暂堵剂图解优化新方法在钻井液设计中的应用

为使钻井完井液在井壁上形成超低渗透的泥饼,需要依据暂堵剂粒径与储层孔隙尺寸之间的匹配关系,寻找一种科学、合理的暂堵剂优选方法。国内外普遍采用的"1/3架桥规则"和屏蔽暂堵方法主要依据储层的平均孔喉直径优选暂堵剂的颗粒尺寸,这对均质储层较为有效,但难以有效封堵非均质储层中较大尺寸的孔喉。在研究连续颗粒堆积效率最大值原理、理想充填理论和d90规则的基础上,提出了一种暂堵剂颗粒图解优化的新方法,研发的配套软件能够快速、准确地根据储层孔喉尺寸的分布对具有不同粒径分布的暂堵剂产品按一定比例进行合理的复配组合,得到最优的粒径分布,指导钻井液的暂堵优化设计。现场应用表明,利用该方法优选出的复配暂堵剂钻井完井液能有效形成致密泥饼,封堵非均质储层中不同粒径的孔喉,有效阻止钻井液中固相颗粒和滤液侵入油气层。与传统方法相比,对储层岩样的侵入深度较浅(<2 cm),具有更高的岩心渗透率恢复率(>83%)与更低的突破压力梯度(1.05 MPa/m),储层保护效果显著。

新工科背景下的钻井液设计实践与课程建设

基于新工科建设的要求,根据健康、安全与环境管理(HSE)全面引入石油工程所有课程的情况,钻井液及其设计的教学方式、课程目标以及对学生毕业能力、设计实践的要求均做了相应的改革。比较分析了线上教学与混合式教学效果,研究修订了新工科背景下混合式教学的教学大纲及效果评价指标体系,通过创新创业实践等活动全面培养和提高了学生的设计实践能力。

水平巷道地面预注浆工程钻井液设计

钻井液性能对深井水平巷道围岩地面预注浆工程顺利开展极为重要,根据信湖煤矿地质特点结合水平巷道围岩地面预注浆工程钻孔分段情况,对不同钻孔阶段的钻井液进行了设计。

水平井钻井液设计技术规范研究

介绍了水平井钻井液的具体设计过程,规范了水平井钻井液的设计步骤和具体设计内容,包括钻进液设计的基本要求、一般过程、设计思路以及钻井水力参数优化设计四部分。

桩129-1HF非常规钻井液设计与技术方案实施

自2012年以来，胜利油田加大力度开展非常规钻井，开发页岩油气藏。桩129-1HF是桩西油田布置的第一口非常规水平井，开钻前，我们对桩西堤坝区域完成井的地质资料、钻井资料进行细致的调研，进行专家会商，制定了详尽的钻井液施工方案。从钻井液设计到方案实施做了大量的基础工作，使得各个钻井工序施工顺利正常。

钻井液设计对钻井工程和地质录井的影响

最近几年,伴随着科学技术的持续发展,我国的各项工程都取得了长足的进展,而在这些工程中,钻井工程起到了举足轻重的作用,它也是开发油田的一项基本工程,它的工作能否顺利进行,直接关系到整个油田企业的发展。在进行钻探工作时,采用科学的方法来选择钻井液,是确保油田企业能够正常运作的关键,而钻井液的性能的优劣将会直接影响到整体的钻井工程的质量。通过对钻井液体系的研究,阐述了其在实际应用中所起到的作用,并提出了相应的改进措施。

胜利油田钻井液专家系统设计

胜利油田钻井液专家系统（ＳＬＤＳ）是用人工智能语言ＴｕｒｂｏＰｒｏｌｏｇ２．０开发成功的，可在ＩＢＭ及其兼容机上运行。它以胜利油田钻井液专家们多年来现场经验知识为基础，结合有关数据资料，建成钻井液专家系统知识库，实现钻井液的智能化管理，具有速度快、效率高的特点，并以报表格式输出结果。

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。

浅谈钻井液设计对钻井工程和地质录井的影响

钻井工程是油田开发的基础,钻井工程的正常施工关系着油田开发的进度,钻井液的正确设计为钻井施工的安全性提供了重要的保障,钻井液的性能也与油气层的保护与油气层的发现有很大关系,因此,钻井液设计在钻井施工中尤其重要,它影响到钻井施工和地质录井的各个方面。

营11低渗透油藏调整井钻井液密度优化设计

调整井钻井中,正确合理地进行钻井液密度设计,对于安全钻井和保护油气层至关重要。为解决低渗透油藏实际钻井生产难题,保证安全钻井,以胜利油田营11断块低渗透油藏为实例,针对低孔、低渗特性的地质特点,考虑低渗透油藏启动压力的基础上,根据达西径向流理论,探索出一套适合低渗透性油田调整井钻井液密度设计的压力传导公式。通过采用压力传导经验公式,在构造断层认识的基础上,采用动静态综合分析,预测出低渗透油藏待钻井处的地层压力增值,成功地解决了油田调整井钻井液密度的设计问题,在钻井生产的实践应用中取得了较好的经济效益。

SN油田随钻堵漏钻井液技术的研究与应用

江苏SN油田S7、S19、S20、S30等区块钻井中常发生钻井液漏失，主要发生在戴南组、阜宁组辉绿岩层成套、裂缝发育的地层。在专门研制的DL-2堵漏实验仪上，使用分别以粒径1～2cm和2～3cm碎石充填的大尺寸（φ10cm×60cm）人造岩心，通过测定承压强度、憋压能力、侵入深度、漏失量、返排压力，考察了加入橡胶粒子RP、商品单向封堵剂DF-2、棉籽壳粉、杏仁壳粉的10％膨润土浆的堵漏效果，确定了此堵漏浆的工作配方。设计了应对辉绿岩段裂缝漏失的随钻堵漏施工工艺，并成功用于5口井的钻进，介绍了其中的S20—54井1640-1840m长辉绿岩裂缝段随钻堵漏工艺措施。还介绍了S19—41井钻井中，在常发生砂砾岩渗漏和玄武岩裂缝性漏失的700～1900m井段采取的分段随钻堵漏工艺措施。图2表2参2。

钻井液暂堵剂颗粒粒径分布的最优化选择

叙述了自1977年Abrams发表著名的'1/3架桥规则'以来,钻井液暂堵剂颗粒粒径选择技术的发展:罗平亚等人提出的使用3%刚性粒子+1.5%可变形粒子+1%～2%软化粒子的屏蔽暂堵技术(1992);屏蔽暂堵技术的分形理论处理和最优化;各种粒径连续分布理论及其物理实验方法和计算机模拟方法求解;理想充填理论和d 90规则.建立了暂堵剂颗粒粒径优化选择的图解法,开发了相应软件:实测、计算或估算储层最大孔径d 90;测绘颗粒累计体积分数～颗粒直径平方根关系曲线,以d90点与原点间连线为基线,取曲线从右方最接近基线的暂堵剂粒径分布为最优化粒径分布,再稍加大大粒径颗粒的比例,得到理想充填最优化粒径分布.基于某储层岩心的实测孔喉数据和各种商品碳酸钙粉的粒度组成数据,采用所建立的方法求得,用作该储层钻井液中暂堵剂的300目、600目、1000目碳酸钙粉的理想充填最优化质量比为60∶30∶10.经这种钻井液污染的储层岩心,渗透率恢复率高达82.9%,而传统屏蔽暂堵、1/3架桥规则及空白的钻井液污染后的储层岩心,渗透率恢复率分别为65.5%,44.1%,39.2%.图3表3参9.

沈625-H2井钻井液技术

辽河油田沈625-H2井斜深3833 m,垂深3290 m,从2900 m开始造斜,400 m长水平段钻遇沙四段易吸水的泥岩和油页岩及Pt段裂缝发育、地层压力低、易发生井漏的潜山地层。选择的钻井液为：一开0-302 m普通水基膨润土钻井液;二开302-2500 m氯化钾钻井液,2500-3259 m氯化钾/聚合醇钻井液;三开3259-3833 m水包油钻井液。介绍了现场采用的井眼净化、井眼稳定、润滑防卡、防漏、保护油气层措施及各钻井液的配方、配制、转化、维护及处理工艺。该井建井周期93天,起下钻顺利,未发生卡钻、井塌,井径扩大率小于5%,固井质量优,水平段油层得到了保护。表1。

海水基氯化钾钻井液在仙鹤4井的应用

辽河滩海仙鹤地区一些层段钻进中易发生坍塌的原因是:粘土矿物水化、膨胀、分散及运移;外来流体侵入泥页岩层理及裂缝;负压钻井引起井壁力学失稳。在超高压、强造浆、强坍塌应力、可溶盐污染的沙河街组,高密度钻井液流变性能难控制,润滑性能难保证,易发生井下复杂情况及压差粘附卡钻。基于强抑制、严封堵、适当高密度防塌和流变性、造壁性、抑制性协调统一的思路,研制了一种海水基氯化钾钻井液,报道了钻井液组成,给出了基本配方,该配方中不包含降粘剂。详细介绍了在仙鹤4井(评价井)钻进中钻井液的配制、转化及维护措施;使用该体系钻井液钻进时,起下钻、钻进顺利,返出的砂样完整,井径扩大率平均5.6%,最大缩径率2.8%,电测顺利,岩心收获率97.65%,钻井液流变性控制良好,钻井周期短(60天)。

胜利油区防塌钻井液的研发及应用

胜利油田纯26区深层钻遇盐膏含量高、水化膨胀分散严重的孔店组红色泥岩层。通过测定泥岩样在70℃滚动16小时后的回收率,评价了聚合物、褐煤、沥青、聚合醇4大类共15种具有抑制性的钻井液添加剂。根据回收率测定结果和防塌基本原理,设计了由聚合物、多种多功能降滤失剂、硅氟降黏剂、改性乳化沥青、甲酸钾等8种添加剂组成的4%膨润土防塌钻井液配方。泥岩样在该钻井液滤液中的回收率高达96.32%。该钻井液的常规和150℃/16 h老化后流变性和滤失性优良,能抗15%泥岩粉、5%NaCl、1.5%CaSO4污染,加重至1.8 g/cm3时性能优良,加入超钙QS-2后暂堵率100%,解堵后渗透率恢复率>80%。介绍了在井深2818 m的纯41-28井钻井中,进入泥岩层之前和之后,该钻井液的维护和性能控制。该井钻进顺利,井径扩大率仅为2%。表6参4。

基于XGBoost的钻井液体系分类预测模型研究

根据钻井液体系设计的原则,结合实际钻井液设计资料,应用一种新的机器学习方法建立了钻井液体系分类预测模型。钻井液体系分类数据经过独热编码(one-hot)之后,通过灰色关联度分析方法,选择出钻井液体系分类预测的20个特征参数,其中压力的关联度最大,为0.8233。将选择的地质设计参数和工程设计参数,基于一种极端梯度增强算法(XGBoost)针对4种钻井液体系进行分类预测。结果显示,基于XGBoost的钻井液体系分类预测模型4类钻井液体系训练集的准确率都为100%,测试集的平均准确率为99.89%,精确率为99.97%,召回率为98.89%,F1值为0.98。将该模型应用于胜利油田M区块,分类结果符合实际钻井要求,能够辅助选择钻井液体系,为实现钻井液智能化设计提供了帮助。

稠油浅井套管钻井防斜打直技术探讨

稠油浅井套管钻井防斜打直技术是一种重要的钻井技术,具有广泛的应用前景和实际应用价值。本文系统地探讨了该技术的原理、工艺和关键技术,阐述了钻井防斜打直技术在稠油浅井套管钻井中的应用效果,并对钻井液设计、钻头选型等方面进行了深入分析。研究结果表明,通过优化钻具参数,选用特殊的钻井液和钻头,可以实现钻井防斜打直的目的,并提高钻井效率和钻井质量。

自然电位测井技术在隐蔽油气层识别中的应用

南堡凹陷部分油层电阻率较低,分布面积广泛,纵向上与高电阻率油气层、高电阻率水层间互发育,在测井特征上具有复杂和隐蔽特性,电阻率测井反映出较大的局限性。以自然电位形成机理和岩石物理试验为基础,开展了薄膜电位与阳离子交换量和岩心含水饱和度等物理量之间的关系研究,明确了自然电位极性和异常幅度与地层水矿化度、含油饱和度、阳离子交换量之间的对应关系,提出了基于合理设计钻井液电阻率为前提、利用自然电位极性和异常幅度为定性解释基础、以双视地层水电阻率比值为定量解释指标的隐蔽油气层识别方法。实例表明,在电阻率-孔隙度测井油气层识别体系中,自然电位信息的应用大大增强了对低电阻率、低电阻增大率等油气层的识别能力,在隐蔽油气层识别技术中发挥了重要作用。

改进钻井泥浆设计,控制井眼不稳定性与地层损害

井眼不稳定和地层损害是石油工业遇到的两个主要问题。人们普遍认为 ,地层损害主要是泥浆滤液的侵入与流体岩石相互作用改变了孔隙内流体的化学性质引起的。在井壁上形成一层致密的泥饼以阻止泥浆滤液的侵入。致密的泥饼也能对井壁起到支撑作用而防止井眼坍塌。因此 ,解决井眼不稳定和地层损害问题最有效的方法是设计一种与储层内流体岩石相适应、具有独特泥饼特性的钻井液。本文探讨了多种新型特性的泥浆体系 ,以及它们在澳大利亚中心地区致密气层钻井完井中的潜在用途 ,这些地区的储层非常容易受到损害。探讨的 4种泥浆中 ,酯基泥浆在井壁上形成一层致密泥饼 ,这是一种最有效的保护储层的泥浆体系。