可循环微泡钻井液在煤层气钻井中的应用

在煤层气钻井中,循环介质的选择及应用具有极其重要的作用,34井在钻进过程中通过采用可循环微泡钻井液,有效地保护了储层,防止了漏失,提高了机械钻速,为单位增加了综合效益。

可循环微泡沫钻井液的性能评价与应用

可循环微泡沫钻井液是由水、固相颗粒(黏土)、表面活性剂(发泡剂)、增黏剂、降滤失剂等制成的一种气、液、固三相分散的胶体体系。室内评价实验结果表明,可循环微泡沫钻井液抗温高达135℃,在NaCl浓度高达10%时仍保持良好的流变性,具有较强的抑制性和良好的防漏失性能。由于其所含的表面活性剂产生泡沫,具有一定的疏水特性,在井内循环过程中,在井壁表面形成稳定的疏水屏障,阻碍自由水向地层的流动,使之不易润湿及渗入裸露的井壁,减少了滤液对泥页岩地层的水化膨胀作用;泡沫钻井液与抑制剂及井壁稳定剂适量添加混合,可有效提高钻井液的防塌效果。室内评价试验确定了可循环微泡沫钻井液使用配方:4%膨润土浆+0.3%Na2CO3+0.5%WP-1+0.3%WDJ-1+0.4%CPS-2000+0.3%FP-1。中原油田4口井和科索1井的现场应用表明,该钻井液可满足中原油田中生界低压、低渗地层和北京中元古界蓟县系雾迷山组海泡石易膨胀、溶解地层、气穴发育地层的欠平衡钻进要求。

生物质合成树脂降滤失剂在储气库微泡钻井液体系中的应用

为顺应石油勘探开发对钻井液的绿色环保需求,开发了一种以木质素为原料的生物质合成树脂降滤失剂(LDR)。室内采用发光细菌法测试LDR的半数效应浓度(EC_(50));以LDR为降滤失剂配制微泡钻井液,测试样品浆的黏度及滤失量并将LDR在卫11储气库和文13西储气库中进行应用。结果表明:LDR的EC_(50)为440 g/L,对环境无毒,可生物降解;LDR黏度效应较小,有利于控制微泡钻井液流变稳定性,滤失量相同时,LDR加量比磺化酚醛树脂降滤失剂(SMP-Ⅱ)加量少。1.5%LDR在卫11储3井2 619~2 840 m井段使用时,中压滤失量(FLAPI)稳定在4.0 mL左右,高温高压滤失量(FL_(HTHP))为8.0~11.0 mL;2.0%LDR在文13西储1井3 118~3 206 m井段使用时,FLAPI为4.4~4.6 mL,FL_(HTHP)为9.0~11.0 mL,塑性黏度(PV)为15.0~25.0 mPa·s,表明LDR与微泡钻井液体系配伍性良好,降滤失效果明显。

印尼KSO Benacat区块低密度微泡沫钻井液技术

印尼KSO Benacat区块属于低压低渗地层,前期采用常规钻井液钻进发生多次井漏,并引起卡钻,造成很大的经济损失。为解决现场存在的此类问题,使该区块后续钻井施工能顺利进行,以表面活性剂JM为发泡剂,生物聚合物PF-XC为稳泡剂,配制了低密度微泡沫钻井液。由室内试验可知,微泡沫钻井液的稳泡时间可达96h,岩屑滚动回收率可达94.0%,渗透率恢复率可达92.4%。2口井的现场试验表明,该钻井液可以有效减少井下故障、显著提高机械钻速,还有利于保护储层,可大大降低由钻井液侵入对油气层的损害。研究表明,研制的低密度微泡沫钻井液能够满足印尼KSO Benacat区块的现场钻井要求,并对同类地层的安全快速钻进具有借鉴意义。

可循环自动发泡钻井液技术

在优选表面活性剂、协同稳泡聚合物的基础上,进行了可循环自动发泡钻井液体系配方的优化,研制出了一种由聚合物基液和发泡剂组成的新型可循环自动发泡钻井液体系。性能测试结果表明,优选配方的聚合物基液完全能满足油气田的常规钻井需求,当添加发泡剂后,形成的泡沫钻井液同样具有很好的综合性能,适合油气田的欠平衡钻井。

微泡钻井液流变性

鉴于微泡钻井液在衰竭油气藏钻井中的成功应用,通过实验测试和数据分析研究了微泡钻井液的流变性及稳定性。配制了一种典型的微泡钻井液,在不同温度下对其黏度进行测试,分别采用幂律模型、宾汉塑性模型和Herschel-Bulkley模型对测试数据进行了拟合,发现Herschel-Bulkley模型更能准确描述不同温度下微泡形成前后钻井液的流变性。根据Herschel-Bulkley模型拟合结果,温度升高会提高微泡钻井液的剪切稀释程度,微泡形成后钻井液的静切力和井眼净化能力提高,且在高温下微泡钻井液性能不会明显减弱。低剪切速率下微泡钻井液具有较高的黏度,可以保证良好的孔隙堵塞效果。微泡尺寸增长速率及静态析出实验中液体析出速率可作为评价微泡稳定性的指标:微泡尺寸随时间增加增长缓慢且寿命较长,静态析出实验中液体析出速率低,说明微泡钻井液具有良好的稳定性。

“微泡”钻井液∶新的Aphron液体钻井技术减少水平井地层伤害

美国ActiSystems公司研制了一种全新的、在近平衡钻井中使用的“微泡”钻井液 ,又称为“Aphrons”钻井液。在没有充足的空气或注入气体的条件下 ,该钻井液可产生一种由多层粘膜包裹着的“Aphrons”所组成的“微泡” ,即非聚集、可循环使用的均匀刚性气核体系。它在使用时 ,不仅可以实现泥浆密度的还原 ,还能阻止或延缓钻井液进入地层 ,建立起一个真正的非侵入的、近平衡的环境 ,是钻定向井和水平井的理想钻井液。

微泡钻井液新技术在北海衰竭地层中的应用

钻衰竭油藏涉及到许多技术和经济问题 ,常使得进一步开发老油田无利可图。大多数问题集中在不能控制漏失和压差卡钻。尽管较便宜的钻井液有可能伤害地层 ,但通常在特殊层段仍使用较便宜的钻井液 ,因为使用这些钻井液可以抵消昂贵的泥浆漏入地层造成的损失。如果作业者选择欠平衡钻井 ,那么在一些应用中为了安全作业所需的额外时间和设备就会严重降低项目的经济性。已经开发出一种钻进易漏地层时控制漏失的特殊钻井液 ,这种钻井液由特定的表面活性剂和聚合物组成 ,可以形成一种微泡体系或Aphrons体系 ,这些微泡或Aphrons包裹在一种独特的增黏体系中。设计的微泡钻井液通过控制衰竭、高渗砂岩地层的漏失同时稳定压实页岩或其他地层以帮助建井。微泡体系吸引人的特征之一是它不需要空气或泡沫钻井中使用的额外设备 ,也不需要增加成本和涉及安全的压缩机、高压水龙带以及连接装置 ,该钻井液体系使用常规的钻井液混合设备就可获得抗压性能好、可变形的微泡。介绍了在北海衰竭油气藏中控制井下泥浆漏失的特殊微泡钻井液体系的开发与应用。项目的关键问题是在上部产层由于采用超过平衡钻压 (>50 0 0lb/in2 )带来昂贵的泥浆漏失和裸眼射孔的风险 ,需要在钻进过程中采取临时封隔措施。

利用特殊的油基钻井液减少海上套管定向钻井作业风险

套管钻井能大幅节约钻井作业时间,提高施工效率。但套管钻井作业中,环空间隙小,易导致地层破漏及卡钻等复杂钻井事故。本文介绍一种特殊的由改性超微重晶石浆(TMBS)加重的油基钻井液体系(TMBS OBM),该钻井液是最近开发出来的,在挪威Ekofisk区块的Eldfisk油田成功应用。该钻井液体系具有低黏度、低流变性、低扭矩和悬浮稳定性好的特点,对钻井液当量循环密度影响小,波动压力峰值低,水力学性能和静态稳定性好。这些优越的流体特性使该体系能很好地解决那些孔隙压力和破裂压力之间窗口狭窄井段的钻进问题。该体系曾在包括控压钻井、大位移钻井、高温高压井等不同的井下条件中使用过,且现在还能在套管定向钻井作业中使用。