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。

超高密度复合盐水钻井液流变性调控及应用

Lu206井是四川盆地南部泸县长宁地区油气页岩气勘查区块的一口评价井,目的层为宝塔组。该井直导眼井井深为4082 m,实际钻井过程中钻遇高压裂缝气导致所施工的最高水基钻井液密度为2.42 g/cm^3,气层活跃井控风险大,必须维持钻井液具有超高密度,由于密度超高导致固相控制难度大,还因为上部泥岩地层易造浆,所以导致调控钻井液体系的流变性困难。总结区域内钻井经验,通过系统的室内实验研究,将上部聚磺钻井液体系转换成抗污染能力、抑制性强的超高密度复合盐水钻井液。该复合盐水钻井液在实践中也面临着流变性调控的难点,加强现场理论分析和小型试验,优选出了一种褐煤树脂KJ-4,将KJ-4、高密度分散剂、磺化单宁一起复配,在Lu206井直导眼井四开进行了超高密度复合盐水钻井液的试验。结果表明,该复配组合能较好地调控复合盐水流变性,控制超高密度复合盐水钻井液的黏度和切力,为该区块高密度钻井液流变性的调控提供了一种解决思路。

耐240℃超高温高密度钻井液探索性实验研究

随着深部油气、高温干热岩勘探与深地探测战略实施,钻井液长期处于高温高压恶劣环境,超高温高压下水基钻井液性能稳定性是超高温井钻探的一项关键技术。分析了超高温科学钻探工程钻井液面临的技术难题,提出了耐240℃超高温高密度水基钻井液配方的设计思路。采用单因素法,优选了耐240℃超高温高密度水基钻井液用关键处理剂。利用不同高温处理剂的协同增效作用,初步研发了一套抗温240℃、密度2.0 g/cm^(3)的超高温高密度水基钻井液配方。研究结果表明,经240℃老化16 h后,最优配方的钻井液具有良好的流变性和降滤失性能,其表观粘度变化率<30%,180℃高温高压滤失量≤24 mL。

元坝区块超高温高密度饱和盐水钻井液体系优化与现场试验

元坝地区下部海相地层具有层系多、地层温度高、压力梯度大、地层压力体系复杂、存在大段盐膏层和高压盐水层交错等特点,给钻井液的高温稳定性、流变性、造壁性都提出了较大的挑战。针对该地区钻井液存在的高温稳定性差、流变性及失水性调控困难等问题,通过抗高温处理剂的优选,钻井液体系性能优化及评价,最终形成了一套适合于元坝区块超深探井的抗超高温高密度饱和盐水钻井液体系。该体系抗温达220℃,密度2.00~2.50 g/cm^(3),220℃沉降系数SF小于0.52,并具备一定抗污染能力,能够满足深井钻井液在高温长时间作用下的钻探需求。该套钻井液技术在YS1井四开井段进行试验,表现出了良好的流变性能、高温高压滤失性能和抗污染能力。施工钻井液密度为1.95~2.25 g/cm^(3),高温高压滤失量小于10 mL。该钻井液技术试验成功,解决了元坝区块深井钻井液体系热稳定性差、流变性及失水性调控困难等技术难题,实现了川北地区海相下组合勘探超高温超高密度饱和盐水钻井液技术的重大突破,为四川盆地超深层油气勘探开发提供了宝贵的经验。

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。

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。

超高密度抗高温饱和盐水钻井液技术

室内实验通过优选油田现有的处理剂,并配合使用室内研制的高温稳定剂SA,建立了一套抗200℃高温的超高密度(2.50 g/cm^3)饱和盐水钻井液。室内实验表明,该钻井液不仅具有良好的稳定井壁作用,而且抗钙污染能力(抗0.5%CaCl_2)和抗岩屑污染能力(抗20%岩屑)较强,满足了超深井钻井的需求。

超高温超高密度盐水钻井液实验研究

我国盐膏层分布十分广泛,如塔里木、四川、新疆、青海等油气田都曾钻遇盐膏层,钻井施工过程中常引起卡钻、埋钻、套管挤坏毁、固井管外水泥被挤走等工程事故。常规盐水钻井液在高温作用后,表现出流变稳定性差、高温高压失水难以控制等问题。为满足深层超高温盐膏层钻井施工要求,室内开展了超高温超高密度盐水钻井液体系研究,通过对超高温超高密度盐水钻井液的流变性、降滤失性的影响因素分析,以及膨润土、降滤失剂、高温稳定剂等优选实验,研制出的超高温超高密度盐水钻井液体系可控密度2.61 g/cm3,抗温220℃、氯化钠盐水浓度20%wt、高温高压滤失量低于10 m L,可满足超高温盐膏层的钻井施工要求。

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。

高密度复合盐饱和盐水钻井液在MISSAN油田群的应用及维护技术

针对伊拉克MISSAN油田群的页岩、硬石膏、盐层和塑性泥岩等复杂地层,用普通重晶石粉加重到2.20 g/cm^3以上的高密度复合盐饱和盐水钻井液在高压盐膏层钻井中成功应用,获得了良好流动性能,解决了地层蠕动、钻具阻卡、井漏等复杂问题,取得了良好的效果。

抗高温高密度饱和盐水聚磺钻井液的高温稳定性

针对高密度饱和盐水磺化钻井液抗高温稳定性差这一问题,通过对其机理进行分析,优选出了抗盐抗高温稳定剂A,并在此基础上进行改进,得到了抗盐抗高温稳定剂B。研究结果表明,在"三高"磺化钻井液中加入改进后的抗盐抗高温稳定剂B后,钻井液的终切力降低幅度超过50%;经170℃老化5 d后,钻井液的流变性、高温高压滤失量变化较小,克服了高密度磺化钻井液高温稳定性差、高温高压滤失量难以控制、维护处理等问题。

克深4井浅层超高密度钻井液技术

克深4井由于逆断层的存在,钻进中在井深560 m左右出现盐、膏、软泥岩互层,为平衡盐层及软泥岩蠕变,从井深560 m逐渐提高钻井液密度至2.45 g/cm3,以延缓井眼缩径,减轻井下阻卡现象。在降低工程复杂的同时,却由于盐溶形成的"大肚子"井眼、成岩性差的泥岩强分散作用等使高密度钻井液维护处理极其困难,也增加了井漏、卡钻的风险。在室内研究与评价DDM钻井液和UDM-1钻井液体系的基础上,通过增强钻井液的抑制能力,提高体系劣质固相容量限,调节钻井液的流变性,保障封堵防塌能力,实现了该井安全顺利钻进,也为浅层盐、膏、软泥岩地层高密度钻井液技术的应用积累了宝贵经验。

超高密度过饱和盐水钻井液体系研究

为解决巨厚盐膏层钻井及在盐膏层中定向造斜钻井的井壁稳定问题,必须要有高密度钻井液来平衡盐膏层蠕变。通过过饱和盐水设计、加重方式选择、处理剂优选与评价,建立一套超高密度过饱和盐水钻井液体系。结果表明:超高密度过饱和钻井液采用过饱和盐水设计,从根本上防止地层中的盐溶入钻井液。钻井液体系在密度2.60g/cm3时,依然具有较好的流变性能,塑性黏度小于60mPa·s,并且具有较好的抗侵污性能、抑制性能及抗温性能。

高密度饱和盐水钻井液在大北30井的应用

塔里木山前克深、大北井区库姆格里姆层巨厚复合盐层发育复杂,埋藏深,盐底变化大,易塑性蠕变、造成阻卡;窄安全密度窗口导致溢流、井漏同存,钻井风险大;钻进中易造成高密度钻井液性能恶化,引起井下复杂。大北30井是塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带大北15号构造西高点一口预探井,实际盐层井段:2740-3837米,层位:库姆格列木群组。近几年山前大部分盐膏层段使用油基钻井液体系,但大北30井四开段1000米复合盐层使用水基钻井液完成。实钻中面临盐膏层段存在着长段盐岩、高盐膏层、高密度、窄密度窗口等钻井液技术难题。通过技术攻关使高密度饱和盐水钻井液体系在配制、维护、处理及现场应用得到了重大突破,四开段使用密度2.38g/cm3饱和盐水钻井液安全顺利钻穿1000米左右的盐膏层,助力该井顺利中完。

超高温高密度钻井液技术研究与应用

通过对国内外深井高密度超高温钻井液技术调研、室内研究及现场实践,针对费尔甘纳区块秋斯特帕普构造深井超高温、高压、高密度等诸多重大技术难题,优选出了磺化复合盐水抗高温钻井液体系配方,自主研发了适用于秋斯特帕普构造的超高温欠饱和复合盐水聚磺钻井液技术,并在CP-Ex1井成功地进行了应用。现场应用表明,该钻井液体系性能稳定、抑制性强、润滑性好、抗温可达200℃、抗盐、抗钙能力强、流变性可调控,能满足该区深井钻井要求,为秋斯特帕普构造深部地层的勘探提供了强有力的技术保障。

乌兹别克斯坦费尔甘纳地区吉达4井钻井液技术

吉达4井位于乌兹别克斯坦费尔甘纳盆地卡拉吉达构造,是中石油部署在该区块的第二口超深探井。该区块地质结构复杂,储层埋藏深度在5 700～6 500 m左右,井底温度超过160℃,钻井液密度高达2.38～2.43 g/cm3,属高温、高压、高含盐、高含硫深层低渗油藏。上部和深部井段均存在高压盐水层和大段盐膏层,钻井过程中极易发生盐水侵、盐结晶、石膏层蠕变缩径、卡钻等井下事故。针对地层复杂情况,该井从三开井段开始使用欠饱和盐水聚磺钻井液。现场应用结果表明,该套钻井液在井底温度超过160℃时性能稳定,抑制性好,抗盐钙污染能力强,满足了"四高一超"(高温、高压、高密度、高含硫、超深井)条件下的润滑防卡、井壁稳定、流变性控制等一系列技术难题,未发生任何井下事故,实现了钻探目的,满足了施工要求。

HJS-1井钻井液技术的研究与应用

在HJS-1井的相邻地区钻井过程中钻遇高压水层、水化分散能力强的含膏泥岩、复合盐岩层、易漏灰岩等多套复杂层系,井壁失稳导致了复杂事故的发生。使用聚合物钻井液、KCl聚合物钻井液、超高密度盐水钻井液、聚合醇环保欠饱和盐水钻井液等多套体系,满足了钻井施工、地质录井的需要。现场应用表明,KCl聚合物钻井液抗盐膏能力强;超高密度盐水钻井液性能稳定,有效防止了盐层的塑性蠕动,井眼稳定;聚合醇环保欠饱和盐水钻井液,有效地保护了油气层。该区使用环保型水基钻井液顺利完成了全井施工,达到了地质勘探目的。

超高密度钻井液技术攻克世界级难题

10月31日，从中国石化重点预探井官深一井获悉：9月6日～10月10日，中国石化石油工程技术研究院运用超高密度钻井液技术，穿越该井三套高压盐水层，标志着超高压盐水层30多年来一直无法解决的世界级勘探难题被攻克，我国在超高密度钻井液技术研发与应用方面走在了世界前列。

勘探开发

超高密度钻井液技术攻克世界级难题 近日，中国石化石油工程技术研究院运用超高密度钻井液技术，穿越官深一井三套高压盐水层，标志着超高压盐水层30多年来一直无法解决的世界级勘探难题被攻克。据了解，官深1井是中国石化在四川盆地官渡构造部署的一口重点预探井，属于典型的山地复杂构造带。