钻井工程中沥青与钻井液动态置换规律实验研究

钻井工程中钻遇活跃沥青层时,涌漏并发等恶性事故严重影响钻井作业的正常进行。针对中东Y油田沥青层钻井面临的严重钻井液漏失与沥青侵入问题,首先分析了沥青层特征和钻井液漏失特点,发现沥青与钻井液间的重力置换是钻井液漏失和沥青侵入的主要原因。研制了可视化沥青-钻井液动态置换模拟实验装置,分别在钻井液循环和静止状态下,模拟研究了钻井工程中钻井液与沥青的动态置换过程,分析了钻井液密度和黏度、地层裂缝宽度以及沥青黏度对置换过程的影响规律。结果表明,随着钻井液密度增加,沥青置换量呈对数增大趋势;随着地层裂缝宽度增加,置换量呈线性增大趋势;随着沥青黏度增加,置换量呈对数减小趋势;而钻井液黏度与置换量呈负相关关系。因此,钻井作业中,需合理控制钻井液密度以平衡地层压力;适当提高钻井液黏度;重点加强钻井液随钻堵漏作用,有效封堵地层裂缝,减少和堵塞钻井液漏失与沥青侵入井筒的通道。结合控压钻井技术,在该方法的指导下后续钻井作业中顺利钻穿沥青层。     

伊朗Y油田沥青质稠油侵入钻井液处理技术

伊朗Y油田钻井施工面临沥青质稠油侵害的难题,由于钻遇沥青质稠油胶质和沥青质含量高,严重影响钻井液流变性能和安全钻进。通过对沥青质稠油组份分析后认定其属于典型的劣质稠油,其自身黏度受温度变化影响剧烈,是造成钻井液污染和流变性能恶化的根本原因。通过室内研究形成了以乳化剂、柴油为主的钻井液乳化降粘技术,能有效改善受沥青质稠油污染的钻井液流变性能;以交联硬化剂为主的沥青质稠油表面硬化技术,室内实验加入8.6%的交联硬化剂能明显减少沥青质稠油黏附钻具、筛网;以氧化硬化剂为主的沥青质稠油改性技术,在钻井液环境下可将沥青质稠油软化点从50℃提高至110℃,有效抑制了沥青质稠油的高温流动性。钻井液乳化降黏技术和沥青质稠油氧化硬化技术分别在雅达Y油田F19井和F17井进行了现场应用,改善了受污染钻井液的流变性能,减弱了沥青质稠油向井筒的侵入速度和侵入量,具有一定的推广应用价值。     

控压钻井技术在伊朗雅达油田S03井的应用

伊朗雅达油田多口井钻遇活跃沥青侵害问题,由于活跃沥青层分布规律不明、井间地层压力差异大、活跃沥青黏稠、易出现涌漏复杂等,给钻井施工带来极大挑战。根据对活跃沥青层地质特征认识、钻井工程施工难点分析和置换性涌漏室内模拟实验结论,形成了优化井身结构、优化钻井液性能措施的控压钻井强行钻进方案。在雅达油田S03井进行现场应用,同比邻井相同井段作业周期缩短39%,节约了钻井液消耗量,为雅达油田解决活跃沥青侵害提供了技术手段,具有推广应用价值。     

伊朗稠油沥青稠化封堵技术研究与应用I：原位氧化

 伊朗Y油田稠油沥青污染严重影响钻井施工安全,多口井报废。稠油沥青可流动性越好,复杂情况处理难度越大。为降低复杂情况的处理难度,遂借鉴稠油、沥青的老化、氧化、固化等反应机理,稠化稠油沥青,使之在地层孔道中可流动性降低。优选氧化材料进行稠化试验,探讨了试验温度、时间、物料配比、氧气、钻井液对稠化性能的影响。结果显示,氧化材料可有效提高稠油沥青软化点,最高可达120℃。稠化剂F、G、H的稠化效果与试验温度、反应时间成正比例关系,且G的稠化效果受添加量影响较大。在氮气保护时或钻井液体系中,稠化剂的稠化效果降低。氧化材料与堵漏材料复配使用效果更好,可增加桥堵材料滞留和堵漏段塞抗返吐能力,提高压井堵漏成功率。     

顺北油气田破碎性地层井壁稳定技术难题与对策

近年来,顺北油气田多口井因钻遇破碎性地层出现了严重的井壁坍塌掉块情况,导致阻卡频繁,多口井回填侧钻,已成为顺北油田勘探开发的重大技术难题之一。统计分析了顺北油气田奥陶系破碎性地层复杂现状,针对破碎性地层技术难点,研究分析了其坍塌失稳机理,提出了安全钻井技术对策。失稳机理主要为受挤压构造影响,地层破碎,应力集中,加之地层高角度裂缝、层理等弱面发育,胶结性差,结构松散,极易发生剪切破坏,产生大面积坍塌失稳现象。钻井液应强化致密封堵、固结性能,提高地层完整性和岩石强度,适当提高钻井液密度,加强力学支撑作用,同时提高钻井液携带能力,保持井眼清洁。破碎性地层钻进时应尽量简化钻具,优化钻井参数,“少进多退”,保证井下安全。     

钻井液有毒硫化物分析及处理方法研究

油田钻井过程中往往随着地层特性产生硫化氢等有毒气体,浸入钻井液后形成有毒硫化物,容易对钻具和人身造成重大影响。通过分析钻井液中有毒硫化物的物质成分、特性及其对钻井工作的危害和影响,指出有效的钻井液硫化氢处理方法。在对钻井液选择、钻井液pH值调节、添加H2S处理剂等三种方法的对比分析基础上,针对这些方法除硫的优缺点,结合钻井液氧化除硫方法,提出基于金属盐的钻井液氧化除硫方法。通过实验表明,金属离子可以促进钻井液氧化除硫效率的提升;同时高阶氧化性金属盐具有很高的除硫效率,可以作为钻井液中处理硫化氢的有效添加物使用。研究结果对于油田用钻井液中有毒硫化物的处理具有一定的实际意义。     

预弯曲钻具组合在软硬交错地层的应用

油气井的防斜打快问题是石油钻井面临的一大难题。川西地区中浅部地层岩性软硬交错程度显著,导致钻井易井斜的问题,前期主要通过国外垂钻系统解决该问题,钻井成本高。预弯曲钻具组合是一种低成本防斜打直技术,但是在软硬交错地层的应用尚缺乏科学的适用性评价方法。提出了一种考虑地层软硬交错特征及地层倾角影响的易斜地层预弯曲钻具选择方法,实现了软硬交错地层的造斜力计算,进而选择能提供相当防斜力的预弯曲钻具组合进行防斜应用。分析结果表明,在川西地区,地层倾角小于25°、软硬交错指数小于3时,预弯曲钻具组合可以提供足够的防斜力。应用该技术进行了现场应用,预弯曲钻具组合取得了较好的防斜提速效果,证明这种评价方法力学原理明确,模型准确可靠,应用简单,可以为软硬交错易斜地层低成本防斜打快技术提供可靠参考。     

高青樊家油田钻井液体系选择与应用

为满足樊家油田长裸眼中深井,特别是高地层压力中深井钻井的需要,优化形成了聚硅氟复合屏蔽暂堵钻井液体系。介绍了该钻井液体系的配方、室内试验、处理维护措施及在12口中深井上的应用情况。实践证明,该钻井液体系具有很好的抗温性能、抑制性能、防塌性能、油气保护性能和润滑性能等,而且该钻井液体系维护简便,性能稳定,在防止粘卡、井漏、减少钻井事故、提高钻井速度等方面具有独特的作用。     

聚硅醇防塌屏蔽暂堵钻井液在油田钻井的应用

现河庄油田是胜利油田现河采油厂最重要油气产区之一,也是钻井三公司最主要的施工区域之一,该地区地质情况复杂,存在着井壁稳定性差、易漏、易涌、井温高、机械钻速低等钻井施工难点;在以往的钻井施工中出现了一些井下复杂,影响了钻井施工。针对该地区的地层特点我们对现有的钻井液处理剂进行优选优配实验,开发了适合地层的聚硅醇综合屏蔽暂堵防塌钻井液。为今后在该油田施工同类型井提供了钻井液参考依据。     

页岩气水平钻井延伸极限预测与参数优化

大位移水平井是页岩气开采的主要方式,其极限延伸的合理预测备受关注.针对涪陵地区的页岩气水平钻完井进行研究,借助钻井延伸极限预测模型,计算了不同工况下的钻井延伸极限,分析了钻机性能、钻具组合、井眼曲折度、钻井液密度等因素对钻井延伸极限的影响.结果表明,滑动钻进模式是约束水平段延伸的主要工况,当摩阻系数比较高时,螺旋屈曲锁死导致无法钻达设计井深;高井眼曲折度限制了井眼延伸长度,钻进作业中要尽量减少轨迹调整次数,保证轨迹平滑;此外,邻井压裂作业可能导致正钻地层压力上升,会降低钻井延伸极限,需要对钻井液密度进行优化.该研究对页岩气水平钻井的设计及施工具有重要指导意义.     

东海油气田深部泥页岩特性及钻井液技术研究

针对东海油气田从玉泉组到平湖组钻井过程经常出现剥落掉块导致蹩钻、蹩扭矩、起下钻遇阻等问题，开展了东海油气田泥页岩特性及钻井液技术研究，研究中采用了X射线衍射、理化性能测试、扫描电镜以及高压压汞分析了东海地区泥页岩井壁失稳的机理，提出了纳微米微孔封堵和活度平衡的钻井液技术对策，获得了一套适合于东海油气田深层泥页岩井壁稳定的海上反渗透型钻井液技术并开展了室内评价和现场应用，应用井与邻井相比，12(1/4)"井段划眼时间从137.75 h减少到39.50 h，循环时间从56.75 h减少到35.75 h，单井划眼和循环时间节约近5 d。     

中东碳酸盐岩核磁共振实验研究

为更好地指导中国中东项目的顺利进行,利用核磁共振岩心分析技术对中东HF碳酸盐岩油田可动流体百分数和可动流体孔隙度进行了全面分析。对比了中东和国内大型油田的可动流体孔隙度特征。研究表明:不同渗透率碳酸盐岩T2截止值不尽相同,并且与部分石油公司推荐的90 ms有较大的差别。可动流体百分数和可动流体孔隙度与孔渗具有较好的正相关关系,其中可动流体孔隙度比可动流体百分数更能体现中东碳酸盐岩含量特征。通过对比,国内油田稍逊色于中东碳酸盐岩油田。通过CT以及恒速压汞岩心实验详细分析了可动流动含量特征的根本影响因素。     

沥青层钻井液柱压力关键影响因素及控制技术

 沥青层安全钻井问题困扰Y 油田的开发,微小的钻井液柱压力波动即可引起沥青流动侵入井内而发生复杂事故或弃井。分析表明,污染后钻井液性能恶化快、沥青易黏附固相颗粒、高温可流动性好、钻井液与沥青的置换型漏失等造成钻井液柱压力难以控制,进而造成沥青侵入速度与程度得不到有效控制。室内和现场试验表明,保持钻井液膨润土含量1%、随钻堵漏材料含量8%左右有利于钻进时钻井液柱压力控制;稠化封堵技术可减慢停止循环时的沥青侵入速度;控压钻井（MPD）技术可有效调控井筒液柱压力,以较低钻井液密度钻穿沥青层,降低沥青与钻井液置换量、侵入速度与程度到可控水平。     

江汉油田废弃油基钻井液柴油回收技术

江汉油田页岩气钻井作业中使用柴油基钻井液,为减少废弃钻井液对环境的污染,通过室内实验研制了柴油回收剂配方:1%破乳剂OPP+800 mg/L混凝剂PAC+10 mg/L絮凝剂PAM.并优化了柴油回收工艺参数:最佳的破乳温度为55～60℃,破乳时间为60 min,离心转速为3 000 r/min,离心时间为5 min,废弃油基钻井液柴油回收率可达90%以上.回收柴油的品质达到了GB252-2000规定的-10号轻柴油技术要求和GB/T19147-2003规定的-10号车用柴油技术要求.根据现场油基钻井液的配方,再以回收柴油为基液配制油基钻井液,其性能与现场使用的油基钻井液性能相当.     

准噶尔盆地东部致密油水平井钻井液技术研究

准噶尔东部致密油水平井局部非储层井段地层易水化膨胀、分散或剥落掉块,长水平段钻井液携砂和润滑减阻难度大。根据地质工程特征及钻井液技术难点,提出了针对性的钻井液技术对策。通过室内实验对现场常用降失水剂、抑制剂及封堵剂等关键处理剂的评价与优选,进一步简化了钻井液配方;并强化了钾钙基钻井液的抑制和封堵性能,形成了一套适用于准噶尔东部致密油长水平井的钻井液体系。结果表明,该钻井液具有较强的抗盐、抗钙及抗钻屑污染的能力,混油后的钻井液润滑性能可满足长水平段钻井延伸能力的要求,现场应用效果良好。     

TDI—丙烯酸多元醇加成物固化剂的合成

介绍了以丙烯酸多元醇树脂为预聚体骨架,与甲苯二异氰酸酯（TDI）合成新型聚氨酯固化剂的配方及工艺;与传统TDI－TMP加成物固化剂作性能对比;探讨了影响合成产物的各种条件因素。     

东海某区块致密砂岩钻井液侵入深度实验研究

针对东海区块在钻井作业中钻井液对储层造成严重伤害的问题,开展了东海某区块致密砂岩钻井液侵入深度实验研究,研究中采用了电阻测试法和体积法两种方法,通过测量钻井液侵入过程中岩样电阻和钻井液滤液最大侵入量,并根据电阻、侵入量与时间的关系拟合出侵入深度和时间的关系从而计算钻井液侵入深度。获得了花港组下段致密砂岩基块岩样钻井液侵入深度,电阻测试法计算的钻井液侵入深度主要分布在34~49 cm,体积法计算结果为30~56 cm,钻井液侵入储层后伤害程度为78.2%~97.9%,伤害程度均为强。实验研究为东海区块在钻井和完井作业中控制滤失,减小损害程度提供了依据。     

硅酸锂无机富锌涂料固化剂的研究

为提高硅酸锂无机富锌涂层的固化速度,改善漆膜性能,以硅酸锂水溶液为富锌涂料的粘结剂基料,在基料及富锌涂料中加入各种固化剂,通过浸涂方式在铁板表面涂膜干燥后分别在3％NaCl和5％NaNO3沸水溶液中进行耐水性能试验,研究了各种固化剂的加入方式、作用效果．对其作用机理进行了初步总结,提出了固化剂应具备的基本条件,为无机富锌涂料固化剂的选择及应用提供了理论依据．     

胜利油田废弃钻井泥浆复合固化剂研究

针对胜利油田废弃钻井泥浆浸出液COD值高的特点,以水泥、粉煤灰、添加剂A、添加剂B组成的复合固化剂,对废弃泥浆进行固化处理研究。通过正交试验,得到几种固化剂在处理废弃钻井泥浆中的最佳配比,其组分质量分数分别为:水泥10%、粉煤灰20%、添加剂A 3%、添加剂B 0.5%。实验结果表明,复合固化剂使用后可将泥浆浸出液的COD值从896.84 mg/L降低至72.35 mg/L。