页岩气水平井钻井液技术的难点及选用原则

随着页岩气产业的发展,页岩气水平井的钻井液技术成为关键的研究领域。本文分析了页岩气水平井液技术应用中的难点和挑战,通过对页岩气水平井钻井液技术的选用原则进行详细分析,涵盖了井壁稳定性保障、清洁高效的切屑携出、对钻井设备的兼容性、特定地层适应性原则等方面。为此也提出了加强页岩气水平井钻井液技术适用性的有效策略,包通过这些努力,有望提高页岩气水平井钻井液技术的可行性和效果,推动页岩气产业的可持续发展。

国内钻井液技术现状与发展建议

探究国内钻井液技术现状与发展建议,需了解钻井液的基本定义,认识到钻井液的具体作用,后续从井壁稳定技术、防漏堵漏技术等进行深度剖析,认清当前国内钻井液在发展过程中可能遇到的问题与阻碍,总结各项钻井液技术的应用方法、流程与注意事项等,并就钻井液的发展所需,提出相关建议,如发展更高效能的环保钻井液、优化钻井液性能参数等,为钻井液技术发展创造良好环境,这对于发挥钻井液在各个方面的更大功效来说有着更好的作用,还可为后续的相关研究提供可靠参考。

高性能水基钻井液技术研究进展分析

钻井液在石油勘探开发中占据着举足轻重的地位,不 仅是钻井过程中的关键介质,还承载着冷却钻头、携带岩屑、平 衡地层压力等多重功能,会直接关系到钻井作业的安全性、效率 与成本。优质钻井液能够稳定井壁,防止井塌、井漏等事故,确 保钻井作业顺利进行。同时,能有效保护储层,减少油气资源的 损害,提高采收率。此外,随着环保意识的提升,钻井液的环保 性能也逐渐受到重视,成为衡量钻井液技术先进性的重要指标之 一。因此,钻井液技术的不断创新与优化,对于推动石油勘探开 发行业的可持续发展具有重要意义。

国外超低渗透钻井液技术综述

概述了国外超低渗透钻井液完井液技术研究和发展现状。介绍了超低渗透钻井液的组成、超低渗透钻井液技术的关键处理剂———滤失控制井眼稳定剂的组份、超低渗透钻井液完井液技术的作用机理、新的测试滤失量的实验方法及其现场应用效果。与以往钻井液体系相比,该体系具有关键处理剂作用机理独特、防漏防塌、防压差卡钻、有利于提高压力敏感性地层承压能力、保护油气层以及环境友好且地层适应性较广泛的显著特点。

盐膏层有机盐钻井液技术研究与应用

在盐膏层等复杂地层钻探过程中 ,常规钻井液易受到盐、膏等的污染 ,导致钻井液性能恶化 ,维护处理复杂 ,甚至引发钻井事故。针对此类地层 ,研制了抗盐、抗钙能力强的高密度有机盐钻井液。通过大量的试验 ,优选与有机盐相配伍的处理剂 ,优化处理剂加量 ,确定了有机盐钻井液配方为 :水 +0 .5 %Na2 CO3 +(3%～ 4 % )抗盐粘土 +(0 .15 %～ 0 .2 % )XC +(1.5 %～ 2 .5 % )降滤失剂 +(5 0 %～ 130 % )复合有机盐 +2 %无荧光防塌剂 +1.0 %聚合醇 +加重剂。并对该钻井液体系的流变性、抑制性、抗温性、抗盐、抗钙能力、固相容量等进行了评价。结果表明 ,该钻井液体系性能稳定 ,抑制性、抗污染能力强 ,固相容量限高。 2 0 0 3年该高密度有机盐钻井液在家 5 9井现场应用中 ,钻井液性能稳定 ,携砂能力强 ,维护处理简单 ,解决了盐膏层钻进中的钻井液技术难题 ,避免了复杂及事故的发生 ,安全顺利钻穿了该井沙二段 341m的复杂盐膏层。

塔河油田盐膏层钻井液技术

塔里木盆地石炭系盐膏层埋藏深,温度为110～130℃。钻井过程中,盐岩、软泥岩的塑性变形,硬石膏的吸水膨胀.高压低矿化度的盐水层对高密度钻井液的污染,盐岩、石膏的溶解使井径扩大,造成井壁垮塌;含膏盐泥页岩吸水膨胀和塑性变形,造成缩径和垮塌,易导致粘卡事故的发生。采用聚磺欠饱和盐水钻井液体系。经现场应用表明,聚磺欠饱和盐水钻井液性能稳定,抑制泥页岩水化分散能力强,携岩能力强,井壁稳定,井径扩大率低,流变性好,FCLS可有效控制钻井液的流变性;钻盐层前把聚磺钻井液转换为聚磺欠饱和盐水钻井液,控制Cl-含量大于160000 g/L,钻井液具有良好的抗盐性,有效抑制膏盐层的塑性流动和盐岩的溶解;该钻井液滤失量低,具有良好的造壁性能,能够有效防止井眼扩大;该钻井液体系钻井液排放量少,处理维护工艺简单,满足了塔河油田盐膏层钻井的要求。

国内外钻井液技术新进展

为全面了解国内外钻井液技术研究现状、明确钻井液技术的发展趋势与方向,在调研大量相关文献及报道的基础上,对近年来国内外出现的钻井液新技术进行了分类归纳总结,从新型钻井液体系、储层保护技术、防漏堵漏技术、新型钻井液处理剂、钻井液泥饼清除技术等5个方面对其进行了介绍。其中,新型钻井液体系涉及各种水基钻井液体系、油基钻井液体系、合成基钻井液体系和成膜钻井液体系等;介绍了裂缝性碳酸盐岩储层保护技术;防漏堵漏技术主要介绍了可溶粒子降滤失剂、超低渗透添加剂、微凝胶聚合物降滤失剂等;新型钻井液处理剂包括快钻进KSAJ、Mn3O4加重剂、季铵盐表面活性剂、页岩抑制剂(乙基葡萄糖苷和SIAT)和高温保护剂GHB等;还对钻井液泥饼清除技术作了简要介绍。

却勒构造高密度欠饱和盐水钻井液技术

却勒构造四开地层存在大段的易水化、膨胀、分散的泥岩、软泥岩、泥质膏岩和盐层。采用抗高温抗污染能力强、抑制性强的高密度(密度为2.15～2.30g/cm^3)欠饱和盐水钻井液钻进,在却勒1井和却勒4井的应用中分别出现了高粘度和低切力、高粘度和高切力、泥饼摩阻大的问题,钻井液维护处理难度大。因此,在却勒6井的钻井过程中,对高密度欠饱和盐水钻井液的配制、维护处理进行了调整。现场应用表明,高密度欠饱和盐水钻井液具有抑制性强、流动性好、润滑性好、滤失量低、易维护的特点。该钻井液有效地抑制了泥岩与软泥岩的水化膨胀分散,返出岩屑光洁度高,表面不容易被水侵入,里面发干,整体硬度较高;钻井液固相含量、粘度和切力稳定,维护处理量小。该钻井液只要维护处理得当,完全能满足该地区钻井的需要。

国外页岩气钻井液技术新进展

为了降低成本、满足环境保护要求,寻找能够替代油基钻井液的高性能水基钻井液成为当务之急。介绍了国外近3年页岩气钻井液技术的新进展,包括防漏堵漏纳米钻井液、用于页岩储层的水基钻井完井液体系、维持井眼稳定的纳米钻井液、纳米添加剂等技术,旨在为中国页岩气钻井液技术的发展提供参考。

2004年国外钻井液技术的新进展(Ⅰ)

2004年国外出现了一批针对稳定井壁、防漏堵漏、环境保护和防止地层损害的新型钻井液技术:添加了粘土的新型微泡钻井液,能有效增加地层抗压裂强度的多功能钻井液,用甲酸铯盐水配制出的高密度低固相油基钻井液,具有较高钻井效率并且在环保、健康和安全方面取得很大进展的线型烯烃钻井液,可作为清洁完井液和封隔液的甲酸盐盐水,用新型加重材料———四氧化锰配制出的新型钻井液。同时介绍了在保护油气层方面的新技术:SudiAramc公司发现的最新的地层损害机理,包括结垢造成的地层损害,土酸酸化造成的地层损害和化学剂水锁造成的地层损害;评价钻井液造成地层损害的新方法;通过使用有代表性的岩心、储层温度和压力条件所完成的防止地层损害试验选择钻开油气层钻井液;适用于低压砂岩和碳酸盐岩储层的一种低密度水基钻井液,该钻进油层钻井液采用一种特制的聚合物表面活性剂的复合物和桥堵材料作为稳定剂;专门用于保护疏松砂岩地层和裂缝性石灰岩地层的打开油层钻井液;作为射孔液的新型低固相油基钻井液。

中原油田文101区块开窗侧钻钻井液技术

针对中原油田文101区块地层压力系数不可靠、砂岩地层掉块、出水和井漏等问题,优选抗盐两性离子磺酸盐聚合物CPS-2000、聚合铝防塌剂AOP-1、防塌润滑剂JHF-2等处理剂配制成了聚合物钻井液。该钻井液性能稳定、抑制性强和润滑性好,且防塌效果明显,满足开窗侧钻小井眼钻井的需求。在文101-侧17井、文101-侧49井和文284侧井的施工过程中,井壁稳定,井径规则,井径扩大率小,电测和下套管均一次性成功。

西部新区复杂地层钻井液技术

塔里木盆地、准噶尔盆地和河西走廊地区等42个新勘探区块,总面积为220000 km2。这些区块由于构造运动剧烈,断层多,地层倾角大,易井斜。三叠系地层疏松易垮塌,并存在大段含不等径砾石或砾石夹层,钻井过程中极易出现井斜、漏失、井壁垮塌和卡钻等复杂事故;由于井壁垮塌严重,造成井径扩大,极易发生埋钻具事故,严重影响了钻井速度,致使钻井周期长,套管磨损严重。为了更好地满足钻井工程的需要,在分析西部新区地质结构特点的基础上,对巨厚砾石层和大段盐膏层井段钻井液技术难点进行了论述,提出了钻井液体系选择及钻井液性能推荐数据以及钻井液技术处理要点与措施,最后,还对钻井液技术管理与研发方向提出了意见和建议。

大张坨储气库钻井液技术

大张坨地下储气库是以凝析油气藏的砂岩作为储层的 ,该储层具有压力亏空和孔隙度、渗透率高的特点。因此 ,钻井时必须根据储层岩性的特点和物性特征 ,找出对储层造成伤害的因素 ,有针对性地优化钻井液体系、性能参数和保护措施。实践证明 ,聚合物、有机硅钻井液体系满足了大张坨地下储气库各个阶段的施工要求 ,保证了安全快速钻井 ;钻井液性能稳定、抑制能力强、井壁稳定 ;采用双项屏蔽保护剂及保护措施 ,能较好地保护好储层。

保护低压油气藏的钻井液技术研究

分析了花土沟油田油藏地质特征、岩性及储层物性 ,依据储层敏感性评价结果 ,确定了保护低压油气藏的钻井完井液技术对策及配方 ,即无固相甲酸盐钻井完井液、无(微 )粘土相强抑制性聚合物钻井完井液和微泡沫钻井完井液。现场应用表明 ,3种钻井液性能稳定 ,对地层泥页岩水化分散和吸水膨胀的抑制能力强 ,提高了钻井速度 ,保护油气层效果好 ,满足了钻井施工要求 ,减少了井眼缩径卡钻等复杂情况。用这 3种钻井液钻井与在同等条件下用两性离子聚合物钻井液钻井的产油量 (3.83t/d)相比 ,其产油量平均增加了 0 .2 6～ 1 .74t/d 。

钻井液技术发展趋势浅析

介绍并分析了国内外最新出现的几种水基钻井液技术:无渗透钻井液技术、水基成膜钻井液技术、正电性钻井液技术和纳米处理剂基础上的钻井液技术,认为新技术表现出以下特点:1)更重视钻井液的油气层保护性能;2)重视钻井液技术与相关学科的交叉;3)钻井液体系设计更趋于定量化;4)钻井液新技术是理论上创新的结果。认为未来钻井液技术及发展将呈现以下4大特色:1)钻井液体系方便化;2)钻井液处理剂和体系更多功能化;3)钻井液处理剂和体系颗粒纳米化;4)钻井液体系将具有真正意义上的强抑制性能。

伊朗TBK气田严重漏失与严重坍塌地层钻井液技术

TABNAK气田是伊朗南部位于波斯湾近海岸的一个出露背斜,地层岩性主要是碳酸盐岩和页岩。该气田地层裂缝发育,钻井过程中井漏和井塌问题非常严重,钻井作业十分困难。一开采用微泡沫钻井粗泡沫堵漏工艺;二开采用稳定泡沫钻井液;三开采用聚磺钻井液;四开采用硬胶泡沫钻井液;五开和六开采用随钻堵漏技术与低密度水包油钻井液相结合的方法,钻井过程中防漏堵漏效果好。现场应用表明,该套钻井液体系密度低,防漏、防塌效果好,抗盐、抗钙和携砂能力强,机械钻速快,钻井施工顺利,成本低,基本解决了TBK气田表层钻井和固井漏失问题。据TBK-2井、TBK-3井和TBK-6井完井统计,实际钻井液材料费用比预算分别降低了67.4％、81.0％和76.3％。

欠平衡水平井王平1井饱和盐水水包油钻井液技术

王平1井是江汉油田的第一口中曲率水平井,储层岩性为盐间非砂岩层,水平井段采用欠平衡钻井技术。该井钻井液技术难点为:抑制岩盐析出,防止井径扩大;井身设计为“马鞍”型,且靶区共有5个靶点,使得钻柱与井壁的接触更加紧密,摩阻与粘附力增大;大斜度井段和水平段的携岩问题和井眼的清洁问题较为突出;如何降低饱和盐水钻井液的密度,满足欠平衡钻井施工的要求,保护好油气层,是该井能否钻探成功的关键。应用结果表明,饱和盐水水包油钻井液有效地抑制了盐岩层的溶解和坍塌,保证了井眼轨迹的平滑,而且钻井液润滑性能好,起下钻、电测和下套管作业均畅通无阻;由于应用了新型处理剂PMPH,保证了钻井液具有较高的切力,增强了悬浮和携带岩屑的能力,避免了岩屑床的形成;钻井液密度始终在1.35-1.51 g/cm3范围内,满足了欠平衡钻井对密度的要求。王平1井投产后初产量为65t/d,稳产量为12.2 t/d。

CB251E-P1井钻井液技术

CB2 5 1E P1井是胜利油田在渤海海域埕北断裂带北部埕北断层下降盘CB2 5 1E断块上的一口大位移水平井 ,也是胜利油田在海上开发馆陶组上段 1+2 3 油层的第一口水平井 ,完钻井深为 2 0 5 6m ,在井深 15 9.5 2m开始造斜 ,钻至井深 6 2 4 .84m后井斜达到 4 5°,最大井斜角为 96 .3° ,水平位移为 132 6 .2 0m ,水平段长 35 6m ,连续钻遇油层 2 0 4m ,创造埕岛油田连续钻遇油层最长记录。根据地质特点 ,全井要求钻井液密度控制在 1.10g/cm3 以内。为了满足CB2 5 1E P1井安全钻井、油层保护和海洋环境保护的需要 ,采用了改性天然高分子钻井液体系及其维护处理技术。该钻井液本身无毒、无害、无荧光 ,且加入了屏蔽暂堵剂 ,有利于发现和保护油气层。结果表明 ,该体系具有良好的抑制性、润滑性和降滤失能力 ,井眼清洁 ,无岩屑床形成 ,满足了水平井施工的要求。该井钻井施工时间仅用 9.4 8d ,建井周期 15 .86d ,是海上水平井难度最大但完成时间最短的一口井。

“双保”型改性天然高分子基钻井液技术

为解决轮古地区井径扩大率偏高、潜山地层顶部界面难于测准等难题 ,也为同时实现对油气层及环境的保护 ,研究开发了“双保”型改性天然高分子基钻井液体系 ,合成了该体系所需处理剂 ,包括天然高分子包被剂IND30、天然高分子降滤失剂NAT2 0、无荧光白沥青NFA 2 5和聚合醇PGCS 1。评价了该体系的基本性能和抗温、抗污染能力 ,在 3口直井和 2口水平井中进行了应用试验。应用结果表明 ,该钻井液性能稳定 ,流变性独特 ,粘度和切力低 ,起下钻畅通 ,钻头、钻具无泥包现象 ;井壁稳定 ,无垮塌、掉块现象 ;抑制性强 ,返出钻屑棱角分明 ,代表性极好 ,同时具有良好的润滑性 ;“双保”型改性天然高分子基钻井液性能 ,不但优于常规聚磺钻井液 ,而且优于环保A体系 ,处理剂消耗数量及使用品种大大减少 ,使分析问题、找原因及维护、处理简单化。该体系单个处理剂EC50 值均大于 30 0 0 0mg/L ,现场井浆EC50 值大于 10 0 0 0 0mg/L ,达到可排放标准 ;同时渗透率恢复值大于 90 % ,表明其有良好的保护油气层特性 ;该钻井液所用材料无荧光 ;体系无油、无腐蚀 ,设备卫生清洁。

土库曼斯坦阿姆河右岸巨厚盐膏层钻井液技术研究与应用

土库曼斯坦阿姆河右岸盐膏层平均厚度达750m,最厚达1100m,具有埋藏深、非均质、盐岩与石膏互层等特点。部分构造存在高压盐水层并含硫化氢,压力系数最高达2.30。要确保钻井工程的顺利实施,应针对性地从钻井液体系选择、处理剂优选和抗盐膏污染能力评价等方面开展研究。56口井现场应用证明,研究的高密度(欠)饱和盐水钻井液性能优良,能够满足巨厚盐膏层安全钻井的要求,突破了过去长期困扰该地区钻井的技术"瓶颈",为阿姆河右岸盐下气田100%钻井成功率提供了重要的技术保障。