低渗透油气层水锁损害机理及低损害钻井液技术研究

低渗透油田地层具有泥质胶结物含量高、含水饱和度高、毛细管压力高、水敏性强及孔喉细小、渗透性差、结构复杂、非均质严重、油气流动阻力大、常伴有天然裂缝等特点。大量的研究表明，水锁损害是低渗储层最主要、最严重的损害类型，损害率一般为70％～90％。从多种角度系统分析了水锁损害产生的根源及其主要影响因素，并针对钻井完井过程中的水锁损害问题，研制出了多功能、低伤害、超低渗透的两性离子聚磺钻井液。该钻井液抑制性强，能防止水锁损害，更好地保护地层，提高低渗透油气藏的综合开发效益。

无机盐对水溶液中两性离子聚合物分子线团尺寸的影响

初步考察了无机盐对水溶液中两性离子聚合物分子线团尺寸的影响，发现分子结构因素（如分子量、基团类型与含量等）以及无机盐浓度与种类等因素都影响水溶液中两性离子聚合物的分子线团尺寸。

两性磺化酚醛树脂降滤失剂APR的研制

以苯酚、甲醛、亚硫酸钠、二甲胺和１溴丁烷为原料，合成了两性磺化酚醛树脂降滤失剂ＡＰＲ。通过红外光谱对其结构进行了表征。考察了ＡＰＲ 的抗高温抗盐降滤失性能、抑制性及其与两性聚合物重泥浆的配伍性。从研究ＡＰＲ在膨润土上的吸附入手，对其作用机理进行了简要分析。

土库曼斯坦尤拉屯气田15、16井盐膏层钻井液技术

土库曼斯坦尤拉屯地区15、16气探井盐膏层属上侏罗系克里米得氏组，埋深约为3400-4000m，地层温度、压力都很高，且含高压盐水、天然气和H2S，钻井风险极大。研究应用了高密度（2．40g／cm^3）KCl／饱和盐水聚磺钻井液，该钻井液克服了高压盐水侵、天然气气侵溢流以及盐膏层蠕动而引起的多次井下复杂情况，如多次发生井漏失返、溢流、阻卡等，充分满足了该盐膏层井段地层特性和安全钻井对钻井液技术的要求；同时对尤拉屯气田盐膏层地质特性有了更进一步的认识，为顺利完成土库曼斯坦钻井项目提供了关镩特术．

甲酸盐溶液对饱和盐水磺化钻井液的适应性评价

超深井多选用高密度饱和盐水磺化钻井液体系,本研究引入高浓度甲酸钾溶液作为钻井液基液,有效减少高密度钻井液固相含量,提高钻井液及关键处理剂的热稳定性,同时加快超深井深部巨厚盐岩层钻井速度、减缓钻具腐蚀,充分发挥甲酸盐钻井液良好的抑制性和泥饼质量,低环空压耗等优势。讨论了重晶石在甲酸钾溶液中的溶解性以及甲酸钾溶液的抗盐抗钙污染能力,研究结果表明,重晶石在甲酸钾溶液中几乎不溶,所以在饱和盐水磺化钻井液中可用30%-70%（w）甲酸盐溶液提高基液密度,然后采用重晶石进行加重是可行的。此外,氯化钠和石膏在甲酸盐溶液中的溶解度均有不同程度的降低,可用于进一步提高磺化钻井液的抗盐抗钙污染能力。

哈萨克斯坦SLK3井巨厚盐层钻井液技术

SLK3井位于哈萨克斯坦共和国阿特劳市东科尔占区块西部盐膏层最发育地区,是该地区第1口盐下预探井。该井高温高压井段盐膏层的溶解蠕变、吸水膨胀、坍塌掉块等易污染钻井液而导致井下复杂情况的发生。在SLK3井巨厚盐层井段使用了两性离子聚磺饱和盐水钻井液。应用结果表明,该钻井液性能稳定,抑制泥页岩水化分散能力强,携岩能力好,井壁稳定,在低滤失条件下,控制Cl-含量大于160 g/L,克服了因盐膏层发育给钻井生产带来的难题,满足了钻井要求,摸索出了适合科尔占地区巨厚盐层钻井的配套综合技术,对今后开发该地区盐下油气资源具有重要意义。

羧甲基纤维素接枝AM/DMDAAC共聚物的溶液性质

采用自由基溶液聚合法制备了羧甲基纤维素与丙烯酰胺／二甲基二烯丙基氯化铵的两性接枝共聚物（ＣＡＤ）。探讨了ＣＡＤ的溶解性质、在水溶液和盐溶液中的流变性质以及在不同浓度ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＭｇＣｌ２、ＣａＣｌ２与钙镁钠混合盐溶液中的粘度性质。结果表明；ＣＡＤ具有较好的溶解性，其溶液属假塑性流体，有较强的抗盐能力，大分子链间正。

低渗凝析气藏防液锁成膜两性离子聚磺钻井液

为了有效降低钻、完井过程中钻井液对储层造成的液锁损害,根据吐哈低渗凝析气藏储层特征,对液锁损害产生的机理和影响因素进行系统分析。应用界面张力仪法,评价了8种常用表面活性剂的表面张力,优选出降低表面张力能力较强的OP-10和ABSN;应用可视砂床压滤仪,研究了2种常用成膜剂对钻井液性能的影响和降滤失效果;应用防液锁、理想充填及成膜技术研制了适用于研究区块的防液锁成膜两性离子聚磺钻井液体系,体系中3种超细碳酸钙的复配比例为10%,40%,50%,总加量为4%。评价结果显示,该钻井液体系的API滤失量小于5 mL,高温高压滤失量小于10 mL,泥饼摩擦系数小于0.141,渗透率恢复率大于81%。

盐响应聚合物刺激响应机理及在饱和盐水钻井液中的应用

以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)与3-丙烯酰胺丙基-三甲基氯化铵(TAC)为单体,通过改变投料比例,采用水溶液聚合法合成了一系列电荷分布不同的AM-AMPS-TAC聚合物,通过室内实验研究聚合物的盐响应行为、盐响应性致因以及聚合物分子结构对盐响应性的影响,并进行应用分析。采用分步剪切模式进行流变性测试,结果证明AM-AMPS-TAC聚合物具有盐响应特性,且AMPS与TAC投料量越接近盐响应性越显著。通过浊度测试与微观形貌分析研究了聚合物分子链构象随盐刺激的变化规律,并结合特性黏度测试与共聚物组成分析研究了盐响应机理,结果表明,聚合物的盐响应行为源于分子链构象在盐刺激下发生了由蜷曲到伸展的转变,这种转变是聚合物分子内离子键被盐的电荷屏蔽作用削弱所致。将AM90-AMPS5-TAC5与降滤失剂PAC-Lv复配应用于饱和盐水钻井液体系中,抗盐与耐温效果最优,钻井液在150℃、饱和NaCl条件下长时间维持稳定黏度和良好分散,且滤失量小。

乙烯基磺酸聚合物及钻井液体系的研究与应用

介绍了乙烯基磺酸聚合物处理剂的设计与合成 ,考察了该体系的热稳定性和耐盐能力 .室内及现场试验结果表明 ,乙烯基磺酸聚合物抗盐、降滤失和防塌能力强 ,热稳定性好 。

扎纳若尔油田油气层保护钻井液技术

扎纳若尔油气田位于西哈萨克斯坦滨里海盆地东缘扎纳卡梅斯水下隆起带上 ,储层为石炭系浅海碳酸盐岩 ,储层岩性以灰岩为主 ,夹少量白云岩 ,储集空间以次生溶蚀孔隙为主 ,微裂缝发育。储层孔隙度和渗透率较高 ,孔隙压力系数低 ,储层水敏程度低 ,极易受到钻井液污染。根据储层特点及钻井液对油气层污染的因素分析 ,选用了两性离子聚合物钻井液、屏蔽暂堵油气层保护技术以及配套钻井液技术措施。经现场 10 0口井应用表明 ,两性离子聚合物钻井液与屏蔽暂堵技术的结合 ,提高了钻井速度 ,缩短了钻井周期 ,减轻了钻井液对油气层的污染 ,较好地保护了油气层 ,提高了原油产量 ,单井平均产量和采油指数分别提高了 4 6 .3%和 6 4 .7%。

丰深5井钻井液技术

丰深5井是位于济阳坳陷东营凹陷北部陡坡带的1口预探井,该井钻遇大段巨厚泥岩、膏泥岩、盐膏层,地层倾角大,裂缝发育,井壁稳定难度大。针对丰深5井地层特点,采用了双聚封堵防塌钻井液、欠饱和盐水双聚磺防塌钻井液。现场应用表明,应用的钻井液具有良好的流变性能和较强的携岩能力,稳定井壁效果好,抗盐膏及油气污染能力强,高温稳定性突出,满足了钻井的施工需要,保证了安全、优快钻进。

肯基亚克8102井钻井液技术

为解决肯基亚克盐下油田压力高、温度高、矿化度高、密度高等钻井液技术问题，在对该地层特性、岩性和储层特点进行研究的基础上，研发出了适合该区域的两性离子聚磺盐水钻井液。现场应用表明，该钻井液较好地解决了高密度盐水钻井液流变性、盐层井壁稳定、漏喷同层和高密度盐水钻井液的防卡等问题，实现了全井无事故及复杂情况的记录；井径规则，平均井径扩大率为5．62％；润滑防卡措施效果明显，起钻最大提升阻力不超过10t，无任何阻卡情况。肯基亚克8102井钻井液的流变性得到明显优化，流变参数显著降低，与未采用该技术的邻井235井相比，表观黏度降低42％，塑性黏度降低40％，动切力降低46％，静切力降低58％，可将密度为1．95g／cm3钻井液的黏度维持为70～90S。

无土相淀粉聚合物饱和盐水钻井液体系在伊朗油田的应用

伊朗某油田钻井施工在三开井段遇到石膏层、岩盐层和高压盐水层时,采用低固相聚合物饱和盐水钻井液体系继续钻进。石膏侵和盐水侵会导致钻井液黏度难以控制、流动性变差、动切力较大、循环水动力不足,因此研究改用无土相淀粉聚合物饱和盐水钻井液体系。该钻井液体系改善了钻井液的流变性,减缓了地层钙离子对钻井液性能的影响,确保了钻进的正常进行,并取得了很好的经济效果。

降滤失剂JT888与抑制性聚合物盐水重泥浆的研究及应用

针对中原油田盐膏层钻井中存在的泥浆技术问题，研制出了两性离子聚合物ＪＴ８８８系列降滤失剂，研究了Ｊ８８８在水溶液及盐水泥浆中的性能，提出了以ＪＴ８８８为主剂的抑制性聚合物盐水重泥浆配方。室内与现场试验表明，ＪＴ８８８抑制性好，抗温抗盐能力强，以它为主剂配成的聚合物盐水重泥浆能抑制地层造浆，泥饼质量好，维护处理方便。

京11断块水平井钻井液工艺技术

在京11断块所钻的13口水平井是中石油深度开发4个示范工程之一。这些水平井二开井段使用正电胶聚磺钻井液,三开井段使用正电胶聚磺钻井液和无固相有机盐钻井液。该套钻井液技术满足了地层特性与井下情况的要求,减少了复杂情况与事故,提高了钻井速度,对储层进行了较好的保护,保证了固井质量和井身质量均合格。分析了在密度调整与控制、井径扩大率和井壁稳定、托压和储层保护等方面存在的问题并提出了进一步完善的措施,如建议引进多元协同稳定井壁理论、多级屏蔽暂堵技术或理想充填暂堵技术等。

ZQ2井盐膏层高密度欠饱和盐水聚磺钻井液技术

ZQ2是库车凹陷秋里塔格构造中秋2号构造的一口预探井,吉迪克组~库姆格列木群泥岩段(N1j2~E1-2km^1)盐膏层埋藏深度在4545~5827 m,地层特性膏盐层段长、石膏含量高、压力系数高、盐间软泥岩欠压实高含泥质高含水与软黏特性、φ333.375 mm大尺寸井眼,原设计为油基钻井液,后更改为水基钻井液,且井深结构更改为高低压层套打,对水基钻井液技术提出了较高要求。针对地层特性通过改变传统钻井液体系思路引入烯丙基磺酸钠四元共聚物降滤失剂MYK、改性植物胶包被抑制剂NXX、国内首次在欠饱和盐水体系中引入有机盐Weigh2对传统的欠饱和盐水磺化钻井液进行改造升级为聚磺高密度欠饱和盐水钻井液,在实钻过程中表现出包被抑制性强、抗盐膏污染能力强、性能稳定、维护简单、岩屑代表性强,流变性控制优于邻井欠饱和盐水磺化钻井液,在ZQ2井该段盐膏层取得了良好效果,解决了传统欠饱和盐水磺化体系因使用稀释剂致强分散、强依赖性而出现“加~放~加、增黏~降黏~增黏”难题,实现了该层位盐膏层及软泥岩安全快速钻进、井壁稳定、井下安全,电测、下套管一次性成功,为该区块优化井身结构奠定了基础。

鄂尔多斯盆地延长区块天然气探井钻井液技术改进与应用

延长区块位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东南部,该区域天然气探井气层段采用三磺防塌钻井液。经50多口井的施工实践表明,三磺防塌钻井液维护困难且井下复杂事故较多。通过加入聚丙烯酰胺和水解聚丙烯腈铵盐对三磺钻井液进行了改进,使三磺钻井液改型为聚磺钻井液。经现场试验表明,聚磺钻井液同时具备抑制性、包被性、封堵性多重功能,该钻井液性能稳定,动塑比高,抑制性能好,悬浮和携带岩屑能力强,提高了机械钻速,减少了井下复杂事故;具有多重功能的多元防塌钻井液。

SHB1-6H井长裸眼钻井液技术

SHB1-6H井是中石化西北分公司部署在顺北区块的一口超深开发井,该井因采用四级井身结构,二开裸眼段长4 460 m,其中泥岩段长1 463 m,地质构造复杂,三叠系、石炭系和志留系硬脆性泥岩发育,易发生坍塌掉块,中间的二叠系由于地层破碎易发生漏失。针对以上问题,选用了钾胺基聚磺钻井液体系,以满足地层特性对钻井液抑制性的要求,但体系中原用的磺化材料是以牺牲钻井液抑制性来达到降低高温高压滤失量的目的,因此引入了抗温抗盐聚合物降滤失剂RHPT-1和抗盐成膜剂CMJ-1,以进一步提高抑制性和封堵性,降低高温高压滤失量。经现场应用表明,优化后的钾胺基聚磺成膜钻井液流型易于控制,通过保持胺基页岩抑制剂HPA加量在5~7 kg/m^3,KCl加量在30~50 kg/m^3,保障了钻井液有强的抑制性;通过使用高软化点复合沥青增强钻井液封堵能力,控制高温高压滤失量小于10 mL,解决了三叠系以深地层易发生井壁失稳的难题;在易漏地层二叠系使用了竹纤维、超细碳酸钙和聚合物凝胶堵漏剂PSD等随钻堵漏材料,避免了井漏的发生,顺利完成了SHB1-6H井的施工,二开井段扩大率仅为12%,比邻井顺北1井降低了63.74%。该套钻井液技术保障了顺北区块井身结构优化的实施。

聚磺饱和盐水钻井液技术在土库曼阿姆河右岸的应用

针对土库曼阿姆河右岸地区侏罗系上统长段盐膏层特点,为满足现场钻井液施工需要,通过室内实验,确定了防止大段盐膏层对钻井液污染的聚磺饱和盐水钻井液配方及性能参数,制定出了相应的现场应用技术对策;现场应用表明,该钻井液技术有效地解决了长段石膏及盐层钻进中盐膏层的蠕变、钻井液的抗盐、钙污染和控制高压盐水浸等难题,实现了石膏及盐层段的安全顺利钻进,形成了一套有效应对阿姆河地区大段盐膏层的钻井液技术。