控压钻井泥浆帽设计方法研究

控压钻井可以较为精确地控制整个井筒环空压力剖面,能有效解决钻井过程中出现的井涌、井漏、井塌、卡钻等多种井下故障,但在起钻之后不能仅靠调整井口回压平衡地层压力,需要注入高密度泥浆帽。为满足控压钻井起钻泥浆帽注入过程中井底压力恒定,必须设计出合理的泥浆帽密度和高度。为此,基于起下钻过程中的井筒压力控制原理和控压钻井起下钻工艺,建立了控压钻井泥浆帽密度和高度的计算模型,提出了一种维持控压钻井起钻过程井底压力恒定的泥浆帽密度和高度的设计方法,并以塔里木油田某井为例评价分析了泥浆帽密度和高度对井口回压控制的影响,并指出设计泥浆帽密度和高度时应综合考虑各种因素,在泥浆帽注入和驱替过程中实时控制井口压力,以维持井底压力恒定。

伊朗YD油田稠油沥青层钻井液技术

伊朗YD油田白垩系Kazhdumi层位主要岩性为沥青质页岩、灰岩,多数井在该层位钻进时发生了严重的稠油软沥青污染钻井液问题。该区块X19井在高压稠油沥青层的钻进中尝试使用了KCl聚磺水基钻井液技术,采取了如下处理稠油软沥青侵的措施:逐步提高钻井液密度减缓沥青侵入,混入15%柴油+0.3%乳化剂,置换受污染严重浆,并通过实施承压封堵、强钻、强下套管,最后成功固井,因处理稠油沥青侵共耗时33 d,排放受稠油沥青污染严重钻井液2 158 m3。结合对该油田X13井(最后填井侧钻)及AP-2井(最后弃井)在Kazhdumi层位钻遇稠油沥青层侵入钻井液复杂处理过程的分析,提出了预防稠油沥青层侵入水基钻井液的处理措施,并总结了Kazhdumi层位水基钻井液技术处理要点,初步建立了适合YD油田高压稠油沥青层钻进的水基钻井液技术,为该海外区块的进一步勘探开发积累了经验。

伊朗雅达F7井盐膏层钻井液技术

伊朗雅达F7井是中石化部署在Kushk地区北部脊背构造的一口重点预探直井,Gachsaran地层(1 027～1 408 m井段)含有大量石膏层和盐层,膏岩含量为80%,易造成溶、塌、缩、卡、喷、漏等井下复杂情况。针对以上地层特点,该井三开采用了饱和盐水钻井液。室内和现场应用结果表明,应用的钻井液具有良好的流变性能和较强的携岩能力,稳定井壁效果好,抗盐膏及油气污染能力强,高温稳定性突出,满足了钻井施工的需要,保证了该井安全、优快钻进。

川西沙溪庙组水平井封堵防卡钻井液技术

在川西新场气田的沙溪庙组水平井钻井施工过程中,由于泥岩地层易水化膨胀而造成井壁掉块和坍塌,同时该组地层压力不均一,易造成压差卡钻,水平段钻进过程中易出现托压等复杂问题。针对以上难题,利用多元复合封堵、固液协同润滑技术,优选出了适合川西沙溪庙组的水平井封堵防卡钻井液技术。现场应用表明,该封堵防卡钻井液解决了水平井防塌、防卡、防托压技术难题,取得了较好的应用效果。

元坝超深水平井钻井技术

元坝地区海相储层资源丰富,目的层垂深超深,具有高温、高压和含H2S等特点。应用水平井技术能高效地开发其产能,但存在测量仪器和定向工具选择难、轨迹控制难度大和钻井液性能调控难度大等技术难点。通过跟踪分析元坝地区首次施工的两口超深水平井元坝103H井和元坝121H井,优选了适应元坝超深水平井工况的定向仪器和工具,形成了系统可行的超深水平井轨迹控制技术和超深水平井钻井液技术,为元坝地区海相储层的高效开发奠定了基础。

钻井过程中吸水树脂型堵漏剂的研制与性能评价

针对吸水树脂稳定性差、强度低的特点,以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)为实验原料,选用水溶液聚合法制备了吸水树脂,通过单因素实验得到制备堵漏剂PQ的最佳反应条件为:反应温度为50℃,单体浓度为30%,丙烯酸中和度为80%,AM与AA质量配比为6∶4,引发剂Na2SO3和(NH4)2S2O8加量为2%,交联剂NMBA加量为0.2%。为提高堵剂的强度,此实验在合成反应初期添加超细CaCO3,并考察了超细CaCO3对树脂吸水性能的影响,实验结果表明,堵漏剂PQ具有较好的稳定性和较高强度,适合于钻井过程中堵漏作业。

抗高温KCl聚磺钻井液体系在伊朗FX井中的应用

针对伊朗YADA区块上部地层极易水化分散、下部地层压力系统复杂、井底温度高,极易发生井壁坍塌、井漏、井喷、卡钻、下套管困难等深井复杂情况。通过对该地区复杂地层固井技术难点分析,借鉴国内KCl聚磺钻井液体系应用经验,室内研究了适合于该地区钻进的抗高温KCl聚磺体系,并对该配方进行性能评价及优化,通过在FX井的现场应用,表明该KCl聚磺体系抑制性能好、封堵性强、抗高温性能稳定、润滑性好,解决了FX井井壁稳定等技术难题,满足了该井工程地质要求,实现了该井预期勘探开发目的,为该地区勘探开发积累了经验。

微流量控制式控压钻井系统及应用

川西地区作为中石化天然气会战主战场,地质条件复杂,气体/欠平衡钻井等诸多提速技术应用受到限制,为了减少同一裸眼高低压共存安全钻井难题,结合国外微流量控制钻井技术方法,在德阳1井率先引进了地面微流量控制系统及其配套技术,试验表明,该系统在0.1m3以内的溢流量即可发出监测报警,0.3m3溢流量即可实现对溢流的自动控制,比综合录井提前21min发现了溢流,实现了井涌的早期监测等优点;同时获取了发生溢流时的地层压力数据,为窄安全密度窗口安全钻井提供了新的解决途径。

川西地区气体钻水平井井壁稳定性评价模型研究及应用

川西地区地层岩性自上而下分布十分复杂,不同深度泥页岩层段黏土矿物成分特性有明显差异,底部层段存在煤层,部分砂岩层段为高压高产气层。据实钻资料及地质分析,认为新场构造区块的中浅储层具有气体钻进水平井的条件。为此,在直井井壁稳定性评价方法的基础上,利用坐标转换,建立了气体钻水平井井壁稳定性评价模型,该模型考虑了井斜角、方位角的变化对气体钻井井壁坍塌密度的影响。现场实钻数据验证了该模型计算结果的正确性,表明该模型可以作为川西地区气体钻水平井作业的一种井壁稳定性评价方法。

高温高压下磺化泥浆分解的气相组分研究

采用气相色谱-质谱(GC/MS)联用技术分析测定塔里木油田所用磺化泥浆在井下高温高压条件下分解出的气相中所含气体成分,研究所分解出的气体对钻杆材料的影响情况。结果表明:分离出的15个色谱峰中,鉴定出了12种物质,并用峰面积归一法确定各物质相对含量。在已确定的组分中,氮气含量最多,占被测总量的36.76;烷烃类含量次之,占被测总量36,主要成分为十三烷、十六烷、十八烷及烷烃同行异构体。还有少量的空气、CO2、硫醇、酮、苯、二甲基硫等物质。CO2对钻杆造成严重的氧化腐蚀,硫物质类对钻杆也具一定程度的腐蚀。

元坝陆相欠平衡集成钻井技术

元坝气田是中石化重点勘探开发区块,气田整体埋藏深,海相及陆相的天然气资源丰富。元坝陆相地层可钻性差,采用常规钻井液钻井,机械钻速低,钻井周期长。以前主要采用空气钻井技术来提高陆相地层平均机械钻速,由于受到剑门关组地表水和上沙溪庙组底部垮塌地层制约,具备实施空气钻井条件的井段有限,进一步提高陆相地层平均机械钻速难度大。文章根据元坝气田陆相地层不同层位的工程地质特征和井身结构特性,结合不同介质欠平衡钻井技术的特点,优化欠平衡钻井技术组合,形成元坝陆相欠平衡集成钻井技术,通过现场应用该技术,陆相地层提速效果明显。

川西新场构造封堵防卡钻井液技术

川西新场构造的主要开发手段是应用丛式定向井组、深井水平井等,但在钻井过程中发生了多次卡钻、井壁坍塌等事故,严重影响了该地区的勘探开发进程。通过优化钻井液技术配方,利用多元封堵、固液协同钻井液技术,现场应用注意控制合理的钻井液密度、适当的钻井液滤失等技术手段,有效的解决了川西新场构造的防卡、防塌钻井液技术难题,取得了较好的应用效果。

浅谈微流量控压钻井技术在川西地区的应用

控压钻井技术是当今世界钻井工程前沿技术之一,主要是通过随钻环空压力监测、地面自动节流调整回压及压力补偿等手段,实现井筒环空压力的闭环实时监测与精确控制。该技术在川西地区的应用主要是利用微流量控制系统(Micro FluxControl-MFC)有效的控制地层流体侵入井筒,减少井涌、井漏和降低钻井非生产时效等,提高钻井经济性,从而提高复杂条件下的钻井作业安全性和钻井效率。其现场成功实践为复杂地层钻进积累了经验,提供了借鉴。

伊朗雅达FX井盐膏层钻井液技术

伊朗雅达FX井是中石化部署在Kushk地区北部脊背构造部署的一口重点预探直井,该井Gachsaran(1027m-1408m)地层含有大量石膏层和盐层(盐膏含量占80%),易造成溶、塌、缩、卡、喷、漏等井下复杂情况。针对FX井地层特点,采用饱和盐水钻井液体系。室内和现场应用表明,应用的钻井液具有良好的流变性能和较强的携岩能力,稳定井壁效果好,抗盐膏及油气污染能力强,高温稳定性突出,满足了钻井的施工需要,保证了安全、优快钻进。

超深水平井元坝121H井钻井液技术

元坝121H井是川东北巴中低缓构造带元坝12井构造高点西北斜坡的一口超深水平井,该井完钻井深为7 786 m,垂深为6 982.58 m,A靶点井斜为87°,最大井斜为93.14°,水平段长612.44 m。该井钻井液技术难点在于:地层存在多套压力系统,高压差下低压段和裂缝性层段易发生卡钻和漏失;井温高且含大段膏盐岩和盐水层的嘉陵江组和飞仙关组对钻井液的抗温、抗污染能力要求高;垂深超过6 900 m的斜井段和水平段,井眼上大下小,上部环空返速小,水平段减阻和清洁难度高。该井三开和四开使用了金属离子聚磺防塌与金属离子聚磺混油防卡钻井液,该套钻井液性能稳定,具有良好的润滑性、封堵性、流变性和悬浮携带性能,满足了钻井施工的需要。

无碱二元复合体系驱油特性研究

针对高温高盐油藏化学驱的需要,研究了一种无碱二元复合驱油体系。该驱油体系由0.175%缔合聚合物和0.2%高界面活性表面活性剂组成。抗温抗盐性能评价试验表明,在矿化度30000mg/L和温度75℃以下,该体系可以同时获得40mPa.s以上的粘度和超低界面张力。非均质岩心模拟驱油试验证实,水驱达到含水70%时,该二元体系可以继续提高34%的采收率。在化学驱阶段,二元复合驱和聚驱可以获得大致相当的采收率,并且在后续水驱阶段还可以额外贡献约6%的采收率。同时发现采用缔合聚合物的聚驱和二元复合驱有两个明显的含水漏斗。

水力脉冲空化射流钻井技术在四川硬地层中的应用

川西须家河地层及元坝地区的下沙溪庙以下的陆相地层具有地层硬、可钻性在5～7.7级的特性。水力脉冲空化射流钻井技术是水力脉冲射流和空化射流相结合的一种新技术,钻井液经过水力脉冲射流器钻头后在井底产生脉冲空化射流、负压脉冲、空化空蚀等效应,达到提高钻井机械钻速的目的。在阆中2井等3口井5级以上的地层中应用水力脉冲射流器,平均机械钻速提高12.87%,具有一定的提速效果。

微流量控压钻井系统的研制与现场试验

微流量精细控压钻井技术是当今世界钻井前沿技术之一,主要是通过进出口流量的微小变化、随钻环空压力监测、地面自动节流调整及压力补偿等手段,实现环空压力的实时监测与精确控制。通过微流量精细控压钻井系统的研制和现场应用,完善微流量控压钻井设备配套并形成技术体系,现场试验主要是利用"微流量控压钻井系统"及时发现和处理井下复杂情况,减少井涌、井漏和降低钻井非生产时间等,提高钻井安全性和经济性,从而提高复杂地层的钻井作业效率。其现场成功实践为复杂地层钻进积累了经验。

川东地区气体钻井的应用

川东地区砂、泥岩互层频繁,地层致密,可钻性差,气层繁密,常规钻井效率低,采用气体钻井可以显著提高钻井效率,但还存在井壁失稳、地层出水和出气、断钻具等问题。通过分析川东地区空气钻井的各种复杂情况,研究应对措施,提出了采用充气泡沫、氮气钻井及换钻井液技术解决地层出水、出气等复杂问题,同时配置空气锤、减震器工具以提高川东地区空气钻井的质量和安全性。

二硫代氨基甲酸盐缓蚀剂DTC-1的合成及性能研究

以价廉易得的碳酰二胺(尿素)与二硫化碳反应,合成了二硫代氨基甲酸盐缓蚀剂DTC-1。红外光谱图对其进行结构表征,证实合成物为目标产物。考察了缓蚀剂DTC-1性能,包括稳定性、溶解分散性、乳化倾向性及缓蚀性。结果表明,缓蚀剂DTC-1性能稳定,溶解性好,无乳化倾向性;在盐水中具有良好配伍性和缓蚀性能;适用于弱酸性、中性和碱性流体介质体系;适宜温度范围大,在油气田作业中具有推广使用的前景。