页岩气井钻井液井眼强化技术

页岩气地层有着易表面水化剥落掉块、微裂缝发育、脆性好而裂缝易压裂等理化特性,目前,页岩气开发中常用的油基和合成基钻井液体系,起到了很好的防塌防卡效果。但随着开发的深入和地层特性的变化,如钻遇破碎带、裂缝异常发育的地层,采用油基体系仍然会出现大量掉块和严重井塌。为了解决易破碎性地层又垮又漏的复杂情况,需要及时有效地强化已形成的井眼。在钻井液中引入井眼强化剂YH11和BT100,室内实验对加入2种处理剂的钻井液进行了评价,研究出了一套适用于页岩气钻井液的井眼强化技术。该钻井液密度可调范围大,现场可控制在低密度范围1.14～1.50 g·cm^(-3),该体系抑制能力强,在防漏方面实现了低密度钻进,并且该钻井液体系具有良好的成膜封堵效果,解决了井壁稳定和承压能力低的矛盾,减少了井下复杂情况,确保了井下安全,进一步促进了机械钻速的提高。室内实验和现场应用都表明,井眼强化剂能及时胶结破碎性地带和封堵微裂缝而使井壁变得更致密,大大降低井壁的孔隙度和渗透性,有效阻止液柱压力向井壁孔隙的传递和阻止滤液的深度侵入,减少井壁支撑力的损失,获得防塌和防漏的双重效果。

井眼强化随钻防漏技术研究与应用

长段裸眼孔隙—裂缝发育带来的漏失问题,严重影响钻井提速,并造成相当大的经济损失。在孔隙—微裂缝地层或诱导性裂缝地层中作业,钻井液密度较低时会出现井壁不稳定现象,而钻井液密度较高时又出现井漏、安全密度窗口较窄等问题,文章研究了解决这一问题的井眼强化随钻防漏体系。体系中的微米级和纳米级高强度刚性颗粒随钻头破岩时迅速嵌入到井周孔隙和微裂缝中,产生沿井眼切线方向的挤压,微米级纤维材料快速充填,形成致密的网络封堵结构,在井壁形成“桶箍效应”,大大提高了井眼承压能力和井壁稳定性。室内评价实验表明,清水封堵体系承压5 MPa以上,井浆封堵体系承压7 MPa以上。在实际现场应用中,井眼强化随钻防漏体系在解决安全密度窗口较窄问题方面取得了满意的效果。

KCL聚胺多元抑制防塌钻井液研究及应用

通过引入KCL、聚胺PHA等强抑制材料进行室内研究,依据聚胺的强抑制性和K离子的嵌入作用,有效降低泥页岩水化高膨胀压,达到防止井壁失稳的技术思路,优选出了KCL聚胺多元抑制防塌钻井液体系。在玉北地区三口井现场应用表明,该体系抑制性强,润滑性好,有效解决了上部强造浆地层的阻卡和下部易垮塌地层的井壁失稳难题,使该区块故障率及钻井液成本大幅下降,钻井提速取得了良好效果。

承压堵漏技术的研究与应用

一些承压堵漏技术存在易发生二次漏失、承压能力难以提高、材料不能抗高温的问题。分析了承压堵漏的机理,认为该技术的关键是阻隔液柱压力向裂缝尖端的传导。开发了抗温达170℃的刚性颗粒材料A、弹性颗粒材料B、纤维材料C、可变形充填材料D和高失水材料E,并通过应用楔形模块、钢珠床和砂床模拟漏失地层,优选出了分别适用于裂缝性和孔隙性漏失的堵漏剂配方。该技术在务古4和晋古2-4(加深)井的承压堵漏施工中得到了成功应用,2口井的承压能力分别达到了3和4 MPa,且30 min压力不降,满足了下步施工的要求。

高性能油基钻井液技术在YZY1HF井的应用

YZY1HF井位于湖北省宜昌市夷陵区龙泉镇青龙村,该井目的层龙马溪组-五峰组存在着地层破碎裂缝发育,易井垮井漏的钻探风险。室内试验形成了高性能油基钻井液体系,流变性能好,具有从纳米-微米广谱封堵性和优良的乳化稳定性能,在YZY1HF井应用成功,钻穿水平段1633m,创造区块施工周期最短、水平段最长两项记录,形成了宜昌地区页岩破碎带井眼强化技术和随钻防漏堵漏技术。