强抑制性多元醇海水钻井液研究及应用

胜利浅海埕岛油田沙河街组地层粘土含量高,粘土组成以伊/蒙混层和伊利石为主,地层水敏性较弱,微裂缝及层理较发育.钻井液及滤液沿层理和微裂缝渗入地层内部,引起硬脆性泥页岩剥落坍塌.针对沙河街组地层特点,研制出一种强抑制性多元醇海水钻井液体系,并对其进行了性能评价及防塌机理分析.室内试验结果表明,该钻井液体系具有较好的抑制性能和流变性,抗海水和劣质土污染的能力较强,环境可接受性好.现场实践证明,该钻井液性能稳定,维护处理简单,能有效解决沙河街组地层钻进中出现的技术难题,避免复杂情况的发生.     

渤海中部BZ34-2EW区块防塌钻井液试验研究

对ＢＺ３４２ＥＷ区块地层岩样进行了理化性能分析和电镜分析,结果表明,该区块属于层理、裂隙发育的易剥落坍塌的硬脆性页岩地层。无机盐几乎不能抑制岩样水化膨胀,而合适的钻井液可以抑制其水化膨胀,且具有较高的页岩回收率。加入硅酸钠的低粘土相海水聚合物钻井液体系的流变性能好,抑制能力强,泥饼质量好,可用于层理、裂隙发育的硬脆性页岩地层的钻进。     

锦州25-1油田井壁稳定问题

 锦州25-1油田沙河街组地层井壁失稳严重,为解决该油田的井壁失稳问题,对该油田的泥页岩矿物组分进行了分析,开展了泥页岩的力学及水化特性实验,分析了锦州25-1油田沙河街组泥页岩的岩石力学特性和井壁失稳机制.研究发现,沙河街组地层层理性泥页岩和水敏性泥页岩共同发育;层理性泥页岩具有显著的各向异性,易发生沿层理面的剪切滑移,造成井壁失稳;水敏性泥页岩在钻井液作用下会发生水化膨胀,导致井周地层的力学性质和应力状态发生变化,表现为坍塌压力随井眼钻开时间的改变而改变;两种地层相互影响造成油田复杂事故频发.结合室内实验结果,建立了合理钻井液密度的确定方法,研究了锦州25-1油田层理性泥页岩坍塌压力随井眼轨迹的分布规律和水敏性泥页岩的水化坍塌周期,给出了保证安全钻进的工程对策,该油田的井壁失稳问题必须在优化井眼轨迹和选择合理钻井液密度基础上,并增强钻井液的封堵性和抑制性才能解决.     

南堡油田硬脆性泥页岩地层井壁失稳原因实验

冀东南堡油田中深层硬脆性泥页岩地层钻井过程中,井壁垮塌现象频发。为充分认识中深层硬脆性泥页岩井壁失稳机理,减少此类事故的发生,通过开展研究目标微观结构、理化特征以及钻井液对其力学特性影响的实验研究,定量研究了该区块影响井壁失稳的因素。结果表明:东二段至沙河街组泥页岩的矿物以黏土、石英为主,具有一定的脆性特征;阳离子交换容量高,岩石水化能力较强;宏观层理、裂缝、微观裂纹均较发育,应力释放及钻具扰动易使岩石发生劈裂或滑移;液相沿裂缝侵入地层导致岩石水化膨胀,降低泥页岩结构强度;在钻井液正压差作用下,产生水力尖劈作用,导致地层破碎,诱发井壁失稳。因此,预防此类泥页岩地层井壁失稳需严格控制钻井液滤失量,加强钻井液的封堵能力。针对该区块的室内实验研究,为该区块硬脆性泥页岩的安全、高效钻进提供了理论支撑,同时也为同类型地层的井壁失稳机理研究提供了技术参考。     

钻井液密度对裂缝性泥页岩地层坍塌压力影响的力化耦合研究

 缝性地层井壁失稳是钻井工程中经常遇到工程难题之一,裂缝发育地层常伴随严重的井壁坍塌,具有水化性质的裂缝性地层在钻井液侵入后更易发生坍塌。扫描电镜观察某油田泥页岩发育的层理实际为尺寸极小的微裂缝,使用XRD 衍射仪测定了该泥页岩黏土矿物质量分数为30%~40%,泥页岩水化性质较强。通过剪切实验测定了泥页岩吸水后的抗剪强度,求解了不同含水量裂缝面的黏聚力及内摩擦角。建立了钻井液滤液向地层内的渗流方程及裂缝性地层坍塌压力方程,计算了不同钻井液密度和浸泡时间的坍塌压力。计算结果表明,高钻井液密度导致钻井液滤液向裂缝内加速渗流,裂缝面强度降低导致地层更加容易坍塌。裂缝性地层井壁失稳不宜提高钻井液密度稳定井壁,应采用措施提高钻井液封堵性及抑制性,降低钻井液滤液侵入量。     

铝胺钻井液在青东古1井的应用

通过优选抑制剂和封堵剂，确定了铝胺钻井液体系配方，配合相应的现场维护处理工艺，解决了沙河街组地质构造复杂，断层、地应力及层理性泥岩易导致井壁失稳等问题，保证了沙河街组的井壁稳定，使该井提前完钻，提高了钻井时效．该井的钻探成功为深化研究青东区块成藏条件提供了基础资料，有助于该区块进一步的勘探开发．     

渤海海域渤中C地区中深层异常高压成因及对储层质量的影响

以测压、薄片、扫描电镜、常规物性分析等资料为依据,开展渤海海域渤中C地区异常高压特征和成因、低渗储层特征及异常高压对成岩作用影响的研究。结果表明:沙河街组地层发育异常高压系统(压力系数1.25~1.56),上覆及内部烃源岩生烃及沙河街组岩层中黏土矿物成岩作用是沙河街组地层超压的主要成因机制。沙河街组储层整体具有中低孔、低渗特低渗的特征,地层异常高压对储层质量的影响具体表现在:1抑制压实作用的进行,有利于储层原生孔隙的保存;2有助于酸性流体进入,对储层发生溶蚀改造;3有助于储层微裂缝的形成,为酸性流体提供通道并加强长石的溶蚀作用;4使得碳酸盐胶结物及伊利石大量发育,不利于有机酸对储层的大规模溶蚀改造。因此,沙河街组储层相对高孔渗带主要发育在原始沉积条件下粒度相对较粗、分选较好的砂岩中。     

南堡沙河街组硬脆性泥页岩地层漏失压力预测方法

南堡沙河街组硬脆性泥页岩是典型的井壁易失稳地层,钻井过程中,井壁垮塌、漏失现象频发。目前,针对页岩井壁失稳现象,研究主要集中在结构面影响下的井壁垮塌。然而,实际钻井过程中,由于泥页岩层理、裂缝等结构面发育,导致地层漏失明显,严重制约了安全高效钻井。因此,本文基于室内力学实验,考虑页岩结构面发育特征,融合页岩沿基体破裂、沿层理或裂缝破裂及沿裂缝扩展等多类漏失机制,构建了一种新的硬脆性泥页岩地层漏失压力预测方法,明确了地层漏失压分布特征及影响因素。研究结果显示：层理与天然裂缝作为典型弱结构面,是硬脆性泥页岩地层漏失的主要控制因素。相比较均质地层,结构面发育的页岩地层漏失压力明显降低,安全井眼轨迹方位减少,钻井难度增大。此外,受弱结构面影响,难见沿基体的破裂漏失现象。漏失优先出现在天然裂缝面,天然裂缝对漏失影响强于层理面。研究成果可为硬脆性页岩地层钻井设计提供理论基础,对实现页岩地层安全高效钻井具有重要意义。     

义123区块非常规油气藏钻井液技术

义123区块地质构造复杂,上部地层泥页岩水化严重,易造成起下钻遇阻;沙河街组地层层理发育,发育超压,油泥岩易水化,施工中易发生水敏性垮塌及应力性垮塌,井壁失稳严重。针对义123区块地层特点及钻井液技术难点,优选了铝胺成膜防塌钻井液体系,评价实验表明,该体系抑制性强,封堵性及润滑性好,具有良好的油层保护能力。该体系在义123区块进行了现场应用,施工中井壁稳定,井眼净化效果好,定向过程中摩阻和扭矩低,保证了工程的顺利施工。     

华北沙河街组气体钻井井壁稳定性研究

华北ND潜山构造中深部地层可钻性差、研磨性强,严重影响勘探开发进度。为探索提高该层段机械钻速途径,在沙河街组采用气体钻井,展示了气体钻井提速的巨大潜力。但气体钻进过程中井壁失稳问题一定程度上限制了气体钻井有效应用,成为提速的瓶颈。针对沙河街组复杂岩性分布以及地层流体产出,结合工程地质特征及实验分析开展沙河街组气体钻井井壁稳定性研究,充分发挥气体钻井优势,为进一步论证沙河街组地层气体钻井可行性提供理论基础,具有重要的指导意义。     

垦利A油田辫状河三角洲前缘优质储层特征

明确渤海湾盆地莱州湾凹陷垦利A油田古近系沙三上段优质储层特征及成因，可为凹陷内油气勘探提供依据。结合钻井、测井等资料，利用扫描电镜、铸体薄片、孔渗物性、流体包裹体等多种分析测试手段，开展构造沉积背景、埋藏史、地层温压系统等相关研究。结果表明，沙三上段储层具“高孔高渗”特征，储集空间以粒间孔为主，微裂缝较发育，孔喉以大中孔-中细喉为主；储层成岩作用总体处于中成岩A期，表现为“中压实、强溶蚀、弱胶结”的特征，优质储层的形成主要受构造背景、沉积环境、成岩作用和地层超压等4方面的影响。莱州湾凹陷南部斜坡带的储层发育具有分带性，重力滑脱断层（F₁）内侧优质储层发育，是油气成藏的有利地区。     

广西百色油田那读组油基钻井液技术

针对广西百色油田那读组地层复杂,在该地层钻进极易发生井壁失稳导致恶性坍塌的井下复杂情况,特别是 在水平井钻井施工过程中,更易发生恶性坍塌甚至卡钻的问题,开展了针对性的那读组水平井强封堵油基钻井液体系 研究。该钻井液体系以纳米级固液复合等封堵材料增强封堵性能,同时体系具有较强的抗污染性能、良好的润滑性 能等特性。该体系在坤8-6HF 井三开进行了现场试验,应用效果表明该体系能有效地保持井眼稳定,优质的油基钻 井液性能满足了安全钻井施工的需要,很好地解决了百色地区那读组水平井钻井过程中的恶性坍塌等技术难题。     

渤海油田渤中区域中深部泥页岩地层井壁稳定性

渤中区域资源潜力巨大,是目前渤海油田勘探开发的重点区块.前期探井钻井过程中中深部东营组、沙河街组泥岩地层井壁坍塌失稳现象频发,出现蹩压、阻卡等复杂事故.为揭示渤中区域中深部泥页岩井壁失稳机理,指导开发井钻井设计,对取自渤中区域东营组泥岩岩心开展了电镜扫描、矿物组分测试、泥浆浸泡以及岩石力学等系列实验,定量刻画了该地层的理化特性、岩石力学特性以及钻井液对力学性质的影响规律.实验结果表明,该区块中深部泥页岩处于由水化膨胀性泥页岩向硬脆性泥页岩转化的过程,既具有硬脆性泥页岩层理、裂隙发育的特征,又仍表现出一定的水化膨胀和分散特征.在实验结果的基础上,利用线弹性理论和单一弱面准则,建立了考虑弱面结构和水化作用的井壁稳定模型,对渤中区域定向开发井坍塌压力及其随井斜角和井斜方位角的变化规律进行了分析,揭示了钻井液作用对坍塌压力的影响.研究结果对于渤中区域开发井安全钻井具有一定的指导意义.     

高效防塌钻井液的研制及在新疆塔河油田的应用

新疆塔河油田三叠系、石炭系地层长期以来存在着严重井塌问题 ,为此 ,用实验方法优选出高效防塌钻井液配方 ,并对其性能进行了研究。结果表明 ,以MAN 10 4 ,KN PAN ,WFT 6 6 6和KCl为主要处理剂的防塌钻井液具有流变性好、滤失量低、泥饼致密等特点。对页岩回收率、膨胀性和毛细管吸入时间的实验研究进一步证实 ,这种钻井液对粘土矿物的水化膨胀和分散具有很强的抑制作用 ,在防塌效果及其他性能方面均明显优于在该地区使用的其他常规钻井液。对该钻井液的防塌作用机理进行了理论分析 ,并在一口重点试验井进行了现场试验 ,取得了理想的防塌效果。与邻井相比 ,三开井段的平均井径扩大率由 14 .6 %下降至 3.14 % ,从而显著提高了钻井效率。     

碎屑岩侧钻井泥岩防塌钻井液体系实验研究

针对塔河油田碎屑岩侧钻井在储层上覆泥岩盖层段坍塌掉块、井径扩大,造成封隔器坐封失效的问题,论文结合地层宏观特性及微观结构进行分析,明确了碎屑岩复杂泥岩段的井壁坍塌机理,提出了以抑制为核心的钻井液防塌体系对策,进而通过开展室内实验研究,形成了具有强抑制封堵、低失水和良好润滑携岩性能的钻井液体系。     

安塞油田高52井区储层保护钻井液研究

针对安塞油田高52井区长10储层黏土含量高、水敏和碱敏性强,现用钻井液体系pH高、滤失量大、对储层伤害较严重的问题,从钻井液材料的选择及钻井液配方优化等方面入手,研制出了针对安塞油田长10储层的低固相"双保型"钻井液体系.室内评价和现场试验结果表明,当膨润土的质量分数为3%,FT-342的质量分数为0.3%,ZNJ-1的质量分数为0.3%,GK-0901的质量分数为2.0%,pH为8.5时,所得钻井液体系API滤失量在7 mL以下,马氏漏斗黏度在45～60 s,塑性黏度在10～20 mPa.s,动切力在5～10 Pa,岩心渗透率恢复率在78%～94%,平均恢复率为85.86%,可有效降低钻井液对储层的损害.     

深井抗高温高密度盐水钻井液实验研究

常用的高密度盐水钻井液在使用过程中存在钻井液增稠、流变性难以控制等现象,为了保证正常钻井,减少储层伤害,确定合适的钻井液体系是很有必要的.根据常用的钻井液配方,通过大量室内试验对影响高密度盐水钻井液流变性的因素进行了分析,并确定了该钻井液体系的最佳配方.分析结果表明影响高密度盐水钻井液流变性的主要因素是烧碱含量和膨润土含量,其次是密度与加重材料的种类,加重材料的复配是控制高密度盐水钻井液流变性、滤失性的有效方法之一.优选配方的钻井液配方性能能够满足迪那区块高温条件下对钻井液的要求.     

致密砂岩储层黏土矿物特征及敏感性分析—以鄂尔多斯盆地吴起油田寨子河地区长6油层为例

致密砂岩储层孔喉结构复杂、比表面积大,岩石颗粒表面附着大量的黏土矿物,容易受到外来流体的影响,发生颗粒膨胀、迁移、离子沉淀等反应伤害储层,从而影响生产效率。本文以鄂尔多斯盆地吴起油田寨子河地区延长组6段油层为例,通过岩石薄片观察、扫描电镜、X射线衍射仪(X-RD)实验、压汞实验和储层敏感性实验等方法,对研究区储层物性、孔喉结构、黏土矿物特征和储层敏感性类型、伤害程度及敏感性影响因素进行分析。岩心分析实验表明,储层黏土矿物由绿泥石、高岭石、伊利石和伊蒙混层4种矿物组成,影响储层渗透性的敏感性伤害强弱依次为酸敏、水敏、碱敏、盐敏和速敏。并结合实际生产中存在的问题,提出绿泥石富集区域尽量避免储层酸化等改造措施;对伊利石及伊蒙混层含量高、易水敏的地区,压裂改造过程需要提高压裂液砂比,减小压裂液量,从而降低储层损害。