Study on a Polyamine-Based Anti-Collapse Drilling Fluid System

In complex strata, oil-based drilling fluid is the preferred drilling fluid system, but its preparation cost is high, and there are hidden safety risks. Therefore, the new progress of high-performance anti-collapse water-based drilling fluid at home and abroad is analyzed. It is difficult to prevent and control the well collapse. Once the well wall instability problem occurs, it will often bring huge economic losses to the enterprises, and the underground safety accidents will occur. In order to ensure the stability of the well wall and improve the downhole safety, the key treatment agent of water-based collapse drilling fluid is selected, the anti-collapse drilling fluid system is formulated, the evaluation method of drilling fluid prevention performance is established, and a set of water-based drilling fluid system suitable for easy to collapse strata in China is selected to ensure the downhole safety. The development trend of high performance anti-collapse water-based drilling fluid is expected to provide a reference for the research of high performance anti-collapse water-based drilling fluid system and key treatment agent.

白银市土红湾-李家沟煤炭资源详查23-2 孔冲洗液技术

甘肃省白银市土红湾-李家沟煤炭资源详查23-2孔地质条件极其复杂,既有水敏性强的泥岩,还有松散破碎的煤层等,其间还夹杂着不同程度的盐膏,孔内容易出现坍塌、掉块等问题,冲洗液易受到污染,对冲洗液性能提出了更高的要求。以往该矿区施工,常发生孔壁坍塌、冲洗液粘度显著降低等问题,严重时导致埋钻及沉砂卡钻等孔内事故,影响成孔和施工效率。针对以上问题,分析了钻遇地层孔壁失稳的原因,评价了盐膏侵对冲洗液性能的影响,并有针对性的开展了体系的适应性研究,先后优选出成膜防塌冲洗液和抗盐膏侵成膜环保冲洗液。施工中,针对水敏性分散剥落地层和松散地层选用成膜防塌无固相冲洗液,在发现盐膏侵后将其转化为抗盐膏侵成膜环保冲洗液,并通过对冲洗液配方、性能参数的合理调整与维护以及采用绳索取心钻探等工艺措施,较好地解决了上述问题。

亚洲最深井-轮探1井水基钻井液技术

轮探1井是中国石油塔里木油田分公司在塔北隆起布的一口集团公司级的一级风险探井,设计井深8500m,加深井深8882m,是目前亚洲最深井。该井超深井段奥陶系、下寒武系、震旦系面临超深、超高温、井壁稳定技术难题。基于此,通过室内试验研究,优化了抗高温水基钻井液体系,并制定了针对性强的解决方案。实钻中该井顺利钻穿奥陶系、下寒武系、震旦系(未穿)地层,未发生钻井液性能失稳等情况,顺利钻至井深8882m完钻,创亚洲陆上最深井纪录。现场应用和室内实验表明,该井钻井液抗温能力强,性能稳定,为轮探1井的顺利施工提供了有力保障,为国内超深井安全钻进提供了技术借鉴。

铝土岩水平井快封堵防塌钻井液技术

陇东铝土岩属于长庆油田重要的资源接替储层,近期完试的陇**井、宁**井在太原组铝土岩勘探获得重大突破。针对该类储层溶孔和裂缝发育,井壁垮塌、漏失风险高及井眼清洁能力差的技术难题,通过铝土岩物性参数、理化性能、力学性能和敏感性测试分析等,明确了陇东铝土岩主要坍塌因素,研发出适用于铝土岩安全钻进的快封堵防塌钻井液技术。该体系在170℃高温高压滤失量小于10 mL,钻井液二次回收率大于91%,铝土岩样品在钻井液体系中浸泡15 d后和清水浸泡15 d后的抗压强度相比提升81.8%。快封堵防塌钻井液技术在长庆首口铝土岩水平井陇4**井进行了试验应用,助力该井700 m水平段的安全钻进,该井投产获日产无阻流量3.53×10^(6)m^(3)高产气流,创鄂尔多斯盆地上古生届勘探开发50多年新纪录,为该类储层的勘探开发提供了技术支撑。

BZ13-1油田防塌钻井液的研制及应用

分析了BZ13-1油田易坍塌地层井壁失稳的原因,研制了适合该油田东营组和沙河街组泥页岩地层的具有强抑制性、强封堵能力的防塌钻井液。实验评价表明,所研制的防塌钻井液具有良好的抑制性能、润滑性能和滤失性能,油气层保护效果良好。新研制的防塌钻井液在BZ13-1油田和其它地层岩性类似油田钻井作业中取得了良好的应用效果。

多羟基聚合物防塌剂CXC-1应用性能研究

多羟基聚合物防塌剂CXC-1是以环氧化物及多羟基化合物共聚而成的聚合物防塌剂,为淡黄色黏稠液体。性能评价结果表明:CXC-1具有很强的抑制性,胜利东营组岩屑在2%CXC-1溶液中的回收率达91.6%,在2%CXC-1+10%NaCl,7%KCl或3%硅酸钠(模数3.0)混合溶液中为94.8%-95.7%,而在蒸馏水中为27.2%;黏土压片在2%CXC-1溶液和2%CXC-1+5%KCl或10%NaCl混合溶液中浸泡几天后仍保持完整;CXC-1能显著提高泥页岩的膜效率,经CXC-1溶液浸泡的岩心膜效率为0.145,而经硅酸钠、甲酸钠浸泡及未浸泡岩心的膜效率分别为0.108,0.061和0.048;加入CXC-1后钻井液保护油气层能力显著增强,污染后岩心渗透率回复率由74.4%提高到91.6%;CXC-1与其他处理剂配伍性好,对钻井液流变性和滤失造壁性具有一定的改善作用,无毒(EC50=1×105mg/L),累计耗氧量测定表明易生物降解,是一种环境友好型钻井液防塌剂。在易跨塌、卡钻的沙河街组地层钻进中应用的结果表明,CXC-1能有效抑制井壁坍塌,维持井眼稳定,顺利解决复杂地层的井塌问题,满足复杂地质条件下安全钻井的需要。图2表7参7。

深层煤层气防塌钻井液优化研究

辽河油田宜川-黄龙地区井壁失稳、阻卡等问题严重制约了开发进程。针对该地区深层煤层气A井井壁失稳问题,对煤岩矿物组成、微观结构进行了分析并揭示了井壁失稳机理。发现:钻井过程中滤液侵入,易发生水化膨胀和裂缝扩展等情况,导致井壁失稳。构建了适用于该地区的防塌钻井液体系,特征为强封堵、强抑制性,以及较好的流变性和耐高温性,且在现场应用中表现出良好的性能。为深层煤层气井的高效开发提供了有效的技术支持。

征1-斜3井防塌钻井液技术

征1-斜3井是准噶尔盆地中部1区块第一口定向井,完钻井深4 900 m,该区块地质构造复杂,钻井液施工技术难度大。针对此区块不同地层特点,分别采用聚胺强抑制钻井液体系和铝胺成膜防塌钻井液体系,配合相应的现场钻井液维护处理工艺,安全高效钻达目的层,钻井周期创该区块新记录;且测试后,获得日稳产油4.5 t的良好工业油流。

绳索取芯技术应用中的井壁稳定性研究

随着深孔钻探环境愈加复杂,绳索取芯钻进技术实施过程中井壁失稳现象愈加突出。为破解该技术难题,从地质因素和工程因素两方面详细论述了绳索取芯过程中导致井壁不稳定的因素。以某重大供水工程中的重点勘察钻孔DZK4为例,结合深孔复杂岩层实际情况,提出“阳离子-高黏结-润湿反转-化学抑制-密度合理支撑”的协同防塌机理,结合该机理形成钻井液配方。应用情况表明,钻井液密度、失水量等相关指标都达到控制标准,钻井液性能较为稳定。

一种环保型水基钻井液体系设计与性能评价

随着能源需求的不断增长,页岩气作为一种重要的非常规能源,其开发利用受到了广泛关注。针对页岩气水平井钻井中的技术难题,设计并评价了一种高效环保型水基钻井液体系。通过室内实验,优选出了一套适合区块的钻井液体系(质量分数):3%膨润土浆+3%ASAA+2%ASAB+2%暂堵剂+2%ASAC1+5%KCl。所设计的钻井液体系在1.2 g∙cm^(-3)密度下的表观黏度平均值为42 mPa∙s,动塑比为0.39,高温高压失水量为5.6 mL;在1.6 g∙cm^(-3)密度下,体系的表观黏度为73.1 mPa∙s,动塑比为0.41,高温高压失水量为5.5 mL。此外,该体系具有良好的封堵性能和环境友好性,重金属含量和生物降解性均符合环保要求。研究结果表明,所设计的环保型水基钻井液体系能有效满足页岩气水平井钻井的技术要求,具有重要的实际应用价值和环境保护意义。

龙凤山气田防塌防漏钻井液研究与应用

东北工区龙凤山气田地层裂隙发育,各地层之间不整合交界,极易发生井壁失稳和漏失。针对该区块的地质特性和钻井要求,通过滤失评价实验和压力传递实验,优选SMSHIELD-2和FF-Ⅲ作为封堵防塌剂;通过砂床滤失实验,优选了SMGF-1为主剂作为随钻堵漏材料,最终形成了一套适用于龙凤山气田的防塌防漏钻井液体系,并对其性能进行了综合评价。实验结果表明,该钻井液体系流变性能稳定,抗温性能优良,且具有较佳的防塌防漏效果。在北213-16HF井的现场应用中,钻井液性能稳定,起下钻、电测和下套管作业顺利,全井无漏失,满足了现场钻井施工的需要。

义284区块定向防塌钻井液技术

义284区块位于济阳坳陷沾化凹陷渤南洼陷北部陡坡带,由于该区块地质构造复杂,定向过程中钻井液井壁稳定、井眼净化及润滑防卡技术难度大。通过优选处理剂,构建聚胺强抑制润滑防塌钻井液体系,该体系在义284区块8口井进行了现场应用,配合现场钻井液维护处理工艺,结果发现:钻进过程中井壁稳定,井眼净化效果好,定向顺畅,目的层井段平均井径扩大率为6.52%;与区块前期施工井相比,平均钻井周期降低8.41%,平均完井周期降低9.13%,平均机械钻速提高9.17%,达到了优快钻井的良好效果。

车斜577井深部地层防塌钻井液技术难点分析与研究

车斜577井下部地层地质构造复杂,沙河街组层理、孔隙及微细裂缝发育,施工中井壁坍塌严重;三开井眼小,地层压力系数低,施工中易发生井漏等复杂情况;井底温度高达180℃,高温下钻井液体系流变性控制较难。为此,分析钻井液技术难点,通过使用复合盐防塌钻井液体系和抗高温无固相钻井液体系,配合相应的钻井液体系维护处理工艺,解决了下部地层的井壁失稳难题,为区块的后续勘探开发提供了技术支持。

张集煤矿多分支井强封堵防塌钻井液体系研究及应用

张集煤矿多分支井是一口为查明3号异常区地质(陷落柱、薄煤带和地堑等)与水文地质特征开展的1直5支支井钻探工程。T3孔主要目的层为3_(上)和3_(下)煤层,煤层机械强度低,裂缝和割理发育,均质性差,存在较高剪切应力作用,煤层段井壁极不稳定,在钻井过程中极易发生井壁坍塌、井漏、卡钻甚至埋掉井眼等井下复杂情况。本文通过对施工中钻井液的主要技术难点进行分析,研制了多分支井强封堵防塌聚合物钻井液体系,主要配方:基浆+0.5%KPAM+1%铵盐+1%腐殖酸钾+1%降滤失剂+1%防塌剂+3%NS封堵剂。主要性能:粘度35~50 s,密度1.05~1.2 g/cm^(3),失水量4~6 mL。完成钻井工程量2506.23 m,岩心取心率92%,满足了施工的要求。

征1-4井优快钻井液技术

征1-4井位于准中1区块征沙村地区,设计井深4 855.00 m。通过使用聚合物防塌钻井液体系和聚硅铝胺防塌钻井液体系,辅助现场钻井液维护处理工艺和工程措施,保证了征1-4井的顺利施工。全井机械钻速12.96 m/h,创造该区块钻速新纪录,达到提速提效的目的。

复合盐成膜钻井液技术研究

为解决松辽盆地长岭断陷长裸眼硬脆性泥页岩井段的塌漏失共存的技术难题,在优选活度调节剂和成膜封堵防塌剂的基础上,研制了复合盐成膜防塌钻井液体系。该体系流变性能可控,滤失造壁性能佳,抑制和防塌性能优异。在腰登15HF井的现场应用中,成功解决了长裸眼硬脆性泥页岩井段的塌漏失共存的问题,起下钻、电测和下套管作业无遇阻,推广前景广阔。

曲9区块水平井钻井液优快钻井技术

曲9区块明化镇组和馆陶组地层沉积较厚,地层发育大段易水化软泥岩。水平井钻进过程中钻井液井壁稳定、井眼净化、润滑防卡和储层保护技术难度大。通过优选聚合醇润滑防塌钻井液体系,辅助现场钻井液维护处理工艺,保证了该区块3口水平井的顺利施工,钻完井时效较前期施工井有明显提高,达到了优快钻井的良好效果。

小秦岭金矿田3500 m特深孔冲洗液技术

小秦岭金矿田3500 m特深孔(ZK001孔)位于河南省灵宝市,是小秦岭构造带上深部探测的第一口全孔连续取心特深钻孔,该钻孔地层岩性十分复杂,软、硬、碎地层交互出现,护壁极其困难,钻进中伴随孔壁坍塌、掉块、水化分解造浆、高地应力断层泥缩径和微裂隙失水等多种复杂工况。本文针对地层变化调整冲洗液体系,上部采用低固相冲洗液,下部采用低固相聚合物防塌冲洗液体系,不断优化冲洗液配方,及时维护调整性能参数,有效解决了孔内各种难题。为小秦岭地区提供了一种可靠的深孔岩心钻探冲洗液技术。

高密度抑制防塌冲洗液体系在四川营山SY-1地热井中的应用

四川营山地下热矿水探采井SY-1井是一口地热资源重点勘查井,实际完钻深度2758 m,揭露三叠系上统须家河组热储层岩性以长石砂岩、粉砂岩为主,埋藏深度2220~2758 m,厚度538 m。下沙溪庙组岩性为灰绿色页岩、暗紫红色粉砂质泥岩夹黄褐色中厚层状粉砂岩及块状细粒长石砂岩,含高压气、卤水混合物,施工过程中需解决坍塌掉块、井涌、井漏、卤水污染、缩径等复杂难题。室内通过开展高密度抑制防塌钻井液流变性、防塌性、稳定性等控制方面的技术攻关,在优选钠基膨润土的基础上,通过对包被剂、降滤失剂(抗盐)、防塌剂等材料的筛选及优化,形成了高密度抑制防塌冲洗液的最终配方:清水+4%膨润土+0.1%纯碱+0.1%烧碱+1%~2%增粘剂HN-1+0.2%~0.5%环保大分子包被剂+1%~3%环保降滤失剂HJ-1+1%~3%抗盐滤失剂HLY+1%~2%环保防塌剂HFJ+重晶石。该配方密度1.50~1.80 g/cm3可调,滤失量4.0 mL,流变性能好,抑制防塌效果显著,在现场取得了成功应用,保证了该项目的顺利实施。

柳州地区页岩气地质调查井钻探技术研究与应用

页岩气地层裂隙发育,胶结性差,表现为岩石破碎、水敏性强、孔壁强度低。在钻进过程中容易出现坍塌、掉块、缩径等复杂情况,从而引发孔壁失稳、卡钻、埋钻等孔内事故。对广西柳州地区页岩气地质调查井工程进行钻探技术研究,应用PVA1788成膜体系无固相冲洗液和成膜防塌体系无固相冲洗液、绳索取心液动锤钻进技术、膨胀波纹管护壁新技术、螺杆钻具定向钻进纠斜技术,在现场勘探施工中取得了良好的效果,保证了项目的顺利施工。