不分散低固相钻井液在车排子地区铀矿绳索取心钻进中的应用研究

准噶尔盆地车排子地区是近年来可地浸砂岩型铀矿找矿的主要地区。但是通过最近几年车排子勘探区的钻探施工情况来看,该区域内地层较为复杂,区内广泛分布有泥页岩、松散砂砾岩等强水敏、不稳定地层。在区内钻探施工中,易发生岩层水化膨胀、孔径缩小、孔壁坍塌等复杂情况。而钻井液的性能是实现复杂地层顺利钻进的关键指标,在车排子勘探区钻探施工中使用传统细分散钻井液面临着岩心采取率低、地质效果差、回次进尺短和钻探效率低等问题。文章针对车排子勘探区的地层特点和钻探施工中存在的问题,通过相关钻井液文献调研和现场实验,研究并优选出了一套新型低固相不分散钻井液体系、配置与维护技术。该钻井液以广谱护壁剂和磺化沥青粉为核心材料,具有配置维护简单、流动性好、失水量低和所形成泥饼薄而强韧的特点。在2022年的铀矿钻探中,采用该钻井液体系,结合电动直驱钻机在车排子勘探区开展了绳索取心钻进实验,3口试验钻孔达到安全、优质和高效完孔的试验目标,为今后该地区类似钻孔的钻探施工提供借鉴与指导意义。

抗高温低固相钻井液在桩古斜411井的应用

桩古斜411井是胜利桩西潜山油藏的一口探井,该区块为高温低压油藏,前期使用的低密度低固相钻井液高温稳定性差,在钻井过程中,易出现流变性调控难、电测遇阻及储层污染严重等难题。针对该区域的地质特征和钻井要求,研发出抗高温低固相钻井液,并进行室内评价实验。实验结果表明,形成的钻井液抗温≥200℃,具有黏度低、切力高、稳定性强等优点,同时体系封堵性能强,滤失量小,能最大程度地减少钻井液固相颗粒和滤液进入储层,滤液表面张力≤26 mN/m,水锁损害小,渗透率恢复值≥90%。现场应用表明,桩古斜411井施工过程中没有出现严重的复杂情况,电测一次成功率均达到100%。平均机械钻速为9.86 m/h,钻井周期提前7.75 d,有效减少了钻井液对储层的浸泡时间,体系油气层保护效果显著,试油时产油量为34 m3/d,产气量超出9 900 m3/d,增产效果明显。

一种高密度无黏土低固相钻井液体系研究

为了满足高温高压钻井以及降低钻井液对储层岩心的伤害,研究了一种高密度无黏土低固相钻井液体系,通过以丙烯酸和乙酸乙烯酯为原料制备一种分散剂FX-1来提高高密度无黏土低固相钻井液体系的稳定性。结果表明:分散剂FX-1使碳酸钙表面的Zeta电位的绝对值增大,其分子吸附在碳酸钙表面,羧酸基团使Zeta电位绝对值升高,提高了碳酸钙颗粒(加重剂)的沉降稳定性和水化能力。含有2%分散剂FX-1的高密度无黏土低固相钻井液体系在150℃下静置3天后未出现沉降现象,表明该体系在高温条件下具有优异的稳定性。另外,高密度无黏土低固相钻井液污染岩心后采用直接返排的方式测试岩心渗透率恢复率为83.65%,表明该体系具有良好的储层保护效果。

无黏土低固相新型有机盐钻井液的室内研究

无黏土有机盐盐水钻井液能较好地解决常规无固相钻井液的3大难题（提黏、抗温和密度调节）。研制出一种新型有机盐，并根据复合成膜封堵技术优选出一套无黏土低固相有机盐钻井液配方。新型有机盐OS-100性能优良：溶解度高，其饱和溶液密度在1．505g／cm^3以上；无毒，腐蚀性低；能提高体系中处理剂的抗温能力。优选出的无黏土低固相有机盐钻井液具有良好的流变性、封堵造壁性和抑制性，抗钙可达3．0％～5．0％，钻屑容量限高，可达20％，润滑性能好，可降低钻头研磨效应，提高机械钻速，保护油气层。

低固相超高温水基钻井液研究及应用

冀东油田南堡构造深部潜山储层温度高、压力低、裂缝发育,为满足保护储层和井下携岩的需要,基于开发的聚合物增黏剂SDKP以及对抗高温降滤失剂、油溶性封堵剂、润滑剂、高温保护剂和防水锁剂的优选,优化出一套低膨润土低固相超高温水基钻井液。室内评价结果表明,1%SDKP溶液在165℃老化16h后,表观黏度保持率仍可达20%,表明SDKP的耐温性能好;SD-101和SD-201复配可显著降低1.0%膨润土基浆的滤失量,油溶性封堵剂HQ-10可显著降低高温高压滤失量;该钻井液抗温达235℃,在200℃下的塑性黏度达到15mPa·s,满足携岩需要,抗污染能力强,能抗10%NaCl、2%CaCl_2、10%劣质土污染,抑制性好,膨胀率降低率达78%,页岩回收率从8.24%提高到84.45%,储层损害小。在探井南堡3-82井五开井眼的现场应用表明,该钻井液在220℃井底温度下的流变参数基本稳定,API滤失量不变,携岩性好,顺利钻达井深6037m完钻,自喷求产,产液量为43.20 m^3/d。证明该钻井液可满足现场高温低压储层的钻井需要。

低固相不混油钻井液在CB1-1双分支水平井的应用

CB1-1井是壳牌公司长北项目部在长北气田进行水平开发的第一口井，该井为双分支水平井。介绍了用于斜井段的低固相不混油甲酸盐聚合物钻井液体系及其现场应用情况。实验结果表明，该体系表现出良好的润滑防卡性和良好的井眼净化能力，抑制防塌能力强、不混油、处理剂配套、性能易调控、滤失量低、高黏度、高切力，泥饼薄而韧、光滑，泥饼摩阻系数控制在0．0262～0．0437之间。在整个斜井段施工过程中，井眼始终处于良好净化状态，起下钻无阻卡，井底无沉砂，很好地解决了大井眼尺寸、长裸眼段下存在的井壁坍塌、润滑防卡、携带岩屑等技术难题、不仅有效克服了垮塌地层石千峰组、石盒子组长时间浸泡所带来的井壁不稳定风险，保证起下钻作业的安全顺利和长达2800多米的长裸眼井段的井眼稳定，而且确保咖244．5mm套管顺利下至井深3386m。

无粘土低固相甲酸盐钻井液

甲酸盐钻井液是一种性能优良的新型钻井液 ,它具有许多独特的优点。文中用尾气一步法成功合成了优质低成本的甲酸盐 ,用国产的甲酸盐和降滤失剂建立起了无粘土低固相甲酸盐优化配方 ,并对其性能进行了评价。结果表明 ,该优化配方流变性好、抑制性强、性能稳定、固相污染容限高 ,性能与国外相当 ,值得推广应用。

低渗储层PRD钻井液微细固相的絮凝性能优化

以东方某低渗透气田储层为例,分别测试了重晶石粉、超细碳酸钙、膨润土粉、泥岩钻屑(储层段)在液相里的粒径分布情况,评价了他们对储层的损害程度,发现造浆膨润土和水化后泥岩,由于大部分颗粒在微米和亚微米级,对岩心渗流通道造成了堵塞。因此优选出了絮凝剂PL-1,其在加量为0.1%时对微细固相具有好的絮凝能力,并能明显增强钻井液的储层保护能力,被优化后的PRD钻井液污染的岩心,渗透率恢复值由优化前的66.9%提高到79.7%,而且钻井液的滤失造壁性也得到了改善。

安探4X井低固相超高温钻井液技术

安探4X井是中石油华北油田公司为了勘探杨税务潜山含油气性所部署的一口风险探井,完钻井深为6 455 m。该井四开以后地层岩性主要为灰岩、泥岩,井底最高温度在210~217℃之间,超高温对钻井液处理剂的抗温性能提出了极高的要求。室内在现场浆的基础上,通过优选的4种关键处理剂对体系进行优化,构建出抗温200℃和220℃的低固相钻井液配方。现场钻井液维护过程中,根据井下温度环境,按照阶梯序列维护补充钻井液体系,最大程度地提升钻井液的性价比,在整个钻进过程中钻井液性能稳定,体现了良好的悬浮携砂性能,保障了四开超高温井段的顺利钻进。

无固相/低固相聚合物钻井液低温流变特性

研究低温条件对钻井液流变性的影响,对保证在冻土地区天然气水合物钻探安全顺利的开展有着重要的意义。通过对实验室研制出的无固相聚合物钻井液与低固相聚合物钻井液流变性进行对比研究,分析两种不同类型的钻井液低温流变性的变化规律。采用赫-巴模式中的参数对无固相与低固相聚合物钻井液的流变性能进行分析比较。对无固相聚合物钻井液与低固相聚合物钻井液建立了预测黏度与温度关系的数学模型。实测数据验证表明,数学模型拟合度高,可在现场根据不同类型的钻井液采用不同的模型进行分析研究。最后采用扫描电镜对两种体系钻井液的低温流变性进行了微观机理分析。

低固相钻井液体系在古叙煤田勘探中的应用

介绍了古叙煤田勘探中钻井液的使用问题,通过其中2个钻孔的应用实践,表明所采用的低固相钻井液体系性能优良,适应性强,粘度适中,滤失量合理,形成的泥饼薄而致密且有韧性,对充分发挥金刚石钻进特点,防止井壁垮塌起到了良好的作用,从而有效提高了钻进效率。

水基无粘土低固相钻井液在镇泾工区的应用

根据镇泾油田勘探开发一体化、低成本开发战略要求,在设计范围之内尽可能采用新工艺、新技术,以缩短钻井周期,提高作业效率,缩短钻井液对储层浸泡时间,减轻钻井液对储层伤害。在确保安全生产、施工质量的前提下,大胆应用水基无粘土低固相钻井液体系,并采取相关的防范措施,经实践证明能有效地控制井下复杂情况的发生,达到了提高钻井速度、降低钻井成本的目的。

低粘低固相钻井液配制及在泌304区的应用

针对泌304区的地层特点和钻井技术难点,开展了低粘低固相钻井液技术研究。经室内多次实验并配制出低粘低固相钻井液,确定了该钻井液所用处理剂的最优加量;该液具有良好的清洁井眼、润滑防卡、稳定井壁、保护油层等功能。该液在泌304区水平井应用后,使得平均钻井周期缩短6.12 d,平均机械钻速提高了2.19 m/h,明显降低了井径扩大率。

低固相盐水钻井液抗污染性能研究

钻井过程中,当钻遇大段岩盐层、盐膏层等地层时,若使用传统的分散钻井液,会有大量无机盐溶解在钻井液中,导致钻井液的粘度、切力升高,滤失量增大。同时会造成井径扩大,给继续钻进带来困难。为了解决上述问题,以往的科研人员采取了在钻井液中加入盐和分散剂的方法,使钻井液具有更强的抗盐能力和抑制能力。但低固相盐水钻井液经常被污染物侵入导致性能变差,该文针对目前大庆油田区域特点,对钻井液体系抗污染性能进行了评价。分别评价了低固相盐水钻井液的抗坂土、抗钻屑及抗钙侵性能。

低固相防塌钻井液在韩城地区煤层气井试验研究与评价

针对陕西韩城地区煤层气开发地质条件和钻井工艺特点,基于维护井壁稳定和减少对煤储层损害两点原则,提出钻采区钻井液类型确定标准,进而利用正交试验法研究适应煤储层和非煤地层煤层气井钻进用低固相防塌钻井液体系,并对复配试验优选配方进行性能评价。结果表明:钻井液配方材料选取具有良好的广谱性,成本低且配制流程简单,适合于煤层气井现场使用;钻井液具有较低的固相含量和密度,p H值接近8,滤失量低于8 m L/30min,满足降低煤储层伤害的要求;钻井液具有良好的防塌性能,能够有效抑制粘土、砂土地层的水敏性,维护孔壁稳定。

低固相聚合物钻井液在山西煤层气井中的应用

介绍了山西煤层气井钻探中钻井液技术难点 .通过三口典型的煤层气井 ,论述了低固相、低密度聚合物钻井液在煤层气井中的应用 .结果表明 ,这种钻井液体系 p H值较低 ,滤失量小 ,泥饼致密光滑 ,可以起到保护井壁的作用 ,从而有效地保护煤层 ,同时可降低钻井液材料的费用 ,适用于煤层气钻井 .

低固相聚合物钻井液在大邑地区的应用

大邑区块地质条件复杂,井壁稳定性差,裂缝发育导致漏失严重,可钻性差。研究表明,钻井液的固相含量与钻柱的振动密切相关,固相含量的提高增加了钻井液的粘度,同时增加了阻尼作用。在大邑区块使用低固相钻井液钻井时,钻具振动减少,钻具失效相对较少;而用无固相钻井液时,钻具失效严重。BHA横向振动衰减有限元分析表明,使用低固相钻井液,钻柱阻尼作用得到增强,钻柱横向振动衰减越快,承受交变复杂应力的时间越短,越不容易出现疲劳失效。

低固相聚合物防塌钻井液体系在川西浅井定向井施工中的应用

由《广安地区浅层低温低压油层修井液研究》科研成果经技术转型的低固相聚合物防塌钻井液体系,具有低摩阻、防塌、润滑性好、携砂、护壁能力强和低失水保护产层等特点,能满足川西浅井定向井施工的需要,能有效防止斜井粘吸卡钻。该钻井液体系经在新46井及川孝267井的应用实践,具有很好的推广应用价值。

低固相盐水钻井液体系配方优选

以往钻井过程中遇盐岩井段采用传统的分散钻井液体系,会有大量无机盐溶解在钻井液中,导致钻井液的粘度、滤失量增高、井径扩大,给继续钻进带来困难,会严重影响固井[1]。该文针对目前大庆油田区域特点,根据现场地层特征,通过试验研究形成一套施工方便的低固相盐水钻井液体系。通过实验优选出配方为:3%坂土+0.10%Na OH+0.1%Na2CO3+0.2%增粘剂ZN-1+2%降滤失剂KFT+1%降滤失剂SMC+0.5%沥青粉+0.5%铵盐+15%工业盐。

高黏低固相钻井液体系研究与应用

针对鄂尔多斯盆地陇东气田水平气井目的层山西组水平段埋藏深(井温高)、石英含量高(可钻性差)、泥岩钻遇率高及砂岩段孔缝发育导致塌漏共存的问题,结合该地区钻探的实际情况和国内外对泥页岩理化性能的研究成果,通过室内实验,进行钻井液成膜性研究、聚合物降滤失剂优选、封堵性优化、体系配方调整,形成了一套具有高黏切、低固相、优质泥饼、低滤失、抗高温等优点的高黏低固相钻井液体系。该技术在陇东多口水平气井进行了应用,在解决塌漏共存矛盾的同时提速效果明显,并且减少气层堵塞,有效保护储层,取得水平段机械钻速提高51.98%的良好效果,达到了提高钻井速度,减少复杂事故,提高综合经济效益等目的,进而形成各区块的模块化技术方案进行推广应用。