次生有机阳离子聚合物钻井液技术

以无固相清液聚合物钻井液为基础,研制开发了次生有机阳离子形成剂CSJ-1和滤失性能控制剂FL-1,并组成了次生有机阳离子聚合物钻井液。该钻井液总结了阴离子和阳离子聚合物钻井液的特点。具有极强的抑制防塌能力和良好的性能可控性,可配制无固相和低固相体系,可采用PAC141、FA-367或HV-CMC来提高粘度。CSJ-1与阴离子型钻井液处理剂相容性好,具有与阳离子聚季铵相媲美的防塌能力以及增强高分子量聚合物絮凝能力的作用,而且在使用过程中可与常用聚合物处理剂优先发生怍用,可用作絮凝剂或(和)防塌剂;FL-1在无固相和低固相体系中均有较好的降滤失效果。该钻井液技术在安塞、靖边等油田各类油气井中应用100多口井,均收到良好效果:有效控制了井塌,井眼规则,提高了电测一次成功率和机械钻速。

海洋深水高盐阳离子聚合物钻井液室内实验研究

海洋深水钻井作业条件复杂,钻井液中一旦形成天然气水合物,必将导致钻井液无法正常循环,从而使钻井作业时间延长。针对这一问题,通过室内实验优选出了适合海洋深水钻井作业的高盐阳离子聚合物钻井液配方。该钻井液是以20%NaCl作为水合物抑制剂,以高分子量阳离子聚合物作为絮凝剂,以小分子量阳离子聚合物作为粘土稳定剂,并配合使用降滤失剂、增粘稳定剂、润滑剂等处理剂配制而成。实验结果表明,所配制的钻井液具有较好的抗温性和较强的抗污染能力,以及良好的抑制性和油气层保护能力,能够阻止低温下天然气水合物的形成,可以满足海洋深水钻井作业的需要。

阳离子聚合物海水钻井液的使用情况

继陆上一些油田使用阳离子聚合物钻井液钻易塌泥页岩地层的成功经验之后，南海西部石油公司借鉴了这些成功的经验，结合海上钻井的具体条件，开发了阳离子聚合物海水钻井液体系，并在北部湾地区的易塌泥页岩地层中使用成功，取得了在防塌、防卡及防止钻头泥包等方面的显著效果，相继钻成了4口直井和8口定向井，现已成为该地区海上钻井中普遍推广的新钻井液体系。

鸭深1井钻井液技术

鸭深1井是大庆油田在青海省柴北缘区块布置的第一口重点探井,完钻井深为4950.00m。该井上部地层疏松,承压能力弱,部分井段有破碎带,易发生井漏,狮子沟组至上油砂山组上部地层中,泥岩水化分散性强,易出现缩径、井壁坍塌;下部地层温度和地层压力系数高,抗温和维持井壁稳定是关键。全井存在多层高压盐水层,易发生井漏、井涌、井塌等事故。针对鸭深1井地质特点,通过室内实验研究确定,上部地层采用阳离子聚合物钻井液;钻至下部地层将钻井液转化为阳离子聚磺钻井液,提高钻井液的抗温性和稳定性。现场应用表明,该钻井液体系在高密度条件下具有较强的抑制性、防塌性和较好抗盐抗钙能力;减少了复杂事故的发生,保证了钻井施工的顺利进行。

延长油田水平井钻井液优化与应用

延长油田水平井现用KPAM聚合物钻井液体系存在着抑制性能不足、流变性能不佳等问题,导致现场卡钻、托压等问题频繁发生。提出用阳离子乳液聚合物DS-301与RHJ-1乳化石蜡取代原体系中的KPAM和水基润滑剂,以改善钻井液性能。DS-301为大分子阳离子聚合物抑制剂,带有大量的阳离子基团,其分子量可以达到600万以上,能够有效提高连续相的黏度;RHJ-1具有优良的润滑防塌性能,能辅助提高DS-301的化学抑制效果。通过室内实验优选,0.3%DS-301与2.0%RHJ-1复配的阳离子乳液聚合物钻井液体系在100℃老化16 h后塑性黏度为25 mPa·s,动切力为12.5 Pa,润滑系数为0.233,高温高压泥饼黏滞系数为0.052 4,滚动回收率高达92.8%,对比KPAM聚合物体系在流变性能和抑制性能上有了明显的提高,有利于大幅度减少了卡钻问题的发生;通过配合加入1%极压减摩剂JM-1,润滑系数进一步降低到了0.137,有效地提高了钻井液的润滑性能,解决了水平段出现的托压问题。现场试验3口井,在水平钻进井段控制钻井液滤失量在5 mL以下,保持动塑比在0.48 Pa/(mPa·s)左右,提高钻井液携岩性能,保持井壁的稳定,现场施工作业顺利。

大古1井多压力系统钻井液技术

大古1井是位于天山南大涝坝二号构造上的1口重点预探井。该井二开吉迪克组高压盐水层极为发育，富含石膏，存在大段的水敏性泥岩和膏质泥岩，因此使用了阳离子钾基聚合物（聚磺）钻井液。由于该钻井液抗污染能力和包被抑制性强，有效解决了起下钻的阻卡问题。三开存在上涌下漏和压差卡钻的极大风险，但由于为探井，多种防塌剂、润滑剂的使用受到了限制。优选出了阳离子超低渗透聚磺防塌钻井液。在应用中，该钻井液泥饼摩阻系数一直保持为0．04～O．05，并有良好封堵能力，有效降低了压差卡钻的风险。四开形成了欠平衡钻进，通过使用加有乳化石蜡的超低渗透成膜封堵钻井液对油气层进行保护，共发现了5套油气显示层。

大古2井超深复杂井钻井液技术

大古2井为大涝坝构造山前构造的一口重点探井,完钻井深为6 702 m。该井二开(φ311.2 mm)裸眼井段长(2 500～5 300 m),钻遇多套高压盐水层和石膏层;三开(φ215.9 mm,5 300～6 552.53 m)存在多套压力体系,地层渗透性强,高密度条件下压差卡钻的风险大。现场采用阳离子乳液聚合物钻井液,并根据不同井下复杂情况加强钻井液性能维护处理,解决了遇阻卡钻和地层出盐水等复杂问题;通过添加超低渗透处理剂和屏蔽暂堵剂,强化对地层的封堵,解决了三开施工中出现的压差卡钻风险,保证了现场安全施工。

苏北张家垛区块特殊软泥岩钻井液技术

苏北张家垛区块存在高压巨厚软泥岩地层，压力系数达到1．1～1．5，盐城组、三垛组和戴南组泥岩中黏土矿物总量在60％以上，钻井液的抑制性偏弱就会出现严重的堵井口、糊筛布现象，主力油层阜三段地层倾角为35°～70°，在油层平行钻进过程轨迹变化大，扭矩和提升阻力大。通过实验分析，将金属两性离子聚合物体系改为阳离子乳液聚合物体系，并提高钻井液密度到1．20～1．40g／cm3，控制钠膨润土加量为2％～3％，同时选用自行研制的新型极压减摩剂，其润滑系数降低率在90％以上，加量为1％～3％时即能满足大斜度多台阶等特殊工艺井的需要。该阳离子乳液聚合物钻井液具有合适的钻井液密度、强抑制性、低固相含量以及好的润滑性。张3-3HF井改用该钻井液后，没有出现任何复杂情况，且每米成本有所下降，表明该钻井液满足该地区的施工要求。