钻井液用纳米封堵剂研究进展

分析了硬脆性泥页岩井壁失稳的原因,介绍了纳米材料特点及其应用,并概述了国内外钻井液用纳米封堵剂的研究进展,包括有机纳米封堵剂、无机纳米封堵剂、有机/无机纳米封堵剂,以及纳米封堵剂现场应用案例。笔者认为:利用无机纳米材料刚性特征以及有机聚合物可任意变形、支化成膜等特性,形成的一种核壳结构的无机/聚合物类纳米封堵剂,能够很好地分散到钻井液中,且对钻井液黏度和切力影响较小,这种类型的纳米封堵剂能够在低浓度下封堵泥页岩孔喉,建立一种疏水型且具有一定强度的泥页岩人工井壁,这不仅能够阻止钻井液侵入,而且还能提高地层承压能力,无机纳米材料与有机聚合物的结合是未来钻井液防塌剂的发展方向。      

天长深层泥页岩井壁失稳机理及防塌对策

天长地区深层泥页岩钻井中发生井壁失稳,造成起下钻遇阻、长时间划眼、电测阻卡、填井侧钻等复杂事故,大幅增加钻探成本,影响钻井速度和电测资料的获取,延误该区深层油气藏勘探开发进程。为此,通过对已钻井资料及坍塌层组构特性分析,探讨了阜宁组泥页岩井壁失稳机理,研究提出整体抑制、分级封堵、协同增效的钻井液防塌对策。在室内研究基础上,采用聚胺、聚醚多元醇及纳米封堵剂与江苏油田常用复合金属离子聚合物钻井液体系复配,建立了强抑制强封堵聚醚醇胺钻井液体系配方。室内研究与现场应用表明,该体系能有效抑制天长地区深层阜宁组硬脆性泥页岩井壁失稳,为深层硬脆性泥页岩地层钻井施工提供了钻井液技术借鉴。     

顺北5-8井志留系破裂性地层提高承压能力技术

新疆顺北区块古生界志留系地层由于地质构造运动强烈,断裂带附近缝网发育,且深层存在高压盐水层,钻井液安全密度窗口窄,井漏严重且高发。针对志留系防漏堵漏技术难点,深入分析了志留系破裂性地层漏失特性,通过地质、测井、岩屑等资料分析漏层岩性及孔渗特征,根据实钻数据、测井和水力学等方法分析漏层通道的大小和连通情况,对地层承压能力影响因素进行了细致分析,针对主要裂缝地层开发了抗高温致密承压堵漏配方,并根据不同的漏失类型制定了"随钻封堵、逐步强化、分段承压、稳步推进"的防漏堵漏技术思路,在顺北5-8井进行防漏堵漏作业13次,均获成功,有效提高了地层承压能力,井漏复杂处理时间同比大幅度减少60%。      

纳米材料在混凝土中应用的思考

简要介绍了纳米材料的一些特殊性能，并就纳米材料在水泥混凝土中的应用及今后的研究提出了一些看法。     

压差卡钻新模型的建立与分析

压差卡钻的准确预测对于预防和减少钻井过程中卡钻事故的发生具有重要意义,目前的压差卡钻模型缺乏对钻井液泥饼与井壁压力关系的研究,模型不完善。在前人研究的基础上,根据钻井液泥饼的性质,结合压差、钻具与井壁的封闭接触面三因素建立压差卡钻预测新模型。通过压差卡钻机理分析和实例计算表明,钻井液在井壁上所形成的内泥饼与外泥饼的渗透率越接近,井壁处的压力越高,有利于预防压差卡钻的发生;如果外泥饼的质量越好,泥饼薄且耐压缩性好,发生压差卡钻后,所产生的黏附力就越小,也易解除,从而真正预防压差卡钻的发生。该研究为现场预防压差卡钻事故和钻井液设计提供了理论指导。      

江苏油田堵漏试验评价技术研究及其应用

就日益突出的钻井井漏问题,在调查研究江苏油田20年来井漏井史资料的基础上,分析了引起此问题的主要原因及解决思路,阐述了在钻井防漏堵漏试验评价技术研究方面取得的最新进展。通过分析堵漏材料评价方法和漏失地层物化特性,研制了DL-1和DL-2两套钻井堵漏试验仪器,制作了用于堵漏评价的人造岩心,制定了评价堵漏材料的新方法,使堵漏模拟与评价更趋于真实。通过室内堵漏材料的评价优选,结合主要漏失层特点,在沙埝19和20区块7口井中制定了合理的防漏堵漏技术方案,无一发生明显漏失,减少了堵漏复杂时间,避免了井下复杂与事故的发生。     

江苏油田堵漏试验评价技术研究

现有的堵漏试验仪器基本原理相似,关键在于模拟漏失层的介质不同。研制了DL-1和DL-2两套堵漏试验仪器,DL-1使用砂床填充模型,DL-2使用人造岩心。人造岩心是在分析江苏油田漏失层特性的基础上,利用混凝土离心浇注法制得的,其尺寸大,孔隙度和孔径分布可以人为控制。利用DL-1和DL-2两套仪器以及人造漏失岩心,可以较为真实地模拟井下漏失情况,直接观测堵漏效果。得出,弹性、刚性和纤维类材料合理搭配且粒径分布合理的复合堵漏剂,可迅速有效封堵孔隙性、裂缝性漏失层。     

蛭石配制低密度水泥实验研究

为了克服常规低密度水泥浆强度低和漂珠低密度水泥浆在高压下密度上升的缺点,通过室内实验研究,根据粒度级配原理,以蛭石为主要减轻材料、辅以其它硅质材料,开发出密度1．35－1．50g/cm^3的低密度水泥浆体系。室内实验研究表明：该水泥浆体系流变性能、滤失性能良好,且有一定的膨胀性能,适于低压易漏地层固井。通过扫描电镜和X衍射等方法,研究了蛭石对水泥水化结晶的影响,分析了其作用机理。     

提高油基水泥浆堵剂置换效率的研究

油基水泥浆是一种高效的选择性堵水材料,具有价格低廉、选择性好、作用有效期长和适用范围广等优点,在油井控水稳油作业中的应用日益受到重视,但是国内的研究与应用很少,对提高油基水泥浆油/水置换效率的研究一直未有突破.通过优选表面活性剂,采用静置法考察了表面活性剂、温度和水样对置换效率的影响,为提高油基水泥浆性能和优选表面活性剂提供了一种简单有效的指导方法.     

硬脆性泥页岩钻井液封堵性评价方法

调研了钻井液封堵性评价方法,并针对硬脆性泥页岩的特点,筛选出4种方法进行对比实验。研究发现:高温高压滤失量能表征钻井液泥饼渗透性;高温高压砂床、渗透性封堵（PPT）等评价方法,能评价钻井液对泥页岩微米级固定裂缝或孔喉的封堵效果,但不能够准确地评价纳米级封堵剂的封堵效果,也不能反映钻井液与泥页岩相互作用过程中,岩石裂缝或孔喉发生变化情况下封堵剂的封堵效果;而压力传递实验能够评价各种类型封堵剂对硬脆性泥页岩裂缝或孔喉的封堵效果,还能反映不同类型的封堵剂在钻井液与泥页岩相互作用过程中,发生裂缝或孔喉尺寸变化情况下的封堵效果。