一种新型亲油纤维堵漏剂的研发

油基钻井液堵漏大多采用水基堵漏材料,亲水性堵漏材料在油基钻井液中不容易分散、易团聚,导致堵漏难度大,钻井液漏失后堵漏时效长,严重制约了钻井提速提效,并会造成相当大的经济损失。为此,针对油基钻井液堵漏剂封堵承压能力不足的问题,对天然植物纤维进行了表面亲油改性,并通过氢氧化钠对非纤维素成分的碱化和硅烷偶联剂与纤维素的羟基反应改性制得亲油植物纤维,使植物纤维具有亲油分散性能,进而研发得到了一种新型亲油纤维堵漏剂。研究结果表明:①为增强多尺度裂缝封堵效果,优选亲油聚氨酯海绵、微米刚性颗粒和亲油胶体颗粒进行复配得到亲油纤维堵漏剂,室内评价了其对0.2 mm、0.5 mm、0.8 mm和1.0 mm微裂缝的封堵性能,并测试了亲油纤维堵漏剂与其他堵漏材料对2~5 mm裂缝的协同封堵性能;②亲油纤维堵漏剂对0.2 mm和0.5 mm裂缝封堵承压强度达到8 MPa以上,0.8 mm裂缝封堵承压强度达到3 MPa,1.0 mm裂缝封堵承压强度达到2.5 MPa;③对于2 mm、3 mm和5 mm等不同宽度裂缝,亲油纤维堵漏剂的加入可显著降低漏失量。结论认为:①亲油纤维堵漏剂在页岩油气井进行了14井次现场堵漏试验,一次堵漏成功率85.7%,展示了良好的应用前景;②亲油纤维堵漏剂更适合油基钻井液的堵漏,该新型堵漏剂为页岩油气的高效开发提供了技术保障。

OBM-1油基钻井液用聚合物微球

目前的堵漏材料大多针对水基钻井液来研发,对油基钻井液的适用性不强。采用反相乳液聚合方法,通过引入亲油组分,合成了一种油基钻井液用聚合物微球OBM-1。OBM-1基本呈球形,粒径分布处于1~100μm之间,在油基钻井液中具有良好的分散能力。加入3%OBM-1后,能够保持油基钻井液流变性能稳定,有效降低高温高压滤失量和封闭滤失量。高温高压滤失实验表明,OBM-1可使120℃的高温高压滤失量降低50%,其抗温可达150℃;封堵承压实验表明,OBM-1能够封堵5~40μm砂盘,承压达15 MPa;封闭漏失实验表明,OBM-1能够有效封堵20~40目石英砂制备的砂床。现场应用结果表明,OBM-1可有效降低漏失量,试验井段每米油基钻井液消耗量同比下降30.3%,很大程度节约了钻井成本。该研究为使用油基钻井液进行安全高效钻进提供了有力的技术支持。

具有特殊结构的微泡沫钻井液技术综述

近来开发出一种新的钻井液工艺———具有独特结构的微泡沫基钻井液 ,用它在世界范围内几百口井中顺利完成了枯竭储层的钻进。该钻井液的主要特点是 ,密度低 ,微泡沫具有架桥作用 ,基液粘度特别高 ,所以在钻低压地层时能很好地控制滤失量。微泡沫钻井液主要由增粘生物聚合物、表面活性剂和滤失控制剂组成 ,基液具有很高的低剪切速率粘度 ,通过在混合漏斗中采取合适的操作 ,表面活性剂将体系中的空气包裹起来即产生了微泡沫 ,钻井液从钻头喷射出时由于压力的降低也可能产生微泡沫 ,所以使用微泡沫钻井液不需要井场添加注入气体用到的设备。微泡沫具有特殊的结构 ,不会聚结 ,可循环使用 ;在井眼条件下能聚集在一起 ,在孔隙中及微裂缝处形成架桥 ,减少钻井液的侵入。在现场应用中微泡沫钻井液表现出许多优良性能 :微泡沫能起到架桥粒子的作用 ,在枯竭储层及低压地层的钻进顺利 ;对粘土和页岩有好的抑制性能 ;流变性能易于维护 ,具有优良的井眼清洁能力、岩屑悬浮能力和滤失控制能力 ;可以连续完成上部地层和储层钻进 ,减少技术套管的使用 ;对井下工具无不良影响 ,可以用于定向井和水平井 ,不影响电测 ;井眼规则 ;完井顺利而且固井质量好 ;对环境的污染极小。

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。

国外深水钻井液技术进展

随着石油工业的不断发展,海洋油气勘探的水域越来越深,深水钻井难度也越来越大。介绍了深水钻井存在的主要问题:海底页岩的稳定性差、钻井液用量大、井眼清洗难、浅层天然气容易形成气体水合物、低温下钻井液的流变性不稳定、地层破裂压力窗口窄等,这些都对钻井液技术提出了更高的要求。国外深水钻井作业开始得较早,使用的钻井液体系主要有水基钻井液和合成基钻井液,其中水基钻井液主要包括墨西哥湾的高抑制性水基钻井液体系、高性能水基钻井液和CaCl2/聚合物钻井液,挪威海域的硅酸盐钻井液体系以及甲基葡萄糖甙钻井液等;合成基钻井液主要包括墨西哥湾的酯/烯烃基钻井液、IO和酯基钻井液及环境可接受的专用合成基钻井液等。另外,还介绍了充气钻井液和特殊的油基钻井液体系。最后,分析了深水钻井液技术的发展趋势,并提出了一些建议。

胜利油田低密度充(氮)气钻井液的研究与应用

常规钻井液由于密度较大 ,已经不适合在诸如火成岩和碳酸盐岩等地层压力系数小于 1的低压油藏的开发中应用。针对胜利油田低压地层用常规钻井液在钻井过程中常发生井漏和不利于油层保护的问题 ,开展了低密度充 (氮 )气钻井液的研究。室内确定了充 (氮 )气多元醇防塌钻井液体系配方为 :(1%～ 2 % )MMH +(2 %～ 3% )PPG 1+(2 %～ 3.5 % )SMP +(0 .4 %～ 0 .6 % )PAM +辅助处理剂。对该钻井液进行了性能评价 ,试验结果表明 ,该钻井液防塌、抑制性能好 ,抗温 ,抗油污染 ,具有很好的保护油气层效果。同时介绍了充 (氮 )气钻井液相关配套技术的研究情况。现场 11口井的应用结果表明 ,该项技术为解决低压钻井井漏及油层保护问题提供了新的行之有效方法。

随钻堵漏用疏水缔合聚合物的作用机理分析

针对常规堵漏材料难以对非均质强的渗透地层实现随钻封堵的难题,以长碳链烷基二甲基烯丙基氯化铵、丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮和丙烯酸为单体,通过调整引发剂比例和种类及反应条件后,合成了一种随钻堵漏用疏水缔合聚合物JD。通过红外光谱表征,合成产物为4种单体的共聚物。分别对0.3%和0.6%的JD溶液及加有0.3%JD的4%膨润土浆进行透射电镜分析表明,聚合物分子之间通过疏水缔合形成了类似胶束的疏水缔合结构,其尺寸约为0.1~0.2μm,同时疏水缔合聚合物与膨润土之间形成了动态网架结构,这正是其具有优良封堵性能的原因。通过使用FEIQuanta200F场发射环境扫描电镜测试得到,加入JD后的滤饼表面有大量聚合物形成的网架结构。静态封堵结果表明,在钻井液体系中加入0.3%JD,粒径为0.45~0.90 mm砂床的漏失量降低82%,粒径为0.22~0.45 mm与0.12~0.22 mm砂床可完全封堵,即JD可对不同漏失情况的砂床实现有效封堵,使钻井液可以随钻封堵非均质性渗透地层。配伍性评价表明,JD与SMP-Ⅱ、SPNH、聚合醇有良好的复配效果,与Redu1、NH4-HPAN、乳化沥青复配黏度和切力有所增大,因此JD更适用于黏度和切力不太高的体系。

油基钻井液对超深裂缝性致密砂岩气藏的保护能力评价

以塔里木盆地山前白垩系巴什基奇克组某超深、裂缝性致密砂岩气藏为研究对象,探究油基钻井液对其储层的损害机理,以便于完善油基钻井液储层保护能力评价方法和优选原则。为此开展了钻井液滤液损害、钻井液体系动态损害以及滤饼承压能力室内实验,完善了该钻井液储层保护能力的室内评价方法。首先进行固相粒度分析前进行钻井液预处理,然后模拟动态损害过程评价钻井液返排渗透率恢复率,最后开展滤饼承压能力评价。实验结果表明:1主要的储层损害方式为固相侵入、液相圈闭损害;2油基钻井液滤液对基块损害程度为强;3钻井液体系对裂缝动态损害程度达到中等偏强—强,钻井液滤饼仅对100μm及以下缝宽裂缝具有封堵能力。结论认为,应用油基钻井液保护该类储层应优先保证油基钻井液滤饼承压能力,同时兼顾动态损害渗透率恢复率和液相圈闭损害程度。

南海流花大位移井水基钻井液技术

为了减少大位移井对油基钻井液的依赖,研制出适用于流花油田大位移井的水基钻井液。通过试验,确定了大位移井各井段的水基钻井液体系配方,并分别对其润滑性、抑制性、流变性等进行了系统评价,同时对如何防止钙侵污染、防漏和防卡几项关键技术进行了研究,给出了发生井漏时所优选的堵漏材料配方。以该油田L i-uhua 11-1-B3 ERW 4井为例,阐述了大位移水平井水基钻井液的现场应用情况。室内评价试验和现场应用表明,设计的KC l/聚合物钻井液不仅具有优良的页岩抑制性,而且流变参数合理、润滑性好、抗钙污染能力强,能够满足该地区钻大位移井的要求。目前,流花油田已形成了具有特色的大位移井水基钻井液成套技术,但随着今后水平位移井的增加和钻井难度的增大,还需要对水基钻井液体系做进一步改进,并应更加重视对油气层的保护。

油基钻井液随钻防漏技术实验研究

与水基钻井液相比,油基钻井液更容易发生井眼漏失,且井漏现场处理困难,一旦发生井漏,往往会造成重大经济损失。针对油基钻井液漏失问题,从油基钻井液井漏预防措施入手,通过优选不同类型的钻井液防漏堵漏剂,研制了新型油基钻井液随钻防漏堵漏材料,并探讨了其协同作用机理。渗透性封堵实验以及作用机理分析表明,刚性架桥颗粒、弹性填充颗粒、微细纤维材料等不同类型钻井液防漏堵漏剂具有协同作用效果,能够迅速形成具有"强力链网络"的致密封堵层,显著提高了油基钻井液的随钻防漏堵漏性能。进一步优化了强封堵性油基钻井液体系,该体系在120℃、16 h热滚前后的流变性、滤失性能良好,PPA砂盘滤失量仅为11.4 m L,具有良好的随钻防漏堵漏性能,能够起到强化封堵井壁作用,有助于提高地层承压能力。

油基桥架堵漏剂的研究与应用

在涪陵页岩气田钻井作业中,油基钻井液地层漏失情况逐渐增多,而国内鲜有针对油基钻井液的堵漏材料研究,现场常用的堵漏材料多为亲水性材料,与油基钻井液配伍性差,长时间循环会破坏油基钻井液性能。鉴于此,室内开发了一种新型油基桥架堵漏剂DualGUARD。该堵漏剂与油基钻井液具有很好的配伍性,热稳定性好,组成成分和形状多样,能够快速渗入裂缝中,形成韧性封堵层,堵漏成功率达到70%以上。该堵漏剂在涪陵工区3口井三开井段进行了现场应用,均取得了较好的堵漏效果,有效提高了地层承压能力,成功解决了漏速小于30 m^3/h的井漏问题,为解决涪陵页岩气田的油基钻井液漏失问题提供了技术支撑,可在页岩气水平井钻井堵漏作业中推广应用。

膨胀型油基防漏堵漏钻井液体系

针对油基防漏堵漏钻井液技术准题,研究出一种具有三维网络交联结构或者微孔结构的膨胀型堵漏剂,其可选择性地吸收油水混合体系中的油,具有温度敏感延时膨张特性,并具有一定的抗压以及成性能力,在90℃的1 h吸油率大于120%,体积影张率大于40%,同时优选出了可传体系热滚后破乳电压升高昀乳化剂G326,可使体系高温高压滤失量降低至4 mL以下的降滤失剂G328,优选出G327和G338封堵剂以及颗粒较粗的GFD-M和GFD-C,构建了膨胀型油基防漏堵漏体系,分别形成了堵漏和防漏钻井液配方其中堵漏配方1~5 mm缝板实验承压可达7.0MPa,防渗漏配方API砂床传入深度降低率大于95%,该体系在四川页岩气水平井现场应用结果显示:堵漏配方现场堵漏作业一坎戎功率大于60%,防漏配方在试验井段2.10~2.45 g/cm^3高密度条件下,油基钻井液总渗漏量控制在10 m^3以内,封堵防漏效果良好。

一种多面锯齿金属颗粒作为骨架材料的高承压强度、高酸溶随钻堵漏钻井液

超深致密砂岩裂缝性气藏使用高密度全油基钻井液钻遇漏失复杂时,选用常规的防漏堵漏材料无法满足油相分散、酸溶和高承压等要求。为此,引入了油相分散、刚性高、酸溶率高的铝合金材料,该材料为密度1.60 g/cm^3的多面锯齿状铝合金颗粒(以下简称GYD),将泡沫态铝合金研磨成3~80目,较之于现用大理石架桥颗粒,GYD在油相中分散完全,莫氏硬度提高近2倍(介于5~6),酸溶率超过90%。按地层裂缝开度的1/2~2/3架桥规则,对以高密度全油基钻井液为基浆,GYD作为骨架颗粒,配合加入纤维类材料和可变性填充粒子的浆液进行高温高压动静态堵漏室内模拟评价。实验结果表明,GYD加量为8%时,堵漏钻井液封堵强度超过25 MPa,酸溶率达到65%,稳定性良好,48 h密度差小于0.03 g/cm^3。在塔里木盆地某井的现场试验效果表明,该井气藏埋深7 220 m,应用高密度油基钻井液日均漏失量约50 m^3,采用GYD防漏堵漏后钻进无漏失,顺利钻穿储层,较好地实现了钻进中地层缝内高流动阻力和高承压的"高刚性架桥+纤维成网+变形填充"封堵功能。

涪陵页岩气田油基钻井液随钻堵漏技术

涪陵页岩气田焦石坝区块三开水平段采用油基钻井液钻进过程中,因堵漏材料与现场钻井液配伍性差导致堵漏成功率低、易复漏,针对该问题,研究了油基钻井液随钻防漏堵漏体系。基于"刚柔并济,变形封堵,细粒充填及限制渗透"的堵漏原理,通过室内试验,优选了JHCarb刚性堵漏剂、HIFlex变形颗粒与H-Seal弹性封堵剂,并配制了油基钻井液用随钻防漏堵漏体系。该体系与油基钻井液配伍性好,耐油耐温性能佳,可长时间在井浆中循环,预防渗透性漏失,封堵宽度小于3.0mm的裂缝,承压能力大于7 MPa。该体系在焦石坝区块页岩气水平井水平段油基钻井液钻进过程中进行了应用,有效防止了易漏地层的渗透性漏失,成功解决了钻进过程中漏速10.0m3/h左右的漏失问题。研究结果表明,该油基钻井液随钻堵漏技术能解决页岩地层的漏失问题,有效提高了地层承压能力,保证了固井作业顺利进行。

气体钻井完井中气基流体氮气的应用技术

氮气钻井技术是在空气钻井技术发展的基础上发展起来的。在空气钻井过程中,钻遇天然气时容易引起井下燃爆,于是开展了气基流体氮气、气体型流体充氮气以及氮气泡沫流体的研究与应用工作。介绍了氮气钻井完井作业的实施条件、现场制氮的方法及技术要求、气基流体氮气的循环系统以及氮气用于提高机械钻速、保护油气层的应用效果。氮气钻井技术在辽河、四川、吐哈等油田的应用取得了明显的经济效益。

顺北5-7井超深层奥陶系地层油基钻井液技术

针对顺北5-7井奥陶系地层采用水基钻井液钻进时坍塌掉块严重且井下复杂情况频发的问题,开展了油基钻井液在超深层奥陶系地层的探索性应用研究。分析了奥陶系地层井壁失稳的原因,对比评价了不同配比的主乳化剂、辅乳化剂、润湿剂等自主产品以及柴油对钻井液乳化稳定性能的影响,形成了油基钻井液性能现场调控方法;采用“密度控制”与“段塞堵漏+随钻堵漏”相结合的堵漏工艺,在小井眼储层段堵漏材料类型与粒径选择受限的情况下,有效降低了油基钻井液损耗。该井油基钻井液施工井段扭矩平稳,无掉块,平均井径扩大率仅为12.22%;裂缝性储层段钻进过程中油基钻井液漏失量控制在0.44m3/h以下;酸压后自喷求产小时产油19.8m3,折合日产气136535m3,表现出良好的井筒强化效果和储层保护效果,为探索油基钻井液在超深层奥陶系地层的应用提供了有益参考。

准噶尔盆地超深井钻井液体系的研究与应用

新疆准噶尔盆地达巴松凸起地层岩性复杂,地层压力体系多变,钻井过程中易发生喷、漏、塌、卡等复杂事故,钻井施工难度大,对钻井液性能要求高。针对地层复杂情况,室内研究出用胺基钻井液体系钻长裸眼二开井段,用有机盐钻井液体系钻高压高温三开和四开井段,并成功地在DT1井应用。室内研究和现场应用结果表明:该钻井液体系具有很好的流变性,滤失量小,泥饼质量好,润滑性好,抑制性强,抗污染能力强。现场应用时井壁稳定,没有出现高压地层井喷和裂缝地层井漏等问题,全井无井下复杂事故,各次完钻电测和下套管均一次成功。该井的试验成功为后续探井高效钻探奠定了良好的技术基础。

东秋8井下尾管高密度油基防卡钻井液研究与应用

东秋8井是塔里木油田的一口重点预探井。该井在4772～5301 m井段的钻井过程中因砂岩层渗透性好、油气层压力系数高,发生了多次井漏、溢流和压差卡钻等复杂事故,决定完钻,下入φ127 mm尾管。为避免下尾管时出现压差卡钻等复杂情况,通过研究分析,优选出了高密度油基钻井液进行下尾管和固井作业。该钻井液抗温抗压能力强,性能稳定,与井浆配伍性好,经高温静置后,具有较高的携屑悬浮能力。现场应用表明.高密度油基钻井液密度范围宽、滤失量低、泥饼薄、泥饼的粘附系数小、高温高压稳定性好;能够大幅度降低泥饼的粘附系数,适合于深井超深井易发生压差卡钻井段测井、下套管等施工;东秋8井小眼井顺利下入尾管,固井作业顺利,解决了东秋8井下入尾管发生压差卡钻的难题,经济效益非常明显。

充气钻井液与MTC堵漏技术在ZG10-G1深井的应用

胜利油田桩西潜山奥陶系以下地层孔洞-裂缝发育,地层压力系数较低(0.56～0.88),钻井过程中经常发生严重井漏问题。ZG10-G1井二开使用聚合物磺化防塌钻井液钻井;三开使用密度为1.03 g/cm3的聚合醇正电胶钻井液钻进,并采用MTC堵漏技术,同时配合钻井液充氮气技术,较好地解决了超深井的井漏问题。现场应用表明,MTC具有良好的触变性、稠化时间可调范围大、强度高,工艺简单,适合深井孔洞-缝隙低压漏失地层的堵漏;利用充氮钻井技术有效地解决了井漏问题,提高了钻井时效,充氮技术降低了当量循环密度,提高了环空返速和机械钻速;聚合醇正电胶防塌润滑钻井液具有良好的高温润滑性能,抗温可达180℃,满足了超深井的钻井液充氮气要求。

涪陵页岩气田井漏现状与技术对策

涪陵页岩气田钻井过程中井漏频繁、类型多样、损失大。在近两年涪陵页岩气田井漏情况统计分析基础上,结合工程地质特征,对漏失机理和防漏治漏的技术难点进行了分析和探讨,针对浅部地层缝、洞型恶性漏失提出了优化井身结构、清水抢钻以及高效堵漏等技术对策;针对中深层依据漏失程度的不同选择随钻堵漏、桥浆堵漏以及膨胀堵漏剂堵漏和水泥浆堵漏技术;针对目的层提出了控压钻井技术以及油基钻井液堵漏体系技术对策。