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     

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。     

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     

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。     

美公司首推水平段储层专用“无水钻开液”技术

正当前全世界石油公司都在着力研制集"合成基钻井液"与"油基钻井液"为一身的"无水钻开液",而这一"利器"最终被美国埃克森美孚公司收入囊中。埃克森美孚公司近日宣布,2017年公司在AbuDhabi(阿布扎比)油田首次推出水平段储层钻进的"无水钻开液(NAFs)"技术,用于定向井、大位移井与直井穿过储层钻井作业。这种"钻开液"具有摩擦与扭矩系数小、对储层损害程度低、钻井作业完成后易于清除井壁表面"滤饼"等特点。2年多来的现场作业表明,"钻开液"达到设计要求,获得理想的储层保护效果。     

HRD弱凝胶钻开液的研究与应用

HRD弱凝胶钻开液是一种新型无粘土相水平井钻开液，它所形成的弱凝胶具有独特的流变性，表观粘度低、动塑比高、低剪粘度高、静切力恢复迅速、无时间依赖性，具有很好的动态携砂和静态悬砂能力，能有效地克服水平井或大斜度井段携砂难、易形成岩屑床等问题。同时该体系在低剪切状态下具有高粘弹特性，可减少钻开液中固相和液相对储层的损害，有利于储层保护。在冀东油田水平井应用时，井壁稳定、可有效抑制岩屑床的形成，井眼畅通保证了钻井和完井作业的顺利进行。     

塔里木迪北区块深层致密碎屑岩气藏损害机理与钻开方式选择策略

塔里木盆地迪北区块为深层裂缝性碎屑岩储层,工区探索试验了水基、油基、氮气以及氮气转液体等多种工作流体钻开方式,但尚未取得预想的效果,选择合适的钻开方式已成为制约工区高效开发的瓶颈问题。本文深化认识了工区钻井及完井过程储层损害机理。从油气勘探开发技术要求出发,考虑全过程储层保护观、工程作业系统工程观,明确了不同钻开方式优缺点与技术关键,形成了钻开方式选择策略。分析认为,氮气揭开储层有利于油气层的及时发现、准确评价,但不配套的完井技术制约了气藏的高效开发。氮气转液体钻开过程工作液漏失引发的固相、液相损害将严重削弱、破坏甚至彻底消除气体钻开已取得的成效。油基钻开储层带来的高环保压力、高成本以及其与后续测录井、固井等的不配伍性妨碍了油基钻开液的推广应用。水基钻开储层以其环境友好性、低成本以及与后续作业环节优良的配伍性,已经成为裂缝性碎屑岩储层钻开方式的一种可行的选择。     

塔河油田九区三叠系下油组水平井试油诱喷影响因素分析

对塔河油田九区三叠系下油组6口水平井的完井试油特点进行了总结和分析,认为影响该区水平井试油投产效果主要因素是井所处的构造位置、钻开储层使用的泥浆密度、射开储层使用的完井液密度以及储层在完井液中的浸泡时间,得出了钻开九区三叠系下油组油藏合理的泥浆密度,合理的完井液密度,射孔优化方式,降低完井液对储层的浸泡时间,降低入井液对储层的污染,最终达到又好、又快地启动地层,缩短完井试油周期,保证油井顺利投产。     

工作液顺序接触诱发超致密砂岩气藏液相圈闭损害评价

液相圈闭损害一直被认为是致密砂岩气藏储层损害的重要机理。由于储层物性特征及工作液类型不同,超致密砂岩气藏的液相圈闭损害程度和损害机理存在差异。为此,以塔里木盆地超致密砂岩气藏为例,建立模拟钻井—中途测试—压井作业—完井测试等4个阶段实际作业环节的油基/有机盐钻开液滤液—有机盐完井液顺序接触诱发超致密砂岩气藏综合液相圈闭损害的评价方法,并选取典型超致密砂岩气藏基块及裂缝样品开展实验评价。结果表明：基块油基/有机盐钻开液滤液—有机盐完井液顺序接触后的综合液相圈闭渗透率损害率分别为86.00%和98.37%;裂缝油基/有机盐钻开液滤液—有机盐完井液顺序接触后的综合液相圈闭渗透率损害率分别为99.95%和63.45%。分析发现：超致密砂岩气藏特殊的黏土矿物类型和产状以及狭小喉道导致油基钻开液滤液抑制基块后续水基工作液侵入;裂缝内残留的油基钻开液滤液（油滴）在后续气驱返排过程中阻碍有机盐完井液的返排及蒸发是油基钻开液缓解基块综合液相圈闭损害、加剧裂缝综合液相圈闭损害的主要机理。     

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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     

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。     

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。     

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。     

盐泥在稀硅酸盐欠饱和盐水钻井液中的应用

盐泥是盐化工业生产过程中产生的固体废物，稀硅酸盐欠饱和盐水钻井液是盐膏层钻井的成熟技术之一。以江汉盐化工总厂滤前盐泥为研究对象，以现有钻井液配方为基准，研制了盐泥、稀硅酸盐欠饱和盐水钻井液配方。室内实验结果表明，配制与基准配方相同密度、相同pH值的钻井液，随着盐泥加量的增加，可改善钻井液的流变性能，其动塑比值增加、流性指数值减小、稠度系数值增加；并可改善钻井液的滤失性能，其API滤失量降低。该盐泥体系可整体应用于稀硅酸盐欠饱和盐水钻井液的配制，实现盐泥的资源化，并可降低该体系钻井液的成本，对于实现盐化工业的清洁生产具有重要意义。