高密度饱和盐水钻井液在DN2-29H井的应用

库车山前深部巨厚盐膏层地质特征复杂,地层压力变化大,预测难度高。盐膏层钻井过程中,钻井液性能恶化,喷、漏、卡等复杂事故频发,严重影响安全快速钻井。针对以上难点,DN2-29H井以高密度饱和盐水钻井液体系为基础,引入新型材料稀释稳定剂,并优化了钻井液维护措施。实践证明,引入新型稀释稳定剂后,体系在盐膏层钻进过程中性能稳定,复杂工况明显降低,工期缩短,起下钻顺畅,电测、下套管均一次成功。本井经验对钻遇巨厚盐膏层具有重要的参考意义。

推力可控的投球式液压随钻扩眼器

随着我国油气勘探开发向地球深部进军,由深井超深井环空间隙小及大段盐膏层的存在带来的塑性地层卡钻、钻井液安全密度窗口窄等钻井工程难题对井身结构设计、钻井施工和固井质量提升带来了严峻挑战。为此,在分析国产扩眼器结构和功能局限性的基础上,通过结构设计、安全性模拟、流场分析及室内实验,研发了一种投球激活液压式可控随钻扩眼器并开展了现场试验。研究结果表明:①工具在极限钻压、极限扭矩、极限提拉工况下的安全系数分别为2.42、1.70、1.23,安全性能满足现场需求;②工具通过调节钻井液排量来控制刀翼推力,可以满足不同地层的扩眼需求;③工具在小排量时压耗变化更为明显,可通过投球后小排量憋压以判断工具在井下的工作状态;④室内及现场试验表明,工具投球后能够稳定执行刀翼展开和收回动作,试验井段目标扩眼井径241.30 mm,实际平均扩眼井径241.49 mm,相比扩眼前井径平均扩大14.53 mm,扩大率6.4%,与预定目标吻合。结论认为,可控随钻扩眼器有效缓解了地层缩颈导致的电测遇阻、挂卡等问题,为解决盐膏层缩颈、非常规套管作业提供了重要技术手段。

基于二维螺旋周向涡流的破碎性油气层固井新技术

固井质量直接影响油气产量,优良的顶替效率是保证固井质量的先决条件。针对破碎性窄密度窗口地层固井存在大排量顶替易漏、小排量顶替效率低的技术难题,提出了螺旋顶替提高破碎性窄密度窗口固井质量的理念,用水平集法构建了水泥浆顶替前置液的追踪顶替界面数学模型,以典型固井工况参数为例,通过数值模拟方法研究了周向速度对顶替界面、顶替效率和接触时间的影响,形成了裸眼段二维螺旋(螺旋刚性扶正器)顶替固井技术。研究结果表明:①二维螺旋顶替时,顶替界面受周向速度的影响,“凸进”现象减缓,顶替界面较稳定,水泥浆接触地层时间延长,顶替效率提高;②相对于一维轴向顶替,二维螺旋顶替在原轴向波及范围内,增加了水泥浆周向波及,有助于将不规则井段内的被顶替液“旋出”,缩小滞留区,提高水泥浆胶结环境,驱净效果明显。结论认为,该技术在伊拉克米桑油气田现场应用,固井质量优质率从40%提升到60%,二维螺旋顶替固井技术稳定顶替界面和提高井壁驱净效果,二维螺旋周向波及顶替机理为解决破碎性窄密度窗口地层固井顶替的技术难题及研发螺旋注水泥工具提供理论支撑。

鄂尔多斯盆地东部气田盐下高含硫储层安全高效钻井技术

鄂尔多斯盆地东部气田盐下高含硫储层主要为奥陶系马家沟组,其碳酸盐岩-膏盐岩互层发育,存在破碎屑岩层、大段膏盐层及压力异常地层,钻井过程中易出现井壁垮塌、井眼缩径、含H2S高压天然气侵、井漏及卡钻等井下故障及复杂情况,导致机械钻速低、安全高效钻进难度较大。为此,开展了“储层专打”井身结构设计,集成高抗H2S井控装备、防喷工具及工具的标准配套,研究应用了“高效PDC钻头+大扭矩单弯螺杆+MWD+随钻震击器”的储层复合钻井防斜防卡打快技术,探索性应用了精细控压钻井技术,优选复配出具有强“抗盐、抗钙、抗泥”能力的高密度饱和盐水钻井液,形成了鄂尔多斯盆地东部气田盐下高含硫井储层安全高效钻井技术。鄂尔多斯盆地东部气田的5口井应用了该技术,平均钻井周期54.3 d,平均机械钻速8.35 m/h,其中三开储层段平均钻井周期11.67 d,较前期完钻的MT1井缩短了52.03%,储层段平均机械钻速6.85 m/h,较MT1井提高了69.97%,平均井径扩大率6.16%,电测一次成功率100%,未发生井下故障和复杂情况。该技术为鄂尔多斯盆地东部气田盐下高含硫气藏安全高效勘探开发提供了技术支撑。

高压膏盐层定向井钻井关键技术研究

针对高压膏盐层定向井钻井问题,本次研究首先对高压膏盐层定向井钻井难度进行分析,从钻井轨迹设计和钻井液优化两个角度出发,开展高压膏盐层定向井钻井关键技术研究,为推动高压膏盐层定向井钻井技术的全面发展奠定基础。

库车山前巨厚盐膏层提速技术探索与应用

库车山前是塔里木油田增储上产的重点区域,但该地区深部巨厚盐膏层工程地质特征复杂,强度软硬交替,井斜难以控制,一直制约着该区钻井速度。为此,塔里木油田开展了库车山前巨厚盐膏层钻井提速增效的探索与实践,打破Power-V垂直钻井工具不适用于盐膏层钻进的固有思维,率先将垂直钻井工具、油基钻井液、高效PDC钻头等技术工艺进行集成配套并试验,解决了库车山前巨厚盐膏层防斜打快的难题。试验表明,深部盐膏层使用油基钻井液配合Power-V垂直钻井工具钻进能有效控制井斜角,大幅度提高机械钻速,缩短钻井周期。该技术的成功应用对国内外同类油气田钻井提速具有重要的借鉴意义。

耐温耐盐深井钻井液技术

通过对胜利油田地质情况的分析.提出了一套高固相容量的耐温、耐盐聚磺钻井液体系和一套适合于钻深层古生界地层的无粘土低固相体系。试验和现场应用结果表明:在聚磺钻井液基础上,通过应用新型硅氟类处理剂、聚合醇处理剂,能够大幅度地改善体系在高温下对高粘土、高固相的容纳能力,极大地改善了高温下对体系流变性和滤失量的控制能力,提高了体系的整体热稳定性,降低了钻井液成本。无粘土低固相耐温钻井液体系可用于井温为140～179℃的深部潜山储层的钻探,该体系不仅满足安全钻井需要,而且为解放油气层提供了工程技术手段。

测井资料在膏盐地层钻井工程中的应用

膏盐层地层最大、最小水平主应力在盐岩含量高的地层中表现为较强的不均衡性,造成钻井施工过程中卡钻、井漏等事件时有发生。结合石膏、盐岩地层的沉积和地质特征,充分发挥钻井测井信息量大和连续测量、纵向分辨率高的优势,从地层岩石矿物分析、岩石力学参数计算、孔隙压力、破裂压力、地层应力评价等方法入手,分析测井资料在膏盐地层确定合理钻井液密度、性能、井身结构设计等方面的应用效果,拓宽测井在石油钻井工程中的应用领域。用于岩石力学参数实验的膏盐层钻井取心非常有限,建议适当增加膏盐层钻井取心。

高密度饱和盐水钻井液在盐膏层钻进中的维护技术

针对高密度饱和盐水钻井液在盐膏层钻进中受地层物质污染粘切升高稠化的问题,研究采用"抑制降粘切"的维护技术。用普通重晶石粉加重到2.0g/cm3以上高密度饱和盐水钻井液在土库曼斯坦南约洛坦气田含油气高压盐膏层钻井中应用,获得良好流动性能,解决了地层蠕动、钻具阻卡、油气水侵等复杂问题,取得该地区盐膏层钻井百分之百成功率的应用效果。

西非L-2000区块巨厚盐膏层钻井液技术

西非L-2000区块是中国石化在海外的重点勘探区块,埃詹加组是一套巨厚盐膏层,最大厚度达到1 226 m。前期施工井在埃詹加组均出现过缩径、卡钻、划眼困难、测井和下套管遇阻等井下复杂情况,其中2口井造成工程报废。对巨厚盐膏层钻井液技术难点进行了分析,制定了针对性技术对策。通过主处理剂优选,在原聚合物饱和盐水钻井液的基础上,开发了复合离子欠饱和盐水钻井液配方。室内实验表明,复合离子欠饱和盐水钻井液具有良好的沉降稳定性、抗钙侵、抗劣质土污染能力和防塌抑制性,根据其特点,制定了钻井液现场维护措施。LT-1井和LT-2井的应用表明,复合离子欠饱和盐水钻井液现场维护处理简单、性能稳定,盐膏层段井径规则,无缩径、卡钻复杂情况发生,平均井径扩大率分别为17.8%和12.5%。复合离子欠饱和盐水钻井液体系是适合该区块巨厚盐膏层钻井施工的成功钻井液体系。

抗盐钙钻井液技术研究与应用

新疆塔河油田,塔中、巴麦、玉北及外围勘探区盐水地层分布范围广,存在大段盐膏地层及含高钙盐水污染,在钻井过程中高密度钻井液受到严重污染,给该区块的钻探施工带来较大困难。针对该地区地层特点,分析了盐水对钻井液体系影响机理,优选出抗高钙降滤失剂SMPFL-L和流性调节剂SMS-19等关键处理剂,通过各处理剂的优化和配伍,室内形成一套抗钙能力达13000mg/L、抗温150℃、抗20%地层水污染、密度大于1.80g/cm^3,沉降稳定性小于0.03g/cm^3的抗污染钻井液体系。该技术在玉北X井进行应用,在钻穿古近系大段盐膏层后性能稳定,表现出较好抗污染能力,整个二开井段施工顺利,未发生任何井下复杂情况,能够满足巴麦地区的使用要求。

钻盐膏层及高压气层的高密度钻井液

ＫＬ—２井是塔里木盆地克拉苏构造山前构造的一口预探井，钻探过程中，盐膏层及高压气压易出现缩径、井涌、井漏及卡钻等复杂情况，采用聚磺氯化钾钻井液体系，密度控制在 １．７５～１．８０９／ｃｍ３和２．２０～２．４０ｇ／Ｃｍ３平衡地层压力，较好地解决了钻探过程中出现的各种复杂情况。

胜坨油田ST6井钻井液技术

ST6井是胜坨油田的一口重点探井,完钻井深为4450m。胜坨油田的深部地层钻探给钻井液带来了许多技术难题,主要表现在:沙河街组地层井壁稳定性差,沙四段地层不仅含有易造成井涌、井漏的高压油气层,而且其砂岩地层含有大量的酸性气体和大段的盐膏层,给钻井液处理造成了很大困难。针对以上难题,ST6井采用了聚硅醇低渗透抗盐膏钻井液,同时配合了相应的技术措施,取得了较好的应用效果,满足了该井钻井施工要求。

加蓬海岸盆地LT区块巨厚盐膏层钻井液技术

加蓬海岸盆地南次盆地LT区块是中石化国勘(SIPC)海外的重点勘探区块,Ezanga地层是一套巨厚盐膏层。前期钻井中,在Ezanga地层出现过缩径、卡钻等井下复杂情况,尤其是KS-1和KS-2井造成报废。对聚合物饱和盐水钻井液进行了优化,评价了改进后的复合离子欠饱和盐水钻井液的沉降稳定性、抗钙侵、抗劣质土污染能力和防塌抑制性,制定了钻井液现场维护措施。LS-01井和LS-02井的应用表明,复合离子欠饱和盐水钻井液体系性能稳定、防卡抑制性强;盐膏层段井径规则,无缩径、卡钻复杂情况发生;LS-01井和LS-02井平均井径扩大率分别为10.7%和8.5%,成井率达到100%。

M油田水平井高密度盐水钻井液体系构建及综合性能评价

基于M油田盐膏层水平井定向造斜中所出现的各项异性蠕变特性,利用甲酸钾协同防沉降超细加重剂组合(WiPar)设计了一套具有良好的抗盐、抗钙侵能力,润滑性和抑制性的高密度盐水钻井液配方体系。评测结果表明,采用HCOOK/WiPar BA 6#/WiPar CD 3#(15∶9∶1)复配加重剂组合的盐水钻井液浆体稳定、流动性好,滤失量低于2.5 mL,且具有良好的抗石膏、石盐、芒硝及黏土侵污能力,同时还具备较好的抑制性和润滑性,能有效满足现场作业要求。

塔河油田盐膏层钻井工艺探讨

塔河油田具有盐膏层埋藏深、厚度大、压力高、层间变化大、塑性变形严重的特征。因此,如何解决在盐膏层钻进过程中出现的"溶、缩、塌、胀、漏、卡、喷、损"等复杂问题,是钻井工程的重点与难点。通过分析盐膏层的地层特性,论述了盐膏层的蠕变机理,同时对盐膏层钻井液技术以及特殊钻井工艺方面进行了探讨。研究结果表明,通过调整钻井液密度及增加氯根浓度可有效地抑制蠕变,同时结合承压堵漏及随钻扩孔等工艺措施可有效解决盐膏层蠕变引起的井下复杂事故。

玉东7-4-2井钻井液技术优化及应用

针对塔北玉东区块上部地层缩径阻卡、膏盐岩层蠕变缩径和垮塌卡钻、高密度盐水钻井液流变性及滤失量控制难等一系列问题,玉东7-4-2井通过对钻井液技术的优化,解决了阻卡和膏盐层井眼稳定等问题,易塌层段井径扩大率仅为7.5%,钻井周期比邻井节约20d以上,提速效果显著。

高密度复合盐水钻井液体系在伊拉克Missan油田盐膏层中的应用

为解决伊拉克Missan油田复杂盐膏层蠕动、盐重结晶、钻具阻卡、井漏、高压盐水层溢流等复杂问题,优选了密度高达2.2~2.35g/cm3的复合盐水钻井液,在伊拉克Missan油田800m巨厚盐膏层中成功应用。该钻井液性能稳定,悬浮性强,易于维护,具有良好的流变性,能有效抑制盐、石膏的溶解和泥页岩分散、膨胀,并且有很强的抗盐侵、抗膏侵、抗钻屑污染能力,充分满足了该区块盐膏层井段地层特性和安全钻井对钻井液技术的要求,并取得该地区盐膏层钻井100%成功率的应用效果,为解决巨厚复杂盐膏层钻进及顺利完成伊拉克项目提供了关键性技术保障。

K区块盐膏层钻井液体系技术研究

K区块所钻井在钻遇盐膏层地层过程中遇到易掉块,机械钻速低,钻井周期长等难点。笔者基于该区块的钻进难点,对该区块的钻井液体系进行了流变性、抑制性及热稳定性的评价,并通过一系列对比研究表明通过向氯化钠饱和或欠饱和盐水钻井液中加入硫酸钠可以较好地控制石膏的溶解和维持钻井液性能稳定。所复配的钻井液体系值得在该区块后续的盐膏层钻井中进一步的推广应用。

大古2井超深复杂井钻井液技术

大古2井为大涝坝构造山前构造的一口重点探井,完钻井深为6 702 m。该井二开(φ311.2 mm)裸眼井段长(2 500～5 300 m),钻遇多套高压盐水层和石膏层;三开(φ215.9 mm,5 300～6 552.53 m)存在多套压力体系,地层渗透性强,高密度条件下压差卡钻的风险大。现场采用阳离子乳液聚合物钻井液,并根据不同井下复杂情况加强钻井液性能维护处理,解决了遇阻卡钻和地层出盐水等复杂问题;通过添加超低渗透处理剂和屏蔽暂堵剂,强化对地层的封堵,解决了三开施工中出现的压差卡钻风险,保证了现场安全施工。