HPS/CMC复合钻井液流变性和触变性研究

羧甲基纤维素钠盐(CMC)作为降滤失剂和降失水剂被广泛应用于钻井工业中。将CMC和羟丙基淀粉(HPS)复合成混合钻井液体系,通过改变HPS和CMC的复合比例和体系的温度,测试出复合钻井液体系的流变参数——表观黏度(AV)、塑性黏度(PV)和动切力(YP),并应用幂律模式方程对相关实验数据进行回归拟合,以此分析HPS/CMC复合钻井液体系的流变性和触变性。通过实验分析得出,CMC的增黏效果比HPS强,随着复合钻井液体系中CMC含量的增加,复合钻井液体系的稠度变大,AV、PV、YP均增大。随着每种钻井液体系测试温度的升高,HPS钻井液体系的触变性降低,CMC钻井液体系的触变性增大,而HPS/CMC复合钻井液体系的触变性略有下降。HPS/CMC复合钻井液体系的触变性随HPS和CMC复合比的变化没有呈现出明显的变化趋势。

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。

复合盐水低伤害钻井液在桃7-9-5AH水平井的应用

针对苏里格地区低孔低渗砂岩气藏的特点,依据ASS-1全酸溶钻井(完井)液在该地区探井的应用经验,研制出了复合盐水低伤害钻井完井液。该钻井液在常规条件下对地层的平均伤害率仅为5.9%,在特殊模拟井下条件下,对气层的平均伤害率为13.64%,暂堵性好,井壁上形成的暂堵滤饼通过气层压力完成解堵,简化了完井、投产作业。该钻井液在桃7-9-5AH井水平段施工过程中,起下钻无阻卡,井底无沉砂,解决了因泥页岩水化膨胀而引起的缩径和坍塌、高摩阻大扭矩、PDC钻头泥包等一系列技术难题,创造了长庆区块水平段一只φ152.4 mm钻头810 m进尺的记录,并获得无阻流量150×104 m3/d的高产气流。

无土相复合盐水钻井液的研究与应用

长庆气田水平井斜井段将钻遇石千峰组、石盒子组易坍塌地层以及山西组、本溪组易垮塌煤层,以往使用的三磺钻井液防塌能力差,井径扩大率大,为了稳定井壁,提高钻井液密度和黏度后,又导致机械钻速降低,泥饼质量和润滑性变差,摩阻增大。针对以上情况,开发了复合盐水钻井液,其可由聚合物体系和抗盐三磺体系直接转化,使用甲酸钠、氯化钠和氯化钾3种盐,复配抗盐降滤失剂、提黏剂、超细碳酸钙、阳离子乳化沥青粉等材料。室内研究和现场应用结果表明,该体系具有抑制性好、防塌能力强、密度高、滤失量低、固相含量低、润滑性良好、性能易于控制等特性,有效地解决了钻进中地层掉块、垮塌、岩屑携带及阻卡等问题,起下钻畅通,下套管顺利,井径规则,平均井径扩大率在10%以内,控制了井下复杂情况的发生,满足了水平井安全钻井的需要。

复合盐水钻井液缓蚀剂DFP的研制及应用

用极化电阻法和动态腐蚀模拟法测定了工业生产的和专门合成的五种缓蚀剂在钠盐水和复合盐水中的缓蚀性、抗氧性和耐温性，研究了筛选出的两种缓蚀剂（ＴＰＣ和ＴＰＡ）的极化曲线，考察了它们在复合盐水泥浆中缓蚀性的浓度依赖关系，在此基础上研制出缓蚀剂ＤＦＰ：配入除氧组分的１∶２的ＴＰＣ＋ＴＰＡ。此剂在室内评价中缓蚀率达８４％，两口井多井段现场检测中缓蚀率在８０％以上，与饱和复合盐水钻井液的配伍性良好。

复合醇盐水钻井液体系的研究与应用

大庆油田松辽盆地北部2500 m以内的中浅层井使用的水基钻井液均存在不足,突出表现为体系的抑制性差,井径扩大率大,井眼不规则;为了稳定井壁不得不提高钻井液密度,因而影响了油气层的发现和保护。为此开发了复合醇盐水钻井液体系,该体系主要由3种不同浊点的聚合醇、抗盐降滤失剂、增粘剂、超细碳酸钙、甲酸钾及甲酸钠组成。室内研究与现场应用结果表明,复合醇盐水钻井液体系具有优良的页岩抑制性,井眼规则,稳定性好;抗温可达160℃;具有较好的润滑性能和较高的膨润土容量限;保护油气层效果好;该体系使用的聚合物易生物降解,不会造成对环境的污染,对钻具腐蚀性小。

复合盐防腐钻井液的研制与现场应用

江汉油田钻井用饱和复合盐钻井液对钻具的腐蚀相当严重。研究了江汉油田常用钻井液处理剂和pH值对钻具腐蚀的影响,评价了5种缓蚀剂的抗氧、抗温及抗复合盐性能。由缓蚀剂TFC与TFE复配组成的复合缓蚀剂DFP具有良好的除氧、抗温、抗复合盐性能。经在两口试验井中应用表明,0.2％DFP防腐钻井液防腐效果明显,缓蚀率在8424以上;从井内起出的钻具表面光亮,在钻台停放12d不生锈。

HJ-1复合型钻井液的研究及应用

分析和探讨了HJ-1复合型钻井液对复杂地层护壁的作用机理及护壁性能试验情况,介绍了其在寨上矿区复杂地层钻探中的成功应用。

复合盐饱和盐水钻井液在利97井中的应用

利97井是胜利油田布署的一口钻探盐下油气藏的重点探井,共钻遇3套盐膏层,盐膏层总厚度达600m,其井段岩性主要为盐膏岩、膏泥岩、纯盐岩及红色、灰色泥岩。根据该井地质特点和施工要求,配制复合盐饱和盐水钻井液体系,并进行热稳定性和抗污染性实验,在该井三开井段(2850～3915m)应用,取得良好效果。有效抑制了泥岩段地层黏土矿物的水化膨胀,钻井过程中无掉块,起下钻顺利;盐膏层钻井过程中,用Na2SO4控制钻井液中Ca2+含量,很好地控制了钻井液流变性和滤失量,减少了采用纯碱控制Ca2+含量对钻井液流变性造成的不利影响;用饱和盐水钻井液控制Cl-的浓度,使其一直处于饱和状态,钻井液未对井壁溶蚀,电测解释井眼相对规则;三开钻进、电测、完井及取心都非常顺利(盐膏层取心2次),表明复合盐饱和盐水钻井液体系适合该区块的钻井施工,值得推广应用。

尤拉屯No.15井超高密度聚磺复合盐水钻井液技术

土库曼斯坦古诺尔塔·尤拉屯气田No.15井完钻井深为4 500 m,四开地层岩性以石膏、盐岩为主,压力系数为1.98～2.31,地层流体活跃,盐膏层易蠕动,周围有12口报废井。研究出的超高密度聚磺复合盐水钻井液具有流动性好、滤失量低、润滑防塌能力强等特点。现场应用表明,全井最高钻井液密度为2.38 g/cm^3,压井浆最高密度为2.70 g/cm^3,没有因盐膏层的缩径、坍塌、塑性流动等而引起井下复杂或事故;该钻井液具有较强的抗盐抗温稳定性和抗各种污染的能力,流动性较好,在遭遇严重的盐水侵、石膏侵、气侵等污染时流变性变差,但经过及时的处理或维护后很快好转;通过控制Cl^-含量不小于18×10~4 mg/L,同时使用盐重结晶抑制剂,有效地抑制了盐层溶解;维护处理工艺简单,性能稳定周期长;钻进、起下钻、电测、下套管顺利,为该地区高压盐膏层段钻井奠定了坚实的技术保障。

一种深水低温复合醇钻井液实验研究

天然气水合物受到了越来越多的重视,而其勘探与开发钻井过程中却面临着一定的技术困难,尤其是如何防止钻井过程中水合物分解而产生井内事故。基于此,通过实验研究,开发了一种以复合醇为基础的适宜水合物地层钻井用低温聚合醇钻井液体系。该钻井液体系在低温条件下能够较长时间保持稳定的流变性、润滑性、合理的密度,同时能够较长时间有效抑制地层中的泥页岩水化膨胀和游离气二次生成水合物,对于保障水合物地层钻井安全具有重要意义。

复合盐钻井液对钻具腐蚀分析及控制对策

钻具腐蚀是钻井工程中普遍存在的问题,并随着钻井向高速、深井方向发展而日趋严重,钻具腐蚀造成的损失在整个钻井成本中占有相当大的比例。针对长庆油田复合盐钻井液中的钻具腐蚀问题,进行了钻具腐蚀产物分析和复合盐钻井液腐蚀因素影响及室内腐蚀性测试等研究,优选出一种耐温性缓蚀剂和高效除氧剂。通过在xx1、xx2井现场复合盐钻井液加入除氧剂和缓蚀剂,进行了除氧剂和缓蚀剂评价及配伍性等实验,溶解氧含量可降至0.22mg/L,腐蚀速率为0.013mm/a,缓蚀率为82.6%,腐蚀性满足现场要求,并制定出钻具防护的控制措施,对钻井现场安全和环保具有重要意义。

一种复合钾盐聚合物钻井液的研究及应用

在四川富顺区块页岩钻探过程中使用水基钻井液井段存在地层造浆、泥页岩大量剥落、井壁失稳、严重井漏、上部地层出水、起下钻困难、卡钻等难题。针对以上问题对钻井液存在的技术难点进行分析,对使用的钾盐聚合物钻井液体系进行优化,对体系的基本性能进行了评价。优化后的体系采用优选的复合钾盐配方作为核心抑制剂,具有抑制性强、抗温性好、抗污染能力强等特点,在四川富顺区块的页岩气钻探中取得了良好的应用效果。

徐闻区块复合有机盐钻井液技术

徐闻区块位于北部湾盆地,由涠西南凹陷、乌石凹陷、迈陈凹陷、福山凹陷和雷东凹陷组成。该地区下部地层岩性以微裂隙发育的硬脆性泥页岩为主,坍塌压力系数较大,易发生井壁坍塌,导致钻井过程中井下复杂、事故频繁发生。针对以上地层特点,在该区块积极推广应用了复合有机盐钻井液体系。现场应用表明,该体系具有很强的抑制性和防塌能力。推广应用的3口井与同区块的邻井相比,机械钻速提高了44%,平均钻井周期缩短了近26 d,复杂事故时效大幅度降低,平均井径扩大率减小了50%。说明徐闻区块流沙港组地层的井壁失稳问题得到了明显改善,电测成功率也大幅提高,很好地满足了该区块钻井施工的需要。

高密度复合盐水钻井液体系在伊拉克Missan油田盐膏层中的应用

为解决伊拉克Missan油田复杂盐膏层蠕动、盐重结晶、钻具阻卡、井漏、高压盐水层溢流等复杂问题,优选了密度高达2.2~2.35g/cm3的复合盐水钻井液,在伊拉克Missan油田800m巨厚盐膏层中成功应用。该钻井液性能稳定,悬浮性强,易于维护,具有良好的流变性,能有效抑制盐、石膏的溶解和泥页岩分散、膨胀,并且有很强的抗盐侵、抗膏侵、抗钻屑污染能力,充分满足了该区块盐膏层井段地层特性和安全钻井对钻井液技术的要求,并取得该地区盐膏层钻井100%成功率的应用效果,为解决巨厚复杂盐膏层钻进及顺利完成伊拉克项目提供了关键性技术保障。

费尔甘纳盆地高温超高密度聚磺复合盐水钻井液技术

乌兹别克斯坦费尔甘纳盆地卡拉吉达构造带主要目的层为N1下部和E上部,深度为5 700～6 500 m,具有高压(地层压力系数在2.2左右)、高产(产量超过500 t/d)、高含硫(5%～6%)、高盐(5%～27%)、超深的"四高一超"的特点,事故多发生在盐层和盐下油气层段。研制出2套抗温分别为150～180℃、180～200℃的超高密度聚磺复合盐水钻井液体系,密度可在2.0～2.4 g/cm3范围内调节,具有好的悬浮稳定性和流动性,在抗温达180～200℃的体系中使用了单剂抗温可达200℃的磺酸盐抗盐降滤失剂DSP-2和抗温可达240℃的超小分子高温高盐聚合物降滤失剂PFL-H;同时提出了2套体系的现场配制、维护处理的技术措施和工艺流程,现场操作性强。室内评价和现场应用结果表明,2套体系都能满足该油田深层高温高压盐膏层、高压盐水层井段的钻井施工。

强抑制复合盐钻井液研究及在吉木萨尔区块的应用

以吉木萨尔区块为研究对象,在分析了已钻井的复杂类型、已使用钻井液的优缺点以及地层黏土矿物的分布情况之后,开展了钻井液处理剂的室内研究及配方优化。分别从抑制剂、封堵剂进行优选,最终确定出适合吉木萨尔区块新型钻井液体系——复合盐钻井液,该钻井液首轮试验井为吉2801H井和吉3301井。从现场试验情况来看,钻井液的抑制包被性能良好,能够很好地控制岩屑分散,封堵性能良好,加强了井壁的稳定性,满足现场的施工要求。为后续钻井液设计提供了可靠的依据。

复合有机盐钻井液技术在便X2井的应用研究

便X2井是江苏油田今年部署在金湖凹陷杨村断裂带上首口勘探评价井,主探该区E2d、E1f4+3含油气情况。为了解决该区戴南组中下部发育的棕色和白色软泥岩互层的水化分散与缩径、阜宁组硬脆性泥岩井壁失稳,造成完井电测时间长等问题。在室内开展了复合有机盐钻井液技术应用研究,制定了体系现场转化技术方案。该井复杂地层钻进中采用了复合有机盐钻井液技术,钻井作业顺利。现场应用表明,该体系性能稳定,维护简单,携岩性好、润滑性和降滤失防塌能力强,能有效抑制泥页岩水化分散,能为复杂地区钻井提供优越的性能保障。

超高密度复合盐水钻井液流变性调控及应用

某井是四川地区的岩气能源勘探井,由于该井口施工地区气层十分活跃,所以井口控制风险性较大,必须始终维持钻井液质量和使用性能,但是由于超高密度复合盐水钻井液固相控制难度参数高,造成钻井液流变性十分困难。根据某井实际案例作为研究出发点,并且结合超高密度复合盐水钻井液影响因素以及超高密度复合盐水钻井液流变性调控,总结出应用策略。