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%。

高钙盐-多元聚合物钻井液应用研究

为了解决南阳凹陷魏岗、张店区块中上部地层泥岩分散造浆和泌阳凹陷双江区块井壁掉块垮塌难题,室内通过岩屑膨胀性、分散性实验,优选出一套抑制防塌能力强,配制、维护处理简单的高钙盐-多元聚合物钻井液体系。该体系利用Ca2+,使地层中的蒙脱石等高活性粘土矿物部分转化为低活性的钙土,降低其在钻井液中的分散度;同时选择抗钙、镁能力强的PMHA为絮凝包被剂,使钻井液具有较强的抑制性和防塌能力及良好的流变性。南102井、双平6-1两井的现场试验证明,该体系能较好地解决魏岗区块地层强造浆顽症和江河区块井壁掉块垮塌难题。

高钙盐钻井液体系的研究与应用

中原油田的白庙、河岸、文东和卫城等地区存在着大段易分散、膨胀的泥页岩.造成井下事故。为此.研制了高钙盐钻井液体系。室内实验结果表明,高钙盐钻井液体系能抗150℃以上高温,具有良好的流变性和较低的滤失量.滤饼韧性好;具有和饱和盐水相当的强抑制性,抗盐膏;具有较好的保护油气层作用。现场应用表明,高钙盐钻井液达到了:①固相容量限高,抑制性强,在密度为1.4 g/cm3、膨润土含量为43 g/L的情况下仍保持低粘度和切力;②机械钻速比邻井提高30％左右;③维护处理简单,处理成本低;④使用密度比邻井低0.05 g/cm3,保护油气层效果好,静态和动态岩心渗透率恢复值都大于80％。高钙盐钻井液较好地保护了油气层,成功地解决了泥页岩膨胀分散和垮塌问题。

用强抑制性钻井液体系钻巨厚泥岩地层

针对新疆准噶尔盆地莫北油田中生界白垩系吐谷鲁组(300～3850 m)泥岩地层水化膨胀缩径严重,阻卡频繁,地层造浆性强,钻井液流变性控制困难,电测1次成功率低的问题,采用了甲酸盐钻井液和钾钙基钻井液体系,并配合相应的钻井工程技术措施。现场应用表明,这两种钻井液体系具有较强的抑制性,有效地减轻了泥岩地层的水化膨胀,明显减少了由膨胀缩径引起的井下复杂情况,井壁稳定,井径规则;控制了钻井液的流变性,减轻了泥岩地层的缩径阻卡,保证了裸眼完井作业的顺利实施,提高了电测1次成功率;通过强化钻井工程技术措施,缩短了钻井周期,提高了钻井时效,节约了钻井成本,实现了二开裸眼完井,提高了经济效益。

高钙盐钻井液在塔河油田TK909H井的应用

TK909H井钻探目的是利用水平井控制泻油面积,提高单井储量和采收率,以获得较好的开发效果。该井钻遇上第三系下部地层为棕褐色和灰色泥岩与灰白色细粒砂岩、粉砂岩;石炭系地层有较高的坍塌压力,若钻井液性能控制不合理会使泥岩互层、膏质泥岩及白色石膏薄互层,水化分散、剥落掉块;三叠系地层以硬脆性泥岩为主,钻井液滤失量大时将会增加进入地层微裂隙滤液量及其侵入深度,导致地层膨胀坍塌。该井二开采用聚合物钻井液,三开目的层井段采用了高钙盐钻井液。该钻井液的钙离子含量一般高于900 mg/L,能充分发挥高价金属离子的抑制作用,其抗劣质土、无机盐、高矿化度地层水、水泥等污染的能力也很强;由于可直接利用井场水配浆,可降低该体系钻井成本。该钻井液解决了泥页岩剥蚀掉块、缩径、地层膨胀坍塌等问题,井眼规则,电测、下套管等作业顺利,缩短了钻井周期、提高了钻井效率。

铝盐聚合醇钻井液体系在辽河油田的应用

辽河油田沈北区块上部地层含大段软泥岩,易水化膨胀缩径,下部地层水化分散强,易发生周期性垮塌,常规的钻井液体系不能有效稳定井壁,常引发井下复杂情况。研制出了强抑制性铝盐聚合醇钻井液体系,该钻井液由于铝盐和聚合醇的协同作用,具有优良的润滑和抑制性能。该体系在沈625-10-22井、沈625-14-34井及沈625-18-30井钻进过程中表现出良好的抑制性,减少了钻井复杂情况,井下安全,井眼规则,与同区块使用聚合物分散体系的井相比,平均井径扩大率降低7.95%-11.77%,并且降低了钻井液的使用密度。其成功应用证明,铝盐聚合醇钻井液抑制性和井壁稳定能力强,具有明显的防塌效果,可满足沈北区块沙河街地层钻进的需要。