国外高性能水基钻井液研究的最新进展

介绍了国外一种在性能、费用、环境保护等方面能够取代油基钻井液与合成基钻井液的高性能水基钻井液。通过对该钻井液的基本组成及主要处理剂的作用机理、室内评价方法和在世界部分油田的现场应用情况进行综述得知,高性能水基钻井液在抑制敏感性泥岩、提高页岩膜效率、防止钻头泥包、提高机械钻速等方面远好于常规抑制性强的水基钻井液,而且在满足钻井要求、环境保护和经济方面完全可以替代油基钻井液;高性能水基钻井液无论是对陆上钻井还是对海上钻井,都具有广阔的应用前景,特别适合含大量泥岩段的重点探井使用。

超高温钻井液体系研究(Ⅱ)——聚合物降滤失剂的合成与性能评价

按照抗高温处理剂分子的设计思路,在原料选择和优化的基础上,采用丙烯酰氧丁基磺酸、2-丙烯酰氧-2-乙烯基甲基丙磺酸钠和N,N-二甲基丙烯酰胺,与丙烯酰胺、丙烯酸等单体共聚,通过优化合成条件及配方,合成了两种不同组成及不同相对分子质量的聚合物处理剂LP527和MP488,其中MP488作为降滤失剂,LP527用作解絮凝降滤失剂,对其性能进行了评价,并对产物进行了热分析。试验结果表明,两者热稳定性好,在淡水、盐水和饱和盐水钻井液中均具有较好的降滤失作用,在膨润土含量高的钻井液中可以有效控制钻井液的高温稠化,与SMC和SMP等具有良好的配伍性,由LP527、MP488与SMC、SMP等组成的高密度钻井液体系高温稳定性好,不产生高温稠化现象,高温高压滤失量可以控制在15mL以内。

我国电磁随钻测量技术研究进展

EM-MWD系统是气体钻井随钻测量的主要技术手段,是近年来国外新技术研究的热点之一。中国石化石油勘探开发研究院成功研制了具有独立知识产权的电磁随钻测量系统样机—CEM-MWD。在地层电阻率为2～3Ω·m的地层条件下,有效测量深度达到了2100m。阐述了CEM-MWD的系统构成及工作原理,介绍了CEM-MWD的现场试验情况,分析了试验数据及电磁信号传输的影响因素,论述了EM-MWD技术的发展前景及趋势。其研究成果对于发展国内的EM-MWD技术具有借鉴和指导意义。

复合堵漏剂DL-1封堵裂缝的室内研究

以桥接堵漏理论为基础,通过对各种堵漏材料进行优选,对不同材料的加量和粒径级配进行实验,研制出了用于封堵裂缝的复合堵漏剂DL-1,其中的颗粒材料、片状材料、纤维状材料和聚合物的最佳配比为5∶2∶2∶1,材料粒径范围为0.2～1mm。实验结果表明,该堵漏剂可直接封堵0.4mm宽的人造裂缝,封堵层的承压能力大于10MPa;参照三颗粒、四颗粒相接架桥理论优选出了大颗粒架桥材料,将其与DL-1配伍使用可有效封堵2mm宽的人造裂缝,封堵层的承压能力也在10MPa以上。

内管注水泥固井工具的研究与分析

内管注水泥技术是针对大尺寸套管和表层套管固井的特点及特殊要求而采用的一种固井技术,具有省时、替量少等特点,在现场得到大量推广应用。内管注水泥器是内管固井技术的关键工具,其性能好坏直接影响到固井质量。对各种内管注水泥固井工具的结构及特点分别进行了分析研究,并就其发展方向提出建议。

天山南库车凹陷复杂构造带钻井液技术

天山南库车凹陷复杂构造带上部吉迪克组地层高压盐水层极为发育、富含石膏,存在膏泥岩、膏盐层污染钻井液和缩径阻卡、高密度钻井液流变性控制困难、高压差卡钻、高密度下井漏、高温稳定性等系列难题,因此选用了钾基聚合物(聚磺、欠饱和盐水聚磺)钻井液。由于现场采用针对性的密度、流变性、膨润土含量和Cl-控制技术以及防止膏泥岩缩径阻卡、石膏侵预防和处理措施、润滑防卡控制技术,有效解决了大井眼携岩洗井、地层缩径阻卡、高密度钻井液流变性控制等技术难题,取得良好防塌抑制、抗污染效果,井径质量优质。现场应用表明,钾基聚合物(聚磺、聚磺欠饱和盐水)钻井液性能稳定,抗污染性强,多口井成功穿越了高压盐水层、高含石膏层、盐岩层和膏盐层;钻井液防塌抑制性强,井径规则;钻井液润滑防卡效果好,短程起下钻一次到底率为100%。在目的层采用乳化石蜡封堵、超低渗透成膜低伤害钻井液油气层保护技术,发现了良好的油气显示层。

实用欠平衡钻井钻井液技术

欠平衡钻井钻井液技术是实现欠平衡钻井成败的关键技术之一。针对中国石化新星公司近几年在不同地区施工的30余口欠平衡井所用不同类型的钻井液体系,介绍了低固相聚磺钻井液、无固相盐水聚合物钻井液、低密度乳化柴油钻井液3种钻井液的室内性能评价结果以及现场应用情况,并在此基础上总结分析了各钻井液体系所适用的地层以及其优缺点。无固相盐水聚合物钻井液现场配制简单,成本低廉,特别适用常压碳酸盐岩储层的欠平衡钻井施工,但抗温能力较低,有待于进一步研究;低固相聚磺钻井液是成熟的钻井液体系,适用于水平井以及砂泥岩地层的欠平衡钻井施工;低密度乳化柴油钻井液适用于低压气体欠平衡钻井,但井场安全要求高,成本也相对较高,对油层实施欠平衡钻井,会影响原油的分离,需进一步研究。

化学交联聚乙烯醇的交联度和降失水性能的关系

作为油井水泥降失水剂,聚乙烯醇(PVA)和共混的无机盐在较低温度下(<40℃)难形成均匀的络合物胶,在较高温度下(>100℃)络合物胶又易分解,因此共混交联PVA的适用温度范围较窄。用化学交联的方法对油井水泥降失水剂PVA进行了改性。室内实验评价了化学交联聚乙烯醇的交联度(交联度与分子量成正比,试验用分子量来表征交联度)与其降失水性能的关系以及添加化学交联PVA的水泥浆的综合性能。结果表明,控制交联度使化学交联PVA的平均分子量在350000～650000之间,加有化学交联PVA的水泥浆的API失水量可以控制在50 mL以下,抗温可达120℃,抗盐(NaCl)可达8％;化学交联PVA使水泥浆的稠化时间稍有延长,抗压强度不降低,抗析水能力增强,与分散剂USZ复合使用,水泥浆的流变性能良好;化学交联PVA能提高水泥浆的防气窜能力.

利用岩石声发射Kaiser效应求取地应力

在油气勘探开发中地应力是重要的基础数据,测量地应力的方法较多,利用岩石声发射Kaiser效应求取地应力是其中的方法之一。该方法具有简单、直观等优越性。针对准噶尔盆地勘探开发中存在的问题进行研究,首先介绍了利用岩石声发射Kaiser效应测试地应力的基本原理及实验方法,根据弹性力学理论给出了岩石测点处地应力方程;然后应用该方法求取了准噶尔盆地中部区块2口井的地应力大小,并与测井资料处理结果进行了对比,处理结果较为一致。说明利用声发射Kaiser效应确定地应力是一项准确可靠的室内测试方法,分析结果也为该区块的钻井工程设计与施工提供了基础数据。

超大尺寸双级注水泥器的研制与应用

为解决常规双级注水泥器关闭不严、关闭压力过高及在扫除附件后密封失效等问题,开发了YFZ-A型外关闭式大尺寸双级注水泥器。该双级注水泥器由双级箍总成、挠性塞、打开塞、关闭塞、中胶塞及挠性塞座等部件组成。该注水泥器采用外关闭式结构,将关闭套置于双级注水泥器本体外,在进行扫塞作业时,可有效避免钻头损伤关闭套及其密封件情况的发生,从而根除了扫塞后密封失效问题;另外,它一改由关闭塞推动关闭套下行关闭的传统结构型式,而由液压推动关闭套下行关闭,使得关闭更可靠。密封试验及各种功能试验表明,挠性塞通过压力、打开压力、关闭压力、密封能力等各项性能指标均达到设计要求,并在现场取得良好应用效果。

计算子午线弧长的数值积分法

应用数值积分原理,提出一种子午线弧长正反算的计算方法。该方法计算原理简单,计算稳定性好,便于计算机编程实现,可以达到给定的计算精度。

新疆塔河重质原油及其乳状液不同温度和压力下的粘度

自行设计并制造了高温高压落球法液体粘度测定仪,简介了主要构件,用乙二醇、丙二醇、丙三醇等校准,粘度测定值的相对误差小于1%。在温度分别为40℃、50℃、60℃、70℃、80℃,流体静压力分别为0.1、1、5、10、15、20MPa,含水率分别为0%、10%、20%、30%、50%、70%、90%的条件下,测定了新疆塔河油田高粘重质原油(含蜡4.14%,密度0.9586g/cm3)及其水乳状液的粘度,共计得到了210个粘度数据并列表给出。粘度随温度升高而降低,符合一段规律。在每一含水率和温度下,粘度随流体静压力升高而增大,增幅随温度升高而减小。在每一流体静压力下,粘度～含水率曲线通过峰值,峰值位于含水率20%处,峰高随温度升高而减小,含水率超过20%后原油乳状液由油包水型转变为水包油型。给出了4组粘度～温度和粘度～含水率曲线作为示例。典型粘度数据:781.4mPa·s(含水0%,50℃,0.1MPa);1406mPa·s(含水0%,50℃,20MPa);431.5mPa·s(含水30%,50℃,0.1MPa)。图5表1参2。

油井水泥降失水剂现状与室内评价

阐述了国内油井水泥降失水剂的发展现状及其作用机理 ,确定了降失水剂检测标准及评价方法 ,并从不同角度对国产主要 12个品牌的降失水剂进行了较为全面地检测和评价 ,分析了国产主要降失水剂性能特点和质量状况 ,引进了降失水剂经济性能评价系数 (FLEN)对降失水剂进行经济性评价。

高温高压泥饼胶结模拟评价系统的研制与应用

根据模拟实际钻井过程中泥饼的形成、冲洗液对泥饼的冲刷、固井液的动态顶替、固化胶结的实际情况,提出了仿真型高温高压泥饼胶结模拟评价系统的设计思路,研制了模拟评价系统,实现了对地层渗透性、井下温度、压力和钻井工作流体动态循环的模拟。该仪器可对钻井液泥饼、冲洗液、固井液胶结质量等多项性能进行评价。文章对该模拟系统的组成、结构、模拟实验方法、评价方法进行了简要介绍,阐述了其在研究钻井工作液的井下工作变化、钻井液、泥饼、冲洗液的实验室评价以及在影响固井界面胶结质量中的作用。

尼日利亚D-7井复杂问题分析及对策

D-7井是中国石化在尼日利亚XX油田J构造的一口双靶心定向井,由于施工中出现落物、卡钻及井壁坍塌等复杂事故导致多次填井侧钻,严重影响本区块的钻井时效。文章通过对钻井数据的分析及开展的相关室内评价实验,从钻井工艺、钻井液工艺等方面分析了造成该井工程技术难题的原因,为以后的钻井施工提供技术帮助。