成膜封堵低侵入保护油层钻井液技术的研讨

为使钻井过程所采用的钻井液对所钻遇的不同渗透率油层均能有效地阻止其固相与液相进入油气层,不诱发储层的潜在损害因素,防止对储层发生损害,提出了成膜封堵低侵入保护油气层钻井液技术的新构思.其核心是在钻开油气层钻井液中加入成膜剂、特种封堵剂和降滤失剂.在钻开油气层的极短时间内,此钻井液中的膨润土、加重剂、岩屑等固相在不同渗透率的油层表面架桥、填充形成内外泥饼,特种封堵剂和高温高压降滤失剂封堵近井壁油层内外泥饼的孔喉,成膜剂在井壁上成膜,封堵孔喉未被架桥粒子、填充粒子、降滤失剂封堵的空间,从而形成钻井液动滤失速率为零、厚度小于1 cm的成膜封堵环带,有效阻止钻井液固相和液相进入油气层.此项技术对钻遇的不同渗透率油层均能有效减少损害,通过室内实验证实了其可行性.     

成膜封堵钻井液在旅大10-1油田的应用

A31和A32井是旅大10-1油田的2口定向井,目的层均为东营组.该油田东营组泥岩易垮塌,储层物性为高孔高渗,地层压力亏空情况不落实,易发生漏、塌、缩、卡等复杂情况.为了最大程度地保护油气层,在A31、A32及A31侧钻井的油层段应用了成膜封堵钻井液(CBF).CBF钻井液的主要添加剂为复配材料ZJ-VIS,其为由成膜剂、抑制剂、聚合物增黏剂和油溶性暂堵剂特殊粒子组成的胶体,对该钻井液性能进行了室内实验评价.现场应用结果表明,CBF钻井液的封堵、抑制性好,起下钻未遇阻卡,套管顺利下到井底;防塌性好,A31s井三开井眼最大扩大率为3%,无井壁掉块返出;润滑性好,在泥岩地层滑动调整轨迹时平均机械钻速达10m/h,且摩阻很小;油层保护性能好,2口井的产量均比较理想;满足了旅大10-1油田调整井的钻井要求.     

超低渗透成膜封堵钻井液在冀东油田的应用

为确保钻井完井液能有效保护不同渗透性油层，在冀东油田重点开发区块高65和高76区块部署的第一批大斜度井中使用了超低渗透成膜封堵钻井液，并对该体系中加入黑色正电胶BPS进行了试验。应用结果表明，该体系配制及维护简单，性能稳定，流变性能易于调整，润滑防塌及井眼净化效果好，完井电测成功率为100％，三开平均井径扩大率为9．2％；其防漏堵漏效果好；对储层有良好的保护作用，平均渗透率恢复值为95．48％，已投产的3口井见到了明显的增产效果。超低渗透成膜封堵钻井液中加入BPS后，提高了体系的抑制性，降低了泥饼摩擦系数，可减少原油的加入量；由于BPS具有强正电性和油溶性，BPS的加入还提高了体系的油气层保护效果。     

成膜强抑制纳米封堵钻井液的研究

针对胜利油田某些区块的东营组高孔高渗储层具有较强的水敏性和速敏性的特点,研究开发了成膜强抑制纳米封堵钻井液体系.该体系具有强抑制性和成膜特性,能够最大程度地减轻储层伤害,有利于发现和保护油气层;多种防塌抑制剂的协同作用,有利于稳定井壁,减少复杂情况的发生,保证快速钻进和安全钻井,为胜利油田有效开发该类区块提供了有效保障.     

新型钻井液成膜剂的研制及其在埕海油田的应用

为了降低埕海油田钻井过程中外来流体对储层的损害,基于成膜钻井液技术的基本理论,以苯乙烯、丙烯酸丁酯单体为原料,采用乳液聚合的方法,以过硫酸铵为引发剂,合成了新型钻井液成膜剂LCM-8。室内试验表明:埕海油田上部钻井液中加入成膜剂LCM-8后,流变性能能够满足携岩要求;能在岩心污染端形成一个渗透率极低的封堵带,封堵率可达90%以上;返排渗透率恢复率大于90%。新型钻井液成膜剂LCM-8在埕海油田2口井的储层钻进过程中进行了应用,结果表明,上部钻井液加入该成膜剂后,其性能能满足钻井要求,2口井的表皮系数为-2.31和-3.11,而未用该成膜剂2口邻井的表皮系数为-0.27和0.23。这说明,成膜剂LCM-8能满足埕海油田钻井要求,实现钻井过程中的储层保护。      

钻井液隔离膜理论与成膜钻井液研究

特殊的水溶性聚合物在井壁岩石上吸附形成的膜具有防塌和储层保护作用.应用浓差极化理论对聚合物半透膜的"过滤"过程进行了分析,阐述了"隔离膜"的概念以及从半透膜到隔离膜的转变原理.隔离膜的概念可以认为是由于浓差极化产生的二次膜或者三次膜甚至多次膜的作用,使钻井液中的自由水在膜上的渗透率大为降低甚至为零,最终表现为没有滤失量的增加,因此隔离膜是在半透膜形成的基础上经过多次物质的沉积"污染"而形成的.采用滤失实验、透水实验和改性膨胀实验,利用研制出的多糖类聚合物进行了成膜实验研究.Plj成膜剂以植物天然分泌物为原料,改性加工后的天然分泌物分子量为8.4×105,分子长度为4500 nm,分子直径为19 nm,该剂经酸水解后是一种无色无味可食的天然大分子,其中一部分为含有plj酸的高聚物,易溶于水形成真溶液,而另一部分为以半乳糖残基为主键、阿拉伯糖残基为支键的中性多糖,易吸水溶胀成凝胶状物质.膜的承压实验、透水实验、半透性实验、动滤失实验结果证明,该聚合物具有良好的成膜效果,并且通过应用研究出的LG-1膜清除液对膜的清除效果很好.     

冀东南堡油田试验井组油层保护技术

储层岩性、物性和潜在敏感性评价结果表明,南堡油田试验井组馆陶组和东一段储层胶结疏松,胶结物以泥质为主,黏土矿物成分中蒙脱石含量较高;明化镇组和馆陶组属于高孔高渗储集层,东一段为中孔中渗储集层;东一段储层为中等偏强至极强水敏、强盐敏、中等偏强至强土酸敏.优选出了适合该区块的成膜封堵低侵入保护油层盐水钻井液,该钻井液滤失量低,高温高压滤失量低于10 mL;抑制性强,东一段岩屑的一次回收率大于95%,二次回收率大于93%;封堵性极强,高温高压砂床滤失量趋于零.通过与合理的井身结构、完善的钻井工艺措施相结合,使用该钻井液钻进的14口井实现了优快钻井,8口井深小于3600 m的井平均钻井周期为38.1 d,比邻井提高了35%,并很好地保护了油层,现场井浆的渗透率恢复值大干90%,应用井的表皮系数均为负数.     

BZ 25-1油田常规井钻井液体系的优选和应用

针对BZ25-1油田开发的实际需要,采用了PF-PLUS/PF-JFC钻井液,PF-PLUS主要成分是部分水解聚丙烯酰胺,它是由聚丙烯酰胺链上部分酰胺基转化成酸基制成的。该体系具有很强的抑制和防塌能力,能满足携砂的要求,利于井眼稳定,利于环境保护和储层保护。现场应用表明,PF-PLUS/JFC钻井液解决了该地层易缩径、起钻难的问题;防粘结剂PF-FNJ及其相关技术应用解决了前期开发中岩屑聚集成泥球的现象;屏蔽暂堵技术的应用,减少了油田开发过程中钻井液对储层的损害,PF-PLUS/PF-JFC钻井液在该油田使用取得了良好的效果。     

KCl/Polyplus钻井液在冀东油田M16×3井三开井段的应用

针对冀东油田馆陶组中部、东营组二段及三段采用常规聚合物钻井液钻井时,钻井液抑制性差、复杂情况多、机械钻速低、油层保护效果不理想等问题,在M16×3井三开井段采用了KCl/PolyPlus水基钻井液.该体系主要由生物聚合物增黏剂、泥页岩稳定剂、包被剂、抑制剂、杀菌剂等组成.该体系有害固相含量低,泥饼质量好,能最大限度地防止固相颗粒对储层造成的损害.现场应用表明,KCl/PolyPlus水基钻井液性能稳定,具有独特的流变性,抑制防塌性能好,润滑防卡能力强,井眼净化效果好,钻进过程中没有发生阻卡、井漏及其它复杂情况,钻速快,满足了该井的钻井工程需要;钻井液荧光级别低,不影响录井,是一种适合该地区探井钻井的优质钻井液.     

甲酸盐钻井液技术的应用

青海花土沟油田地层压力低。泥页岩地层造浆能力强。钻井过程中易发生地层漏失、井眼缩径、起下钻阻卡和油气层损害严重等问题。该油田采用无固相低密度的甲酸盐钻井液．并配合相应的维护处理工艺技术。该体系主要由碱金属(钾、钠和铯)的甲酸盐、聚合物增粘剂和降滤失剂等组成。其中碱金属的甲酸盐为钻井液提供了适当的密度和强抑制性。在不加任何固相加重剂的情况下，通过改变碱金属甲酸盐的类型和加量，可使甲酸盐钻井液密度达到1．0～2．3g／cm3。现场应用表明．甲酸盐钻井液具有摩阻压耗小，热稳定性好，水力特性优良，页岩抑制性强，污染容限大的特点．减少了井下复杂情况，提高了机械钻速，有效地保护了油气层．提高了原油产量。     

无固相弱凝胶钻井完井液在南堡油田的应用

南堡油田勘探开发以滩海开发为主,为了更好地发现和保护油气层,并满足滩海安全环保要求,研究应用了无固相弱凝胶钻井完井液。该钻井完井液携岩效果好、抑制性强、能自降解、不需混油、无荧光,既能满足地质录井要求,又具有良好的油层保护效果,与其配套的破胶、酸洗等无固相完井液技术配合应用,较好地解决了南堡油田储层保护和安全环保的问题。经南堡油田21口井的应用,岩心回收率大于93%,渗透率恢复值大于95%,初期平均日产油大于80t,是相邻区块同层井的2.7倍,实现了南堡滩海良好勘探开发。     

甲酸盐钻井液在长北区块的应用

为了防止水平分支长裸眼井段井壁失稳,长北区块应用了甲酸盐钻井液。以甲酸钠为加重剂和抑制剂,通过测试甲酸钠对基浆黏度和切力的影响、模拟地层条件进行甲酸钠对岩心的伤害试验、评价甲酸钠的抑制性及加重效果,研制出一种适合长北区块水平井的甲酸钠钻井液。现场2口井的应用表明,该钻井液具有抑制性强、滤失量小、流变性良好、固相含量低等优点,综合防塌效果好。该区块应用甲酸钠钻井液成功钻穿水平段多套泥岩段,表明甲酸钠钻井液能有效保持稳定井壁,避免井下复杂情况出现,解决了长北区块水平分支长裸眼井段的安全钻进问题。      

钾离子对吐哈油田页岩的抑制性研究

针对吐哈油田泥页岩地层特点,对无机钾盐及其高分子聚合物泥浆体系进行了室内评价试验和现场应用。结果表明,无机钾盐(K~ )浓度为15～30g/L时,对泥页岩的抑制性最强,用无机钾盐对付以伊—蒙混层和伊利石为主的硬脆性页岩垮塌最为有效,而高分子聚合物包被剂可延缓蒙脱石的水化膨胀、分散和造浆。现场应用证明:钾盐聚磺泥浆体系可基本满足吐哈油田易塌地层的防塌要求。     

硫酸钾钻井液的研究与应用

研究确立了一种适合于大庆油田州１３区块葡萄花油层和扶杨油层钻井的硫酸钾钻井液的配方，并对其性能进行了评价。介绍了该钻井液在州１３区块五口井中的使用情况及开发效果。现场应用表明，该硫酸钾钻井液的ＡＰＩ滤失量较大，对储层侵入深度较深，但渗透性损害较小     

有机硅钻井液在河南张店油田的应用

河南油田张店地区地层黏土矿物含量高达60%～70%,地层倾角大,钻井过程中存在严重的地层造浆和井塌问题.由实验优选出高分子量聚合物、GW-1、OSAM-K及膨润土加量,形成了有机硅钻井液.经过在张店油田南38区块4口井中的应用表明,有机硅钻井液能有效地抑制地层造浆,防止井壁坍塌,减少井下复杂情况.应用有机硅钻井液的井,钻井液密度低,井径扩大率小,没有出现井塌、划眼和起下钻遇阻卡现象,4口井电测一次成功,没有因造浆外排钻井液.     

微乳液强抑制强封堵钻井液在SACHA区块的应用

厄瓜多尔SACHA区块φ215.9 mm井段在钻井过程中经常出现钻头泥包、井壁坍塌、起下钻遇阻、测井和下尾管阻卡等问题,在分析原因的基础上,选择有利于环保的有机抑制剂SUPHIB、半透膜剂MS和隔离膜剂EX等材料,优选出微乳液强抑制强封堵钻井液配方,并通过室内试验评价了其性能,结果表明:该钻井液在100 ℃条件下热滚16 h后仍具有良好的基本性能;具有良好的抑制性能和封堵性能,对TENA层岩屑的回收率达到90%以上,膨胀率仅有1.32%,对高孔高渗储层岩心的封堵率达到99%。微乳液强抑制强封堵钻井液已经在厄瓜多尔SACHA区块的8口井进行了应用,均没有出现钻头泥包、起下钻遇阻、测井和下尾管阻卡等问题,且φ215.9 mm井段平均井径扩大率降至10%以下。这表明,微乳液强抑制强封堵钻井液能够有效解决厄瓜多尔SACHA区块φ215.9 mm井段的一系列井下复杂问题。      

南堡潜山油气层钻井完井液技术

冀东油田南堡潜山油气藏埋藏深(4000~5600 m),地温梯度大(4.22°/100 m),井底最高温度为223℃,地层压力系数低,为0.96,储层微裂缝发育,气油比大。为满足其储层保护和安全生产的需要,研究了抗220℃高温低密度低固相钻井液和抗170℃高温冻胶阀技术。抗高温低密度低固相钻井液选择2种四元共聚物分别作抗高温增黏剂和抗高温降滤失剂,并配合使用SMP和SPNH以及耐温封堵剂FT3000,抗高温水包油钻井液由研制的抗温能力强、抗盐能力好的HWZR和HWFR乳化剂,优选出的增黏剂HVF-H和抗高温降滤失剂HWFL-H与HVS-H等组成,2套体系在220℃老化48 h性能良好,可满足井眼清洁的需要,使用密度范围为0.98~1.08 g/cm3;抗高温冻胶阀实现了起下钻和套管回接过程分隔油气层和保护油气层的目的。目前已钻井22口,8口探井应用了抗高温低固相钻井液,13口开发井应用了水包油钻井液,2口井应用了抗高温冻胶段塞封堵技术,均取得良好的效果,确保了全过程油气层保护。     

BH-KSM钻井液在冀东油田南堡3号构造的应用

冀东油田南堡3号构造储量大、埋藏深,该地区部署的深井、超深井存在井温高、位移大的特点。通过实验优选出了氯化钾抗高温钻井液体系(BH-KSM)。该钻井液抗温达200℃;具备优良的抑制封堵性和抗CO2污染能力,解决了南堡3号构造深井存在的井壁失稳、高温蠕变、地层流体污染等技术难题,形成了适合该构造深井的配套钻井液技术。现场应用的10口井东营组易垮塌地层井眼扩大率均小于7%,最小的仅为3.98%;现场钻井液流变性能稳定,高温高压滤失量小于12 m L;包被抑制能力强,返出岩屑完整不分散;携砂、携岩能力强,解决了三开大井眼、裸眼段长的井眼净化问题,提高了机械钻速。