克拉玛依油田水平井钻井液及油气层保护技术

克拉玛依油田水平井钻井,从"八五"开始攻关到现在规模化推广应用,从起步、发展到成熟,已经形成了完善配套的技术体系。钻井液技术针对水平井钻井实际需要,对钻井液体系、井眼稳定、减阻防卡、井眼清洁、防漏堵漏和油气层保护等关键技术开展研究,不断取得新的进展,并通过实践应用和再认识,形成了具有本油田特色的水平井钻井液与油气层保护技术。

鱼骨井钻井技术在新疆克拉玛依浅层稠油油藏应用实践

新疆克拉玛依油田九6、九8、百重7井区埋藏丰富稠油资源。近年,使用水平井钻井技术开发取得了好的效果。但相比较而言,浅层稠油水平井产出/投入比例尚未达到满意的效果。为探索提高浅层稠油油藏开发效益的新手段,新疆油田公司在科学论证的基础上,大胆引入鱼骨井钻井技术,分别在百重7井区、克拉玛依九区钻成bHW01Z、hw9601z浅层鱼骨分支水平井各1口,试验取得成功。以bHW01Z、hw9601z浅层鱼骨分支水平井为素材,论述了克拉玛依浅层鱼骨井分支水平井的工艺要点,并探讨了新疆油田鱼骨井技术发展的思路。

先期防砂技术在克拉玛依油田浅层稠油水平井中的应用

水平井具有"少井高产出"的优点,国内近几年水平井技术发展迅速,但浅层稠油水平井生产后期出砂严重,砂砾易在水平低边积聚,冲砂难度高,调研了国内外机械防砂技术的发展现状,分析了几种新型机械防砂筛管,为新疆克拉玛依油田浅层稠油水平井先期防砂技术提供筛选依据。

控压钻井系统研究

控压钻井技术因其可有效降低窄密度窗口钻井喷、涌同层钻井工程复杂、提高钻井时效,已成为国内钻井新技术研究开发的热点。基于井底恒压原理自主研究开发了控压钻井系统,文中对其框架构成,各分系统之间的通讯、逻辑关系进行了阐述。对于控压钻井工艺转换过程中压力控制的突出问题,提出了压力控制衔接的工艺方法,效果较好,为同类油井的钻进提供了参考。

沥青在石油钻井中的研究与应用

文章主要介绍沥青在石油钻井中研究与应用。介绍天然沥青或石油沥青经过室内改性研究,形成新的沥青产品:胶体沥青或干粉沥青(氧化沥青、磺化沥青、乳化沥青、阳离子沥青),把原本不亲水的沥青产品变为具有适度的亲水亲油性,以实现这些产品能够有效地应用于石油钻井中,以改善泥饼质量,封堵地层孔隙和裂缝,降低钻井液的滤失量,提高液相粘度,有效保护油气层,调节钻井液性能。通过现场的广泛应用表明,该类产品具有很好的润滑、防塌效果,是石油钻井中钻井液必不可少的处理剂之一。

控压钻井技术研究

控压钻井技术因其可有效降低窄密度窗口钻井喷、涌同层钻井工程复杂、提高钻井时效,已成为近年国内钻井新技术研发热点。控压钻井工艺有多种形式,包括井底恒定压力控压钻井、连续循环钻井和双梯度压力钻井。本文重点介绍了我院自主研发的基于井底恒压的控压钻井系统,并就利用该系统实现压力控制衔接的工艺方法。最后,给出室内实验数据。

抗220℃高温水基钻井液技术研究

深井、超深井高密度水基钻井液的热稳定性一直是国内外钻井液行业研究的关键问题之一。为了提高钻井液的抗高温能力,研究了高温对钻井液的影响及相应的技术对策,形成了一套密度为2.00g/cm^3～2.35g/cm^3抗220℃高温的水基钻井液体系。该体系由四类核心处理剂组成:抗高温复合降滤失剂、抗高温降粘剂、润滑封堵防塌剂及高温稳定剂。评价了水基钻井液体系在高温下的高温稳定性、高温高压流变性能、抑制性能和抗污染性能。实验结果表明,该体系具有良好的热稳定性,钻井液经过220℃高温老化后,高温高压滤失量低,流变性好,并具有良好抑制性能和抗盐、钙及钻屑等污染性能。

高密度甲酸钾钻井液的研究

用水溶性好的盐类(甲酸钾)来增加钻井液密度,形成了一套密度为2.62g/cm3的甲酸钾钻井液。实验研究表明,该钻井液体系具有抑制性强、稳定井壁、润滑防卡、抗可溶性盐污染、流变性能好等特点。

高性能硬胶泡沫钻井液体系的研究及应用

硬胶泡沫钻井液不仅具备普通泡沫钻井液能提高机械钻速、及时发现油气层的特点,还具有较强的携岩能力和抗污染能力。针对欠平衡钻井可能遇到的高温、高浓度盐水地层和原油污染问题,优选出了性能较好的2种增黏剂和稳泡剂,运用自主研发的高效发泡剂TSB研制出了高性能硬胶泡沫钻井液。室内实验评价了其抗温、抗盐和抗油污染性能。该钻井液在BJ7168和白22井进行了应用。现场应用结果表明,硬胶泡沫钻井液的发泡量大、稳定时间长、抗污染能力强,很好地满足了携岩及井壁稳定的要求。

抗高温泡沫钻井液体系的实验研究

针对欠平衡泡沫钻井时可能遇到高温、高浓度盐水和油类物质污染,研究出抗高温泡沫钻井液体系,并评价了该体系的泡沫性能以及耐盐油水类物质污染性能和泥页岩膨胀抑制性。该体系是以自制TSB发泡剂体系为基础,加入膨润土、包被剂、增粘剂和稳泡剂等配成。实验结果表明具有良好的抗温性能,150℃高温热滚老化后,起泡体积为650mL,半衰期为302min,并表现出良好的耐盐、耐水污染能力,可满足高温深井欠平衡泡沫钻井的需要。

浅层稠油水平井钻井工艺技术

分析了浅层稠油水平井施工所涉及到的工艺技术难点,从井眼剖面设计特点、轨迹控制技术、轨迹测量技术、优化钻柱设计等几方面介绍了施工中的关键技术和创新点,推导出了钻具受力状态对轨迹测量精度影响的计算方程,为今后在同类型区块作业提供了经验。

巴楚地区BK5H高密度深水平井钻井工艺技术

BK5H井位于巴楚地区巴什托油田,完钻井深5030.48m,最高钻井液密度达2.09g/cm3,是目前国内陆地钻井液密度最高的深水平井。斜井段要钻穿石炭系的卡拉沙依组和巴楚组,其主要岩性是灰岩、云岩、泥岩、细砂岩、硬石膏与膏质云岩等,地层压力高、可钻性差、稳定性差。该井的主要技术难点是:硬地层的侧钻难度大、高密度硬地层机械钻速低、高密度高固含泥浆体系对井下工具仪器冲蚀严重、地层稳定性差等施工难点。其施工中采取的主要措施是:优选井下钻具、优选钻井参数、减少井下工具仪器的忡蚀、提高其运转效率、防止井壁坍塌,为今后类似的施工提供参考和借鉴。

高性能硬胶泡沫钻井液体系的研究及现场应用

硬胶泡沫钻井液在具备普通泡沫钻井液提高机械钻速、及时发现油气层特点的同时,还具有较强的携岩能力和抗污染能力。本文针对欠平衡钻井可能遇到的高温、高浓度盐水地层和原油污染问题,通过对原材料的优选,运用自主研发的高效发泡剂TSB研制出高性能硬胶泡沫体系,在室内评价了其抗温、抗盐、抗油污染性能,并分别在BJ7168井、白22井应用实施。现场应用表明,硬胶泡沫钻井液的发泡量大、稳定时间长、抗污染能力强,能很好地满足携岩的要求。

欠平衡钻井候选井可行性分析和研究

综述了欠平衡钻井作为中国油气勘探与开发的新技术之一,比过平衡钻井存在的优势。在评估欠平衡钻井的可行性时,要认真考虑许多因素,如地层伤害机理、井壁稳定性和作业可行性。对实施欠平衡钻井和过平衡钻井增产效果和经济效益进行了分析。建立欠平衡钻井候选井的储层标准,为欠平衡钻井候选井提供了理论依据。

φ311垂直钻井系统的研制

在钻井过程中,实现高陡地层的防斜打快是一个普遍存在的技术性难题。国内已有的钻井防斜方法,大多以牺牲钻压、降低机械钻速为代价。因此,都不能经济高效地解决在大倾角、陡构造等地层的井斜问题。介绍了一种井下智能防斜纠斜的钻井工具——φ311垂直钻井系统,其具有自主发电、井下闭环控制、数据井下储存井上回放等特点。该系统可极大地解放钻压、提高钻速,目前已在新疆油田进行了现场试验,并获得成功。

新疆风城油田SAGD平行水平井钻井技术

针对新疆克拉玛依风城油田采用目前的直井、常规水平井方式开采稠油油藏采收率不理想的现状,2008年尝试采用SAGD技术开采风城油田重32井区超稠油油藏。该技术采用5段制井眼轨迹,水平井抽油泵下泵位置为一稳斜段,SAGD双水平井垂直距离为5m,目标靶窗(±0.75m)×(±2.0m),水平段采用177.8mm激光割缝防砂筛管完井。在常规水平井施工工艺基础上,结合磁导向测量技术,有效控制了两井水平井段相对误差,成功钻成了4对8口SAGD水平井,施工工艺达到了SAGD井的作业要求,为今后应用SAGD技术开采稠油油藏提供了较好的钻探经验。

塔河油田小井眼侧钻水平井钻井液技术

小井眼钻井特定的井眼结构与钻井工艺条件决定了其环空水力学与常规井眼有较大区别,因此其钻井液技术也具有一定的特殊性。在选择小井眼钻井液的合适流变模式的基础上,分析了小井眼窄环空间隙对钻井液技术的特殊要求,提出了实现小井眼钻井的钻井液技术参数和措施;并且通过对塔河油田侧钻小井眼TK209CH水平井的钻井实践,进一步论证了小井眼钻井中钻井液参数合理选择的必要性。

高性能取心密闭液的研究与应用

介绍了高性能取心密闭液的室内研制、性能评价与现场应用情况。该密闭液是一种以植物油为连续相、增塑树脂为增黏剂、以胶乳为主要成膜材料的高性能取心密闭液。经现场应用表明,该密闭液具有性能稳定、耐高温、不含矿物荧光物质,不影响地质录井和岩心分析,密闭效果好、贮存期长等优点;该取心密闭液所选原材料无毒,满足健康、安全、环境保护(HSE)的要求,并对钻井液性能无不良影响,可满足取心作业和钻井工程的需要。

耐盐耐温耐油水基微泡钻井液的制备

研究并测试了不同起泡剂、稳定剂及黏土对耐盐耐温耐油微泡钻井液的影响。实验发现耐温耐盐的微泡钻井液与起泡剂和稳定剂的结构有关,而起泡体系的耐油性与各种物质在泡沫界面的吸附状态有关。选用具有枝型结构的发泡剂和具有耐盐、耐温结构的起泡剂和稳定剂制备微泡体系,可使其具有好的耐盐、耐高温老化的性质,选择适当的无机有机物质进行复配,可在泡沫界面形成亲油但是不溶油的弱极性界面吸附层,使体系有很好的耐油性。由DM5512、甜菜碱、烷基糖苷、1631混合制备成了离子型复合起泡剂QR-1,由HPMC、SMP-Ⅱ和SP-8混合制备成了稳定剂WD-1。实验评价了由QR-1、WD-1和黏土在矿化度为10×104mg/L的基液中配制的微泡钻井液的耐盐、耐高温老化和耐油性能,证实了以上结论并探讨了其机理。

Φ311mm垂直钻井系统的工作原理及现场应用

Φ311mm垂直钻井系统是克拉玛依钻井工艺研究院历时多年研制成功的井下工具,是机、电、液一体化的井下智能钻井系统。该工具可实现在高陡地层,特别是在山前构造带地层的防斜打快技术。目前,该系统已在新疆油田试验两口井次,并获成功。试验结果表明,该系统各项指标均达到设计要求,满足了闭环控制的设计要求,具有广阔的应用前景。