沁水盆地郑庄区块煤层气水平井钻井体系优化

郑庄区块位于沁水盆地西南部,主产气层位为山西组3号煤和太原组15号煤,区内煤层赋存特征以及含气性无论从垂向上还是横向上均差异较大。分别对3号煤和15号煤的主裂缝延伸方向以及含气性进行分析,在此基础上对该地层水平井钻井体系进行了优化,结果显示:3号煤的水平最大主应力方向应为北东45°~60°,南西225°~240°;15号煤的水平最大主应力方向应为北东60°~75°,南西240°~255°。15号煤水平最大主应力方向与3号煤的相差15°左右。3号煤层属特低硫~低硫无烟煤,煤厚基本在5~6 m。15号煤层属中高硫~高硫无烟煤,煤层厚度在横向上总体较稳定,一般为4~5 m,煤层结构较为复杂。3号煤层和15号煤层含气量由区块南部向北部略有增加的趋势,呈现北东向展布的相对富集区夹小面积零星分布的相对低含气量区。优化钻井体系主要从钻井设计方案优化和钻井过程优化两个方面来实施。钻井设计方案优化主要包括:钻井设计理念的优化、井位优化和钻井轨迹设计优化。钻井过程优化主要包括:钻井设备优化、钻井液体系优化和井眼轨迹控制。井眼轨迹控制包括:无导眼精准着陆、弯曲段井眼轨迹控制、着陆时井眼轨迹控制和着陆后水平段井眼轨迹控制。ZH-L36井运用优化后的钻井体系,最终煤层钻遇率达到99%,压裂后产气量达4万m3/d。区块运用优化后的钻井体系,日产气量提高了100万m3/d。

新的环保型主温水基钻井体系

研制的新环保型水基聚合物体系适用于高温（232℃）和主压钻井，该体系是不含铬和其它不利于环境的有害物质的合成聚合物，它不仅能在主温下控制变特性和防滤失，也能大大简化高温钻井液的配方，与传统的高温体系（通常需要大量添加剂来控制或限制热降解影响）相比，它在一大优点是只需要两种聚合物，一种PH值添加剂，加重材料和控制混饼质量的少量粘土，能极好防止常见如钙和镁硬化及固体颗粒聚集是新体系的另一个重要特征，这种新体系用谈水海水配制，它能灵活用于许多钻井环境中，本文介绍了新研制降合体系的特殊化学性，体系配方及其应用。

高性能水基钻井液体系设计原理及应用

为解决油基钻井液带来的环保压力与经济成本的上升,新型水基钻井液的研究与推广势在必行。通过XRD和环境扫描电子显微镜的实验方法分析页岩气储层地质特征,同时以钻井液在岩心封堵实验、滚动回收率和润滑性测试方法评价该水基钻井液的封堵性、抑制性和润滑性等关键性能。结果表明,该水基钻井液体系高温高压滤失量小于6 mL,岩心封堵效率达83.52%,体系对红层土和龙马溪组页岩露头(某区域)的岩样滚动回收率均在95%以上,说明该体系流变及滤失造壁性稳定,具有强封堵和抑制能力;钻井液体系摩阻系数为0.0804,所形成滤饼的黏滞系数为0.0753,钻井液体系润滑能力较好:在100~160℃时钻井液体系均保持相对稳定的流变性及滤失造壁性,抗温性良好。该体系具备良好的封堵与抑制能力,接近油基钻井液效果,可节约钻井成本,具有广阔的应用前景。

高温高密度水基钻井液体系的研究及应用

在四川泸州区块,由于地层压力高、地层温度梯度高、气层埋藏深,导致该地区井底温度高、密度高,为节省成本直井段均为水基钻井液钻进,但以往的水基钻井液无法满足该地区要求,为解决该问题,基于前期的实验通过正交实验,研究出一种高温高密度水基钻井液体系配方。该体系在1.6~2.2 g/cm^(3)均具有良好的携带岩屑的能力和良好的封堵孔隙的能力;具有良好的抑制性、强的润滑性、良好的封堵性和较好的抗温能力;抗岩屑污染能力达到8%。该体系在泸203H123平台成功应用,钻井液性能稳定、井壁稳定、携砂正常、起下钻摩阻小,表现出了优良的性能。

石油钻井中的钻井液体系设计与性能优化研究

此次研究着力于石油钻探领域,对钻井液体系进行设计与性能优化研究,石油钻井过程中,钻井液扮演着举足轻重的角色,其设计要点和性能优化成为研究重点。钻井作业的成功与否关乎重大,在制定钻井液方案时需兼顾岩石特性、地下温度波动、液压参数与泥浆循环速度,此外,还需依据不同场景调整液体配比,性能优化领域涵盖流变性能优化、井眼塌陷抑制、漏失抑制以及环保性能优化。针对这些核心要点展开深入剖析,能够更好地理解如何设计和优化钻井液体系,提高钻井效率,减轻环境负荷。

毕节织纳煤田煤层气井水化失稳机理及钻井液体系研究

针对毕节织纳煤田煤层气钻井过程中井壁失稳及储层伤害等问题,选择毕节织纳煤田代表性的16号煤层及顶底板岩样,开展了X-射线衍射和水化稳定性实验,揭示了毕节织纳煤田煤层气钻井水化失稳机理。采用“一剂多用”的理念,优选了疏水缔合聚合物AMSN、封堵剂ZJX和防水锁剂PFWD,构建了一种适用于毕节织纳煤田煤储层的封堵型无固相钻井液体系,该钻井液体系具有较好流变性、抑制性、低失水性和煤层微裂缝的封堵性。

环保型钻井液体系

在大量室内研究基础上,研发了环保型钻井液体系,其基础配方为:4%膨润土浆+0.3%IND-30+1.5%NAT-20+3%FXJS+2%NFT-25。该钻井液体系采用环保添加剂配制,抗温能力强,达150℃;抗污染性能佳,抗盐量可达30%,抗土侵量达8%;油层保护效果好,渗透率恢复率在81.5%以上;环保性能理想,废弃钻井液抛洒后,地表层0～20 cm厚度土壤的环境质量指标均保持在中国土壤环境质量标准二级水平以上,同时使沙地土壤的水分含量和肥力水平大大提高。该环保型钻井液体系已先后在塔里木、克拉玛依和江苏油田的15口井中获得成功应用,环保与油层保护效果理想。抛洒过废弃钻井液的井区周围土壤的有机质、速效氮、速效磷和速效钾含量明显提高。与常规钻井液相比,使用环保型钻井液体系单井平均可节约综合成本40.87×104元,15口井总计可节约综合成本613.05×104元。

非渗透钻井液体系的研究与初步应用

为了解决油层伤害问题,克服已有技术的缺陷,提出了非渗透钻井液的概念,并就非渗透钻井液进行了实验研究,同时开展了现场试验。室内研究和现场应用表明:非渗透钻井液体系由于主处理剂的特殊胶束结构,具有较宽的粒径范围和可变形的特性,能够用同样的流体成分有效封堵不同的渗透地层,增大地层的破裂压力,加宽钻井液密度窗口,密封渗透性地层和页岩中的微裂缝;可用同样的流体过平衡钻开储层和完井,成功地解决了裂缝地层的井壁稳定问题、复杂压力层系井的井漏、压差卡钻和各种复杂油气田油层伤害等问题;由于非渗透处理剂可以在孔喉中快速形成低渗屏蔽层,有效地阻止液体侵入,因而具有优良的油气层保护性能。非渗透处理剂与其它油层保护剂相比,其显著优点在于其中的聚合物形成的胶束只有在高于聚合物临界浓度下存在,因而当这种聚合物与洗井液接触或在采油过程中与储层流体接触时,其屏蔽层不再存在,有利于提高油井产能。

合成基钻井液体系的室内研究

室内合成了一种封端醇醚。评价这种封端醇醚的理化性能 ,满足合成基液的要求 ,以此建立合成基钻井液体系 ,并评价合成基钻井液体系的各种性能。结果表明 ,合成基钻井液具有较强的抗钙、抗镁、抗海水污染和抗劣质土固相侵污能力。生物毒性和生物可降解性满足环保要求 ,可在海洋石油钻井作业中应用。

钻井液体系及黏度对气测录井的影响

研究了钻井液体系及黏度对气测录井资料中全烃值的影响 ;对不同钻井液体系 ,在不同的黏度条件下进行气测实验 ;得到了钻井液黏度对天然气气测录井的影响规律 ;确立了最适宜气测录井的钻井液黏度范围及钻井液体系 ,即最佳黏度范围为 5 0～ 70Pa·s ;油基钻井液好于水基钻井液 .

水平井水基钻井液体系应用现状

介绍了近年来中国陆上油田水平井水基钻井液体系的发展现状以及在解决井眼净化、摩阻控制等技术方面所取得的成果,分析了水平井水基钻井液应用技术中的几项关键问题,指出了水平井水基钻井液的发展方向。

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。

KCl-BPS聚合物钻井液体系

针对冀东油田高 10 4 - 5区块高孔、高渗、疏松稠油油藏的特点 ,以黑色有机正电胶为油层保护主剂 ,按照屏蔽暂堵新原则选择不同类型的暂堵保护油层材料 ,并加入氯化钾和聚合物配制成一种保护油气层机理全面的新型广谱屏蔽暂堵保护油层钻井液体系KCl-BPS聚合物钻井液。室内研究和现场试验表明 ,该体系携岩能力强 ,抑制性好、润滑防塌效果显著 ,钻井液性能易于维护和调整 ,暂堵保护油层效果好。

硅酸盐钻井液体系的研究与应用

硅酸盐钻井液被普遍认为是最具发展前景的水基钻井液体系之一。为更好地解决井壁失稳的问题 ,近年来 ,国内外一些研究机构将研究开发重点转向具有良好防塌性能 ,不污染环境 ,材料费用低等优点的硅酸盐钻井液体系。着重阐述了硅酸盐模数、加量、有机处理剂的类型、pH值等因素对硅酸盐钻井液体系性能的影响。同时 ,对一种优质硅酸盐钻井液———SILDRIL体系的组成、性能及现场应用情况进行了讨论 ,为今后进一步应用好该体系提供了经验。

国内外高密度水基钻井液体系研究现状

详细叙述了国内外高密度钻井液体系研究应用现状,包括高密度钻井液体系的理论、体系、处理剂的研究情况和应用情况,介绍了对高密度水基钻井液体系的研究情况的认识。

有机硅钻井液体系及其应用

为满足大庆地区深井钻探的需要 ,研制了一种新型低密度有机硅钻井液体系 ,并对其做了室内试验和现场试验 .结果表明 :有机硅钻井液体系经 180℃ ,16h热滚后 ,流变性变化小 ,高温高压下失水小于 15mL ;能与粘土表面形成牢固的化学吸附作用 ,具有较好的热稳定性 ;有比两性离子和正电胶体系更好的抑制性 ,抗土般土污染能力良好 .施工中采用该体系 ,岩心渗透率恢复值高 ,对井壁保护效果明显 。

高性能合成基钻井液体系的研制及性能研究

针对高温高压复杂井安全密度窗口较窄的难题,笔者通过分子结构设计和合成,研发了抗温达232℃的新型抗高温乳化剂、抗高温降滤失剂和抗高温有机土,并在此基础上构建了一套高性能合成基钻井液体系。实验结果表明,该乳化剂乳化率高达95%以上,形成的乳状液液滴尺寸分布均匀。降滤失剂与乳化剂、有机土协同增效,进一步提升了体系的乳化稳定性、高温高压流变性和降滤失功能。与传统的合成基钻井液相比,该体系在高密度下具有低黏度、低切力、沉降稳定性好、高温热稳定性好及高温高压滤失量低等优点,从而有助于解决高温高密度钻井液因结构强度太大而造成的憋泵、启动泵压过高、当量循环密度(ECD)变化大而诱发的井漏及井壁失稳等难题,为满足石油勘探开发高温高压井作业安全提供了技术保障。

氯化钙/聚合物钻井液体系室内研究

氯化钙/聚合物钻井液是一种钙含量高、抑制性强、密度高的新型钻井液,适用于高活性泥页岩地层。对氯化钙的抑制性进行了研究。对氯化钙/聚合物钻井液配方进行了优选。该钻井液必须选用抗温抗钙性能好的聚合物,配制难点在于其高温稳定性和滤失性问题,pH值应控制在9～10之间。评价了氮化钙/聚合物钻井液的性能、抑制性、固相颗粒粒度分布以及保护油层性能。试验表明,该体系具有很强的页岩抑制性;具有良好的流变性、降滤失性和抗温能力(达150℃);亚微颗粒含量少,能显著提高机械钻速;岩心渗透率恢复值高(96.2％),有利于保护油气层。

大庆油田深探井钻井液体系应用现状

大庆油田深层勘探储气层在纵深上高度分散,具有层位多、储气层岩石类型多和储层性质多的特点,并具有孔隙度低、渗透率低和储层压力系数低的特征,还具有含水饱和度高、粘土矿物含量较高和温度梯度高的特性。钻井过程中要求钻井液具有较低的密度、较强的井眼稳定性、较高的抗温能力和较好的保护储层能力。对两性离子、硅酸盐、水包油、油包水等钻井液体系在“井眼质量”和“保护储层能力”方面的使用效果进行了对比分析。提出了可逆化转换的油包水钻井液和低固相强抑制复合醇盐水钻井液体系将是大庆油田深井钻井液体系的发展趋势,简述了此2种钻井液体系对大庆油田勘探的适应性和研究重点。

复合醇盐水钻井液体系的研究与应用

大庆油田松辽盆地北部2500 m以内的中浅层井使用的水基钻井液均存在不足,突出表现为体系的抑制性差,井径扩大率大,井眼不规则;为了稳定井壁不得不提高钻井液密度,因而影响了油气层的发现和保护。为此开发了复合醇盐水钻井液体系,该体系主要由3种不同浊点的聚合醇、抗盐降滤失剂、增粘剂、超细碳酸钙、甲酸钾及甲酸钠组成。室内研究与现场应用结果表明,复合醇盐水钻井液体系具有优良的页岩抑制性,井眼规则,稳定性好;抗温可达160℃;具有较好的润滑性能和较高的膨润土容量限;保护油气层效果好;该体系使用的聚合物易生物降解,不会造成对环境的污染,对钻具腐蚀性小。