抗高温强抑制性钻井液体系的研究与应用

印尼JABUNG油田的Gumai泥页岩地层水敏性极强,因井壁失稳造成的井眼事故频繁发生。通过选用新型抗高温聚合物包被抑制剂GWTEMP、沥青类抗高温降滤失封堵剂GWTEX,并引入油基钻井液用降滤失封堵剂GSL(黑色液态褐煤乳液)等高效处理剂,构建了满足JABUNG油田钻井需要的KCl-GWTEMP强抑制性钻井液体系,其中GWTEMP抗温在205℃以上,抗盐达饱和,分子量较其他聚合物包被剂分子量低,易溶于水。室内实验和现场试验均证明,该钻井液具有良好的流变性、降滤失性、封堵和抑制性能,能保持井壁稳定;极压润滑系数在0.05以下,可很大程度地减少高扭矩和压差卡钻等的发生;试验井井眼规则,电测井径扩大率仅为3.14%。

快吸附强抑制性HEM钻井液

针对渤中地区蒙脱石含量很高的活性泥页岩地层,合成了一种钻井液用胺基聚合物抑制剂PF-HAB。用IR、1H NMR等方法表征了PF-HAB的结构,表明其为含活性胺基聚醚类化合物。抑制性实验结果表明,10%膨润土基浆老化后表观黏度、动切力分别为77 mPa.s、71 Pa,而淡水中加入3%(w/v)PF-HAB后再加入15%膨润土老化后,表观黏度、动切力分别降至4 mPa.s、2 Pa,PF-HAB的抑制性与国外同类产品相当,优于国内同类产品。吸附量和XRD测试实验表明,PF-HAB能快速吸附在膨润土表面和晶层间。开发了以PF-HAB、两性离子聚丙烯酰胺PF-HIP和高效防泥包润滑剂PF-HLUB为主剂的HEM钻井液体系,其一次和耐久滚动回收率分别达到95%和85%,摩阻系数为0.056 7;该体系能抵抗30%钻屑或5%氯化钙的污染,且污染后钻井液流变性能稳定。该钻井液在BZ34-1N油田应用了2口井,在整个钻进过程中没有出现复杂情况,起下钻顺利,储层保护效果好。

强抑制性高钙盐聚合物钻井液体系的研究与应用

研究形成了以无机-有机单体聚合物SIOP、两性离子磺酸盐聚合物CPS-2000、聚合铝防塌剂AOP-1及固相化学清洁剂ZSC-201等为主处理剂的强抑制性高钙盐聚合物钻井液体系。该体系游离钙离子质量浓度大于1.5 g/L,具有良好的抑制防塌性能,抗温达到180℃,抗盐达饱和,抗钙达到30 g/L,流变性能良好,在中原、塔河、塔中、西南等油田的盐膏层和硬脆性地层及易水化泥页岩、胶结较差的火成岩、微裂缝发育等不稳定地层都得到成功应用。结果表明,由于钻井液的问题,应用井未出现井下复杂情况,井径规则,平均井径扩大率小于5.17%,起下钻顺利,下套管一次成功率达100%,电测一次成功率达95.45%。

环境友好型水基钻井液抑制剂GGD研究与应用

针对海洋勘探开发泥页岩地层存在的黏土矿物水化膨胀、分散等问题,研制出具有较强抑制作用的环境友好型抑制剂GGD。介绍了GGD的作用机理。GGD的分子结构由具有疏水作用的脂肪烃和具有吸附、抑制作用的有机阳离子基团组成,相对分子质量较大,分子链足够长,因此还对钻屑有吸附、包裹作用。性能评价结果表明,GGD具有良好的抑制劣质土造浆、页岩水化分散膨胀的能力;符合GB 18420.1—2009生物毒性要求。在渤海湾曹21井的现场试验结果表明,GGD钻井液对大段泥页岩有较强的抑制效果,能够长时间维护井壁稳定,克服长井段长时间裸露易发生的井壁稳定问题。该钻井液满足渤海石油勘探开发环境保护及施工作业要求。

大港油田埕海二区钻井液技术研究

针对大港油田埕海二区沙一段大位移钻进过程中常出现的倒划眼、卡钻和井塌等复杂钻井问题,对该地层进行了黏土矿物分析和泥页岩理化性能实验,得出该井段中硬泥页岩地层微裂缝发育和易发生水化膨胀是导致井壁失稳问题的主要原因。根据井壁失稳机理,研制出一套高性能水基钻井液。评价实验结果表明,该体系抑制性强,能抑制岩屑分散及中硬泥页岩的水化膨胀,并能显著降低由钻井液侵入导致的对泥页岩强度的影响;具有较强的抗温(120℃)和抗污染能力。该体系总体性能与目前现场使用的国外一种高性能钻井液体系性能相当,能满足大位移钻井的需要。

桩139海油陆采丛式井钻井技术

介绍了桩139平台海油陆采丛式井钻井技术的应用情况,总结分析了导向及地质导向钻井、丛式井防碰、定向井PDC钻头以及泥浆工艺等技术问题。

宝南侏罗系地层井壁失稳机理的研讨

宝南区块自1996年7月开始钻探到目前为止共完钻5口井,这5口井在钻进侏罗系地层时均不同程度地出现了起下钻阻卡、卡钻、测井遇阻卡、断钻具、井漏等井下复杂情况与事故,严重影响了钻井周期,其原因是泥页岩/煤层井壁坍塌与砂砾岩蠕变缩径引起的井壁失稳。室内研究结果表明,井壁坍塌的根本原因是5口井的使用钻井液密度皆小于计算坍塌压力。砂砾岩地层井眼缩径的原因是这类地层具有一定的流变性,特别是在钻井液长期浸泡的情况下,地层向井眼内蠕变,导致井眼缩径。采用改进的三轴岩石强度试验机作试验装置,对砂砾岩地层的蠕变特征进行了测试,并在此基础上研究了井眼缩径的原因及对策。依据实验结果对砂砾岩地层井眼缩径率的计算结果表明:井眼缩径率随着井眼钻开时间的增加而增大,随着钻井液密度的增大而逐渐减小,而且不同类型钻井液在相同密度的情况下,井眼缩径造成阻卡的时间不同,例如采用醋酸钾强封堵钻井液或全油基钻井液,在使用合理的钻井液密度的情况下,可以延长安全钻井周期。

破碎地层井壁稳定钻井液技术应用与研究

井壁失稳一直是困扰石油工业界的一个大问题,在世界许多油田都存在,也一直没有能够得到很好的解决。由此而引起的井塌、井漏等一系列井下事故,对整个钻井工程危害极大,不仅延长钻井周期,而且影响井身质量及固井质量。但是破碎性地层如煤层、硬脆性地层等弱水敏地层的井壁不稳定问题一直困扰着人们,阻碍了勘探开发的发展进程。文章对破碎性地层井壁稳定机理、评价方法及钻井液的应用方面进行了相关探讨,分析井壁失稳机理,提出解决该地层井壁失稳的强抑制性封堵型钻井液。