用于页岩气水平井的防塌水基钻井液体系的优选与评价——以长宁—威远国家级页岩气示范区为例

页岩气水平井钻进中常采用油基钻井液体系来解决页岩井壁失稳问题,但却面临废弃油基钻井液和油基后期岩屑处置的环保问题,因而迫切需要研制一种能防止页岩垮塌的水基钻井液来替代油基钻井液。为此,在分析四川盆地长宁—威远地区页岩矿物组分和微观结构的基础上,对构成防塌水基钻井液体系的关键处理剂,如封堵剂、抑制剂、润滑剂等进行了评价和优选,并确定了加量范围;然后通过室内配伍实验和复核,研制出防塌水基钻井液体系并对其性能进行了评价。结果表明,该钻井液的封堵性、抑制性、润滑性等性能均优于该区使用的聚磺钻井液、聚合物钻井液,接近或达到油基钻井液的水平。在长宁—威远国家级页岩气示范区进行的水平井钻进现场试验结果表明,该钻井液体系密度可达到2.31 g/cm^3,抗温能力达到130℃,在造斜段和水平段表现出良好的封堵能力和抑制能力,具有很好地防塌效果。该钻井液体系对实现该区页岩气的清洁生产与效益开发将发挥重要作用。

即时封堵防塌水基钻井液在四川页岩地层的应用

针对四川盆地多个构造采用普通的水基钻井液体系斜穿页岩井段时遇到的井壁失稳难题,结合国内外对页岩理化性能的研究成果,在钾聚磺钻井液的基础上引入润湿反转技术、固相粒度分布调节技术、瞬时失水控制技术,形成一套具有即时封堵井壁孔隙、即时胶结近井壁带微裂缝、即时形成油润湿性致密滤饼特征的钻井液技术。该技术在公山庙、莲花山、张家坪等构造大斜度长页岩井段和破碎性垮塌井段进行了应用,取得了钻井周期节约33.5%,机械钻速提高29.4%,井径扩大率降低52.0%,划眼时率降低93.9%的良好效果,同时为使用水基钻井液钻页岩水平井提供了一定的技术积累和新的思路。

适用于页岩油钻井的低伤害防塌水基钻井液体系

长73页岩储层发育微纳米级孔缝,地层岩石强度低,钻井液滤液易侵入储层造成井壁失稳和储层伤害。厘清了长73页岩井壁失稳机理及钻井液技术难点,借鉴“1/3和2/3架桥封堵规则”,引入刚性和可变形封堵材料,构建了广谱型多级粒径分布区间。以瞬时滤失量为评价指标,通过曲面响应建模优化出最佳配比,室内优选了防塌抑制剂组合,在此基础上研发出一套低伤害强防塌水基钻井液体系,评价实验结果表明,所构建的钻井液能够有效平衡地层坍塌应力,老化后静置72 h流变性依旧良好,抑制性强,页岩线性膨胀率较清水环境和现场钻井液分别降低了16.74%和13.61%;封堵性显著,瞬时滤失量仅为1 mL,对岩心的封堵率高达93.5%,储层保护性好,泥饼清除后岩心板中无孔喉堵塞现象,渗透率恢复值高达95.2%;润滑性能适中,钻井液老化前后摩阻系数均保持在0.08左右,现场试验水平段平均井径扩大率仅为4.27%,平均机械钻速可达18.4 m/h,钻进期间水平段无井下复杂事故,各项性能能够满足长73页岩油水平井钻井的需要。

新型水基防塌钻井液室内研究

提出了一种新型水基钻井液防塌思路,即在水基钻井液中引入疏水成分,在正压差作用下,使其在井壁孔隙和泥饼中形成弱亲水或亲油通道,通过毛细管阻力阻止或减少滤液进入地层,从而解决井壁地层吸水而产生井壁不稳定的问题。采用自制的疏水降失水剂SDG和疏水封堵剂STG,并以此作为钻井液的主处理剂,构建出了新型水基防塌钻井液,并对其性能进行了评价。室内评价结果表明,构建的新型防塌钻井液抗温可达150℃,对钻屑容量可达5%,在150℃下抑制性优越,具有良好的沉降稳定性,且加入疏水处理剂后的钻井液也改善了对储层的损害程度。

提高井壁稳定性的途径及水基防塌钻井液研究与应用进展

针对泥页岩地层黏土含量高,容易水化,导致钻井过程中出现严重坍塌和膨胀缩径,以及严重造浆等问题,从4个方面(合适的钻井液密度,提高钻井液的抑制性,减少钻井液滤液进入地层,强化封堵)阐述提高井壁稳定性的途径,介绍国内在钻井用化学剂方面开展的研究工作,同时介绍近年来出现的通过添加不同新型化学抑制剂形成的强抑制水基钻井液,如聚合醇钻井液、强抑制胺基钻井液、有机硅聚合物钻井液、有机盐钻井液、甲基葡萄糖苷钻井液等。提出围绕提高井壁稳定性的研究方向:提高对钻井液中低密度固相控制的认识,重点考虑固相化学控制剂的研究,通过低密度固相的控制,提高钻井液抑制性;考虑在现场钻井液检测性能中增加抑制性检测指标和方法;以低相对分子质量聚胺为代表的钻井液抑制剂是阳离子钻井液的新发展,应加强其机理研究;重视铝基化合物或络合物的研发,强化钻井液的抑制性及封堵作用。

井壁稳定性与水基防塌钻井液机理研究

钻探行业对于石油有着非常强的促进作用,其中井壁稳定性直接和安全挂钩,所以做好井壁的稳定性是实现钻探工作的重点,其中水基防塌钻井液本身能够实现对井壁的有效固定,因此在当前的使用中,可以达到非常好的效果,实现钻井工程的发展,但是在使用的过程中,水化是非常常见的一个问题,直接影响当前的工程质量,对安全也有很大的影响,所以在当前的使用中,需要注重这方面的问题,只有研究好机理才可以进行有效的实施,本文主要对此进行分析,希望对相关从业人员有一定的参考。

南堡油田防塌钻井液技术研究

详细介绍了南堡油田的基本地质条件。并且在室内实验研究的基础上,首先初步确定了适用于南堡油田的两种防塌钻井液体系——氯化钾-聚合醇钻井液淡水体系和氯化钾-聚合醇钻井液海水体系。并进行了钻井液抗温性、抑制性及滤失性的评价。实验结果表明,这两种体系均具有良好的抑制性和润滑防塌性能,配伍性好,可有效地抑制地层坍塌,从而起到保持井壁稳定的作用,适用于现场应用。

浅谈新型水基防塌钻井液室内研究

新型水基钻井液防塌就是在水基钻井液中加入能够疏水的成分,在正压差的作用下,能够在钻井的井壁空隙和泥饼中产生弱亲水或者是亲油的通道,利用毛细管阻力阻止或者降低渗入地层的滤液,从根本上解决由于井壁地层吸水产生的井壁不稳定的问题。目前可以通过利用疏水降失水剂和疏水封堵剂作为钻井液的处理剂,研究新型的水基防塌钻井液。本文主要根据新型水机防塌钻井液的形成和性能评价,分析了新型水基防塌钻井液的作用机理。