GID钻井液在渤中油田的研究和应用

渤海油田渤中地区明化镇组泥岩中黏土含量较高,水敏性较强,钻井时易发生泵压上升、扭矩增大、憋漏地层或者卡钻等复杂情况.为解决上述作业风险,采用聚胺(PF-UHIB)作为主要的抑制剂,研制开发出了GID钻井液.该钻井液抑制性强,能够有效抑制水敏性泥页岩的水化膨胀,并且抗无用土相侵害能力强,同时具有优良的润滑性和储层保护效果.在BZ28-2S油田的应用表明,GID钻井液性能稳定,具有良好的抗温稳定性和润滑性、低的滤失性,封堵性以及储层保护效果好,起下钻顺畅,井眼规则,能满足大斜度井钻进携砂的要求,能有效地抑制泥岩的水化膨胀和分散,避免钻头泥包和钻屑黏连成块,同时提高了起钻效率.     

环保型高性能水基钻井液体系研究

采用聚胺抑制剂、复合甲酸盐与强包被抑制剂聚合物剂乳液协同提高钻井液的抑制性,采用复配铵盐、技术级低粘羧甲基纤维素、多元共聚聚合物为降滤失剂,采用高级脂肪醇树脂经水溶性加工形成的白沥青为封堵剂,选用生物聚合物作提切剂,选用植物油改性制得的润滑剂增强体系的润滑性,据此形成的环保型高性能水基钻井液体系生物毒性检测达到无毒标准,具有抑制性强、润滑性好,流变性与触变性优良,能满足大位移水平井安全钻井施工需求。     

南海流花大位移井水基钻井液技术

为了减少大位移井对油基钻井液的依赖,研制出适用于流花油田大位移井的水基钻井液。通过试验,确定了大位移井各井段的水基钻井液体系配方,并分别对其润滑性、抑制性、流变性等进行了系统评价,同时对如何防止钙侵污染、防漏和防卡几项关键技术进行了研究,给出了发生井漏时所优选的堵漏材料配方。以该油田Li-uhua 11-1-B3 ERW 4井为例,阐述了大位移水平井水基钻井液的现场应用情况。室内评价试验和现场应用表明,设计的KCl/聚合物钻井液不仅具有优良的页岩抑制性,而且流变参数合理、润滑性好、抗钙污染能力强,能够满足该地区钻大位移井的要求。目前,流花油田已形成了具有特色的大位移井水基钻井液成套技术,但随着今后水平位移井的增加和钻井难度的增大,还需要对水基钻井液体系做进一步改进,并应更加重视对油气层的保护。     

吉林油田星A6-6开窗侧钻井钻井完井液技术

星A6-6开窗侧钻井位于吉林油田双阳地区，钻遇地层为下第三系Ee段，Ee段岩性为灰黑泥岩，易缩径，砂岩渗透性较好。体系优选试验结果表明，有机硅聚合物钻井液稳定性好、抑制性强、流变性易控制、对油层伤害轻，可很好地满足该地区钻井施工的需要。使用了有机硅聚合物钻井液及有机硅-聚合物为主体的完井液，在开窗后井深1803．30m处加入3％原油．改善钻井液的润滑性、流变性及泥饼质量。现场应用表明．钻井液携砂能力强，具有良好抑制性、稳定性和润滑性；后期试采结果证明，完井液起到了保护油层的作用，大幅度增强了该井产油量；该井钻井周期为15．96d．机械钻速为2．53m／h．全井无阻卡塌漏现象，施工顺利。     

静31-59双分支侧钻水平井钻井液技术

静31－59井是中国第一口双分支侧钻水平井。该井位于沈阳油田静17区块，目的层为S3段，该井第一分支完钻井深为2497m，第二分支完钻井深为2458m。针对静31－59双分支侧钻水平井钻井要求，从改善钻井液的流变性、润滑性和稳定性入手，优选出了满足钻井和地质要求的复合有机盐乳化钻井液。经现场应用表明，复合有机盐乳化钻井液性能稳定，润滑性好，携岩洗井能力强，滤失量小，能够有效稳定井壁，保护油气储层，为老区挖潜、降低油田开发成本、提高采收率、增加油气产能提供了保证；该钻井液具有无固相、强抑制性、低毒性等特点，并且配制简单，维护处理方便，满足了静31－59双分支侧钻水平井钻井施工要求。     

安全环保的新型水基钻井液ULTRADRILL

针对渤海地区钻进过程中遇阻遇卡,起下钻困难,密度难以控制,机械钻速低等问题,采用了安全环保的新型水基钻井液ULTRADRILL,ULTRADRILL新型钻井液的合成聚合物不含铬及其它对环境有害的物质.该钻井液主要由两种基本的页岩抑制剂和钻速增效剂组成.该钻井液能提供优异的页岩抑制性、润滑性和井眼稳定性;滤失量小、滤饼薄,可防止钻头泥包;携砂能力强,流变性易于控制;具有较广的密度和盐的选择性.现场应用表明,ULTRADRILL钻井液性能稳定,具有独特的流变性能,滤失量小、泥饼坚韧、致密而光滑;钻井过程中悬浮携砂能力强,钻速快,井壁稳定.该钻井液容易降解,且无生物毒性,满足了海洋环保的要求.     

朝平2井钻井液技术

介绍了朝平2井地层特点及其井身结构。在上部地层直井段和大斜度井段优选小阳离子聚合物钻井液、在下部地层水平井段优选油包水钻井液。现场应用结果表明,小阳离子聚合物钻井液抑制能力、防塌能力、携砂能力强、润滑性好、性能易于维护;油包水钻井液性能稳定、携砂和润滑效果好。两种钻井液均能满足相应井托的钻井施工需要,避免了井下复杂情况的发生。     

适用于页岩气井的强抑制防塌高性能水基钻井液体系

威远地区M井区页岩气水平井钻井过程中易出现井壁失稳、坍塌等问题,而采用油基钻井液时钻屑含油量高、难处理,并且环保压力大。因此,以新型阳离子复合抑制剂DY-Ⅱ为主要处理剂,结合优选的封堵剂、润滑剂,形成一套适合于页岩气井的强抑制防塌高性能水基钻井液体系,并对体系性能进行了评价。室内实验结果表明:钻井液体系具有优良的抑制性和润滑性,页岩滚动回收率达99.2%,极压润滑系数和泥饼黏附系数与油基钻井液体系相当;体系在140℃下老化后流变性能稳定,具有良好的抗温性;采用高效铝基微纳米聚合物封堵剂,能够较好地封堵地层微裂缝,提高井壁稳定性;加入20%钻屑后,体系性能稳定,抗污染能力较强。现场试验结果表明,该体系性能稳定,具有较强的抑制防塌能力,施工过程中未发生井下复杂情况,作业顺利,说明该高性能水基钻井液体系能够满足威远地区M井区页岩气井的钻井需要。     

YD油田高渗灰岩储层水平井钻井液技术

YD油田水平井在高渗灰岩储层钻井过程中,存在井壁失稳、盐膏污染钻井液、井漏、井眼清洁效果差和摩阻高等技术难点.为解决这些技术难点,通过室内实验,优选了流性调控剂、抗盐降滤失剂,确定了复合润滑剂配方和封堵材料的组成,形成了强抑制高封堵乳液聚合物钻井液,并针对各开次钻遇地层的地质特征制定了钻井液维护与处理技术措施.性能评价表明,泥页岩在强抑制高封堵乳液聚合物钻井液中的滚动回收率达88.2%,线性膨胀率为18.2%;能抗5.0%NaCl、2.0%CaSO4和30%钻屑的污染,具有较好的防塌抑制效果与抗污染能力.该钻井液在YD油田S4井、S5井和S16井等3口水平井中进行了应用,钻井过程钻井液性能稳定,钻井施工顺利.与该油田其他22口水平井相比,钻井周期分别缩短5.2,6.3和7.8 d,渗漏量分别降低了12.5%,8.4%和13.2%,最大提升和下放阻力降低到150 kN之内.现场应用表明,强抑制高封堵乳液聚合物钻井液能有效解决YD油田高渗灰岩地层水平井钻井液技术难点,可以在该油田进行推广.      

金河1井有机盐氯化钾高密度钻井液技术

金河1井是位于准噶尔盆地南缘霍尔果斯背斜沙湾组断鼻构造上的一口探井.完钻井深为2 225 m.由于该构造地层压力系数高、地层倾角大、成岩性差、破碎严重,黏土矿物中蒙脱石含量最高达70%以上,钻进过程中频繁出现卡钻、垮塌、井漏等复杂事故.采用有机盐KCl钻井液,在高密度下兼顾钻井液抑制性、流变性、封堵防塌性,实现了钻井作业零事故.经现场应用表明,有机盐KCl高密度钻井液顺利钻穿金河1井高陡山前构造安集海河组700m厚地层,钻井作业中井壁稳定、井眼畅通;全井流变性能优良易控,钻进中扭矩平稳,砂样代表性好,钻屑基本呈原生片状且棱角分明,电测井径规则,钻井液封堵能力强,在完井液中不添加堵漏剂的情况下承压能力达到4MPa,电测一次成功率为100%,下套管固井一次成功,钻井周期仅为110d.     

甲酸盐钻井液技术在吐哈油田水平井的应用

吐哈油田目的层属低压、低渗储层,储层物性差,地层易破碎,粘土矿物含量高,页岩水敏性高,易发生漏失和坍塌。针对吐哈油田储层特点和水平井对钻井液的特殊要求,从改善润滑性、携岩能力、降滤失效果等方面对传统甲酸盐钻井液进行优化改造,形成满足吐哈油田水平井钻井需要的体系,并对体系性能进行评价,还制定出了合理的维护处理方案。现场应用表明,甲酸盐钻井液具有抑制性强、密度可调范围宽、流变性容易调控的特点,提高了井壁稳定性,解决了大井斜段水敏性地层的坍塌问题,而且对储层污染程度低,所形成滤饼容易被清除,保护油层效果好。     

涠洲W油田多压力系统储层定向井钻井液优化技术

涠洲W油田储层段存在多压力系统,导致常规PLUS/KCl钻井液因流变稳定性较差而老化后增黏变稠、封堵材料单一使钻井压差超过26 MPa时发生井漏、暂堵剂粒径分布不合适使储层保护效果欠佳等问题。在常规PLUS/KCL钻井液配方基础上,通过优化处理剂加量提高体系流变稳定性,优选封堵剂及复配组合提高封堵能力,同时优化暂堵剂粒径分布提高储层保护效果,形成了一套适用于多压力系统储层定向钻进的PLUS/KCl钻井液体系。室内性能评价结果表明:优化后的PLUS/KCl钻井液具有良好封堵承压能力,120℃/35 MPa条件下12 h,在天然岩心上的侵入深度仅4.1 cm,可有效减小井漏风险;截断污染端后岩心的渗透率恢复率大于90%,储层保护效果好;钻井液性能稳定,岩屑滚动回收率高达90%以上。现场应用结果表明:采用优化后的PLUS/KCl钻井液作业,未发生井漏、井壁失稳等复杂情况,各井产量均超配产,有效解决了高压差下定向井安全钻井和储层伤害难题,具有较好的推广应用价值。     

Water-Based Drilling Fluid Technology for Extended Reach Wells in Liuhua Oilfield,South China Sea

Abstract

To reduce the dependence of oil-based drilling fluids for extended reach well drilling, a newly developed water-based drilling fluid system has been used to drill the extended reach wells in Liuhua oilfield located in the east of the South China Sea. Based on numerous experiments, the formulations of this water-based system for various sections of extended reach wells were determined, and several key characteristics, such as lubricity, inhibition, and rheological properties, were evaluated. Using the well Liuhua 11-1-21 (A4) ERW3 as an example, the field applications of this water-based drilling fluid are elaborated in this article. Laboratory experiments and field tests indicate that this kind of specially formulated KCl/polymer system not only possesses excellent shale inhibitive character, but also has proper rheological parameters, good lubricity, and strong ability of anti-contamination for calcium ions. Hence, it can meet the demands of extended reach drilling operations in this area. A unique and integrated technology of water-based drilling fluids for extended reach well drilling in Liuhua oilfield has been formed.     

塔河油田超深定向井KCl-阳离子乳液聚磺钻井液技术

塔河油田超深定向井钻井主要使用聚磺混油钻井液,该钻井液虽然能满足超深定向井的钻井要求,但无法满足环境保护和油气层保护的要求。因此,以阳离子乳液聚合物钻井液为基础,通过引入磺化材料提高其抗温性,加入KCl提高其抑制性,优选出了KCl-阳离子乳液聚磺钻井液。室内性能评价表明,KCl-阳离子乳液聚磺钻井液的高温润滑性、抑制性、稳定性与聚磺混油钻井液相当。现场应用表明,KCl-阳离子乳液聚磺钻井液能够满足塔河油田超深定向井的携岩、防塌、润滑和环保要求,可以替代聚磺混油钻井液,同样也适用于与塔河油田地质特征相似的超深定向井。     

东方某气田浅部软泥岩地层抑制泥球生成技术

南海西部海域东方某气田Z平台开发该区域莺歌海组二段浅部气藏,该气藏浅部非储层段乐东组、莺歌海组一段和二段上部地层松软,泥质含量高。该气田早期开发作业中采用抑制包被性较强的PLUS/KCl或PEM聚合物钻井液体系,来应对非储层段大套泥岩地层,但是该钻井液体系井眼清洁效果差,起泥球严重,导致憋扭矩、憋泵压、起下钻困难等井下复杂情况,严重降低作业的时效。因此,梳理分析了泥球生成的原因,摈弃以往采用抑制包被型钻井液体系应对该大套泥岩地层的思路,首次在该区域非储层段采用全分散钻井液体系进行钻进,配套特殊流体段塞清岩技术以及起钻前转化为强润滑的钻井液体系,成功解决了该区域表层起泥球与井眼清洁问题。Z平台实施的5口井非储层段提速显著,φ311.2mm井段平均机械钻速为141.32 m/h,相对于前期最快的机械钻速提速达62.69%,创造东方区域类似浅部气藏开发大位移水平井的作业纪录。      

风险探井花深1x井深部破碎带地层钻井液技术

花深1x井是中国石油集团部署在福山油田的最大井深大位移风险探井,设计井深为5713.16 m,钻探目的为预探断鼻高部位流三段含油气情况及预测石油储量。该井位于北部湾盆地福山凹陷,其古近系流沙港组地层复杂,存在断层和厚达1300 m破碎带,泥岩硬脆性强,微裂缝与层理发育,水敏性极强,极易失稳垮塌;地层温度在180℃以上,对钻井液抗高温性能要求高。设计最大位移为3208 m,大位移井眼对钻井液流变性、抑制性和润滑性要求更高。在钻探过程中,因对地层岩性掌握不够,于四开大斜度段出现严重垮塌,造成3次侧钻,因此在第3次侧钻的井眼（井眼Ⅳ）使用有机盐与无机盐复配的复合盐水钻井液,该钻井液具有强抑制、强封堵和抗高温性,解决了流沙港组流二段与流三段交界面破碎带地层垮塌难题,保证了该井四开各项工序安全施工。      

塔河油田中半径水平井钻井液技术难点与对策

塔河油田中半径水平井存在直井段易缩径、三开井段井壁易坍塌、斜井段和水平段岩屑携带困难等技术难点，室内通过流型调节剂、防塌抑制剂和润滑剂的优选，开发出了性能优良的聚磺混油防塌钻井液体系，并制定了相应的现场施工技术措施。TK449H井、TH48—1井两口水平井的现场试验证明：聚磺混油防塌钻井液具有良好的防塌抑制性、流变性和润滑性，现场钻井液维护处理技术工艺合理、可操作性强；流变性控制理想，井眼清洁，携岩洗井效果好；试验井井壁稳定，井径较规则。聚磺混油防塌钻井液适合在该地区中半径水平井钻井中推广应用。     

渤海油田调整井钻井液体系

近年来渤海绥中油田调整井中大斜度井、水平井逐年增加,地层压力衰减严重,导致原小阳离子钻井液体系（JFC）不能满足作业要求,主要体现为抑制性、流变性、抗污染能力和储层保护能力不足。为解决以上问题,开展了储层特性和泥岩理化性能研究,以及钻井液体系适应性分析,并以现有的钻井液体系为基础,通过室内实验优选了钻井液添加剂HAS。实验发现,HAS与小阳离子、聚胺、有机正电胶相比,具有更适合的抑制黏土水化膨胀效果;使用PF-VIF代替降滤失剂RS-1和增黏剂XC,钻井液的流变性和携岩能力都得到改善;包被剂PAC-HV和PAC-LV、HAS的协同作用可有效防止钻井液发生絮凝增稠,并能扩大固相容量限;复配使用封堵剂LPF和HTC可降低钻井液滤失量,提高钻井液的储层保护能力。形成的新型钻井液体系在现场应用后,钻井作业效率得到大幅度提升,馆陶组底砾岩井段倒划眼速度与之前相比提升30%,钻井周期缩短41.08 d,油井产量均达到或超过预测产量。      

KCl-有机盐聚合物钻井液在川西双鱼石区块的应用

川西地区双鱼石区块目的层埋藏深,完钻井深在7 000 m以深,上部φ444.5 mm、φ333.4 mm井眼主要采用“空气钻”提速,空气钻井转钻井液如何保证井壁稳定至关重要,在“高效PDC+螺杆”提速方式下优质的钻井液性能也尤其重要。为此,KCl-有机盐聚合物钻井液在KCl、有机盐的共同作用下抑制能力强,能够抑制岩石组分水化分散、膨胀,封堵防塌剂可以快速形成致密泥饼,减少滤液侵入井壁地层,防止“空气钻”后干燥井壁“吸水”引起的井塌;抑制钻屑水化分散,钻井液流变性能稳定、波动小、易调控、现场维护处理简单;钻井液强抑制性、低黏度和切力可提高钻头水马力,减少钻屑在钻头上的吸附,防止钻头泥包现象,减少钻井液中微米、亚微米粒子,有助于提高机械钻速。双探8井等现场应用表明,KCl-有机盐聚合物钻井液确保了“空气钻”井段井壁稳定,顺利钻过沙溪庙组下部（沙一段）、凉高山组、自流井组及须家河组易垮塌地层,井眼畅通、井壁稳定、井径规则、电测顺利、井下安全、钻速较高,满足工程、地质录井需要。      

KCl-BPS聚合物钻井液体系

针对冀东油田高104-5区块高孔、高渗、疏松稠油油藏的特点,以黑色有机正电胶为油层保护主剂,按照屏蔽暂堵新原则选择不同类型的暂堵保护油层材料,并加入氯化钾和聚合物配制成一种保护油气层机理全面的新型广谱屏蔽暂堵保护油层钻井液体系KCl-BPS聚合物钻井液。室内研究和现场试验表明,该体系携岩能力强,抑制性好、润滑防塌效果显著,钻井液性能易于维护和调整,暂堵保护油层效果好。