涪陵页岩气水平井油基钻井液技术

涪陵焦石坝区块采用水平井开发方式,水平段长1 500 m以上,水平井段为龙马溪组下泥岩段,页岩黏土矿物含量高,脆性强、微裂缝发育,易发生垮塌掉块造成井下事故;井底垂深大于3 500 m,深层页岩气开发,面临着井温升高、携岩带砂要求越来越高、部分井发生垮塌掉块、起下钻遇阻卡的问题,部分井发生失返性漏失,消耗了大量的人力、物力。对柴油基钻井液体系进行了研究,结果表明该体系具有良好的抗温性、在低油水比(70∶30)下仍然具有稳定的性能,随钻堵漏材料(粒径级配的高纯超细碳酸钙+有机胶凝漏失控制材料)能够封堵2 mm的裂缝,承压强度达7 MPa,纳米封堵剂(纳米石墨粉和超细海泡石纤维组成的混合物)能够封堵0.1 mm裂缝,承压达到20 MPa。现场应用结果表明,该体系具有良好的井壁稳定能力,井径扩大率低,平均小于3%,润滑性好,起下钻摩阻低,钻井液性能稳定,易于维护处理,能够解决井漏、井垮等复杂情况。柴油基钻井液完全适用于涪陵区块的页岩气水平井钻井施工。

焦石坝页岩气高性能水基钻井液的研究及应用

针对焦石坝地区韩家店、小河坝、龙马溪组为大段硬脆性泥页岩,地层层理、微裂缝发育,易剥落掉块、坍塌,地层承压能力低,大斜度井段摩阻高,扭矩大,定向托压严重等问题,通过采用提高低剪切速率黏度、抑制深层泥页岩水化膨胀、纳米封堵技术、高效仿油基润滑技术等方法,在室内研究开发了一套高性能水基钻井液体系,该体系具有强抑制性、低剪切速率黏度高、封堵性强、润滑性好、失水低、配方组成简单等特性。该体系在焦页103-2HF井现场应用表明,该钻井液适合韩家店、小河坝、龙马溪组等地层的需要,能够提高井壁稳定性和地层承压能力,具有极大的推广应用价值。

温变承压堵漏技术室内试验研究

为提高复杂漏失地层的承压堵漏强度,研究了温变增稠剂对堵漏水泥浆、常规桥堵承压堵漏体系和网状纤维堵漏体系的触变性能与堵漏性能的影响规律。实验结果表明:常温条件下,温变增稠剂对承压堵漏体系的流变性能影响不大,这对堵漏剂的泵送有利;当浆体温度升高到70℃以上,温变增稠剂通过交联反应,产生温变增稠作用,体系的表观黏度>150 mPa·s,提高了承压堵漏剂的凝胶结构强度,触变性增强,堵漏剂由液态变成半固态塑性浆体结构,从而在漏失地层有效驻留并快速形成封堵屏蔽层,在6 mm滚珠模拟的大孔道漏失层和6 mm模拟裂缝中的承压强度>5 MPa。

页岩气井工厂油基钻井液重复利用技术

油基钻井液具有良好的润滑性、抑制性、井壁稳定性、储层保护性能,因而在页岩气钻井工程中得到了广泛的应用。但油基钻井液成本相对较高,为了降低成本,需要对完井油基钻井液进行性能优化,提高其重复利用率。油基钻井液的多次重复使用会出现低密度劣质固相含量偏高、流动性变差、失水增大等问题,同时引起定向钻进托压、电测遇阻等井下复杂情况。为此,针对油基钻井液重复利用关键因素,即流变性控制和固相控制,油基钻井液中微米和亚微米颗粒比例增多导致钻井液流变性、固体颗粒含量难以控制,整体性能较差等问题,开展了油基新老浆的流变性、固相含量、固相粒度分布、重晶石的固相粒度分布情况等方面的研究,并以此为基础,在室内对油基老浆的性能进行了优化。研究结果表明:①油基钻井液重复利用的关键在于流变性控制和固相控制;②通过油基钻井液性能的优化,油基钻井液重复利用率超过75%,实现了页岩气环保高效的目标;③微米和亚微米颗粒比例增多是影响油基钻井液流变性的关键因素,会使油基钻井液流变性变差,影响钻速提高。结论认为,形成了适用于页岩气井工厂油基钻井液重复利用技术标准规范并应用于实践,有效提高了油基钻井液的重复利用率。