水敏性复杂地层深孔绳索取心钻进工艺研究与应用

宝山矿区地质构造较复杂,存在多个断裂破碎带,地层软硬互层交替,炭质页岩厚度大,遇水膨胀,钻孔缩径严重,钻进过程中易发生粘附卡钻、坍塌及埋钻等事故,属于典型的水敏性地层。针对该类地层在钻进过程中出现的这些问题,通过优化钻孔结构、合理钻具级配,采用金刚石绳索取心钻进工艺和低固相钻井液护壁技术,适当控制回次进尺长度和回次进尺时间等措施,保证了钻孔孔壁的稳定性及工程安全,有效地解决了水敏性地层钻进中出现的问题,加快了施工进度,取得了较好的钻进效果,使项目得以顺利完成。本次钻探施工完成了钻探进尺9500余米,达到了地质找矿目的,取得了较好的经济和社会效益。此外,希望适用于该矿区的钻进工艺方法对其他相似水敏性复杂地层的钻探施工具有一定的参考意义。

东北寨金矿复杂地层综合钻探施工技术

东北寨金矿地处松潘地震带,以强水敏性千枚岩地层为主,地层条件极为复杂,坍塌、缩径、掉块、岩心采取率低是该区域岩心钻探面临的主要问题,极大的影响了钻探施工效率和成孔。本文针对该项目地层特性,以及施工设备全部为全液压钻机的特点,通过广泛深入的探讨研究,在总结矿区原来施工经验教训的基础上,通过优化设备性能,提升设备适应性,采用多径成孔和对地层适应性好的抑制剂冲洗液体系,配合跟管钻进、无泵干捞和金刚石绳索三层管取心等综合钻探施工技术,提高了施工效率和质量,取得了良好的效果。该综合钻探施工技术,对类似川西北区域强水敏性千枚岩复杂地层施工,全液压钻机高效使用,有较好的推广应用价值。

青藏高原复杂地层地质钻探低固相冲洗液试验研究

青藏高原由于地质条件的多样性,分布有松散破碎地层、高应力地层、断层破碎带等复杂地层,在地质钻探中经常遇到塌孔、漏浆、缩径、卡钻、埋钻等问题。同时配套使用的冲洗液形成的泥皮质量差、胶结能力较差、携岩粉能力较弱等不足。冲洗液的性能是实现复杂地层顺利钻进的关键。结合青藏高原复杂地层的地质特点,研发了低固相聚合物新型冲洗液,该冲洗液以钠质膨润土和微泡剂等外加剂为基础,具有流动性好、胶结性强、降失水量适中的特点,适宜在青藏高原复杂地层地质钻探中使用。

新型无固相防硫化氢低伤害修井液技术

针对含硫井修井作业中使用碱液污染地层以及其它除硫剂与地层不配伍的难题,研发了一种以天然矿物作除硫剂的无固相洗井液体系。该体系利用过硼酸盐的弱氧化还原反应根除体系中的硫,复配使用了一种p H值保持剂,其抗钙镁消耗能力强,在消耗硫化氢的同时,可给体系提供适宜的碱性环境,防止硫化氢的二次析出;过硼酸盐和p H值保持剂均具有一定的水溶性。该洗井液的硫化氢吸收量达到了237.33 mg/L,腐蚀率仅为0.005 6 mm/a,且抗消耗能力强,具有低碱度、低腐蚀、不结垢,与地层水和储层岩石的配伍性好,防膨率达90%,具有良好的返排能腐蚀率仅为0.005 6 mm/a,且抗消耗能力强,与氯化钾具有协同增效作用,抗钙达到10 000 mg/L。该体系在大港油田先导性应用5口井,平均恢复期为2 d,油层保护效果显著。

流砂层非开挖定向钻进低固相植物胶冲洗液研究

针对流砂层非开挖定向钻进过程中孔壁稳定问题，采用微观分析和实验研究相结合的方法开展了低固相植物胶冲洗液体系的研制。首先，通过室内实验分析了黄原胶（XC）对基浆流变性能及失水性能的影响，并采用扫描电镜对XC进行微观形貌分析。最后，通过标准岩心浸泡实验对XC的防塌性能进行了评价。在此基础上，研制出了适用于流砂层的低固相植物胶冲洗液。研究成果对于保障流砂层快速非开挖定向钻进具有重要意义，同时，在解决其它类似复杂地层的快速钻进方面也具有一定参考价值。

甘肃武威盆地页岩气“武页1井”成膜低固相冲洗液的应用

"武页1井"是甘肃省地质调查院实施的一口页岩气基础地质条件调查井,主要目的是为了查明页岩层段的分布。地层岩性主要为泥岩、砂岩、页岩、碳质板岩、灰岩。浅层倾角大、胶结性差、破碎、井壁强度低。现场采用成膜低固相冲洗液体系,解决了地层破碎、坍塌掉块和水敏性钻探施工难题,体系具有护壁性、抑制性和胶结性。使用中取得了较好的效果,保证了该项目的顺利施工。

低固相冲洗液在赣南再里地区的应用研究

钻进过程中,孔壁的稳定性和冲洗液的渗漏是影响钻进效率和钻孔质量的重要因素。孔内情况越复杂,施工周期越长,对冲洗液性能的要求也越高。赣南再里地区施工区构造发育复杂,地层中存在大量的松散、胶结性差的砂岩以及高岭土、绿泥石等水敏性地层,钻探施工钻孔容易缩径,孔壁稳定性差,极易出现剥落、掉块、坍塌等现象,试验采用了低固相不分散冲洗液,取得了良好的钻进效果。

涩北气田压井液工艺研究

涩北气田随着开发的深入,出水、出砂加剧,地层压力下降,部分产层亏空,修井作业压井液的漏失严重。通过历年陆续在涩北气田开展固化水类、暂堵类、泡沫类等3类体系压井液的试验工作,不断优化改进,形成低伤害无固相压井液,同时又引进并试验采油用冲砂暂堵剂压井液。结合两种主体压井液体系性能参数,针对不同气井压力系数、水侵程度、地层水矿化度,建立压井液优选方案。研究表明:低伤害无固相压井液随着黄原胶质量配比的增加,压井液的黏度逐渐上升,为方便现场使用,黏度须小于200s,黄原胶集增黏、悬浮性能于一体,达到增加压井液黏度、降低流动性、提高携砂能力的目的,从而减小压井液的漏失。冲砂暂堵剂压井液抗盐性差,遇盐水易破胶,因此仅能用淡水作为基液,不适用于压力系数高的盐水基液井。涩北气田储层保护工艺的研究进一步丰富涩北气田压井液工艺技术系列,为涩北气田低压气井储层保护技术提供发展方向和优化空间。