可循环微泡沫钻井液技术研究与应用

针对在低压裂缝性潜山油层和砂岩油层的勘探开发中,使用常规水基钻井液存在严重漏失问题,钻井工艺研究院研制出了抗高温可循环微泡沫钻井液体系。室内对发泡剂、稳泡剂用量以及该钻井液的稳定性、抗温性、抗污染性和油气层保护进行了评价。结果表明,该体系起泡性能好,微泡沫基液与气体接触后可产生大量颗粒较细的微泡沫,徽泡沫稳定性强,在长时间循环和高温条件下性能稳定,抗污染能力强,与储层流体及钻井液处理荆配伍性好;配制微泡沫钻井液,发泡荆最佳用量为0.4％～1.0％,稳泡剂最佳用量为0.1％～0.3％。现场应用表明。微泡沫钻井液具有低密度的特点,在三开钻进过程中相对稳定,解决了在低压储层钻井时遇到的井漏问题,避免了因井漏引起的储层损害,达到了保护油层的目的;该钻井液具有较强的携砂能力,岩屑返出正常,完全满足了开发低压油气层工程和地质需要。

低密度水包原油钻井液的应用

介绍了一种新型高油水比(7:3)水包原油钻井液体系。对乳化剂及钻井液配方进行了优选,对水包原油钻井液的稳定性、抗温性、抗污染性进行了评价。结果表明,该钻井液具有密度低、滤失量低、润滑性好、抗温达120℃、流变性易调整等特性。在任平2井现场应用效果良好。

水化膨胀复合堵漏工艺技术

长庆西峰油田侏罗系洛河组地层埋深为700~1100m,垂直和水平裂缝发育,钻探过程中井漏发生频繁,用常规桥塞堵漏、注水泥浆堵漏效果差,耗时耗物,严重影响施工进度。为此研究出了水化膨胀复合堵漏技术。该技术首先根据材料的特性和作用优选桥接堵漏材料;并引入水化膨胀材料和刚性纤维材料,以强化桥塞强度;然后使用DLM-01型堵漏模拟装置对各种材料的粒度分布和混配比例进行优化,优选配方能够封堵住架桥粒子粒径1.5~2倍尺寸的裂缝。以此为基础提出了两步法堵漏工艺,有效解决了因漏失通道开口尺寸判断不清而导致的堵漏成功率低的问题。该项技术在白马北区水源3井1次堵漏成功,显示出优良的堵漏效果,为处理严重漏失提供了新的技术途径。

钻井液快速封堵油层保护技术

华北油田在屏蔽暂堵技术基础上开发出了适用于砂岩油藏完井作业的快速封堵保护油层钻井液技术。该项技术的特点是封堵带薄且致密,渗透率趋于0,封堵深度小于1cm,在一定负压差下不能反排解堵,易被射穿,在开采时通过射孔实现储层与井筒连通良好的目标。快速封堵保护油层钻井液技术可根据不同地区砂岩储层的特点和潜在损害因素,有针对性地研制油层保护剂,而且不用考虑油层保护材料的油溶性、酸溶性或水溶性,凡是能够起到快速封堵效果的材料,也包括钻井液中的处理剂均可考虑作为封堵材料。由于钻井液处理剂的引入,使快速封堵型油层保护剂既与现场钻井液有良好的配伍性,又同时发挥了钻井液处理剂的功效,走出了单一采用粒径匹配的固相颗粒进行封堵的思路,使封堵层更加致密,油层保护效果更佳。该项技术在二连油田231口开发井中进行了应用,完善井层百分率由37%提高到85%以上,储层严重损害百分率由36%降低到3.75%。

超低渗透技术在防漏堵漏工艺上的应用

针对孔隙性漏失的特点,基于近年来国外学者提出的超低渗透钻井液技术理论,通过优化使用超低渗处理剂形成了一种随钻防漏堵漏技术。该技术能有效封堵不同渗透性地层和微裂缝泥页岩地层,从而解决钻井过程中的渗透性漏失和压力传导。该技术在华北油田束3、留67X1、苏55-4和京11平1井中进行了应用,显示出良好的封堵渗透性地层和随钻防漏堵漏效果,保证了钻井施工的正常进行。

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。

超低渗透处理剂的研制与应用

基于近年来国外学者提出的超低渗透钻井液技术理论，由可溶、部分可溶及不溶的聚合物等材料，经过严格加工、准确计算和配比，开发出了一种新型超低渗透处理剂DLS-06。室内实验对其性能进行了评价，结果表明，加入少量该处理剂就可将各种体系转化为超低渗透钻井液，且不影响原钻井液流变参数。介绍了该处理剂在华北油田束3井1402～2300m井段的砾岩、角砾岩裂缝性漏失地层的试验应用情况。应用结果表明，用DLS-06配制的超低渗透钻井液具有良好的防漏堵漏效果，保证了钻井的正常进行；

巴48-5井区保护油层钻井液技术

巴48-5井区储层物性与邻近区块存在差异,而且压力异常,压力系数为0.38-1.01,属于低压裂缝性砾岩储层,先期完钻的巴48-5、巴48-46等井储层受到了严重污染。室内通过应用超低渗透钻井液技术中提出的砂床评价方法来评价油层保护剂的封堵效果,研制出了适用于巴48-5井区的油层保护剂RP-5。该剂的特点是:颗粒的粒度分布范围较宽(2.00-300μm),以较大尺寸材料为主,保证钻井液中有足够多的架桥粒子;采用了纤维状、片状、颗粒状等不同类型的惰性材料;引入了特殊聚合物材料,它在形成泥饼时吸附粘结不同的封堵材料和钻井液中的固相颗粒,从而增强封堵层的致密度和强度。室内评价结果表明,该油层保护剂对现场井浆性能无不良影响,能有效降低钻井液的砂床滤失量,提高封堵效率。该油层保护剂先后在巴48-39等6口井中进行了现场应用,其中巴48-39井表皮系数为0.21,巴48-31井表皮系数为-1.56,可以看出应用井的油层保护效果获得了明显提高。

二连油田巴38断块保护油层钻井液技术

巴38断块储层物性从中孔特低渗到中孔中渗,非均质性强,属于强水敏、强盐敏地层。针对巴38断块储层特征和现场使用的钾铵基聚合物钻井液体系特点,研究出了适用于巴38断块的油层保护剂L-RP-2。该油层保护剂L-RP-2中引入了中-低分子量聚合物,利用聚合物分子链可以将不同形状和不同粒度的惰性颗粒,包括原井浆中的固相颗粒链接起来共同对储层进行有效封堵。室内评价结果表明,油层保护剂L-RP-2对岩心的封堵效率大于85%,封堵深度小于10mm,满足了油层封堵技术的要求。加有油层保护剂L-RP-2的保护油层钻井液体系现场应用40口井,在进行测试的15口井中,12口井共计13层表皮系数均小于零,为完善井,3口井表皮系数小于1,为轻微损害井,可见油层保护剂L-RP-2的应用取得了良好的深护油层效果。

兴隆1井钻井液工艺技术

兴隆1井位于霸县凹陷,是渤海湾盆地冀中坳陷北部一个西断东超的箕状断陷,该井是高家堡地区的一口风险探井,完钻井深为5500m。该地区地层以膏岩、膏泥岩、膏盐岩和含膏泥岩为主,地层胶结性较差,可塑性强,极易发生井漏、井塌、盐层卡钻等复杂事故。该井二开用高抑制性钻井液,三开用抗高温、抗污染高密度钻井液,四开用欠平衡钻井液。三开钻井液解决了该地区大井眼携岩、井壁稳定、膏盐层污染、电测和欠平衡保护油气层等钻井问题。现场应用表明,高抑制性钻井液确保了该井段井眼畅通,起下钻、电测完和下套管顺利;抗污染、抗高温、抗高密度钻井液利于井壁稳定,能抑制油页岩、泥页岩、膏泥岩互层引起的剥落掉块,满足了钻井施工的要求;欠平衡钻井液具有良好的保护井壁稳定的能力,较好地保护了油气层。

无荧光干扰油溶性暂堵剂的研究与应用

采用屏蔽暂堵技术来改变钻井液的性能以保护储层在生产实践中被广泛运用。其中油溶性暂堵剂具有可油溶解堵、在一定温度和压力下可变形等特点 ,但目前国内的产品由于普遍存在较高的荧光 ,影响地质录井和油层识别 ,因此不适用于探井。研制出 1种新型无荧光干扰油溶性暂堵剂YD - 2 ,经室内评价和现场 2口探井应用表明 :YD - 2无荧光干扰油溶性暂堵剂荧光级别小于 2级 ,软化点可调 ,与钻井液配伍性良好 ,油层渗透率恢复值均达到 80 %以上 ,是一种极具有应用价值的油层保护剂。

京11平1井钻井液技术

京11平1井是别古庄区块京11断块的第一口水平井。该断块原始油层压力系数为0．98～1．10，但由于长期注水，局部层位压力系数在1．70以上，同时存在压力亏空层，极易发生压差卡钻事故。该井选用了黑色正电胶聚合物混油钻井液，从严格控制有害固相，改善泥饼质量、流动性，提高泥饼封堵能力、润滑性、悬浮携带能力等方面进行钻井液的维护处理，确保了该井顺利完钻，电测固井顺利，钻井周期只有33．5d。该井在同一裸眼段相继出现了高压油气水侵，频繁发生溢流现象，大幅度提高密度后导致井漏，但由于措施得当，井漏仅损失43．5h。

特低渗砂岩油层保护剂RP-3的研制与应用

桐 2 1断块为低孔、特低渗砂岩储层 ,储层污染比较严重。研究认为 ,储层伤害的主要原因是水敏和水锁。针对储层这一特点 ,研制了油层保护剂 RP- 3。现场应用 13口井 ,其中试油 6口 ,平均单井日增原油 1.5 3t,平均单井日减水量 6 .5 4m3,取得了良好的保护油层效果。

高35-2井屏蔽暂堵钻井液提高了电测解释的准确性

高35-2井和高35-1井是冀中坳陷蠡县斜坡大百尺构造带高35断块上距离很近的两口井,高35-2井使用屏蔽暂堵钻井液,高35-1井未使用屏蔽暂堵钻井液。通过对比分析两口井的电测曲线可以发现,高35-2井的滤饼薄,钻井液侵入半径小,油层段深感应电阻率受钻井液侵入的影响小,油水层电测曲线特征分明,说明采用屏蔽暂堵钻井液能提高测井解释的准确性,有利于保护和及时发现油气层。

赵46井保护油层完井液

针对赵46井裂缝性砾岩储层的特点,采用了以单向压力封闭剂DCL-1和低荧光油溶性暂堵剂YD-1为主处理剂的钻开油层完井液体系。现场应用表明,该屏蔽暂堵完井液性能稳定、流变参数合理、携砂能力强、润滑性好,密度始终小于1.18g/cm^3,暂堵率为98.84％,反排解堵率达94.57％,满足了赵46井油层钻井和保护油层的需要。

无机微颗粒絮凝剂NFAC的制备及性能研究

介绍了FeCl3溶胶制备方法、由FeCl3溶胶和AlCl3溶液制备絮凝剂NFAC的方法及所得NFAC的物化特性。以加量5 mg/L的絮凝剂对高岭土悬浮液浊度的去除率为评价指标筛选FeCl3与ACl3的反应条件,结果如下:AlCl3、FeCl3摩尔比5∶1,反应体系pH值2.0,反应温度25℃,反应时间30 min。用所筛选的工艺条件制备的NFAC处理胜利油田桩西联合站浊度130.47 NTU、含油24.13 mg/L的采油污水,加量20 mg/L,浊度和含油去除率分别为78.19%和81.02%,在相同条件下工业聚合氯化铝的浊度和含油去除率分别为49.11%和57.14%。

新型抗180℃高温抑制剂SEG

近年来,烷基葡萄糖苷越来越多地被作为环保型防塌成膜处理剂应用于钻井液中,但其加量大,增加了钻井液成本,且极易生物降解,分子稳定性相对较差,限制了烷基糖苷在钻井液中的大范围应用。为此合成了抗高温抑制剂——磺甲基乙基葡萄糖苷(SEG),通过引入磺甲基的方法增强烷基葡萄糖苷的抑制性及高温稳定性。介绍了SEG的合成原理及方法,对产品进行了红外结构表征和热重分析(TGA),评价了SEG的抑制性、高温稳定性及润滑性,并与乙基葡萄糖苷(EG)进行了对比。实验结果表明,SEG的抑制性强,加量为5%～10%时能已达到很好的抑制效果,而EG的加量一般大于25%;与EG相比,SEG的高温稳定性强,能抗180℃高温;同时SEG延续了EG良好的润滑性能。

聚合醇与有机盐的协同效应

研究了有机盐对不同分子量聚合醇的浊点、抑制性和润滑性的影响。结果发现,有机盐的增加能够不同程度地降低聚合醇的浊点,而且复配的聚合醇受有机盐的影响较大;有机盐能够增强聚合醇的抑制性,存在一种协同效应,而且有机盐和不同配比的复合聚合醇复配后的抑制效果不同;在浊点以下,有机盐对聚合醇的润滑性影响较小。建议在现场使用聚合醇有机盐钻井液时,应根据井底温度和有机盐加量的不同,选择聚合醇的最优配方。

乳化石蜡的研制与评价

随着钻井技术的发展和国家对环境保护力度的加大,越来越需要配伍性好、一剂多效、生产成本低、化学与生物毒性低的钻井液处理剂。对用转相乳化法制备乳化石蜡的工艺进行了研究,对乳化石蜡的性能与其同类产品进行了对比评价。实验结果表明,在最佳工艺参数条件下制备出的乳化石蜡稳定性和分散性良好;由于加入了2%多元醇作防冻液,该乳化石蜡的凝固点为-10℃;加入少量该处理剂即可大幅度提高钻井液润滑性,改善其抑制性能,并且对钻井液流变性能无影响,各种性能均优于同类产品。

华北油田欠平衡钻井液的选择和应用

华北油田的大部分油藏已进入开发中后期,但剩余储量规模仍然相当可观,实施欠平衡钻井技术是提高勘探综合效益的一条行之有效的途径。近两年,华北油田的欠平衡钻井技术发展迅速,欠平衡钻井液的合理设计是欠平衡钻井成功的关键之一,而钻井液的开发和应用必须和现场紧密结合,因此,如何开发适宜的适应本地区地质特征的欠平衡钻井液是今后发展的重点,本文阐明了华北油田地区对欠平衡钻井液的要求,介绍了欠平衡钻井液尤其是无荧光水包白油的现场应用,以及今后面临的挑战。