双聚磺胺基聚醇钻井液在渤南低渗油田的应用

渤南油田储层地质特点及钻井技术难点,要求钻井液具有强抑制性、高润滑性、高抗温性和优良的储层保护性能,因此优选了双聚磺胺基聚醇钻井液。其中的胺基聚醇属聚胺改性聚醚多元醇类防塌剂,是将聚胺和聚醚多元醇2者的优点有机结合起来的一种新型防塌剂。性能研究结果表明,该钻井液具有抑制性强,抗盐、抗钙和抗岩屑侵的能力强,储层保护性能好等特点。该体系在渤南地区的6口井中得到了成功应用,建立了一套较适合快速钻井的钻井液性能参数:塑性黏度保持在15～30 mPa·s之间,动切力保持在10～18 Pa之间,动塑比保持在0.3～0.5 Pa/mPa·s之间,漏斗黏度控制为50～65 s。该体系不仅有利于提高钻速,而且还成功地解决了PDC钻头泥包与地层起下钻遇阻、遇卡和井径扩大率增大的问题,为深井钻井提供了一种新型高效钻井液体系。

胺基聚醇钻井液体系在巴喀地区的现场试验

巴喀区块2500 m以下井段有巨厚煤层且分布段长,地层煤线胶结疏松并夹杂煤层间碳质泥岩。新井眼钻开后应力获得释放,极易导致坍塌掉块形成近似椭圆的井眼,造成蹩钻、起下钻阻卡甚至井眼报废等恶性事故。通过三次回收率和岩心浸泡等室内实验评价了胺基聚醇AP-1的防塌能力,并优选出了胺基聚醇钻井液体系配方。室内研究表明,该钻井液具有较强的抑制性和抗污染能力,其塑性黏度为24 mPa.s、动切力为11 Pa,岩心渗透率恢复值81.9%~89.6%。柯21-平1井的成功试验表明,该钻井液体系有效地解决了下侏罗系煤层及碳质泥岩的坍塌问题,且具有较强的润滑能力,能有效地提高钻井速度,同时在提高储层保护性、控制钻井液流变性、提高钻井液抗污染性和减少井下复杂事故发生等方面效果显著。

胺基聚醇钻井液在柯21-平1井的应用

吐哈油田巴喀区块因煤层发育,钻井过程中井壁失稳严重,井下复杂与事故频发,导致钻井周期长、机械钻速低。针对以上问题,分析了井下复杂发生的原因,优选了强抑制剂和封堵防塌剂,形成了胺基聚醇钻井液并在柯21-平1井2 000～3 527 m井段进行了现场试验。应用结果表明,应用井段无复杂,顺利钻穿煤层64套共136 m和碳质泥岩30套共49 m,并在煤下地层定向钻进420 m,钻至中途完钻井深3 947.5 m,矿场应用效果良好。

钾胺基聚磺钻井液在TP170井的应用

托甫台区块位于塔河油田西南部,该区块井深度大,油层埋藏深,普遍存在二叠系,钻井过程中易发生井塌、井漏等复杂情况。以往该区块均采用四级井身结构,将上部易水化、分散、缩径的砂泥岩地层与下部易塌易漏地层分开。为缩短钻井周期,降低钻井成本,甲方首次尝试将托甫台区块TP170井简化为三级井身结构,导致二开裸眼段极长,大大增加了钻井风险。针对这一问题,现场使用新型钾胺基聚磺钻井液体系,利用聚胺抑制剂的强抑制能力及流型调节能力,解决了深井长裸眼流型控制难、三叠系以深地层易出现井壁垮塌等难题,安全、优质、快速地完成了TP170井的施工。

钾胺基聚磺钻井液在TP181井的应用

塔河油田托甫台区块井深度大,油层埋藏深,普遍存在二叠系,钻井过程中易发生井塌、井漏等复杂情况。以往该区块均采用四级井身结构,将上部易水化、分散、缩径的砂泥岩地层与下部易垮易漏地层分开。为缩短钻井周期,降低钻井成本,甲方将托甫台1小区井简化为三级井身结构,导致二开裸眼段极长,大大增加了钻井风险。针对这一问题,现场使用新型钾胺基聚磺钻井液体系,利用聚胺抑制剂的强抑制能力及流型调节能力,解决了深井长裸眼流型控制难、三叠系以深地层易出现井壁垮塌等难题。

钙基聚磺钻井液在南页1井的应用

南页1井是四川盆地川东南构造带南川断鼻上的一口页岩气预探井,针对地层易坍塌以及存在微裂缝、石膏层、煤层、等较复杂的特性,优化了钻井液体系,即在聚磺钻井液体系的基础上引入钙离子,变成了钙基聚磺钻井液体系。该体系在南页1井的应用表明,体系高温稳定性强,抑制防塌能力好,有效解决了页岩气水基钻井液井壁失稳问题以及盐膏侵、酸性气体侵等问题。

文301井钾基聚磺饱和盐水钻井液技术

文301井为评价井,位于东濮凹陷文西断层下降盘文301断块,完钻井深为4000 m,穿过S1段盐层、S2段上部盐层、S32段盐层、S33段盐层等多套盐膏层,累计厚度达998 m,且盐间物性差别很大,泥膏盐较多,断层多,易盐溶、坍塌、缩径,地层条件相当复杂。针对纯度低、盐层簿的S1段盐层,采用淡水复合胶液钻井液。针对埋藏深、厚度大的S32段、S33段破碎泥膏盐混杂结合体,配制钾基聚磺饱和盐水钻井液,从而抑制了盐膏泥层水化膨胀,防止了因层间膨胀性不一致而引起的地层掉块、坍塌,保证了井壁稳定,井径规则,满足了含长盐层段深井优质、安全、快速施工的要求。

钾钙基聚磺混油钻井液在JHW 003水平井中的应用

针对新疆油田吉木萨尔致密油钻井工区地层存在强水敏泥岩、膏质泥岩、CO32-、HCO3-等易造浆、易缩径、易垮塌、易污染钻井液性能等技术难题,通过分析与室内试验研究,JHW003井应用钾钙基聚磺混油钻井液,实现了钻井液性能与井眼稳定,大幅度提高了钻井速度。

铝胺高性能水基钻井液的研究与应用

铝胺高性能水基钻井液是近年来国内外钻井液新技术的热点。通过三次回收率和岩心浸泡实验,评价了胺基聚醇(有机胺类)AP-1和铝聚合物DLP-1的防塌能力,并优选出了铝胺高性能水基钻井液配方。营72-平2井三开后因严重井塌无法施工,被迫填井侧钻,侧钻至井深2 920 m时,井塌现象已非常严重,转换为铝胺高性能水基钻井液后顺利完钻。辛176-斜12井三开后钻遇大段泥页岩,地层微裂缝发育,同时泥岩中蒙皂石含量高、水敏性强,钻进中发生较严重的井壁垮塌掉块,换用铝胺高性能水基钻井液后顺利完钻。以上2口井的现场试验应用证明,铝胺高性能水基钻井液对解决因水化不均匀或微裂缝发育导致的井壁不稳定具有良好的效果。

超支化絮凝剂对废弃油基钻井液的絮凝效果评价

油基钻井液受地层土等劣质固相的不断侵入,流变性能严重恶化,采用溶剂萃取、热蒸馏等技术难以有效处理,会造成资源浪费。为实现对废弃油基钻井液的再生利用,本文选取超支化聚合物作为絮凝主剂,进行季铵化和疏水改性,制得具备良好选择性的油溶性絮凝剂;通过红外光谱、热重分析等方法测定了絮凝剂分子的结构与热稳定性,探究了絮凝剂加量对钻井液密度、固相含量和流变性能的影响,通过zeta电位和矿物组分分析,进行了絮凝剂的絮凝机理分析。结果表明:絮凝剂加量1.0‰时,可有效絮凝、沉淀钻井液体系中的劣质固相,对两种油基钻井液废液处理后固相清除率可达到80.6%和63.8%,处理后钻井液密度分别为0.733g/cm^(3)和0.745g/cm^(3),其配伍性和流变性能满足钻井要求,可实现钻井液的再生循环利用。

多巴胺端基聚磺基甜菜碱的表面改性及其表面抗蛋白吸附性能

将具有黏附性的多巴胺基团和具有亲水抗污性的聚甲基丙烯酸磺基甜菜碱(PSBMA)结合,利用原子转移自由基聚合方法合成了多巴胺(DOPA)端基修饰的两性离子聚合物DOPA-PSBMA,并且通过简便的聚合物溶液浸涂方式对硅片进行表面改性。研究发现,DOPA-PSBMA具有温度响应性,其高临界溶解温度(UCST)为22~35℃;该聚合物可通过溶液自组装有效黏附于硅片表面,且在37℃和4℃时,改性硅片均具有良好的抗蛋白吸附性能,说明温度对DOPA-PSBMA改性表面的抗蛋白吸附性能基本无影响。

胺基聚醇AP-1和有机硅抑制剂GWJ及其复合剂对水合物生成的影响

利用自制装置,模拟深水钻井中的温度和压力,考察不同含量的胺基聚醇AP-1、有机硅抑制剂GWJ和胺基聚醇AP-1与有机硅抑制剂GWJ的复合剂对钻井液中水合物生成的影响。实验结果表明,当胺基聚醇AP-1含量为0.5%(w)时促进水合物的生成;当胺基聚醇AP-1含量为1.0%(w)或2.0%(w)时则抑制水合物的生成,且随胺基聚醇AP-1含量的增加,其对水合物生成的抑制作用增强;当有机硅抑制剂GWJ含量为2.0%(w)时促进水合物的生成,水合物生成速率随有机硅抑制剂GWJ含量的增加而降低;在初始压力7 MPa、初始温度4℃时,当添加胺基聚醇AP-1含量为2.0%(w)和有机硅抑制剂GWJ含量为2.0%(w)的复合剂时,水合物生成的诱导时间为580 min,有效抑制了水合物的生成。

胺基聚醇防塌剂BLC-101在达131-H井的应用

胺基聚醇防塌剂BLC-101是一种存在醚基和阳离子,能在黏土表面形成致密且坚韧的类油膜,阻碍滤液侵入,并能通过静电引力阻止黏土膨胀分散的小分子聚合物防塌剂。通过在井的应用证明,该产品和现用的钾钙基有机盐钻井液体系的配伍性好,钻井液的性能易于调控,明显提高了钻井液的抑制性。

马深1超深井四开钻井液技术

马深1井是中石化勘探分公司部署在川东北通南巴构造带马路背构造高部位的一口重点预探井。完钻井深为8 418 m,目的层主探下寒武统龙王庙组储层。该井四开作业井段为6 225.4~7 699 m,钻遇龙马溪组时存在大段泥页岩地层,井壁稳定问题比较突出,且地层压力系数高,超深井段井温高,钻井液易受酸根污染,施工风险较大。该井四开钻井液技术难点主要是高温下高密度钻井液流变性控制、井壁稳定及酸根污染问题等。针对以上难点,通过大量室内实验,优选出以下几种主要处理剂:抗温强的聚胺抑制剂BCG-7,加量控制在0.4%;抗温主剂采用高温下降滤失效果好且不提黏的SMP-3,加量控制在5%~6%;抗温降滤失效果好且不提黏的聚合物类降滤失剂PFL-L及HPL-3,加量分别控制在2%及1.5%;抗温降黏剂选用HR-300、SMS-19,加量视情况而定;同时引入抗氧化剂,以提高体系的抗温性。最终确定钻井液基本配方为3%NV-1+0.3%KOH+5%KCl+1.5%HPL-3+1%AOP-1+3%SCL+3%FT+5%SMP-3+3%LF-1+0.4%BCG-7+3%QS-2。在马深1井现场应用时,根据实钻情况及时调整处理剂加量,对钻井液配方进行微调,在该井四开井段使用过程中,表现出高温高密度下流变性好、抑制能力强、封堵效果好及抗酸根能力强的特点。KCl-胺基聚磺钻井液技术为顺利完成马深1井四开井段的钻探工作提供了强有力的技术支撑,最终形成了一套完整的超深井钻井液技术。

内核纳米乳液用于塔西南地区钻井液的优化

塔西南地区油气资源丰富,具有良好的勘探开发潜力,但由于地质条件复杂,钻探过程中普遍发生井漏、卡钻、划眼、坍塌、遇阻、溢流等复杂情况,其中井漏发生高达30余次,卡钻发生10余次,钻井周期最长达719 d,严重制约了该区油气资源的勘探开发进程。为了改善塔西南地区复杂频发的情况,分析了该区井壁失稳的主要原因,在此基础上通过对比筛选,最终采用自主研制的钻井液用内核纳米乳液,其是以纳米SiO2为内核的纳米乳液,粒径D50分布在100 nm左右。其油相可以抑制黏土矿物的膨胀,并且在孔隙以及裂缝中形成"软+硬"封堵体系。室内实验表明,当添加5%的纳米内核乳液进行优化时,钻井液高温高压滤失量为3.8 mL;压力传导法显示优化后较优化前平衡时间缩短了125 min,压力减小0.337 MPa;回收率实验得到优化后钻井液回收率达到85%。证实内核纳米乳液是可以作为水基钻井液的添加剂,实现对钻井液的优化。

屯1井三开钻井液工艺技术

介绍了屯1井三开安集海河组地层钻遇复杂情况的处理及钻井液工艺技术。安集海河组地层富含伊/蒙间层,岩性以灰绿色、棕红色泥岩为主,地层水化能力强,存在强水平挤压应力和高压地层流体,导致钻井过程中井壁失稳、缩径、垮塌、阻卡等严重复杂情况。采用钾钙基聚磺钻井液配合高分子聚合物抑制剂及护壁剂白沥青等,控制高温高压滤失量小于10mL,通过封堵抑制协同作用保持井眼稳定,明显减少了井下复杂情况。现场应用表明,钾钙基聚磺钻井液具有防塌性、强抑制性、抗温、抗污染能力,满足了安集海河组地层的钻井要求。

准中Ⅰ区块提速钻井液技术

准中Ⅰ区块地层岩性复杂,钻井过程中存在上部地层泥包、阻卡严重、西山窑组煤层坍塌及三工河组硬脆性泥岩垮塌等复杂情况,致使机械钻速低,钻完井作业时间长。在分析现用钻井液的基础上,通过优化胺基聚醇防塌钻井液配方,研发了胺基硅醇防塌钻井液,该体系抑制性好,封堵性强。胺基硅醇钻井液在准中Ⅰ区块庄301井和征1-4井进行了现场应用,施工中井壁稳定,全井机械钻速较邻井分别提高18%和50%,钻井周期分别缩短25%和20%,取得了优快钻井的效果。

滴西油气田钻井液技术

滴西地区地层比较复杂,根据已钻井资料显示,地层具有上部易漏失,下部易垮塌的特点。通过对配方配伍性研究,采用钾钙基聚磺钻井液;现场应用表明钻井液配伍性好、抗污染能力强、防塌能力强、流动性好。尤其是配合凝胶堵漏剂QZ,防漏效果好,适合滴西油气田钻井施工和储层保护的需要,可进一步推广应用。

莫北油田莫109井区不下技术套管的钻井液技术

莫109井区位于莫北油气田的南部，地层造浆、缩径严重，煤层极易坍塌、漏失。此外，为降低钻井综合成本，该区块采用二开井身结构，二开裸眼段长达3700-3800m。该区块钻井的主要难点是严重缩径引起的提下钻阻卡、划眼、开泵发生憋漏以及西山窑组煤层的垮塌等现象。为实现不下技术套管井的安全钻井，从钻井液技术方面制定出了解决方案，通过采用钾钙基聚磺钻井液，并在维护处理过程中保证该钻井液具有强抑制性、低滤失量、良好的携砂能力和流变性，达到了缩短钻井周期、提高钻井时效、节约钻井成本的目的。建议采用防泥包钻头，同时应在钻井液中加入防泥包处理剂。

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。