钻井液固相对井下涡轮发电机性能影响

井下涡轮发电机是常见的井下供电电源之一,钻井液固相会对井下涡轮发电机的性能产生影响。利用Fluent软件,基于Eulerian多相流模型,对涡轮发电机进行三维数值模拟,研究了钻井液固相含量、固相粒径、固相密度对井下涡轮发电机的性能影响。仿真结果表明:随着固相含量增加,涡轮发电机的压降、扭矩、输入输出功率及效率增加;随着固相粒径的增加,涡轮发电机的压降、扭矩、输入输出功率先增加后趋于稳定,效率逐渐增加但增幅减小;随着固相密度增加,涡轮发电机的压降、扭矩、输入输出功率及效率近似呈线性增加,效率增加但增幅逐渐变小。

基于温敏聚合物/纳米复合材料的抗200℃高温无固相水基钻井液研究

针对传统无固相钻井液抗温性能较差的难题,以纳米复合材料N-AMPA为主剂,构建了具有优良抗温性能的无固相钻井液体系。评价结果表明,在25~180℃,1%N-AMPA水溶液的黏度增加率达43%,表现出优良的高温增黏性能;1%N-AMPA水溶液经200℃/16 h老化后,黏度保持率达67.6%,其抗温增黏效果明显优于增黏剂HE300。以N-AMPA为主剂构建的无固相钻井液体系,抗温能力达200℃,热滚16 h后的表观黏度保持率达67.0%、API中压滤失量为7 mL,耐温能力较强;抗氯化钠、氯化钙和劣土污染能力分别达20%、0.8%和10%,污染后于200℃热滚16 h, API中压滤失量始终低于9.5 mL,具有较好的抗污染性能;泥页岩膨胀率约3%,抑制防塌性能好;岩心渗透率恢复率达90%,储层保护效果好。

胜利油田无固相抗高温钻井液体系的研究与应用

针对埋藏较深的潜山油藏、碳酸盐岩储层的地层温度较高,固相颗粒是其主要损害因素的特点,研制出了一种用于无固相钻井液体系、抗温能力超过150℃的高温增粘剂TV-Ⅰ,以此为主剂研制出了淡水、复合盐水、海水等无固相钻井液体系,并分别在胜利油田4个不同区块的13口井上进行了现场应用。结果表明:在井深超过4000 m、井底温度在150℃以上(最高达170℃)的情况下,该体系具有热稳定性好、抗温抗盐能力强(高达180℃)的特点,很好地解决了以往无固相钻井液高温状态下由于聚合物的降解而造成的降粘问题;携岩能力强,保证了钻井施工安全顺利;具有良好的技术经济效益。

无固相弱凝胶钻井液配方优化及在塔里木油田的应用

针对无固相弱凝胶钻井液在使用过程中出现的易起泡、抗气侵能力欠佳、滤失量偏大等问题,以表观黏度、起泡率、泡沫半衰期、表面张力、高温高压滤失量、渗透率恢复值等参数为指标,分别评价了现场井浆用水、无机盐加重剂、降滤失剂、增黏剂、弱凝胶结构剂等对钻井液性能的影响。对无固相弱凝胶钻井液配方进行了改进,加入强抑制剂聚乙二醇,使用甲酸钠等有机盐取代氯化钙进行加重。改进配方的高温稳定性提高到150℃,高温高压滤失量降至12 mL,0.3 r/min超低剪切速率下的黏度显著增大,并且用天然岩心测得的渗透率恢复值提高了37%。优选出了1种消泡剂———聚硅氟消泡剂,该剂具有很强的抗盐、抗钙能力,抑泡、消泡效果显著。改进的无固相弱凝胶钻井液在TZ826井的应用中取得了明显效果。

无固相弱凝胶钻井液技术

塔中油田志留系储层的平均孔隙度为8.25%~10.04%,平均渗透率为7.118×10-3~52.628×10-3μm2,属于特低渗储层,加上储层中存在微裂缝、构造缝和收缩缝,为固相颗粒和液相侵入提供了通道,固体很容易对储层造成伤害。通过室内研究优选出了弱凝胶无固相保护油气层钻井液。该钻井液具有独特的流变性,表观粘度低、动塑比高、低剪切速率粘度高、切力与时间无依赖性、即使在140℃下也具有良好的悬浮携砂能力、润滑性和抑制性,渗透率恢复值最高达97.5%。现场应用表明,无固相弱凝胶钻井液性能稳定,能够快速形成低渗透性泥饼,阻止外来流体的侵入,利于油气层保护,岩屑代表性好,荧光级别低,容易清洗,满足录井需要,并具有除H2S效果,维护简单,高温稳定性好,抗温可达140℃,能够满足井深为6450 m的超深井钻井施工的需要。

新型无固相钻井液体系研究新进展

甲酸盐钻井液是一种新型无固相钻完井液体系,具有密度易调且范围宽(1.0～2.3g/cm3)、高温稳定性好(225℃)、抑制性强、可增强页岩井壁稳定的特性,高密度下具有优良的流动性。为解决我国西部地区山前构造带复杂深井高密度钻井液使用成本高的难题,调研了国内外甲酸盐钻井液技术。提出采用密闭循环或经净化后回收再利用的方法来降低甲酸盐钻井液的使用成本,并加入少量适合的加重剂以形成滤饼来保护井壁的稳定,降低了深井、超深井钻井液的使用成本。该研究成果为我国西部地区山前构造带复杂深井、超深井钻井液体系的选择提供了依据。

甲酸盐无固相钻井液研究

针对金刚石绳索取芯钻进要求 ,研究获得了几组甲酸盐无固相钻井液体系配方。对其性能进行测试分析以及对其环保特性进行了评价。结果表明 ,甲酸盐钻井液密度可调范围大 ,流变性和润滑性好 ,抗高温抗污染能力强 ,符合国际环保规范 。

无固相钻井液抗高温增粘剂WTZN的研究与应用

阐述了研究无固相钻井液抗高温增粘剂的重要性,介绍了一种无固相钻井液增粘剂的室内合成方法,并对合成样品的增粘效果、在淡水和盐水体系中的抗高温性能进行了实验评价,并对其现场应用效果进行了分析。结果表明:WTZN无固相钻井液增粘剂增粘、提高动切力效果好,有利于提高钻井液携带岩屑能力;抗高温稳定性强,可用于深井勘探开发;

FLO-PRO无固相钻井液在冀东油田水平井中的应用

冀东油田勘探开发的主要手段是水平井钻井,为满足水平井钻井、保护油层和保护环境的三重需要,在储层钻进中应用了FLO-PRO无固相钻井液。该体系是一种弱凝胶钻井液,专为水平井的储层保护而设计。介绍了该钻井液的技术特点和现场应用情况,并对其性能进行了评价。在冀东油田陆上油田4个区块的应用表明:FLO-PRO无固相钻井液性能稳定,油层保护效果好,流变性独特,携岩能力强,是适用于水平段钻进的优良钻井液,并且对环境影响小,满足冀东油田环境保护的要求。

一种无固相钻井液的研制及应用

针对陕北油气田地质和钻井作业特点,研制了一种无固相钻井液。它由无机和有机材料复合而成,所配成的钻井液密度为1.01~1.05g/cm3,漏斗粘度26~30s,pH值7~9。通过室内及现场试验研究,对该无固相钻井液的配方进行了优选,并对其性能进行了系统评价。研究结果表明:该无固相钻井液有很好的防塌、护壁作用,操作简便,使用安全,完全可以满足该区域钻井作业的需要。使用该无固相钻井液时,所钻井眼规则,钻速可达到10~18m/h,在同等条件下,与使用其他钻井液相比,钻头寿命延长20%~30%,钻井液成本有所降低。

无固相低温钻井液的研制——用于青藏高原永冻层天然气水合物的钻探

在即将实施的青藏高原永久冻土层天然气水合物的钻探中,钻井液体系的研制起着举足轻重的作用。通过对高原冻土天然气水合物的赋存环境特性和钻井取心工艺技术特点的分析研究,以流体低温特性理论为指导,同时借鉴国外的先进经验,提出了以分解抑制法为基础进行低温钻井液体系设计的技术方案。在低温钻井液基础液研究的基础上,以15%NaCl溶液作为基础液研制出了满足高原冻土天然气水合物钻探要求的无固相低温钻井液体系,弥补了国内在这方面研究的不足,为实施高原冻土天然气水合物钻探做好了钻井液方面的技术准备工作。

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。

无固相钻井液的室内实验研究

大庆外围油藏储量巨大,但长期以来一直存在难以有效动用的问题,因为该低效油气田的储层保护问题难以解决。针对大庆外围油藏储层特点,通过科学的实验设计,在室内实验的基础上,研究出了一套保护储层的无固相钻井液技术,重点解决无固相钻井液滤失量大、抑制性难提高的问题,优选出了一套性能优良的无固相钻井液配方。该钻井液对储层的伤害小,有效地减小了固相损害、水敏、水锁和贾敏效应,滤失量小于6mL,流变性好,密度调节范围宽,抗污染能力强,符合钻井完井液技术要求,在大庆外围"三低"油田具有较好的应用前景。

甲酸铯/钾无固相钻井液和完井液研究

自1999年9月壳牌公司首次使用甲酸铯钻井液以来,到2009年10月,世界上已有18家石油公司在220多口高温高压井中使用甲酸铯/钾盐水进行钻井、完井及修井等作业。甲酸铯/钾钻井液、完井液具有无固相、气体溶解度和腐蚀性低、润滑性和相容性好及储层伤害性低等特点,很好地解决了高温高压井中常规钻井液存在的缺陷。气体溶解度低能够较好地控制井涌;润滑性能好能够降低摩阻和扭矩,从而降低压差卡钻的风险,提高机械钻速;相容性好、储层伤害性低能够降低修井需求,提高采出速度;可生物降解能降低HSE风险。基于对卡博特公司的甲酸铯手册及国外发表的有关甲酸铯/钾钻井液和完井液文献的深入分析,介绍了国外甲酸铯/钾钻井液和完井液的常用处理剂、配方,应用现状及回收利用情况,并对其应用前景进行了分析。

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。

随钻堵漏型无固相弱凝胶钻井液体系研究

用具有适当分子量的聚丙烯酰胺与交联剂乙酸铬进行交联实验,运用正交法安排了实验,通过综合平衡法和方差分析法得到了最佳交联组合。实验分析了影响此成胶体系性能的主要因素,并对其作为随钻堵漏型无固相弱凝胶钻井液的可能性进行了研究。结果表明,该成胶体系具有一定的黏弹性,流动性好;在其中加入重铬酸钾后抗温性可得到明显提高,达80℃;加入了超低渗透剂和超细碳酸钙的凝胶体系具有良好的堵漏效果;最终得到的无固相弱凝胶体系成胶范围宽、成本低、适应性强,具有随钻堵漏作用。

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。

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。

无固相钻井液技术在安棚油田的应用

安棚油田埋藏深,储量少,因普通聚合物钻井液具有“三高一低”(指高固相、高粘切和低滤失量)特点,采用该钻井液钻井时,中上部砂砾岩井段机械钻速低,经常出现厚泥饼“小井眼”阻卡和渗透性漏失等井下复杂情况,使钻井综合成本居高不下,严重制约着该油藏的增贮上产。低固相、低粘度和低切力的无固相钻井液,在循环排量一定的情况下.冲刷井壁的能力较其它体系强,难以形成虚厚的泥饼和过大的液柱压力(包括激动压力),能够从根本上消除钻井施工中的厚泥饼阻卡问题,缓解砂砾岩的渗透漏失,最大限度地提高机械钻速。在现场应用7口井表明,通过采用FA367/KCl无固相钻井液技术,“小井眼”阻卡和渗透性漏失得到有效缓解,井下安全,起下钻、完井作业顺利;与本区块同类型井相比(平均井深为3300 m),机械钻速由原来的8.12 m/h提高到11.52 m/h,提高了44.6％以上,钻井周期由原来的48.28 d降低到现在的36.2 d,钻井成本大幅度下降。

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。