简单,施工方便,堵漏效果好,注水泥固井一次成功。     

空气钻井在TABNAK气田的合理应用

空气泡沫钻井,因其钻速快,防漏效果好,具有常规钻井液不可比拟的优越性。空气粉尘钻井在干硬地层机械钻速达到16.24m/h。雾化钻井在出水量较小时,钻速为13.16m/h,当地层出水较多,空气压力较高时,其钻井速度为6.52m/h,与泡沫钻井速度(5.23~ 6.63m/h)相当。但泡沫钻井腐蚀钻具轻微,而雾化钻井腐蚀钻具严重。因此,必须根据地层情况选择合适的钻井液,既要提高机械钻速,又要保护钻具,提高综合经济效益。