东海高温深井钻井液技术

高温深井水基钻井液性能优化对于提高东海区域深井、超深井及大位移井钻井时效、降低综合成本具有重要意义。通过采用微纳米封堵、活度调控提升井壁稳定性,优选高效润滑剂提高钻井液润滑性能,研发高温护胶剂提高钻井液护胶性能,构建了东海新型高温深井水基钻井液体系。实验结果表明:新型高温深井水基钻井液体系膜效率提升31.6%,水迁移驱动力可调至小于等于零,扭矩降低率91.6%,高温老化后动切力可达10 Pa。现场应用结果表明:新型高温深井水基钻井液体系高温滤失量小、体系性能稳定,应用井井径规则、摩阻扭矩小、作业顺利、钻井时效提高。本文研究的新型高温深井水基钻井液体系已在东海深井钻井中取得成功应用,可为类似高温深井、大位移井安全高效钻井提供借鉴。

超深大位移井井壁稳定及储层保护技术与应用

随着中国海上油气田大位移井钻井作业越来越多,超深大位移井钻井作业面临井壁稳定和储层保护双重挑战。东海油气田超深大位移井垂深更深,存在大段泥岩、储层低孔渗、多压力系统并存、工况复杂等情况,因此井壁稳定和储层保护的难度大。以该区域超深大位移井T6-1井为例开展油基钻井液用封堵固壁剂研选,开展了钻井作业参数分析及储层保护效果评价,通过研究形成了井壁稳定、当量钻井液循环密度(ECD)控制及低渗储层保护为一体的超深大位移井钻井技术。东海6口大位移井作业实践表明,平均钻井周期仅34.5天,钻井周期短、作业顺利,降低了现场作业风险,提升了该区块的油气田开发综合经济效益。上述研究成果对东海其他超深大位移井的作业实施具有良好参考借鉴及指导意义。

油基钻井液的封堵性能研究与应用

在涠洲12-1北油田一期工程中使用油基钻井液后事故率明显降低,但仍未能彻底解决涠二段硬脆性泥页岩井壁稳定性问题。对进一步加强油基钻井液的封堵能力进行了室内研究。通过在油基钻井液中引入超微细颗粒材料、纤维材料、变形材料和粘弹性材料,可大幅度提高其封堵能力。在涠洲12-1北油田二期工程中应用了加强封堵能力的油基钻井液,结果钻井施工非常顺利,几乎无井下复杂事故。室内评价及二期工程实践结果表明,增强油基钻井液的封堵能力对保持硬脆性泥页岩井壁稳定至关重要。

海上X5井油基作业起泥球问题研究

海上X5井在使用油基钻井液钻井时,频繁出现起泥球的现象,严重影响了作业。经分析海上其他区块起泥球的经典案例和经验,认为无论是地层、工程还是使用的钻井液类型,该井与相关案例都存在很大差异,因此给现场问题解决带来了极大挑战。为此,室内突破常规理念,探索构建了一套针对油基情况的泥球模拟评价方法,并从岩屑、水侵、油基钻井液三个方面开展了大量实验,最终确认了造成油基作业起泥球问题的主要因素、次要因素和关联因素,并优选出一种能将油基钻井液防泥球性能极限提升20%的高效油基润湿剂材料。研究也提供了预防泥球的工程和油基钻井液措施,这些措施经现场应用后,基本解决了油基作业时的起泥球问题。

YH7井钻井液煤层井壁稳定技术研究及应用

YH7井所在区域地层煤层发育丰富,煤层易垮塌失稳,邻井钻井作业过程中出现了较多的阻卡情况。针对煤层井壁稳定,提出了微纳米封堵技术和反渗透抑制技术,通过使用微纳米封堵材料加强煤层、泥岩微裂隙封堵和提高膜效率,使用键合剂控制活度减少自由水迁移和加强抑制性,形成了YH7井钻井液煤层井壁稳定和储层保护技术。通过现场应用,降低了钻井液密度、井径规则井壁稳定、滤液表面张力低、润滑性好,避台3 d井壁稳定、钻井液性能稳定,钻井复杂情况大幅度减少,显著提高了钻井时效。

油基钻井液研究及现场应用

针对新疆油田普遍存在富含水敏矿物地层的实际,研制了一种油基钻井液,它具有良好的流变性、电稳定性和滤失性能,而且抑制性强,井壁稳定性好,在取心作业时收获率明显高于水基钻井液。该油基钻井液的应用,为解决新疆强水敏地层的井壁稳定以及实现欠平衡钻井的安全顺利施工作业提供了很好的技术支持和保障。

硫化氢对钻井液污染情况的室内实验研究

针对专门研究硫化氢对钻井液污染情况的实验设施和方法缺少的问题,建造了用于研究硫化氢对钻井流体污染情况的硫化氢实验室,并建立一套室内评价方法。经过实际使用,硫化氢实验室全方位立体的安全措施能够保障实验的基本安全,室内评价方法则安全可靠、准确便捷,完全能够满足相关研究的需要,同时通过硫化氢对钻井液污染的实验研究,得出高pH值有利于硫化氢地层的安全钻进,除硫剂是降低硫化氢风险的根本解决措施的结论。

抗高温无黏土相钻井液体系研究

随着能源需求日趋紧张,向深部高温、低孔低渗油气储层进军已经成为很多油田区块保障产能和增加产量的一个重要战略。而钻井过程中高温、低孔低渗储藏面临的储层伤害问题,因为钻井液技术的局限没有得到很好的解决。为此,研制开发了1套抗温达170℃的无黏土相抗温水基钻井液体系PRD-HT,该体系高温稳定性、综合性能良好,为高温、低孔低渗油气田的安全高效开发提供了有力的钻井液技术支持。

东方1-1气田水基钻井液技术优化

东方1-1气田为我国海上最大的自营气田,由于地层的复杂性,且由于区块已开采多年,导致地层压力衰竭,φ311.15 mm井段存在着憋漏、溢流和卡钻等作业风险。针对东方1-1气田现场PLUS/KCl钻井液抑制性能和封堵性能的不足,通过引入胺基硅醇PF-HAS和润湿转向剂PF-HWR,将钻井液体系的抗钻屑污染能力提高了近一倍;通过大量实验优选出强化封堵的材料PF-LSF和PF-HFD,增强了钻井液对渗漏和微裂缝漏失的封堵能力,形成的封堵层承压能力强,渗漏量小。优化后的体系有利于保障类似区块和地层钻井作业安全,降低作业风险。

油基钻井液对储层伤害程度的室内评估

针对油基钻井液的储层损害机理,室内评估了油基钻井液各个组分的储层损害程度,表明油基钻井液造成储层伤害的主要因素是微细颗粒固相侵害和润湿反转伤害,相渗透率伤害也是一个重要原因,油基钻井液更容易对低渗储层或低渗区域造成损害,其各个单独组分对地层能够造成不同程度的伤害,但是由于能够严格控制钻井液滤失和封堵性能,体系能够有效减少固相和液相的侵入。这也说明油基钻井液整体侵害并不是简单的各个组分侵害的叠加,严格控制滤失和有效封堵是保护储层的主要手段。

酸性气田碳酸盐岩储层抗盐抗酸性气钻井液技术

为预测酸性气田钻井作业所用钻井液中酸性气的侵入量,根据地质参数和钻井参数计算了现场酸性气侵入量和除硫剂碱式碳酸锌与二氧化碳清除剂氧化钙的加量。为评价酸性气污染对钻井液性能的影响,设计了一套酸性气对钻井液污染的室内评价方法——气瓶压力控制灌注法,并根据理想气体状态方程,推导了灌注不同浓度酸性气体所需要的灌注压力计算公式。室内采用此方法评价了H_2S、CO_2对适合于南帕斯气田碳酸盐岩储层无黏土相NaCl盐水钻井液和无固相甲酸钾有机盐钻井液体系性能的影响,实验表明两套钻井液体系具有能够抗200mg/L H_2S、1000mg/L CO_2酸性气污染的能力,以及抗灰岩钻屑、地层盐水和各种盐相污染能力,且具有优越的流变性能、润滑性能、防腐蚀性能和储层保护效果,能够满足南帕斯酸性气田碳酸岩储层安全、快速、高效钻井。

冀东1、2号构造泥岩特征分析及钻井液体系优选

针对冀东1、2号构造井壁失稳问题,室内分析了其泥岩特征及失稳机理,并对现场使用的3种钻井液体系的综合性能进行了比较。结果表明,冀东1、2号构造东营组泥岩粘土矿物含量高、纳米孔喉和微孔缝发育,是导致井壁失稳的关键因素;现场使用的3种钻井液体系均具有良好的流变性能、滤失性能、储层保护性能,从封堵承压性能和泥岩稳定性能来看,反渗透钻井液体系减少液相侵入的能力更强、岩心单轴抗压强度降幅最小,更适于冀东1、2号构造地层的勘探开发。

油基钻井液流变性调控技术研究

油基钻井液与水基钻井液相比,具有显著的润滑和井壁稳定特性,是国内外复杂井、大斜度井、大位移井和高温深井钻井作业的首选钻井液体系。研究和评价了针对不同温度的油基钻井液的流变性调控技术。对于中低温条件,可使用提切剂HSV-4来保障油基钻井液的悬浮携岩性能;对于高温条件,可使用高温流变稳定剂MOHST与提切剂HSV-4配合来保障油基钻井液的流变性稳定。为高温复杂井油基钻井液作业预防岩屑沉降、增强携岩、保障清洁井眼提供了可靠的钻井液技术支持,现场结合工程作业措施,必将有助于减少现场复杂,加强钻井安全。

沁水盆地页岩气地层页岩特征分析及钻井液对策

页岩气是一种非常规油气资源,具有储层孔隙度和渗透率低、岩石黏土矿物含量高和以裂缝为主要生产流动通道的三大特征。国外页岩气开发尤其美国的页岩气开发技术已经很成熟,而国内相关工作刚刚起步。根据沁水盆地地层页岩特点和水平井钻井开发方式,提出了针对性的油基钻井液井壁稳定关键技术(活度平衡技术和微裂缝封堵技术)和井眼清洁技术(油基钻井液专用流型调节技术和井眼清扫技术),这些研究成果,必然有利于沁水盆地页岩气资源的安全高效开发。

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-液界面张力低,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。

大位移井油基钻井液的优化

为解决大位移井钻井作业中的井壁稳定、井眼清洁和润滑问题,对常用的HMO油基钻井液的封堵性能和流变性能进行了优化,并对优化后的油基钻井液的性能进行了评价。结果表明,最佳的封堵方案为＂3%MOHCP＋1%MOLPF＋1%MOLSF＂,最佳提切剂HSV-4的加量为0.5%～0.8%;优化后的油基钻井液基本性能良好,且具有良好的抗污染性能和储层保护性能。

高性能深水钻井液体系研究

在海洋深水钻井过程中,由于存在海底温度低、海底页岩稳定性差、易形成气体水合物等一系列问题,对钻井液的性能提出了很高的要求。通过分析应对陵水17-2钻井开发中遇到的问题,开发出一套高性能深水钻井液体系,性能达到国际同类技术水平。

页岩气油基钻井液井壁稳定技术研究

从页岩特征和井壁失稳机理出发,分析了现有油基钻井液的不足,从油基钻井液封堵、活度匹配、合理流变参数选择等3个方面进行了研究,提出了纳米乳液封堵、粘结固壁、活度拟合、流变参数拟合分析的技术思路,形成了一套适合页岩气地层的油基钻井液井壁稳定技术,为相关体系设计和性能指标控制提供了一种可行性和实用性方案。

陵水17-2气田深水钻井液性能控制指标体系研究

以陵水17-2气田为例,针对钻井安全和储层保护需要,通过系统研究,建立了相对完善的深水钻井液性能控制指标体系。该体系的建立有利于深水油气田勘探开发深水钻井液技术的设计、评价及应用,促进了技术研究与现场应用的紧密结合,为降低作业风险及成本提供了新的技术思路与理念。