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。

盐水溢流衍生黏附卡钻的机理研究

塔里木盆地区域内广泛发育盐膏层,地层系统复杂,在钻遇异常高压盐水层后易发生溢流,引发黏附卡钻。为此,通过建立黏附卡钻模型,进行了高压地层盐水溢流衍生卡钻方面的机理研究,开展了钻井液抗盐污染能力评价试验,研究了钻柱静止时间、轴向摩擦力与扭矩、摩擦因数及压差对黏附卡钻的影响规律。研究结果表明:基于室内试验结果拟合得到泥饼厚度和摩擦因数随盐水体积分数和时间的变化规律,拟合优度R2均大于0.9;轴向摩擦力与扭矩均随钻柱静止时间的延长呈对数型增加,随盐水体积分数的增加而急剧增加,随摩擦因数的增加先缓慢增加后快速增加,随压差的增大几乎持续稳定增加。所得结论可为油田制定防卡对策和安全钻井提供理论支撑。

鲜水河断裂带乾宁段蠕滑变形及局部粘滑变形的岩石学记录

鲜水河断裂带作为控制青藏高原物质大规模向东侧向挤出的北部边界,是中国乃至世界上大陆内部强震活动最频繁的断裂带之一,但大地测量学研究表明它具有广泛的浅部蠕滑变形行为。认识断裂带蠕滑与粘滑兼具的变形行为及其控制因素是评估鲜水河断裂带地震活动性的关键。本文以鲜水河断裂带乾宁段在四川甘孜州龙灯乡出露的宽约800m的岩石-构造剖面为研究对象,通过野外地质调查、室内光学显微镜及扫描电镜观察、粉末X射线衍射分析和微区X射线荧光光谱分析等方法,对断层岩的结构构造、矿物组成和地球化学性质开展详细研究。研究剖面由约100m宽的砂岩破碎带和约700m宽断层岩组成,广泛发育断层角砾岩和薄层且呈弥散式分布的断层泥,断层岩内普遍具有压溶构造,但局部断层岩具有快速滑动结构特征,表明断裂带在蠕滑变形过程中存在局部地震粘滑变形行为。断裂带内流体作用使断层岩中长石和白云母蚀变成以伊利石为主的粘土矿物(含量5%~11%),新生的粘土矿物在密集的面理中定向排列,促进了断层的弱化和在浅部(4km以上深度)的蠕滑变形。而在断裂带局部裂隙较为发育的位置,流体的注入导致了大量碳酸盐矿物(方解石和白云石,含量12%~33%)的沉淀和Ca元素的富集,使断层岩内强矿物(石英、长石、方解石和白云石)增多,造成了蠕滑断层的局部强化,促进了断层浅部变形行为由非震蠕滑向地震粘滑的转变。该认识可更好地了解蠕滑断层的地震行为并为区域防震减灾提供科学依据。

高密度压井液环境下某井APR测试替喷技术

高密度泥浆环境中下入APR测试管柱使用OMNI阀诱喷作业时,泥浆沉淀易导致封隔器埋卡,操作不当易导致OMNI阀失效。在理论研究和现场多次实践应用的基础上,采用合理控制封隔器坐封到替液之间的时间间隔,防止高密度压井液沉淀埋卡封隔器;优化替液及OMNI阀操作方案,避免OMNI阀在操作过程中被高密度压井液中固体颗粒冲蚀损坏。海外某气田具备“三高”气田特征,应用该技术十余井次,包含两井次中途测试作业,施工过程中OMNI阀工作正常,管柱密封可靠,封隔器未出现埋卡的情况,录取资料合格,作业一次成功率100%。该技术针对“三高”气井APR测试作业先射孔后下入测试管柱及中途测试的工艺要求,实现了替液诱喷的需求,确保了测试作业的井控安全和工程质量,为后续的测试作业提供了技术支持。

原位聚合压力传递阻隔剂研究

选用绿色环保的N-(2-羟乙基)丙烯酰胺取代丙烯酰胺作为单体,以N-N'亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂、过硫酸铵作为引发剂制备压力传递阻隔剂,考察温度、单体浓度、交联剂浓度和引发剂浓度等条件对压力传递阻隔剂交联时间的影响。结果表明:提高温度、单体浓度、交联剂用量、引发剂用量都会缩短压力传递阻隔剂的交联时间,其最佳值分别为80℃、100 mg/mL单体、25.0 mg交联剂和1.2 mg引发剂。

澜沧铅矿水敏凝灰岩的性质与防塌钻井液研制

介绍了澜沧老厂铅矿遇水垮塌型凝灰岩的工程性质和矿探钻井中的卡钻实例,分析了该矿凝灰岩的化学成分、晶体成分及粒度分布,研究了垮塌的化学反应机理,详细阐述了选择和研制防塌钻井液的过程,并找到了能有效防止澜沧地区凝灰岩井壁垮塌的复合饱和盐水钻井液防塌配方成分,将凝灰岩的分解垮塌从2 min完全分解提高到了10 d以上仍保持稳定,极大地提高了在该地区进行矿探时的钻井安全性.通过一系列实验得出Cl-和Br-系列盐对阻碍凝灰岩在水中的垮塌分解有较明显的作用,认为Cl-和Br-对凝灰岩防塌有着重要作用.本文还根据该地区矿探钻井中的凝灰岩特征,认为防止缩径卡钻应采取刮泥器的机械方式而不是泥浆的方式.

解决塔河地区上部地层阻卡的聚合物钻井液技术

塔河地区上部地层具有欠压实、胶结性差、可钻性好、渗透性强、弱膨胀强分散的特点。在该段地层普遍存在起下钻阻卡现象。根据地层特点提出,使用好聚合物钻井液是降低阻卡、加快钻井速度的有效措施之一。现场实践表明,充分发挥聚合物钻井液的包被抑制性,抑制钻屑分散,并与高效固控相结合,可很好地实现钻井液的低固相,再控制适当的膨润土含量,保证了钻井液具有良好的流变性、携砂性和滤失造壁性,而且性能稳定,完全可以满足井下要求,大大降低阻卡的严重程度。具体钻井液技术为:聚合物包被剂分子量不低于2.5×106,在444.5 mm井眼的用量为3～4kg/m,在311.1 mm井眼为2～3 kg/m,使用充分溶解水化的胶液维护,配胶液用水矿化度越低越好;膨润土含量为20～35 g/L;钻井液精斗粘度为38～48 s,塑性粘度为10～18mPa·s,动切力为3～7 Pa,静切力为(1～3)/(2～5)Pa/Pa,滤失量为6～12 mL,固相的体积分数小于10％。

塔河油田钻井液技术现状及对策

详细介绍了塔河油田现场钻井液应用情况 ,分析归纳出了二开及三开井段钻井液存在的主要问题 ,即二开井段的严重阻卡及三开井段的井径扩大 。

斯托克斯粘滞阻力公式的简化推导

斯托克斯公式被各领域广泛应用，但其理论批导却颇繁琐．文中采用较简单的方法推导出斯托克斯公式且给出清晰的物理图像及明确的物理意义．

无固相钻井液技术在安棚油田的应用

安棚油田埋藏深,储量少,因普通聚合物钻井液具有“三高一低”(指高固相、高粘切和低滤失量)特点,采用该钻井液钻井时,中上部砂砾岩井段机械钻速低,经常出现厚泥饼“小井眼”阻卡和渗透性漏失等井下复杂情况,使钻井综合成本居高不下,严重制约着该油藏的增贮上产。低固相、低粘度和低切力的无固相钻井液,在循环排量一定的情况下.冲刷井壁的能力较其它体系强,难以形成虚厚的泥饼和过大的液柱压力(包括激动压力),能够从根本上消除钻井施工中的厚泥饼阻卡问题,缓解砂砾岩的渗透漏失,最大限度地提高机械钻速。在现场应用7口井表明,通过采用FA367/KCl无固相钻井液技术,“小井眼”阻卡和渗透性漏失得到有效缓解,井下安全,起下钻、完井作业顺利;与本区块同类型井相比(平均井深为3300 m),机械钻速由原来的8.12 m/h提高到11.52 m/h,提高了44.6％以上,钻井周期由原来的48.28 d降低到现在的36.2 d,钻井成本大幅度下降。

LG地区超深井钻井液技术

通过分析LG地区的地质特点和钻井工程措施要求,针对超深井钻井液所面临的难题和挑战,建立和应用"三强"聚合物钻井液、"三低"防塌钻井液、欠平衡钻井液和抗高温弱凝胶防卡钻井液技术,较好地解决了长井段大尺寸井眼的安全快速钻井、气体钻井后替入钻井液的井壁稳定和井眼通畅、长段红层泥页岩井段防塌、欠平衡钻井和长裸眼小井眼的超深井高温防卡等技术难题。形成了LG地区的特色钻井液技术,有力地保障了该地区的安全快速钻井。

金融资源配置与区域经济差异的关联度

金融经济背景中,传统理论的要素资源都可以概括为金融资源。在市场经济条件下,金融资源将按照利润原则进行区域流动并在理论上促使区域经济均衡,然而这种流动性受到各种市场不完全因素的制约而呈现粘性特征,从而导致区域经济的非均衡。通过组建区域金融机构等制度措施弥补市场缺陷,可以利用区域金融资源促进区域经济均衡。

钻井液防黏附剂的合成与性能评价

在钻井液中加入防黏附剂,防止钻头泥包或局部被钻屑黏附是提高钻速有效手段之一。通过腐植酸磺化-酰氯化-酰胺化一系列反应合成了钻井液防黏附剂,筛选出最佳合成条件为:腐植酸与浓硫酸在质量体积比3∶5、温度160℃的条件下反应8 h,生成磺化腐植酸;然后与过量二氯亚砜在70℃下反应6 h,生成腐植酰氯;最后按腐植酰氯与脂肪胺质量比25∶4加入脂肪胺,在0～10℃下反应4 h。对防黏附剂性能的评价结果表明,防黏附剂可将钻头和岩屑表面由强亲水性转变为弱亲水性,并能大幅降低钻井液表面张力。防黏附剂质量分数由0增至1.5%时,水溶液润湿接触角由33°增至68.3°,表面张力由74.4 mN/m降为42.0 mN/m。4%膨润土浆中加入2%防黏附剂,润滑系数由0.43降至0.27;膨润土岩心在1.5%防黏附剂水溶液中的膨胀率为1.6%(2 h)和3.5%(16 h),润滑性和抑制性较好。

伊朗Y油田F地层防卡技术

为解决伊朗Y油田在钻进F地层时卡钻事故频发的问题,分析了F地层的地质特征、压力特征和卡钻特征,分析认为,由于F地层裸眼井段存在不同的压力层系,钻井液液柱压力与地层压力之间存在高压差,从而造成了卡钻。根据钻柱与井壁的摩擦力计算公式,提出了防卡技术措施:采用无渗透钻井液封堵近井地层,将钻井液液柱压力与低压地层隔开,阻断压差传递;优化钻井液性能,改善泥饼质量,降低钻柱与井壁的摩阻系数;简化钻具组合,减少钻具组合与井壁的接触面积;分段封堵、控制井眼轨迹和缩短钻具在井内静止时间等配套技术措施。伊朗Y油田的13口井采取该防卡技术措施后,在钻进F地层时没有出现卡钻事故。这表明,采取所提出的防卡技术措施能解决F地层的压差卡钻问题。

空气钻井井下燃爆事例分析

空气钻井在提高钻速、解决恶性井漏、保护油气层等方面具有优势,因而应用越来越广泛。但在空气钻井过程中若钻遇伴有可燃气体(如天然气?石油等烃类物质)的地层时,空气与其混合后若继续钻井则井下极易达到燃爆条件,在滤饼环?钻柱摩擦等条件刺激下就会引起井下燃爆,进而引发卡钻事故。以某井的燃爆卡钻事故为例,分析了其燃爆的主要原因,并采用加强空气钻井过程中的录井监测、注入惰性气体等方法来避免井下燃爆事故的发生。

中东灰岩地层压差卡钻控制工艺技术

位于中东地区的伊朗雅达油田是中石化在海外的重点作业区块,其下部Fahliyan地层属于灰岩地层,高低压共存,裸眼段长,在该地层小井眼钻井过程中经常发生压差卡钻,严重的影响了钻井进度。为了解决这个问题,文章在对地层特性、压力特性详细分析的基础上,针对引起压差卡钻的原因进行了逐项分析,采用了非渗透钻井液技术来隔离压差,采用润滑剂来降低黏附性,采用固控技术来减少黏附面积,同时优化钻井工艺。整体配套技术在现场实施后效果明显,后面的13口井没有一口发生压差,同时四开钻井周期缩短50.8%,取得了良好的技术和经济效益。

绳索取心钻进工艺在非金属矿产资源勘探中遇到的问题与对策

在介绍了非金属矿产勘探中钻探常见地层及其成孔特性和绳索取心钻进工艺特点的基础上,分析了绳索取心钻进工艺在非金属矿产勘探中容易出现的粘附卡钻、憋泵卡钻等事故的成因,提出了处理方法;总结了绳索取心钻进软、散地层的冲洗液类型、性能要求、维护管理等方面的经验;着重介绍了SJP水泥浆及其用于钻孔堵漏的灌注工艺方法。

压差粘附卡钻的快速解卡工艺技术

在钻井过程中,受地层多变性、钻井设备、仪器仪表自动化程度以及钻井操作技术熟练程度的制约和影响,井下往往会发生各种各样的复杂钻井事故,有的复杂事故会造成钻井成本急剧升高,甚至导致一口井报废。通过对压差粘附卡钻的解卡工艺研究,提出了快速解除压差粘附卡钻的机理和首选处理方法,重点阐述了降压解卡的关键技术、适用条件、相关数据的确定及现场施工方案与措施,对加快油气勘探开发、提高钻井速度、降低钻井成本十分有利。

埕岛油田压力衰竭地层钻井液防压差卡钻研究

本文根据埕岛油田馆陶组油藏压力衰竭和海水钻井液密度高的实际情况 ,提出了防止压差卡钻问题 ,进而分析了压差卡钻的影响因素 ,通过分析找到降低压差卡钻趋势的可控因素 ,对如何改变这些因素来减少压差卡钻可能性做了一些实验研究 ,最后为该区的防止压差卡钻提出了一些建议。

雷诺数的温度特性

在分析液体的粘度温度特性的基础上,提出了液流的雷诺数也随温度的变化而变化的观点,并对其变化规律进行了推导和阐述。