加强科技管理 促进科技进步 地矿部石油钻井研究所“八五”期间科技管理工作回顾

本文介绍地矿部石油钻井研究所在“八五”期间的科技管理经验。我所通过加强科技管理，正确运用奖惩机制，促进了科技工作的顺利开展和进行，取得一批高质量科研成果，在国内石油行业确立了自己的技术优势，形成了在国内外具有一定先进水平的多个技术系列，并促进了一大批青年科技人才的成长。

钻井信息管理系统在石油钻井中的应用研究

钻井综合信息管理系统就是通过数据远程传输,把井场的工程、地质、钻井液等动态数据实时传送回基地,实现钻井现场与基地间的双向联络和数据共享。本文从井筒网络、井场局域网、远程传输网和企业网等方面介绍了钻井信息立体网络的构成,提出了钻井信息化的发展方向。

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。

复合硅酸盐钻井液体系室内研究

对复合硅酸盐钻井液作了详细的室内实验研究 ,包括 :与常用钻井液和钻井液处理剂的配伍性 ,配方研究 (膨润土含量 ,护胶剂PTV加量 ,pH值 ,降粘手段 ,加药顺序 )和应用性能评定 (阻止压力传递 ,滤液中SiO2 含量 ,硅酸盐模数 ,硅酸盐加量与岩屑回收率 ,与其他体系钻井液抑制性比较 ,抗温、抗盐、抗钙性能 ,抗膨润土污染性能 ,加重钻井液 ,润滑剂的使用 ,电稳定性 ,岩心伤害 )。主要结论如下 :①硅酸盐对膨润土浆有降粘作用 ,与含有铵、钙等离子的处理剂如NH4 HPAN ,PMHC ,PAC141等不配伍 ;②硅酸盐必须与护胶剂一起加入淡水钻井液中 ;③pH值是影响哇酸盐钻井液性能特别是粘度的主要因素 (pH值应 >12 ) ,此外 ,护胶剂PTV含量、膨润土含量、硅酸盐模数及加量等对硅酸盐钻井液的流变性和滤失量有较大影响 ,聚合醇防塌润滑剂和表面活性剂ABS共用在改善硅酸盐钻井液润滑性能的同时 ,还能提高钻井液的高温稳定性 ;④配方适当的硅酸盐钻井液抗温、抗盐、抗钙、抗钻屑污染能力和封堵能力强 ,抑制性好 ,润滑性能好 ,稳定性好 ,保护储层的效果明显。报道了性能优良的硅酸盐钻井液的配方。

烷基糖苷钻井液的室内研究

烷基糖苷是一类新型的非离子表面活性剂。研究了烷基糖苷的特性、作用机理,并评价了烷基糖苷钻井液的性能。试验结果表明,烷基糖苷与油、水均有好的互溶性,与其他处理剂配伍性好;烷基糖苷不但能改善钻井液的流变性、增强其对泥页岩的抑制性,而且可以实现对储层的保护,降低储层的水锁效应;烷基糖苷钻井液体系还具有较好的固相容纳能力和高温稳定性,其抗温能力可达150 ℃以上。最重要的是,烷基糖苷体系无毒,可生物降解,适于海洋钻探施工。

新型钻井液处理剂磺化烷基糖苷的室内研究

介绍了磺甲基烷基糖苷的制备方法及其在钻井液中的应用。室内实验表明,磺甲基烷基糖苷保持了烷基糖苷的优点,同时减弱了它的起泡性;吸附性、与膨润土的作用能力较烷基糖苷进一步增强;降黏能力、防塌抑制性也进一步提高,加量较小就可达到满意效果;起泡性减弱,抗温性增强,可广泛应用于中深井或超深井钻井液中。

旋冲钻井参数对破岩效率的影响研究

通过理论和试验相结合的方法,分析了旋冲钻井参数对破岩效率的影响及钻井参数与冲击器性能参数间的关系,讨论了石油钻井中常遇到的泥岩、砂岩、灰岩的基本特性参数与冲击器的冲击功和冲击频率的关系,给出了岩石强度、可钻性及硬度与冲击器性能参数的关系。

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。

深层盐膏岩蠕变特性研究及其在钻井中的应用

由于盐膏层易发生蠕变,钻井过程中易发生井眼闭合、卡钻等井下事故和复杂情况。为此,通过盐膏岩蠕变试验研究,分析了深井盐膏层三维蠕变压力,建立了蠕动方程及钻井液密度图谱,结合对盐膏层溶解规律的研究,从力学和化学两方面提出了确定钻井液密度的方法,并优选出了适合塔河油田盐膏层钻井的聚磺硅酸盐欠饱和盐水钻井液体系。研究成果在30多口井盐膏层钻井中得到了成功应用。

硅酸盐钻井液综合机理研究

对硅酸盐及硅酸盐钻井液的性能进行研究 ,比较了不同无机盐的防塌能力 ,分析了各组分对硅酸盐钻井液性能的影响。实验结果表明 ,在相同加量下 ,硅酸盐的防塌能力优于其它无机盐 ,硅酸盐与其它防塌剂复配能提高钻井液的防塌能力 ,p

复合金属离子聚磺混油钻井液体系的研究与应用

针对塔河油田地质特征及深水平井钻井的特殊性 ,研制了以 PMHC为主剂的新型复合金属离子聚磺混油钻井液体系。室内试验和在 TK2 0 2 H井中的现场应用结果表明 ,该体系综合了正电胶钻井液和聚合物钻井液的优良性能 ,不仅很好地保证了深水平井钻井的安全 ,而且有效地解决了该地区侏罗系、三叠系硬脆性泥岩地层普遍存在的井壁垮塌掉块、井径严重扩大等问题。

新型硅酸盐无渗透钻井液的研究与应用

将硅酸盐和无渗透钻井液有机结合在一起,研制了新型硅酸盐无渗透钻井液体系。试验证明,该钻井液具有良好的防塌抑制性,较强的抗盐、抗劣土污染能力,在高温高压条件下形成的无渗透泥饼的承压能力达15.0 MPa。该钻井液体系在准噶尔盆地中部3区块永9井4 318.00-5 895.00 m井段进行了应用,较好地解决了215.9 mm井眼吐谷鲁群复杂井段严重阻卡问题,平均井径扩大率为13.86%,与未应用该钻井液的永1井、永2井和永6井的井径扩大率相比,分别降低了30.77%、17.91%和5.31%,取得了良好的防塌抑制、非渗透和保护油气层效果,创造了硅酸盐钻井液应用井深、井段之长和区块井身质量等多项纪录。

一体化钻井-固井液激活剂JHJ试验研究

介绍了激活剂对一体化钻井-固井液中潜活性胶凝材料（BFS）的作用机理，通过筛选试验，筛选出了具有较强激活能力、质量分数为40％的氢氧化物A和质量分数为20％的硅酸盐F。当40％A与20％F按1：3的比例加入一体化钻井-固井液中时，形成的固化体的抗压强度最高，24h抗压强度达到17MPa。将40％A和20％F按1：3的比例复配，即为一体化钻井固井液激活剂JHJ。激活剂加量优选试验结果表明，当JHJ加量为3％～6％时，一体化固井液固化体的24h抗压强度均大于14MPa，最高可达17MPa，完全能满足固井工程的要求；JHJ在一体化钻井液和泥饼的扩散试验结果表明，JHJ能够扩散到一体化钻井液和泥饼中，激活一体化钻井液和泥饼中的BFS，使其发生水化反应，促进一体化钻井液和泥饼固化，从而提高固井质量。

正电聚醇钻井液的室内实验研究

正电聚醇钻井液是在聚合醇钻井液基础上发展起来的一种新型钻井液。正电聚醇具有浊点效应,抑制能力强,对环境无污染。通过对处理剂的筛选,优选出了一套正电聚醇钻井液配方。室内评价试验表明,与其它水基钻井液相比,正电聚醇钻井液具有滤失量小、抑制性强和润滑性好等特点。对正电聚醇钻井液的作用机理进行了初步分析,表明各种处理剂与正电聚醇具有较好的协同作用,钻井液井眼净化效果好,井壁稳定,摩阻系数易控制。

钻井过程中甲烷水合物的分解特性研究

很多国家都加大了对海底天然气水合物的勘探和研究的力度。对于海底天然气水合物的勘探除了进行BSR物理探测以外,最直接的证据就是进行海底钻探取样。但是在海洋钻探过程中,海底水合物的分解容易引起钻探事故,其勘探和开采难度大,成为科学研究的难点。为此,人工合成了甲烷水合物,并应用微型钻井系统模拟海底天然气水合物钻井过程,研究了在钻井过程中水合物的分解特性。在微型钻井过程中,对几种不同性质的钻井液对水合物分解特性的影响进行了对比分析,研究结果对海底天然气水合物钻探取样具有重要的参考价值。

欠平衡钻井NW无固相充气钻井液的研究

为了有效配合欠平衡钻井开发低压低渗透气藏.最大限度地保护气层.研制了NW无固相充气钻井液。该钻井液的特点是可避免钻井液中的固相颗粒堵塞储层孔隙.抑制性强,减少滤液进入储层,即削弱水锁损害,保护储层岩石孔隙的连通性;小阳离子具有优先吸附形成一层阳离子保护膜的特点,其分子结构中的憎水基团,起到阻止水分子侵入的作用.进而削弱由低压低渗储层天然渗吸效应产生的水锁损害;同时钻井液滤失量小,仅约为10 mL,而且钻井液具有强抑制性.可以减小钻井液对油层岩石渗透率的影响.达到保护储层、增加采收率的目的。该钻井液可满足充气工艺要求。此外,该钻井液密度连续可调。能有效降低液柱压力.形成泡沫群体结构,具有群体封堵、疏水屏蔽及特有的流变特性等良好特性,防止低压地层漏失,保护气层;配方简单.维护使用方便.能够很好地满足欠平衡钻井工程的需要。

全过程欠平衡钻井设备配套技术研究

近十年来,国内外欠平衡钻井技术在降低钻井成本和提高油气层产能上取得了显著效果,已经成为钻井技术发展的必然趋势。全过程欠平衡的技术关键是不压井起下钻,除了常规的欠平衡钻井设备外,还需配置能够完成不压井起下钻的设备。通过对目前国内外能实现全过程欠平衡配套设备的分析,特别是对最新的强行起下钻装置、套管阀技术进行评价,指出目前这些最新设备的配套完全可以实现全过程欠平衡作业。

钻井液用可酸化加重剂碳酸钡研究与应用

在中、高压油气层钻井中,使用加重剂对泥浆加重是防喷、防涌、保证井下安全的重要手段,但加重剂性能的不同对油气层的损害程度则不同,轻则使油气产能下降,重则因可能试不出油气而影响地质认识并延误油气勘探速度。由于目前大量使用的重晶石粉存在不易酸化和堵塞油气层问题。国内开发的石灰石粉、白云石粉、菱铁矿粉、钛铁矿粉,不是密度低就是研磨性强,都不是理想的酸溶性加重材料。寻找密度大、研磨性小又易于解堵的新型酸溶性加重材料是钻井工作中急需解决的问题。天然的碳酸钡是一种具有与重晶石密度相当、研磨性小、易酸溶的加重材料,研究开发的酸溶性加重材料碳酸钡对于保护油气层、提高油气采收率具有十分重要的意义。

硅酸盐钻井液室内试验研究

硅酸盐钻井液的影响因素、配方优选和防塌抑制性等试验表明：硅酸盐钻井液的pH值最好控制在11．0以上；模数为2．8～3．0硅酸盐综合性能最好,其最优加量为2%～4%；室内研制的硅酸盐钻井液基础配方具有良好的防塌抑制性,较强的抗钙、抗劣土污染性能,还具有具有较好的电稳定性、抗温性和可加重性；硅酸盐钻井液与岩心所形成的膜结构降低了岩心污染深度,具有较好的保护油气层性能。

冲击回转钻进在石油钻井中的应用

冲击回转钻进在石油钻井中的应用陶兴华（德州地矿部石油钻并研究所２５３００５）１概述冲击回转钻进方法的实质，就是在转盘钻进的基础上，再加一个冲击器。由于冲击器作用，钻头上承受着周期性的冲击载荷。液动冲击回转钻进属于井下动力钻井的一种方法，它是以冲击载荷...