曲9区块水平井钻井液优快钻井技术

曲9区块明化镇组和馆陶组地层沉积较厚,地层发育大段易水化软泥岩。水平井钻进过程中钻井液井壁稳定、井眼净化、润滑防卡和储层保护技术难度大。通过优选聚合醇润滑防塌钻井液体系,辅助现场钻井液维护处理工艺,保证了该区块3口水平井的顺利施工,钻完井时效较前期施工井有明显提高,达到了优快钻井的良好效果。

聚合醇处理剂JLX作用机理研究

聚合醇JLX是一种新型的泥浆处理剂 ,是协调钻井工程技术和环境保护之间矛盾的产物。现场应用表明 :聚合醇具有优异的防塌、润滑和保护油气层等特性。本文通过实验对聚合醇的作用机理进行了研究 :(1)聚合醇为一非离子型低分子聚合物 ,具有浊点效应。利用分光光度法研究了不同温度下聚合醇在粘土上的吸附特性。结果表明温度对聚合醇吸附量的影响最为显著 ,温度升高时吸附量增加 ,当温度超过其浊点温度时 ,聚合醇发生相分离 ,在粘土表面形成一层憎水膜 ,抑制粘土的水化膨胀 ,有利于防塌 ;在浊点以下温度在粘土上的吸附特性基本符合Langmuir型 ;而在浊点以上温度 ,随着浓度增加吸附量接近直线式增加。 (2 )测定了聚合醇泥浆滤液与煤油的界面张力 ,聚合醇的加入能降低油水界面张力 ,对保护油气层非常有利。 (3)聚合醇JLX的荧光级极低 ,不干扰地质录井 。

改性多元醇防塌剂的研制及其作用机理研究

通过降解和阳离子化反应,研制出了抑制性好而增粘负效应较低的改性多元醇防塌剂SD-306;通过红外光谱分析了改性多元醇防塌剂的分子结构,证明阳离子化反应引入了正氮基团;通过滚动分散、电动电位测量、粒度分布测量、吸附以及压力传递等实验手段,探讨了改性多元醇防塌剂的作用机理。结果表明,改性多元醇的防塌机理主要为:通过吸附包被防止泥页岩颗粒水化分散;多元醇吸附在泥页岩颗粒表面,改变其表面电荷,压缩扩散双电层,抑制泥页岩颗粒水化;吸附于地层岩石表面成膜,覆盖裂缝和孔隙表面,从而阻缓压力和钻井液滤液传递。

多元醇类表面活性物质的浊点行为在钻井液中的应用

介绍了近期多元醇类表面活性物质的基本物理化学性能研究 ,如临界胶束温度CMT、临界胶束浓度CMC、浊点行为及影响因素。对于多元醇型非离子表面活性物质 ,随浓度升高 ,临界胶束温度逐步降低 ;多元醇的临界胶束浓度随温度增加急剧下降 ;多元醇的浊点不仅取决于非离子表面活性剂的分子结构 ,而且受添加物 (如无机电解质、极性有机物、表面活性剂、多元醇等 )的影响很大 ,同时与非离子表面活性剂的浓度也有关系。研究了温度对多元醇钻井液体系润滑性能的影响 ,探讨了多元醇类表面活性物质作为钻井液润滑剂的作用机理。

聚合醇处理剂对聚合物钻井液性能的影响

室内评价了聚合醇处理剂对聚合物钻井液防塌润滑性能、流变性、失水造壁性及抗污染能力的影响。实验结果表明 ,聚合醇能提高聚合物钻井液的抑制性 ,能大幅度提高聚合物钻井液的润滑性能 ,对聚合物钻井液有一定的稀释降粘作用 ,并能提高聚合物钻井液的高温高压稳定性 ;聚合醇在浊点温度以上时能明显降低聚合物钻井液的高温高压失水 ,并使滤饼光滑臻密。聚合醇处理剂能提高聚合物钻井液的抗钙、抗镁和抗劣质土固相侵污能力 ,使钻井液性能易于维护。

聚合醇抑制性能评价研究

聚合醇在实际的钻井应用中,由于其固有的特性,无论是井眼温度高于还是低于浊点温度,对页岩都有一定的抑制作用,但机理不同。本文选择浊点温度在80℃左右的聚合醇,采用YPM03页岩膨胀模拟试验装置进行试验,旨在验证浊点上下聚合醇抑制作用受到温度、压力及其浓度等因素的影响。室内对聚合醇在不同浓度下的抑制性以及温度、压力对其抑制性的影响规律进行了试验研究。结果发现,1)采用页岩膨胀模拟试验装置能够检测出聚合醇样品对膨润土样品抑制性在不同温度、压力条件下的变化,仪器的测试精度和重复性均能满足试验要求,这种检验方法是可行的。2)随着温度的变化,聚合醇对膨润土的抑制性能呈现出很大的差异,在浊点温度以下,抑制性能很好,而在浊点温度以上,其抑制性能迅速降低。3)在浊点温度以上,随着浓度的增加,聚合醇对膨润土的抑制性增强,但在较低浓度时,抑制效果不明显;只有达到较高浓度时,才呈现出较好的抑制性;随着压力的增大,聚合醇浓度较低时,抑制性不理想;当聚合醇浓度较高时,随压力的增大,即抑制性增强。

新型聚合醇钻井液抑制性能研究

基于页岩气开发中对页岩井壁稳定的严格要求和聚合醇抑制剂在钻井液中性能特点,应用聚合醇(丙三醇、乙二醇和聚乙二醇200)与水共同构建钻井液液相的研究方法,配制了新型聚合醇钻井液。通过抑制膨润土造浆实验、页岩膨胀实验和页岩滚动分散实验,对比评价了新型聚合醇钻井液与传统应用抑制剂的钻井液的抑制性能。结果表明,与传统应用抑制剂的钻井液相比,新型聚合醇钻井液更有利于抑制膨润土的水化造浆、页岩水化膨胀和页岩水化分散,具有更佳的应用前景。

铝盐聚合醇钻井液体系在辽河油田的应用

辽河油田沈北区块上部地层含大段软泥岩,易水化膨胀缩径,下部地层水化分散强,易发生周期性垮塌,常规的钻井液体系不能有效稳定井壁,常引发井下复杂情况。研制出了强抑制性铝盐聚合醇钻井液体系,该钻井液由于铝盐和聚合醇的协同作用,具有优良的润滑和抑制性能。该体系在沈625-10-22井、沈625-14-34井及沈625-18-30井钻进过程中表现出良好的抑制性,减少了钻井复杂情况,井下安全,井眼规则,与同区块使用聚合物分散体系的井相比,平均井径扩大率降低7.95%-11.77%,并且降低了钻井液的使用密度。其成功应用证明,铝盐聚合醇钻井液抑制性和井壁稳定能力强,具有明显的防塌效果,可满足沈北区块沙河街地层钻进的需要。

小阳离子-聚合醇钻井液技术研究及应用

在探讨聚合醇和小阳离子的作用机理的基础上,室内将小阳离子与聚合醇钻井液结合,优选出了抑制防塌能力更强的小阳离子聚合醇钻井液配方。室内试验表明,该钻井液比聚磺钻井液在抑制性、润滑性、流变性以及抗温、抗盐能力方面都有不同程度的增强。在吐哈地区地质情况相对复杂的玉西、红台构造进行试验表明,该钻井液可大幅度降低井下复杂情况发生几率,较好地满足了钻进等各项施工以及油层保护的要求,收到了良好效果。

江苏油田Z1区块保护储层钻井完井液技术

江苏油田Z1区块整体属低孔低渗特细喉储层,J(?)S2储层敏感性特征为弱一中等盐敏、强水敏、中等一强酸敏、中偏弱速敏和中等偏强水锁。进行了保护油层的完井液研究,提出了减少损害的预防措施,即采用高抑制性的低表面张力型的完井液,结合使用复合广谱型暂堵剂,有效地封堵非均质储层。确定采用聚合醇-甲酸盐复合广谱暂堵型完井液。现场7口井的应用表明,该钻井液完井液体系及储层保护技术满足了Z1区块深井的需要,储层井段表皮系数在-2.78-0.90之间,证明储层得到了较好的保护。

聚合醇饱和盐水钻井液体系室内研究

聚合醇饱和盐水钻井液体系是一种适用于易垮塌、缩径,易漏易喷的大段盐膏层钻井和压力系数高的地层钻井的体系。该体系的主处理剂为聚合醇CFH-2、强封堵剂和抗高温抗盐降滤失剂OCL-PT等,采用密度为5.0g/cm3的高密度铁矿粉或铁矿粉与重晶石的复配物(复配比例为3:1)加重。聚合醇CFH-2具有可生物降解性,既能提高体系的抑制性、润滑性及储层保护性能,又可满足环保要求;抗高温降滤失剂OCL-PT能有效地降低饱和盐水体系在高密度(2.32g/cm。)下的高温高压(130℃)滤失量(小于8mL)。聚合醇饱和盐水钻井液具有良好的抑制性、润滑性和储层保护效果,可有效抑制粘土矿物的水化分散,防止盐岩层的溶解,解决大段盐膏层、盐岩层易缩径、垮塌的问题;具有较好的失水造壁性、热稳定性以及悬浮稳定性,抗粘土侵和Ca2污染的能力强。

聚合醇钻井液在中原油田的应用

聚合醇钻井液是近年来为解决环境伤害、提高油气产量和钻井综合效益而研制的一种新型钻井液体系 ;通过室内研究和现场实验证实 ,它具有良好的防塌润滑性 ,保护储层 ,提高钻井液的抗温性 ,维护使用简单方便等优点。较好地满足了大斜度定向井。

一种新型多元醇钻井液的研制及应用

基于钻井工程中安全快速钻进及油气层保护对钻井液的严格要求,开发出了改性多元醇防塌剂,在此基础上通过优选其他处理剂和配方优化研制出了一种新型醇类钻井液。改性多元醇防塌剂抑制性强,润滑性好,利于环保,而且具有较好保护油气层效果。改性多元醇的防塌作用机理表现为:(1)吸水机理,多元醇的强吸水性抑制水化物的形成,降低了泥页岩中粘土的吸水趋势;(2)渗透机理,通过降低钻井液滤液的化学活性,阻止水分子向泥页岩内渗透而稳定井壁;(3)竞争吸附机理,通过与水分子争抢页岩中粘土矿物上的吸附位置,阻止水分子与粘土反应形成可使粘土膨胀分散的有机结构;(4)成膜机理,通过吸附交联、粘附形成连续致密膜,该膜渗透率特别低,对井壁起固结作用。

硅酸钾聚合醇钻井液体系的实验研究

将硅酸钾的胶凝沉淀效应和聚合醇的浊点效应结为一体,建立了一套具有胶凝-浊点效应的膜结构硅酸钾聚合醇钻井液体系。性能评价结果表明,硅酸钾聚合醇钻井液具有流变性好、滤失造壁性好、抑制性强、抗污染能力强(可抗6%NaCl,抗5000mg/LCa^(2+)和Mg^(2+),抗15%钻屑)、润滑性好、封堵能力强和热稳定性好等特点,膜效率达到了82%。通过电镜扫描研究了硅酸钾钻井液和硅酸钾聚合醇钻井液形成的泥饼表面和泥饼断面情况,结果表明,硅酸钾聚合醇钻井液泥饼表面片状膜结构伸展性好且连接性紧密,断面较紧凑且均匀,既有硅酸钾处理后泥饼所呈的片状膜结构,又有聚合醇处理后泥饼整体似一层的致密特性。该钻井液兼有硅酸钾钻井液和聚合醇钻井液的优点。

水平3井钻井液技术

水平3井是胜利油田一口重点水平预探井。该井位于埕111井区,钻探目的是了解埕111井区西部石炭系、二叠系及中生界含油气情况,扩大埕科1区块中生界和古生界含油气范围。该井完钻井深为2885 m,水平位移为1027 m,水平段长为785 m。为满足复杂地层水平井钻井和录井需要,水平3井采用聚合醇防塌钻井液,并配合相应的工程技术措施。二开用聚合物、聚合醇控制地层造浆,用铵盐调整钻井液流型,用聚合醇、树脂及PA-1防塌剂降低滤失量;三开在水平段钻进过程中,及时补充聚合物胶液,以保持钻井液性能稳定,防止地层漏失,利用除砂器和离心机,降低钻井液中的固相含量。经现场应用表明,该钻井液性能稳定,抗温、防塌和悬浮携砂能力强,保护油气层效果好,该井共发现油层13套,油层厚度最小为1 m,最大达109 m,累计厚度为228 m.获日产油44.19 t、日产气2760 m3的工业油气流。

沉淀法对聚合醇钻井液使用中的消泡研究

通过对所用聚合醇防塌钻井液进行消泡研究,在基浆中添加无水碳酸钠,向一定量的聚硅氧烷消泡剂X-4050中加入氯化镁溶液,用仅占HEL-40用量的2%即可迅速消泡,11 000 r.min-1×5 min后起泡率仅为6%,应用于实际井浆中11 000 r.min-1×20 min后起泡率为0%,大大降低消泡剂的用量.

大庆油田致密油水平井强抑制防塌水基钻井液技术

针对大庆油田齐家区块致密油水平井钻井过程中存在的井塌、卡钻等问题,在聚磺水基钻井液体系基础上研制出强抑制防塌水基钻井液.室内研究表明,聚合醇和有机硅酸脂的协同抑制作用,可有效降低泥岩、泥页岩水敏性,采用铝基聚合物封堵地层微裂缝,可提高井壁稳定能力.该体系在齐家区块应用5 口井,均未出现井壁坍塌和卡钻等事故,平均机械钻速14.5m/h,平均井径扩大率5%,水平段钻进摩阻30-60 kN,有效解决了大庆油田齐家区块致密油藏长水平段水平井钻井中存在的问题,为致密油储层的高效钻进提供了借鉴.

提高天然植物胶钻井液完井液体系抗温能力的途径

天然植物胶钻井液完井液体系最大的优点是维护简单、无毒,可实现自然降解,有利于环境保护,但是天然植物胶钻井液完井液体系最大的缺点是高温不稳定性,要使其广泛应用,就必须提高体系的抗温能力。试验结果表明,天然植物胶钻井液完井液体系中加入SMP-Ⅰ、SMC提高体系的抗温能力有所提高,但抗温效果不是很明显,而加入聚合醇能够显著提高体系的抗温能力,同时钻井液性能又能满足现场钻进作业的要求。

埕岛油田埕北CB30A-1井钻井液技术

CB30A - 1井是胜利油田胜利五号钻井平台在 2 0 0 0年埕岛海域CB30井组基础上所钻探的一口定向井。完钻井深 430 3.88m ,钻探目的为开发CB30区域古生界、太古界潜山油藏。针对所钻地层上部造浆性强、井壁坍塌严重 ,下部易发生井喷、井漏的特点 ,介绍了该井不同井段钻井液的配方 :上部地层选用聚合物钻井液体系 ,下部地层选用无固相聚合醇钻井液体系 ,利用欠平衡钻井技术钻至42 2 0 .44m ,发生井漏 ,漏失速度为 48m3/h ,随后采用无封堵、保护储层钻井液顺利完钻。现场应用结果表明 :聚合物钻井液体系抑制能力强、携岩和井眼稳定等性能满足现场施工要求 ;无固相聚合醇钻井液体系具有较好抗高温、润滑、防塌性能 ,且性能稳定 ,在保护油气层等方面具有独特作用。同时 ,无封堵、保护储层钻井液为开发该区同类地层积累了丰富经验。

正电聚醇钻井液体系在老堡南1井的应用

老堡南1井是冀东油田在近海部署的第一口预探井。该区块油气层埋藏深,地质构造复杂,馆陶组地层底部存在砾岩和玄武岩,易发生坍塌、渗漏,下部奥陶系地层以灰岩为主,裂缝发育,地层压力系数低,易发生井漏、井喷等复杂事故。现场正电聚醇钻井液体系的应用,有效地解决了玄武岩地层的坍塌,该体系配合堵漏材料的使用,顺利完钻,并且电测一次成功。同时该体系具有较强的抑制防塌、润滑防卡能力,体系本身无毒、无荧光,有利于发现和保护油气层,满足了海上环保要求。目前,老堡南l井已获高产工业油流。正电聚醇钻井液体系的成功应用,开辟了海上预探井的钻井液应用新领域,为冀东油田海上全面开发创造了良好的开端。