延长气田合理钻井液密度计算与分析

井壁稳定是钻井工程中经常遇到的一个问题,井壁失稳会造成井下复杂情况,影响钻井施工进度,严重时可能会导致井眼报废,造成巨大经济损失。延长气田位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东南部,该地区钻遇地层多,岩性变化大,上古生界石千峰、石盒子坍塌掉块严重,起下钻遇阻、遇卡现象较多,井下复杂及事故频发[1]。因此,井壁稳定技术及合理钻井液密度值显得尤为重要。     

页岩层钻井井壁稳定问题分析

近几年来,页岩气在给人们带来巨大的后备能源的同时,也暴露出了许多勘探开发的技术难点,如钻井井壁失稳问题。通过分析影响钻井井壁稳定性的各种因素,如钻井液的各类性质、钻井液与页岩的化学反应、传递作用、接触时间等,以及在一般条件下和结构性地层环境下钻井方向对井壁稳定所施加的不同影响,比较全面地对井壁失稳的机理进行了分析和研究。在此基础上,从钻井液和钻井方向的角度提出了一些解决井壁失稳问题的思路,对于理解实际生产中井壁失稳问题有一定的帮助。     

硅酸盐钻井液在陆丰7-9-2中的应用

为了解决陆丰古近系地层在钻井过程中出现的起下钻困难、卡钻、井径扩大、电测卡钻等井壁失稳问题,在分析了传统聚合物钻井液体系利弊的基础上,结合已有钻井液资料,分析井壁失稳原因,采用一种适合于珠江口盆地古近系地层的硅酸盐钻井液体系。本文主要分析了陆丰区块珠江口盆地地层特点及现有硅酸盐钻井液存在难点及对策,并对优化后硅酸盐钻井液在珠江口盆地古近系地层的应用情况进行分析和评价。结果表明,硅酸盐钻井液体系应用过程中性能稳定,抑制性良好,在较临井降低钻井液密度0.09g·cm~(-3)的情况下,整体井眼规则,钻井及测井期间无井下复杂情况发生,在珠江口盆地古近系地层应用取得了成功,有效解决了井壁稳定与钻井液密度之间难平衡问题。     

歧页2H井井壁失稳钻井液应对技术

针对歧页2H井在二开中完阶段发生了井壁失稳,分别采用了调整钻井液密度重新恢复力学平衡、调整钻井液黏切结合划眼作业清理井壁掉片、高密度钻井液补偿环空压力损失、润滑防塌浆减少起下钻拉力阻力等技术手段,解决了歧页2H井井壁失稳问题,重新恢复了井眼稳定畅通,并顺利下入技术套管,所采取的钻井液技术措施具有一定参考意义。     

水泥浆补壁技术在S75-X21井的应用

井壁失稳,极易造成井下垮塌,处理不及时,则会造成垮塌埋卡钻具事故。S75-X21井,钻至37 3 8. 2 9m二开中完,由于中间电测遇阻连续通井、钻井液浸泡时间较长等原因,造成下部油页岩井壁失稳、垮塌,形成大肚子井段较长,井径较大。通过使用高粘、高切钻井液携砂洗井仍无法将大的掉块携带出井,造成后期通井下钻困难,且极易卡埋钻具,无法进行后续施工作业。该井通过采用水泥浆补壁技术封固下部垮塌井段,并将大块垮塌物破碎清除出井,成功完成后续施工作业,避免了较大的经济损失,也为以后处理类似事故提供了借鉴。     

井壁稳定性分析研究进展

泥页岩井壁失稳一直是钻井工程中还未得到彻底解决的世界难题,井壁失稳不仅会延长钻井周期,而且还会提高钻井成本,因此对井壁坍塌机理的研究具有重要意义。泥页岩井壁稳定性可以从化学和力学两个方面进行研究,化学方面可以通过分析岩石的组构和理化性能,为防塌钻井液的抑制性设计提供依据;而力学方面通过测井资料计算岩石的力学性能,例如弹性模量、泊松比、内摩擦角、抗拉强度等,进而确定钻井液的安全密度窗口。     

页岩气藏开发井壁稳定性研究进展

目前,页岩气藏的开发已经成为全球能源开发的热点,而中国页岩气藏开发还处于初期阶段,其多元化的发展面临着严峻的挑战。井壁失稳问题经常会出现在钻井作业中,而页岩气藏开发中井壁稳定问题显得更为突出。井壁失稳会导致卡钻、井眼报废等一系列问题,给钻井工程带来巨大损失,因此全面了解页岩气藏井壁稳定性研究进展十分重要。本文从力学、化学及力化耦合三方面出发,综合国内外研究进展,比较全面地对井壁稳定性研究进行了整理和归纳,以便更好的了解页岩气藏井壁稳定性的研究进展,为实际生产和工程应用提供参考。     

雷家地区全油基钻井液技术

在裂缝性页岩钻井过程中,如果出现井壁失稳现象,单纯提高钻井液密度重新使井眼达到稳定状态,会造成如压差卡钻、降低钻进速度等一系列工程问题,更严重的是如已揭开油气层,会对油气层造成严重的伤害。针对辽河油田雷家地区井壁失稳现象突出的问题,利用自主研发的处理剂形成了一套全油基钻井液体系,通过页岩膨胀率、滚动回收率、砂床实验以及三轴压缩实验等方法对全油基钻井液的抑制性、封堵性及保持页岩强度能力进行了评价。结果表明:自主研发的全油基钻井液体系能够有效抑制页岩水化膨胀,封堵地层微裂缝,对页岩强度有很好的保持能力。在高28井施工过程中,全油基钻井液性能稳定,井壁稳定,符合现场施工要求。     

反渗透水基钻井液体系在东海油田的应用

针对东海油田N-1井岩层特征及井壁易失稳问题,借鉴油基钻井液活度平衡和乳液封堵的井壁稳定策略,研发了一套低活度、强封堵、强抑制、稳定井壁的反渗透水基钻井液体系。该体系成功应用于东海油田N-1井,三开应用井段钻进时钻井液密度比邻井对应层位至少低0.02～0.05 g·cm~(-3),井径扩大率仅2.18%;起下钻7次,均十分顺利;储层段API滤失量小于3 mL,水迁移驱动力为负或接近0。该反渗透水基钻井液体系具有良好的稳定性,为稳定井壁提供了可靠的解决方案。     

“三强一低”防塌钻井液体系在气液转换中的应用

空气钻井眼具有干燥、井壁上不存在泥饼的保护、地层孔隙与裂缝处于原始状态等特点,当钻井液替入这样的井眼后,井壁吸水强,易侵入地层引起地层坍塌,岩性发生物理化学变化,造成地应力的改变及钻井液冲刺后极易发生井壁失稳及井漏、卡钻现象。针对上述特殊情况,川东北工区首次使用了"三强一低"钻井液,避免了很多井下复杂问题的发生。室内研究及现场应用表明,该钻井液体系具有强抑制、强封堵、强包被、低失水的特点。在川东北元坝工区多口井得到了成功应用,而且还成功解决了划眼时井壁垮塌埋钻、划不到底、卡钻等问题,为川东北工区气体钻井提供了一套新型防塌封堵钻井液。     

BH-WEI抗三高钻井液技术在克深2-1-14井的应用

克深2-1-14井位于塔里木油田山前构造带,由于地层倾角大,压力系数高,盐层厚度大,使得钻井时极易发生井壁垮塌,石膏、膏泥岩吸水膨胀等多种复杂问题,极大地制约了钻井提速。因此,针对克深2-1-14井钻井液技术难点,结合其地层特点和岩性理化特性,研究和优化了BH-WEI抗三高钻井液技术。现场应用表明,该钻井液体系具有优良的防塌防垮性能和润滑能力,完全能够满足该区块易垮、高温高压高密度、大段复合盐层、喷漏同层等特点的钻进需要,有效的改善了井壁的失稳程度,抑制了盐膏层"软泥岩"蠕变,同时该体系优良的流变性解决了窄压力窗口条件下的压力平衡问题,单井事故复杂率降为1.7%,钻井速度同比提高30%以上,大幅度降低了勘探开发成本。     

优质轻钻井液体系应用

针对于深井、超深井以及地层复杂、井壁稳定性差等条件下,轻钻井液的实际应用面临着较大的困难。而采取提高钻井液密度方法来预防井壁坍塌,将严重制约钻井速度,且容易导致井漏等安全风险。为有效提高深井和超深井钻井效率,通过采用具有较强封堵能力和抑制性的聚合物-KCl轻钻井液体系,从而良好的解决上述制约钻井效率和安全性的问题。现场实践应用表明,优质轻钻井液体系不仅能充分发挥PDC钻头的特性,还能提高固井质量和起到保护保护油气层的目的,对高效钻井起着十分重要的作用。该钻井液体系的应用,为提高机械钻速提供了有利平台。     

超深井段井壁失稳机理研究

针对深部地层的特点,结合现场的复杂情况,利用岩性分析与钻井液理化性能分析相结合的方法,探讨了深部地层井壁失稳的机理.结果表明：地层岩性因素是井壁失稳的内在因素,合理的钻井液技术措施对于井壁失稳的控制可起到良好的作用.     

延长气田井壁失稳机理研究

通过对延长气田地层岩心进行矿物组份和理化性能以及声波时差、密度、电阻率等测井数据分析得出,延长气田地层属于属硬脆性泥页岩地层,内部微裂缝比较发育,结合安全钻井液密度窗口计算结果得出,适当的提高钻井液的密度和封堵性,可减缓了钻井液沿微裂缝向地层的侵入,钻井液液柱压力可以长时间的保持对井壁的有效支撑,防止井壁坍塌。     

封堵防塌成膜剂PF-HCM在钻井液中的应用

为解决哈得油田钻井过程中滤液侵入储层造成井壁失稳等问题,通过优选,引入了一种能够用于渗透性地层和泥岩地层的温压成膜剂PF-HCM,该处理剂的主要作用机理是通过控制水基钻井液特殊组分的途径在井筒流体与井壁界面形成一种完全隔离、封闭水相运移的膜,以达到稳定井壁的目的,实验结果表明,成膜剂PF-HCM在30~180℃较宽的温度范围内均具有较高的成膜效率,对低、中、高不同渗透率级别的岩心均表现出良好的封堵特性;在哈得油田钻井液体系中加入2%的温压成膜剂PF-HCM就能显著降低体系的滤失量和滤饼渗透率,同时不影响体系的流变性能,表明成膜剂PF-HCM在哈得油田钻井液中具有很好的封堵防塌性能。     

中原油田钻井液技术应用现状分析

分析中原油田各区块钻井液存在的主要问题：掉块、出水、盐膏浸等,采用相应的措施进行预防维护,减少钻井事故的发生和钻井液环节对油气藏的破坏。浅谈中原油田近三年新型钻井液技术的应用,建议加强钻井液监督,全面提高中原油田的钻井液质量。     

智能钻井液的化学体系及辅助系统研究进展

智能钻井液是石油钻井行业的全新研究方向,与传统钻井液的指向性不足、自适应能力弱、监测困难以及人工操作过于繁琐等问题相比,智能钻井液拥有更好的针对性、钻井液性能也更加突出,同时能够大幅缩减人工干预程度,因此对钻井液智能化的研究具有重要意义。本文对智能化钻井液化学体系的合成研发、钻井液智能辅助系统的功能强化、开发应用以及当前主要研究现状进行综述,指出了当前智能钻井液技术虽在化学体系、智能传送及监测装置、智能平台等研究方向都有所发展,但在智能化学体系方面尚不能实现对钻井液性能参数的精准控制,在智能钻井液的研制、智能钻井液平台建设方面智能方向过于单一,不能满足当前钻井现场需要,建议未来的钻井液智能化应多向综合性多元化方向发展。     

抗高温平衡水钻井液体系性能研究

针对东海低孔渗油气田后期开发面临的高温和低孔渗储层保护问题,为提高平衡水钻井液体系的抗高温性能,构建了抗高温平衡水钻井液体系.该钻井液体系在180℃高温下性能稳定、润滑性好、抑制性强、滤液油-波界面张力低,能够有效降低摩阻、稳定井壁和保护储层.体系中加入的高效封堵材料可以进一步减少滤液侵害,为预防井壁水化膨胀和坍塌提供了更好的技术保障.抗高温平衡水钻井液体系为东海低孔渗油气田在井壁稳定、储层保护和钻井液高温稳定等方面的研究提供了更好的钻井液技术支持.     

抗高温耐盐型钻井液用降滤失剂的合成与性能评价

选用对苯乙烯磺酸钠(SSS)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)单体为原料,利用自由基聚合的方式,得到一种抗高温耐盐聚合物降滤失剂.通过傅里叶红外光谱分析(FT-IR)表明合成产物结构与设计结构相符.当降滤失剂加量为1.8%时,室温下和210℃下淡水基浆的滤失量分别为7.9mL和13.5mL;在25%NaCl和3%CaCl₂的盐水泥浆中,钻井液的滤失量分别为14.8mL和11.0mL.通过扫描电镜(SEM)可以分析钻井液形成的滤饼的微观结构,由此得到降滤失剂作用的机理是:当降滤失剂吸附在黏土表面时,降滤失剂可以使黏土颗粒在钻井液中分散,从而形成致密的滤饼来减少滤失量.