基岩地层电阻率及宏观裂缝孔隙度评价方法

针对受钻井液污染的基岩地层电阻率及宏观裂缝孔隙度评价难的问题,根据均质储集岩模型和侧向电阻率测井原理,建立了基岩地层体积模型,并导出了系列基岩参数分别与基质参数和宏观裂缝参数之间的关系函数。从基岩储层污染前的2类导电介质到污染后的3类导电介质进行分析,引入了“地层流体替换率”和“钻井液滤液分配系数”,进而建立了基岩地层真电阻率和视电阻率评价方程及宏观裂缝孔隙度解释方程。结果表明,基质孔隙度的变化是影响基岩地层电阻率大幅度变化的本质内因,也是识别基岩储层的重要标志,随着基岩宏观裂缝孔隙度的增大,侧向电阻率逐渐减小。实际岩心分析资料证实,该方法可明显提高基岩宏观裂缝孔隙度的解释精度。研究成果可为基岩储层评价及参数研究提供理论依据。

无侵害钻井液技术研究现状及展望

美国EDTI公司研制的DWC2000无侵害钻井液(non-invasive drilling fluid)主要由动滤失降低剂 (FLC-2000)、堵漏剂(LCP-2000)和润滑剂(KFA-2000)三种处理剂配制而成,其机理是通过物理化学和表面化学的作用,逐步封堵并形成封堵膜,使动滤失量降低,适用于淡水、盐水、饱和盐水和油基钻井液,加量仅为1％～ 2％,抗温可达204℃．可有效降低动滤失,提高渗透率恢复率。介绍了无侵害钻井液砂床滤失仪的结构及滤失量测量方法,对国外20种钻井液的API滤失量和砂床滤失量的对比结果进行了分析。详细介绍了我国在无渗透钻井液技术研究方面的主要进展,并对该技术进行了分析与展望。

钻井液完井液损害油层室内模拟评价程序

保护油气层的室内评价工作主要是借助于有关仪器,测定入井流体对油气层损害后的渗透率变化情况。本文利用JHDS高温高压动失水仪,在确定的实验参数条件下规定了评价各种入井流体对油气层损害程度的模拟评价程序。根据这种程序对江汉油田江陵凹陷沙27井和塔里木塔中TZ-44井岩心进行了模拟评价,通过计算机软件进行数据处理,得出了评价结果,这种评价结果对于现场完井作业具有一定的指导意义。

抗高温油基钻井液封堵剂PF-MOSHIELD的研制与应用

针对层理和微裂缝发育的高温高压复杂井,从提高多尺度封堵效果和高温稳定性出发,研制了一种由独特的化学改性剂和磺化沥青、油溶性碳酸钙、纳米二氧化硅以及苯乙烯丙烯酸酯共聚物等组成的抗高温油基钻井液封堵剂PF-MOSHIELD。该封堵剂粒径分布在1～189.02μm之间,热稳定性好,分解温度高达378℃,软化点为260℃,且能在油相中稳定分散。与传统的油基封堵剂相比,该封堵剂在压差的作用下挤入微裂缝,同时参与了"内滤饼"和"外滤饼"的形成,在高温下能对不同孔隙度的裂缝进行封堵,有效降低渗透滤失量和滤失速率。在南海海域WZ6-9、WZ12-1等区块井的应用表明,添加PF-MOSHIELD的钻井液体系流变稳定,电稳定性提高,减少页岩中孔隙压力传递效应,能够满足层理和微裂缝发育的硬脆性和破碎性地层井壁稳定要求。

集成超低渗透与屏蔽暂堵优势的新型钻井完井液

超低渗透钻井完井液缺乏架桥的刚性粒子,形成的滤饼强度值低,在裂缝宽度大于50μm时,滤饼强度不足5 MPa,且返排恢复率低,对裂缝性储层的保护具有一定局限性。选取四川盆地致密砂岩岩心,开展了集成超低渗透与屏蔽暂堵优势的钻井完井液保护裂缝性储层能力的实验评价。结果表明,在3.5 MPa正压差下,该钻井完井液对500μm以内不同宽度级别的裂缝均有很好的封堵效果,且滤饼强度均可承受15 MPa的压差,返排恢复率也有所提高,特别是酸洗后返排恢复率在80%以上。该钻井完井液充分利用超低渗透钻井液动态降滤失剂的降滤失性和较宽的封堵范围,并具有屏蔽暂堵技术的高强度、高返排恢复率的优点,拓展了利用固相颗粒保护裂缝性储层的能力。

青海油田水平井钻井液技术

青海油田水平井钻进过程中经常发生大段划眼、卡钻、井塌和井漏等复杂情况。为解决井壁垮塌、井眼阻卡,防止岩屑床形成、降低摩阻和保护产层等难题,针对不同地区、不同地层特征的水平井对钻井液性能的要求,从钻井液的润滑性、携岩能力、降滤失效果等方面出发,形成了水基成膜钻井液和聚合醇甲酸盐超低渗透钻井液,同时制定出合理的钻井液维护处理方案。现场应用结果表明,水基成膜钻井液和聚合醇甲酸盐超低渗透钻井液性能稳定,井壁稳定能力强,润滑性好、滤失量低,顺利完成了水平井的钻井、电测、下套管和固井作业等施工。利用钻井液的半透膜性能配合使用屏蔽暂堵技术,有效地封堵地层层理裂隙,防止了地层水化膨胀、黏土颗粒的运移及井壁坍塌,起到较好的保护油气层效果。

钻井密闭取心用合成基密闭液的评价与应用

介绍了密闭液室内评价的一种新方法,以及合成基密闭液在胜利油田、西部油田、哈萨克斯坦扎纳诺尔油田的现场应用情况。通过合成基密闭液现场应用结果与新评价方法的结果相一致,验证了新评价方法的正确性和实用性。现场应用实践表明,合成基密闭液的性能稳定、耐高温(170℃)、密闭效果好,单井岩心密闭率可达到100％,贮存期长达12个月,可用于浅井和深井密闭取心。

钻井液用P＋＋胶乳的性能评价及现场应用

钻井液用P++胶乳是由丙烯酸、丙烯酰胺等多种单体通过反相乳液聚合而成的一种高分子钻井液处理剂。该产品具有一剂多效的特点,溶解速度快,使用方便。对P++胶乳进行了室内性能评价,结果表明,P++胶乳具有很好的增黏性、润滑性、降滤失性及抗温、抗盐、抗钙镁能力。经中原油田和塔里木钻井公司多口井的现场应用表明,该产品具有良好的清除劣质固相、降低API滤失和改善泥饼质量的能力,对钻头和钻具有良好的润滑作用。

HuaZ低渗透油田保护储层钻井液技术的研究与应用

分析了HuaZ油田低渗透储层的损害因素,研究出一种满足HuaZ油田储层保护要求的新型超低渗透聚合醇钻井液。室内试验和现场应用表明,该钻井液具有良好的降滤失、防塌、保护储层等功能。该钻井液在HuaZ油田成功应用了21口井,它们均施工顺利,电测一次成功率由原来的40%上升至90%,平均钻井周期比对比井缩短10多天,油层井径扩大率均小于6%,钻井液密度从1.20 g/cm3降至1.18 g/cm3;加入超低渗透剂前后钻井液性能稳定,滤失量平均下降10%,有效地阻缓、降低了滤液对储层的伤害;同区块平均单井产量比使用该钻井液前的油井产量增加近10%,取得了良好的钻探效果。

水平井泥浆侵入表皮系数分析研究

在水平井的钻井过程中,泥浆的漏失会在近井地带形成一个环形的污染带,使污染带的渗透率降低。通过室内实验结合理论推导,结合中海油番禺气田实际,给出了水平井泥浆污染带的侵入表皮系数计算方法,并得到了侵入表皮系数与泥浆累积滤失时间的关系,从而在评价水平井产能方面提供了技术支持。

超低渗透成膜封堵钻井液在冀东油田的应用

为确保钻井完井液能有效保护不同渗透性油层,在冀东油田重点开发区块高65和高76区块部署的第一批大斜度井中使用了超低渗透成膜封堵钻井液,并对该体系中加入黑色正电胶BPS进行了试验。应用结果表明,该体系配制及维护简单,性能稳定,流变性能易于调整,润滑防塌及井眼净化效果好,完井电测成功率为100%,三开平均井径扩大率为9.2%;其防漏堵漏效果好;对储层有良好的保护作用,平均渗透率恢复值为95.48%,已投产的3口井见到了明显的增产效果。超低渗透成膜封堵钻井液中加入BPS后,提高了体系的抑制性,降低了泥饼摩擦系数,可减少原油的加入量;由于BPS具有强正电性和油溶性,BPS的加入还提高了体系的油气层保护效果。

钻井液用低粘度羧甲基纤维素钠的研制

采用溶剂法合成了钻井液用低粘度羧甲基纤维素钠(CMC)。通过控制原料的纯度:精制棉的聚合度>2 200、α-纤维素>98%,一氯乙酸纯度>97%,制备了符合美国 Caltex 公司指标的低粘度 CMC。

爆聚法合成抗高温抗盐水基降滤失剂及性能评价

为了克服水相聚合法产物含量低、烘干过程分子量易增大和高能耗等问题,通过爆聚法利用单体苯乙烯磺酸钠和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸分别与丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵合成制备了抗高温抗盐降滤失剂WS-1和WS-2。借助红外光谱(FT-IR)和热重分析(TGA),表征了降滤失剂的分子结构和热稳定性,并且进行了降滤失剂在高温高盐水基钻井液中的流变性和高温高压滤失性能的影响实验。结果表明,具有刚性苯乙烯磺酸钠分子链段的降滤失剂WS-2具有良好的高温稳定性,热分解温度为310℃,降滤失剂WS-2在220℃饱和盐水基钻井液中高温高压滤失量为7.6 mL;具有大分子支链2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸链段的降滤失剂WS-1热分解温度为270℃,200℃饱和盐水基钻井液中高温高压滤失量为1.6 mL;利用爆聚法合成的降滤失剂WS-1和WS-2均具有良好的抗温抗盐性能。

控制水基钻井液高温高压滤失量的方法及途径

高温高压滤失量是钻井液性能的重要指标之一,该指标对现场井下安全、稳定至关重要。如何有效、合理地降低高温高压滤失量,通过合适的方法和途径把高温高压滤失量降到8mL以下,值得思考和研究。在调研了近几年报道的低高温高压滤失量钻井液体系相关文献的基础上,提出降低钻井液高温高压滤失量的综合措施,分析了高温降滤失剂和封堵剂的现状,探讨了控制高温高压滤失量的方法和途径,包括研究高温高压降滤失剂和封堵剂的作用机理及其配伍性,达到处理剂种类尽量少且高效,从而降低成本和工作量的目的;合理使用酚醛树脂、褐煤类处理剂、磺化沥青、高温抗盐降滤失剂SPX树脂或含有AMPS单体的聚合物降滤失剂及含有有机、无机成分的较低成本的聚合物降滤失剂,来控制高温高压滤失量。

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。

PB-1型多功能屏蔽暂堵剂的研究与应用

探讨了ＰＢ－１型多功能屏蔽暂堵剂的防漏堵漏及保护油气层的作用机理，并对其影响钻井液性能的程度进行了室内试验。在新疆塔里木和柴窝铺、西藏伦坡拉、吉林松南等油气勘探开发区的现场应用表明，该暂堵剂防漏、堵漏、保护油气层效果显著，防漏成功率达１００％，堵漏成功率达９０％，取得了较好的技术经济效益。

钻井液用降滤失剂HY的合成与性能评价

以滤失量为指标，用正交设计试验方法确定了合成高粘度改性淀粉HY的最佳合成条件。在最佳条件下合成的高粘度改性淀粉，当在淡水泥浆中的加量为3g/L时，就可使泥浆的滤失水降低到7mL以下，表观粘度达到15mPa·s以上。在饱和盐水泥浆中，与其他降失水剂相比较，HY提高切力及动塑比值的效果更好，且随加量增大，效果越明显，配成的钻井液携带和悬浮性能与其他改性淀粉相比较效果更好。

干法合成钻井液用低粘羧甲基纤维素

以废纸浆为原料,采用干法合成钻井液用低粘羧甲基纤维素(LV-CMC)。通过控制反应过程中 NaOH、H_2O、ClCH_2COOH 的加量以及碱化时间对 LV-CMC 性能的影响,并采用红外光谱对将所合成的 CMC-LV 进行了结构分析,且所配溶液的粘度和失水情况也符合钻井液对 CMC-LV 的要求。所确定的最佳工艺参数为:NaOH 的用量为 0.7 g;ClCH_2COOH 的用量为 0.55 g;水的用量为 2 mL;碱化时间为 1 h。这样既能降低生产成本,又能使废纸得到充分利用。

井筒压力波动条件下钻井液侵入煤岩实验研究

在煤层气储层钻井过程中,井筒压力波动容易使钻井液侵入煤岩裂缝造成储层渗透率伤害。通过室内岩芯流动实验,分别测定了井筒压力稳定和井筒压力波动条件下,不同钻井液向煤岩裂缝中的侵入量和侵入速率,认为井筒压力波动条件下的钻井液侵入量大于井筒压力稳定条件下的钻井液侵入量,且清水钻井液侵入量最大,泡沫钻井液侵入量最小。