一种保护碳酸盐储层的可液化钻开液的研发 与性能评价

针对伊拉克Missan油田储层的特点以及水平井裸眼完井的需要,设计了一种无需破胶的可液化钻开液体系,通过考察流型调节剂VIS-B、降失水剂STARFLO、润滑剂Lube加量对钻开液性能的影响,确定了非破胶可液化钻开液体系的基本配方,评价了该钻开液体系的抗温性能、抗地层水污染能力、抑制性能以及完井液对钻开液体系泥饼的破胶能力和储层保护效果。研究结果表明,配方为淡水+0.2%NaOH+0.2%Na_2CO_3+16%NaCl+3%KCl+1.0%VIS-B+3%STARFLO+0.5%碱度调节剂DUALSEAL+5%酸溶性暂堵剂JQWY+1.5%Lube+40%HCOONa(1.28 g/cm~3)的钻开液体系,抗温可达130℃,滚动回收率达到了95.34%,并具有较好的抗高矿化度地层水侵污能力;体系形成的滤饼在酸性条件下可溶解,不需要破胶处理。储层保护效果评价表明,该体系侵污的岩心经配套的完井液处理后,渗透率恢复值可达97.58%。该钻开液体系无需破胶处理,能减少作业程序,降低作业成本,提高生产效率。表4参12     

PRD弱凝胶钻开液性能评价与试用效果

对研制出的一种新型PRD钻开液——PRD弱凝胶钻开液体系进行了性能评价。认为要控制好PRD弱凝胶钻开液的性能,流型调节剂PF-VIS的加量是关键;PRD弱凝胶钻开液的粘度随着剪切速率的降低而急剧上升,显示了其优良的井壁携砂带砂性能;PRD弱凝胶钻开液体系具有较好的高温稳定性;PRD弱凝胶钻开液体系在低剪切速率的高粘度,大大高于传统聚合物钻井液,有利于在大斜度井携带岩屑以及防止岩屑床的形成。PRD弱凝胶钻开液体系在NB35-2油田的成功试用,解决了传统PRD钻开液在应用中存在的振动筛跑浆和破胶难等问题。     

低固相甲酸钾钻开液体系室内研究

在打开储层的过程中,钻开液中的固相会随滤液侵入到地层,引起地层孔隙堵塞,渗透率降低,导致储层产量降低。通过室内试验,建立了一套低固相甲酸钾钻开液体系。以甲酸钾水溶液作为基液,通过优化增黏剂、降失水剂等添加剂的质量分数,调整体系的流变及滤失性能,并进一步评价了体系的抗侵污、抗温及储存保护等施工性能。该体系具有良好的流变性能、抑制性能以及较好的储层保护性能。     

旅大特稠油钻开液体系的制备与性能评价

旅大某油田储层岩石胶结疏松、孔隙发育,且黏度、密度、胶质沥青质和凝固点高,钻井过程中由于钻开液的滤失导致储层水敏损害、不配伍等储层伤害。为改善以上问题并降低施工成本,在现有钻开液体系基础上,通过优化防膨剂、降滤失剂、流型调节剂等添加剂的加量制得适合旅大某特稠油的新型无固相钻开液体系,研究了钻开液的配伍性、抑制性、降解性和储层保护性。结果表明,在现有钻开液中加入有机防膨剂CFP、1%降黏剂、1.0%数1.5%降滤失剂改性淀粉、0.3%数0.4%流型调节剂改性胍胶制得的钻开液体系防膨性较好,与地层流体的配伍性良好,抑制钻屑分散能力较强,无沉淀、无乳化堵塞损害,260℃高温降解后对岩心的渗透率恢复值大于85%,具有良好的储层保护效果。该钻开液体系降低了作业成本,适用于特稠油油田的热采开发。表6参12     

弱凝胶无固相钻开液及完井工艺

弱凝胶无固相钻开液是一种近几年发展的新型钻开液体系。通过弱凝胶无固相钻井液体系抑制性、润滑性、低剪切速率下的粘度、破胶效果的系统评价,提出了相应的现场施工程序。试验结果表明,该体系具有良好的储集层保护效果,工艺简单,有广泛的应用前景。     

保护碳酸盐储层的酸化完井液体系研究

针对伊拉克Missan油田碳酸盐储层的特点,以腐蚀性较弱的HTG固体酸为主剂,采用NaCl、HCOONa复合盐水调节密度并加入一定量缓蚀剂制备了一种保护碳酸盐储层的酸化完井液体系:25%NaCl+10%HCOONa+3%HTG固体酸+3%JCI缓蚀剂,考察了该完井液对钻开液泥饼的冲洗能力、破胶能力,研究了完井液与钻开液滤液的配伍性以及完井液对储层的保护作用。结果表明,该酸化完井液体系腐蚀性较小,能够有效地清除钻开液形成的泥饼,在无完井破胶处理的条件下能将泥饼的残渣全部清除;钻开液污染后的岩心经该完井液体系处理后的渗透率恢复率可达95%以上,显示该完井液具有较好的储层保护作用。     

适用于塔北地区防止地层损害的钻开油层完井液

介绍了塔北地区油气层特征、潜在损害因素及其作用机理,研制出YK型钻开油层完井液体系及相应的施工措施。室内静、动态模拟损害评价试验及现场应用表明,YK型钻开油层完井液可防止地层损害、流动性好、现场配制简单、性能易于维护。     

适于生物酶破胶的新型水平井钻开液体系

在水平井钻完井作业中。要求先前的钻开液能与后续的破胶技术相匹配．考虑到现场的安全因素．有必要对现有的无固相钻开液体系进行改进。采用新型的增粘剂代替原有的XC增粘剂，试验结果显示，新型增粘剂加量为0．7％时能满足对流变性的要求；通过对钻开液体系中的添加剂进行评价和筛选，得出2％的降滤失剂能有效控制失水。2％的润滑剂降摩阻率可以达到72．1％，最终得到新型钻开液的配方为：海水＋0．7％PF-VIS-1＋2％DFD十0．25％Na2CO3＋3％KCl＋2％HLX。该体系对JBR生物破胶剂十分敏感，在加量达到0．2％时，破胶率就达到90％以上。破胶效果好。     

无黏土相钻开液用抗温增黏降滤失剂的研制 与性能评价*

针对常规改性淀粉降滤失剂高温易降解导致钻开液抗温性差的问题,采用接枝共聚法,以天然淀粉为原料、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)与丙烯酰胺(AM)为接枝单体制备了一种抗温增黏降滤失剂STAR-AM,通过红外光谱表征了产物结构。将STAR-AM与流型调节剂、封堵剂、屏蔽暂堵剂、润滑消泡剂、HCOONa等复配制得无黏土相抗高温钻开液体系。分别评价了STAR-AM在基浆和钻开液体系中的抗温、增黏和降滤失性能,考察了钻开液的储层保护效果。结果表明,在淀粉(玉米淀粉、木薯淀粉质量比为60∶40)、单体(AMPS、AM物质的量比为1∶2)质量比为65∶35的条件下制备的STAR-AM具有较好的抗温增黏降滤失作用。STAR-AM加量为10～25 g/L时,基浆150℃老化后的黏切显著提高,API滤失量大幅降低;加入甲酸盐后,基浆抗温能力从150℃提高至170℃。STAR-AM加量为25 g/L时,无黏土相抗高温钻开液170℃老化后的API滤失量仅1.3 mL,HTHP滤失量仅10.2 m L,明显优于常规改性淀粉类降滤失剂;且具有优异的储层保护效果,岩心渗透率恢复值超过95%,可在超深水平井裸眼钻完井中推广应用。图1表10参18     

东海X低渗气田钻开液储保性能评价及应用研究

近年来东海深部储层发现大量低渗资源,主要采用水平井进行开发。该类储层埋藏深、温度高、孔喉特征复杂,极易受到水锁等伤害,对水平段钻开液的抗温性、储层保护性能提出了挑战。通过优选甲酸钠加重剂、优化SATRO防水锁剂加量,提高了钻开液体系抗温性,降低了水锁风险,实验评价结果表明各性能指标均达到要求。优化后无固相钻开液现场应用4口井,初期产能均达到配产,相比邻井产能显著提高,储层保护效果良好,具有良好的应用价值。     

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欠平衡钻井是开发低压低渗透储层和枯竭油气藏非常有效的钻井技术。它不但可将地层损害减小到最低程度，而且在钻井过程中有机会对储层进行评价和描述，在钻遇复杂地层中可防止漏失和地层压差卡钻，并能大幅度提高钻速。欠平衡钻井循环系统是一个多相流体流动的非稳定压力系统，它受注入流体气液比，储层流体二次充入，地面回压等因素控制。为此，分析了这个多相流循环系统设计中应考虑的一些主要问题。并通过井底压力模拟计算表明：循环系统在静压控制区工作时，气相注入速率的微小变化，将引起井底压力突变，该区为循环系统不稳定区，欠平衡钻井操作应避免在该区工作而引起井眼失稳和过平衡压力。循环系统在摩阻控制区工作时，对气相注入速率和地层流体进入系统，井底压力变化平缓，因此该区为循环系统稳定区，欠平衡钻井作业在该区能保证设计负压差值。但随着气相注入速率的增加，井底压力增加，此时应控制氮气注入速率，节约钻井成本。     

新型“三强”钻井液在磨溪气田快速钻井中的应用

磨溪气田长期以来由于地层的垮塌和多个油气层的存在,使其从Φ311.2 mm井段开始钻井液密度就一直居高不下,到完井时钻井液密度高达2.30 g/cm³以上,严重地影响了该气田的钻井速度。为了加快对该气田的钻探,在经过大量的室内试验的基础上,形成了从无固相到低密度再到高密度的新型“三强”钻井液体系。实践证明,“三强”钻井液体系,从无固相转化到低固相再到高密度钻井液,工艺简单、技术可行,有利于钻井液费用的控制。通过多口井的应用见到了明显的效果,钻井速度得到了大幅度的提高,钻井周期大幅的缩短。     

一种无固相钻井液的研制及应用

针对陕北油气田地质和钻井作业特点，研制了一种无固相钻井液。它由无机和有机材料复合而成，所配成的钻井液密度为1.01~1.05 g/cm³，漏斗粘度26~30 s，pH值7~9。通过室内及现场试验研究，对该无固相钻井液的配方进行了优选，并对其性能进行了系统评价。研究结果表明：该无固相钻井液有很好的防塌、护壁作用，操作简便，使用安全，完全可以满足该区域钻井作业的需要。使用该无固相钻井液时，所钻井眼规则，钻速可达到10~18 m/h，在同等条件下，与使用其他钻井液相比，钻头寿命延长20%~30%，钻井液成本有所降低。     

侧钻水平井钻井液研究与应用

高160-侧平38井是大庆油田在φ139.7mm(5?in)套管内段铁开窗侧钻的水平井。根据大庆油田地层特点,开展了侧钻水平井钻井液体系的室内、现场试验。经室内试验,评选出了适合于侧钻水平井钻井液体系。该钻井液体系具有好的流变性和抑制性;研制出了新的润滑防卡剂RF及屏蔽封堵剂。通过现场试验,该钻井液体系满足了携带岩屑及钻井工程的需要,保证了井身质量和电测及固井的顺利施工。     

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本文把内含钻井液的旋转钻柱简化为一充液柔性转动系统，对钻柱内钻井液对钻柱的受力状况及涡动形式的影响进行了详细的力学分析，推导出了实现钻柱规则涡动的动力学条件。     

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钻井液转化为水泥浆技术，是在钻井液中添加某些胶凝材料和外加剂将其转变成水泥浆直接用作固井材料的新型固井方法。在钻井过程中钻井液承担着冷却润滑钻头，携带岩屑，平衡地层压力，稳定井壁的任务。如果在完成钻井后将钻井液通过一定的方法转化为可固结的材料———固井液，就能达到封隔地层、支撑套管、防止层间流体窜通的目的，这种技术又称为ＭＴＣ（ＭｕｄｔｏＣｅｍｅｎｔ）技术。文中从油气井开发提高效率、降低费用的技术要求出发，论述了采用ＭＴＣ技术是一条可行的路子。实验研究得出用油井水泥，粒化高炉矿渣共同作为胶凝材料，优选合适的分散剂和促凝剂，提出了普通钻井液和聚丙烯酰胺低固相钻井液转化为水泥浆体系的优化配方。这种兼有钻井液和固井液作用的技术，能避免钻井液和水泥浆混合时发生的絮凝现象，提高环空顶替效率，降低废钻井液处理费用，减少固井材料，因而在提高固井质量和降低成本上有很大的潜力，可供生产部门参考     

新型DF冲洗液的研究与应用

在固井注水泥作业时，水泥浆与钻井液接触后，常常在水泥浆与钻井液交界面处形成非常粘稠的水泥或钻井液混合物，这些混合物粘附在井壁或套管上，影响水泥环与套管和井壁胶结质量，甚至造成地层间封隔不好形成窜槽。介绍了目前国内冲洗液现状，并针对水泥浆与钻井液相溶性差，对注水泥作业危害大等问题，研制开发了DF冲洗液。研究了DF冲洗液的组成、性能特点，重点从加量、温度、滤失性能、流变性、相容性等方面对DF冲洗液性能进行了全面的室内检测与评价。并进行了TK811等10多口井的现场应用。结果表明，DF冲洗液加量在3%～6%间，具有良好的冲洗、隔离作用，能明显降低钻井液的粘度和切力，降低失水量，与钻井液、水泥浆具有良好的相容性，易形成紊流顶替，有利于提高水泥环与地层间的胶结质量。     

基于改进PSO-SVM的钻井液侵入储层深度预测

开展钻井液侵入储层深度预测,对于测井评价以及提高油井产能具有一定的现实意义。在分析钻井液侵入储层的机理和特征的基础上,提出了钻井液侵入储层的影响因素指标体系,建立了改进PSO-SVM的钻井液侵入储层深度预测模型,以塔里木塔中35口井为例进行了实证分析,并与传统BP神经网络和SVM模型预测结果进行了对比。研究结果表明:侵入深度与泥饼的渗透率、钻井液与储层压差以及侵入时间正相关,与储层孔隙度和钻井液粘度负相关,改进的PSO-SVM模型预测结果误差小,准确率高,能够用于钻井液侵入储层深度预测,具有广泛的应用前景。     

苏丹六区KCl/硅酸盐钻井液体系的研究与应用

苏丹六区出于节约成本的考虑,将部分三开井身结构改为两开结构,不同压力系数和特性的地层处于同一裸眼段内,造成原有的钻井液技术已经不能满足钻井作业的需要,容易发生井塌和井漏的问题。为此,根据地层特性,对原有的钻井液技术进行改进,通过大量的室内实验和现场试验,研发出一种实用的KCl/硅酸盐钻井液体系。新体系可将上部地层的承压能力提高至1.25 g/cm3,实现了窄密度安全窗口下的安全钻进;通过有效控制钻井液固相含量,克服了硅酸盐钻井液流变性难以控制的缺点,实现了钻进过程中钻井液体系的稳定转化。新的KCl/硅酸盐钻井液体系解决了井身结构改变后长裸眼段内不同地层性质和不同压力体系下出现的井塌和井漏的问题,减少了体系转化所需时间,大大降低了废弃钻井液的排放量,缩短了钻井周期,节约了材料成本。     

新型加重材料在大庆油田的试验与应用

大庆油田使用的JGN-A重钻井液体系,存在稳定性差、粘度和切力上升快、动塑比不理想等问题、使用新型钻井液加重材料——活化重晶石代替普通重晶石加重后,解决了JGN-A重钻井液存在的问题,同时还节省了加重材料、水、处理剂的用量,减少了重钻井液的排放量。文中介绍了活化重晶石的基本原理、室内评价和现场试验情况,认为活化重晶石具有广阔的应用前景和推广价值。