复兴地区页岩气井油基钻井液井壁稳定和防漏堵漏技术

针对复兴地区凉高山组地层漏失严重,自流井组东岳庙段溢漏同存,地层垮塌掉块,频繁憋泵蹩顶驱的问题。采用XRD衍射法对兴页L2HF井、兴页1002HF井凉高山组和自流井组东岳庙段地层的岩石进行矿物组成分析,使用微观SEM扫描电镜对该地层岩石进行了微观形貌分析,再结合现场情况总结了复兴地区井壁失稳和地层漏失机理。通过提高钻井液的乳化稳定性、降摩减阻和多重封堵性能,形成复兴地区页岩气井油基钻井液井壁稳定技术,该钻井液体系满足封堵性PPA小于2 mL,填砂管侵入深度小于2 cm;基于压裂砂堵效应,通过优选和研制了复合堵漏剂、诱导剂、悬浮剂,形成复兴地区程序法“控滤失”模拟砂堵防漏堵漏技术,堵漏浆体系可承压能力高达7 MPa,更适合应用于多裂缝地层。油基钻井液井壁稳定和防漏堵漏技术在兴页某-1井进行现场应用,相对于使用高密度柴油基钻井液体系的兴页某-2井,优化后钻井液体系的黏度和切力更低,润滑减阻性能更强,漏失和地层失稳等复杂情况明显减少。

顺北超深超高温油气藏钻完井提速关键技术

顺北超深超高温断控型油气藏地质条件复杂、埋藏深,地层温度高、强度高,钻完井过程中漏失、坍塌、气侵、井斜和仪器工具失效等井下故障与复杂情况频发,严重制约了该油气藏的高效勘探开发。为此,针对古生界钻速慢的问题,研究了地层可钻性,优选高效钻头和大扭矩长寿命螺杆,推广应用预弯曲防斜打快技术;针对储层温度高、定向难度大的问题,推广应用高温随钻工具,配套井眼轨道设计和井眼控制技术;针对窄间隙漏失问题,采用“随钻封堵+段塞堵漏”和高性能水基钻井液;针对漏溢同层问题,应用控压钻井和平推法压井技术;针对长裸眼固井质量差的问题,采用超高温固井水泥浆体系和配套工艺。综合上述技术,研究形成了顺北超深超高温油气藏钻完井提速关键技术。该技术在顺北不同条带6口井进行了应用,基本解决了超深超高温油气藏钻井提速困难、漏溢同存等问题,钻井周期同比缩短了55.0%,机械钻速提高了184.2%。研究结果为顺北超深超高温断控型油气藏高效勘探开发提供了技术支持。

多工艺反循环钻井技术发展现状与展望

反循环钻井技术与正循环钻井技术相反,循环介质和地层岩屑从钻具水眼返出井口,其裸眼环空保持相对静止,此种钻井方式有利于实现超大尺寸井眼高效携砂、恶性井漏井段的防漏治漏以及敏感性储层的有效保护,同时也为水平井钻井过程中的窄钻井液密度窗口、井眼净化和水平段长度延伸等需求提供新的技术方案。文章通过梳理开展反循环钻井技术以来各家反循环钻井技术的研究进展与成果,总结了单壁钻杆反循环钻井技术、双壁钻杆反循环钻井技术、单壁钻杆+双壁钻杆反循环钻井技术、多通道钻具反循环钻井技术的工作原理及技术特色、适应的工作环境等,并在此基础上提出了反循环钻井技术在油气钻井领域的发展方向及建议。文章的研究成果可以为反循环研究工作提供信息,助力深井超深井超大尺寸井眼提速钻进、井漏等复杂井眼处理以及非常规油气资源安全效益开发提供技术支撑。

琼东南盆地高温高压井强承压堵漏技术

XX23-1-1井是位于琼东南盆地的一口重点预探井,该井在钻进至井深4186.22 m时发生井漏。根据XX23-1-1井地层井漏情况及漏层高温高压工况特点,提出了一种新型高温高压强承压堵漏技术。该高温高压堵漏配方由颗粒、片状和纤维材料复合而成,基于“颗粒架桥+楔入承压+井壁泥饼加固”堵漏机理,在挤注压差下形成结构稳定、密实的封堵层,封堵漏失通道,提高堵漏层的强度和堵漏成功率。对高温高压堵漏材料粒径分布特点、抗高温老化能力、堵漏承压效果进行了评价。实验结果表明:该堵漏剂粒径分布范围广,可解决诱导性裂缝漏失问题;高温高压堵漏剂在180℃老化16h后,材料质量损失率低,具有优异的高温耐久性;对5~3 mm缝板进行封堵,承压能力达到20 MPa以上。高温高压强承压堵漏技术在XX23-1-1井进行了现场应用,最终承压至3 MPa,稳压30 min,压降为0,井底承压当量密度为1.90g/cm^(3),达到了预期效果。

准噶尔盆地南缘超深井天X井尾管精细控压固井技术

天X井是准噶尔盆地南缘冲断带霍玛吐背斜带安集海背斜的一口集团公司风险探井。该井六开Ф139.7 mm尾管固井地层高低压并存、裸眼段长、环空间隙小,同时目的层砂岩段孔隙发育地层油气活跃,钻进期间多次发生漏失,地层压力窗口仅有0.02 g/cm^(3),井筒压力无法动态平衡,容易出现下套管及固井期间溢流、井漏等复杂情况,固井质量无法保障。为了解决该井固井施工难题,尝试实践了精细控压固井技术,通过与精细控压装备配合,进行下套管、固井各阶段井口压力控制,保证漏点、溢点在安全密度窗口范围内,实现井筒内压力平衡的目的。该井固井采取精细控压一次上返的尾管固井工艺,制定针对性的固井技术措施,最终顺利完成了天X井固井施工,经IBC测井解释,封固段合格率为100%,降密度后喇叭口正常不窜气。该技术为南缘区块窄密度窗口井固井施工提供了宝贵的经验及借鉴意义。

川南煤田古叙矿区钻探技术难点与对策

川南煤田古叙矿区地质条件复杂,煤系地层厚度大,煤层松散,溶洞裂隙发育,钻探过程中存在孔壁失稳垮塌、钻孔漏失等技术难点。对此,综合考虑地质条件和溶洞发育情况,优化了钻孔结构;根据煤系地层岩石性质,采用聚合物防塌冲洗液钻进,防止泥岩水化膨胀,保持孔壁稳定;根据钻探过程中不同类型的漏失,采用惰性材料封堵孔隙性漏失,采用桥接堵漏浆液封堵裂缝性漏失,采用速凝水泥浆液封堵溶洞性漏失。将上述技术对策在矿区ZK3003孔进行了现场试验,实现了优质、高效、安全钻进,对该矿区的钻探施工具有较强的指导和借鉴作用。

用于诱导微裂缝封堵的油基凝胶体系

四川长宁区块油基井段龙马溪组地层诱导型微裂缝发育,漏失频繁,油基堵漏手段主要为颗粒型桥堵,成功率低,耗时较长,为此研发了一套基于动植物油脂和环氧树脂的复合油基凝胶,可侵入地层微裂缝进行封堵,提高堵漏成功率。考虑到现场应用的可行性,室内对该凝胶的抗压强度、稠化时间、抗油基钻井液侵污能力进行了评价,并进行了模拟堵漏评价。结果表明,该凝胶的抗压强度可达5.1 MPa;凝胶的成胶时间可控制在3 h以上,提供了足够的安全施工时间;油基钻井液侵污对凝胶强度影响小,且不缩短稠化时间。该油基凝胶的各项性能指标表明其适用于油基段微裂缝堵漏。

Experimental investigation of the application of Eucalyptus bark to prevent lost circulation in pay zones with acid dissolution capability

Loss of drilling fluid is a common problem during the drilling of wells and it restricts the appropriate functionality of muds.Drilling fluid loss significantly increases drilling costs and non-productive time as well as the drilling operation risks.Various investigations have been carried out in order to find appropriate mud additives that either block fractures and pores or reduce fluid loss by improving the fluid rheology.Cheap,environmentally friendly and effective additives are still required by the drilling industry.Hence,the application of available materials in each region,to produce appropriate additives,is a challenge for the oil industry.In this study,Eucalyptus Camaldulensis(EUC)bark powder has been chosen as a new,fibrous,cheap,environmentally friendly and available material to control fluid loss,particularly in southern Iran.Different characterization tests,such as acid dissolution and fluid loss control,were carried out to study the performance of the new proposed additive.Removal by hydrochloric acid and sulfuric acid were studied at various acid concentrations and temperatures.Dynamic fluid loss was also measured at different EUC concentrations.Our study showed that EUC powder can reduce the final fluid loss by 88-97%,the initial fluid loss by 45-66%,and the total loss by 87e94%,which is a satisfactory level.

随钻防漏堵漏技术研究

在钻遇安全密度窗口窄、裂缝发育的地层时,实施随钻防漏堵漏技术意义重大。该技术的关键在于当诱导裂缝开启到很小的时候,随钻防漏剂就进入裂缝,由单级颗粒架桥变缝为孔,然后逐级填充,在很短的时间内、漏失量很少的情况下堵死裂缝,同时使堵塞段具有一定承压能力。用改进型DL堵漏仪,采用带宽度为1～3mm裂缝的不锈钢模具,从架桥粒子的形状、浓度、性质以及与裂缝尺寸的匹配程度等方面评价了不同混合物的堵漏能力,得出了随钻堵漏剂的组成和级配关系。在DN2-24井的现场试验证实,该随钻防漏堵漏技术能很大程度地减少漏失量和停钻堵漏次数,提高地层承压能力,实现了对漏失点多、量大、位置不确定地层的随钻封堵;随钻堵漏剂的用量少,约为1%～1.5%,粒径也较小,约为0.125～0.180mm,对钻井液性能影响小。

凝胶承压堵漏技术在普光地区的应用

普光地区承压堵漏技术存在裸眼段长、漏层及缝洞孔喉尺寸难确定、存在张开性裂缝和岩石骨架承压能力低等难点,桥塞堵漏的效果不理想。因此对桥塞堵漏剂进行改进,通过引入凝胶聚合物和胶结剂形成凝胶堵漏剂。性能评价结果表明,凝胶堵漏剂对不同漏失通道的适应性好,能与地层胶结成高强度的封堵层,对由5～20mm砂粒组成的砂床或10～30mm石子模拟漏层均具有很好的封堵能力,封堵层的承压能力大于9MPa;该剂的弹性变形能力、膨胀堵塞和化学胶结作用能有效提高材料进入和驻留漏层的能力。凝胶堵漏技术在普光地区4口井中进行了试验,成功率为100%,取得了很好的承压堵漏效果,证实了该技术具有现场适应性好和堵漏强度高的特性。

水基微泡沫钻井液防漏堵漏原理研究

依据低密度和气泡变形堵塞理论,分析了微泡沫钻井液的防漏堵漏原理.采用砂石充填的模拟漏层实验方法,研究了无粘土相微泡沫钻井液防漏堵漏作用效果,结果表明,微泡沫钻井液对80～120目砂石构成的孔隙通道具有最好的堵漏效果,对40～80目砂石构成的孔隙通道具有良好堵漏效果,对10～40目砂石构成的孔隙通道具有一定的堵漏效果,而且,随着压力增加,微泡沫钻井液仍具有堵漏承压能力.

固化承压堵漏剂在渤海油田断层破碎带的应用

渤海油田地层完整性差,断层破碎带井漏等裂隙性漏失是困扰钻井工程的一大技术难题。统计分析发现断层破碎带井漏占渤海油田全部井漏的16%,堵漏一次成功率仅为46.6%。针对断层破碎带井漏的特点,结合海上工程实际,研制出了一种堵塞形成快、滤饼强度高的酸溶性高失水固化堵漏剂STP。该堵漏剂选用酸溶性高失水材料复配架桥材料、特种纤维材料和固化剂组成,主要成分为亚硫酸盐和氧化物,不含聚合物,可直接用海水配制。室内评价和现场应用表明,该堵剂能够封堵断层破碎带等不同尺寸的裂隙性漏失,承压能力达7 MPa,对钻井液性能影响小,酸溶率80%以上,而且配制工艺简单,便于现场操作,非常适合海上油田断层破碎带堵漏。

提高地层承压能力技术

地层承压能力的影响因素主要有地层岩性、地层裂缝发育程度、温差、黏土矿物水化和钻井液漏失量、钻井液侵入时间、堵漏材料的类型和粒度组成、钻井和堵漏工艺水平。用改进的DL型堵漏实验仪对一系列浓度的刚性封堵剂、核桃壳以及它们复配的堵漏浆封堵模拟裂缝后的承压能力进行了评价,得出了刚性封堵剂由于强度高、不易被压碎、不水化,在裂缝中能架桥、填充、堵死裂缝,提高裂缝填塞层的承压能力。在DN2-4井和莫深1井上的现场实验也证实了,复配使用刚性封堵剂与核桃壳的堵漏浆能很好地封堵裂缝,提高封堵层的承压能力,且封堵层不容易再次发生漏失,可增加一次成功提高地层承压能力的几率。

河坝1井堵漏技术

河坝1井陆相地层以砂岩和泥岩为主,夹杂少量的煤层,海相地层以灰岩、白云岩、盐膏岩为主,夹杂少量的泥页岩,地层压力系数差别较大,在钻井过程中发生了24次井漏,漏失钻井液达1855.76m3。分析了该井的井漏特征及堵漏难点,介绍了井漏预防措施及现场应用的几种堵漏技术,同时也提出了该地区堵漏作业需解决的技术难题。

新型抗高压堵漏剂的研究与评价

介绍了一种新型抗高压堵漏剂OCL-GYDL,该堵漏剂由多种不同的聚合物和起架桥支撑、膨胀变形的多种颗粒组成,采用化学堵漏与颗粒桥接堵漏相结合的方法研制而成,其特点在于其延时膨胀性和多种尺寸颗粒的存在,具有一定的黏弹性及较高的抗压强度,形成凝胶的时间可调,并可根据漏层的情况,调配颗粒大小,适用于大漏、返出量太少的裂缝性、溶洞性、破碎性地层,以及漏失位置不好确定的漏层。该剂在四川分水1井的应用中取得了良好的堵漏效果,平均一次性堵漏成功率达75%。

HMXW网状纤维承压堵漏实验

为提高复杂漏失地层的承压堵漏成功率,研究了HMXW网状纤维的承压堵漏性能与堵漏机理.使用尺寸为3～6 mm的滚珠和割缝钢块模拟大孔道和裂缝性漏失地层,研究了HMXW在裂缝性漏失地层中的堵漏性能.实验结果表明：①HMXW网状纤维加入现有承压堵漏体系后,能够在体系中形成独特的弹性网状结构,帮助承压堵漏剂快速失水,形成高强度的封堵层,阻断堵漏施工中的压力传递作用,加固漏失层近井带,提高承压强度;②0.8％的HMXW网状纤维加入承压堵漏体系后,能够封堵3 mm以下的裂缝性漏失地层;③1.6％HMXW网状纤维加入承压堵漏体系后,能够封堵4～5 mm的裂缝性漏失地层.HMXW网状纤维堵漏技术的研究为承压堵漏技术提供了一个新的技术手段,有利于改进和提高现有承压堵漏体系在复杂漏失层中的承压堵漏强度和堵漏成功率.

气体钻井技术用于防漏治漏

在有些潜在性漏失地层,常常很难准确判断漏层位置,如采用常规水基钻井液钻进,往往会出现"有进无出"的全部漏失现象,造成巨大经济损失。如果在这样的地层采用气体钻井技术能有效避免地层漏失,缩短钻井周期,降低钻井成本,如在川渝、胜利油田、长庆油田、吐哈油田、辽河油田等地区,运用气基流体和气体型流体的钻井方式成功解决了常规水基钻井无法解决的防漏、治漏问题。介绍了气体钻井技术在防漏治漏方面的应用情况。

国内外钻井液技术新进展

为全面了解国内外钻井液技术研究现状、明确钻井液技术的发展趋势与方向,在调研大量相关文献及报道的基础上,对近年来国内外出现的钻井液新技术进行了分类归纳总结,从新型钻井液体系、储层保护技术、防漏堵漏技术、新型钻井液处理剂、钻井液泥饼清除技术等5个方面对其进行了介绍。其中,新型钻井液体系涉及各种水基钻井液体系、油基钻井液体系、合成基钻井液体系和成膜钻井液体系等;介绍了裂缝性碳酸盐岩储层保护技术;防漏堵漏技术主要介绍了可溶粒子降滤失剂、超低渗透添加剂、微凝胶聚合物降滤失剂等;新型钻井液处理剂包括快钻进KSAJ、Mn3O4加重剂、季铵盐表面活性剂、页岩抑制剂(乙基葡萄糖苷和SIAT)和高温保护剂GHB等;还对钻井液泥饼清除技术作了简要介绍。

塔里木山前构造克深7井盐间高压盐水处理技术

克深7井井深为8 023 m,盐层埋深为7 211 m,采用高密度全油基钻井液钻开盐层,钻至井深7 764 m处钻遇盐间高压盐水层,压井液密度达2.55 g/cm3,在实施压井作业过程中发生了严重漏失。在采用专用油基钻井液配套堵漏材料和桥塞堵漏未成功后,采用了水基堵漏浆与油基钻井液混合的沉淀隔离新工艺,在堵漏材料中引入了国外高强度承压材料,将其与膨胀效果好的核桃壳等材料复配使用,堵漏成功。应用结果表明,常规的桥浆堵漏和油基钻井液配套的堵漏材料均不能应对克深7井这种异常复杂地层,沉淀隔离新工艺配合适当比例的多种堵漏材料,对处理高压盐水层压井及井漏等复杂情况实用可行。

鲁迈拉油田防漏堵漏工艺技术

伊拉克鲁迈拉油田地质条件十分复杂,漏层为碳酸盐沉积原生孔隙和成岩作用与构造运动所形成的孔洞、裂缝,漏失通道从微米级至厘米级,二开地层具有"上下漏、中间喷"的层位分布特点,同一裸眼段存在多套压力体系,钻井液漏失严重,堵漏施工时间长。通过室内研究,提出以下防漏堵漏技术:为防止上部地层的漏失,优选出(2%～3%)DLX-1+(2%～3%)QNPB作随钻堵漏剂;当漏失速率为2～5 m3/h时可用钻井液快速钻穿漏层,采用静止堵漏或憋压堵漏;对于严重漏失,可采用清水盲钻,一次性把漏层都钻完,然后注入高效承压剂复合堵漏桥浆,高效承压剂能够在漏失孔道内迅速膨胀,配合刚性复合堵漏剂架桥,高效承压剂能很好地与岩石表面吸附完成漏层填充,提高地层的承压能力及堵漏成功率,再结合现场情况适当采用打水泥塞彻底封堵漏层。该高效承压复合堵漏技术、防漏堵漏工艺以及相关的工程技术措施,满足了鲁迈拉区块钻井安全顺利施工的需求。