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。     

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。     

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。     

一种裂缝堵漏体系在超低渗透油田的研究和应用

长庆XF油田为超低渗透、低压、低产老油田。开发过程中的洛河层井漏问题日益严重,成为影响该区钻井速度的重要因素。通过对XF油田洛河漏层孔隙结构特征、渗透率、裂缝形态和发育情况等研究,确定了可诱导裂缝发育是该区块钻井过程中井漏和堵漏一次成功率偏低的主要原因。以"理想填充"理论为指导,通过堵漏机理研究,优选堵漏剂材料,优化防漏堵漏配方,形成了一种新的防漏堵漏钻井液体系(DL—1)。经过室内防漏堵漏评价实验,该钻井液体系可在随钻过程中较短时间内有效封堵漏层,现场试验12口井防漏堵漏效果显著,施工工艺安全可靠,应用效果良好。     

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。     

一种沥青固化剂的研究与应用

中东YD油田在钻井过程中钻遇活跃沥青,沥青的涌出导致了钻井液污染、振动筛跑浆、钻具粘卡等多种复杂情况,给钻井施工带来极大困难,甚至导致部分井段或全井报废,造成了大量经济损失。为解决该项技术难题,开展了沥青固化剂的研究和应用,采用交联固化的方式,在实验室内成功优选了性能良好的固化剂GHJ-9,该固化剂使得沥青的软化点由52℃提高到71℃,沥青在钻具上的粘附率降低到5%以下;同时完成了固化剂对钻井液性能影响的评价实验和对钻具腐蚀的评价试验,证明在10%加量情况下对钻井液性能影响不大,对钻具腐蚀轻微。沥青固化技术在中东YD油田进行了多口井的现场应用,试验结果表明沥青固化剂有效封堵了地层孔隙,并和地层溢出的沥青发生固化反应,使得湿沥青发生了明显的聚结固化现象,成团返出地面,有利于沥青从钻井液的分离和清除,降低了沥青对钻井液性能的影响。GHJ-9固化剂的研究和应用为该地区沥青层的安全钻井提供了新的技术方法。     

尼日尔沙漠油田小规模“工厂化”钻井工艺优化

为解决尼日尔Agadem复杂地貌沙漠油田因钻机搬迁及材料运输困难、地层复杂，导致钻井效率低，钻井成本高的问题，保障油田效益开发。基于复杂沙漠地貌及条带状油藏分布特点，提出了应用小规模"工厂化"（3~5口井）钻井工艺，通过地质工程经济一体化优化丛式井规模、井场位置、井口布置、井眼轨迹及井身结构设计，优化钻井液体系及重复利用，优化PDC+螺杆一趟钻及固井质量保障技术，钻机设备改造及优化平移工序，提高工厂化钻井效率及固井质量。实际应用表明，优化形成的小规模"工厂化"钻井模式及配套技术，可有效提高复杂断块沙漠油田钻井效率，大幅降低钻井成本。     

伊朗雅达油田沥青层置换机制与压力波动分析

伊朗雅达油田Kazhdumi沥青层孔隙压力求取值波动大,随钻井液密度的增加沥青溢出量不减少反而增加。为了解释这一反常现象,提出封闭地质空间内流体与井筒通过置换性双向流动形成的泛井筒空间的概念,建立地层沥青与井筒钻井液置换性双向流动的机制模型;采用室内沥青置换模拟试验,验证钻井液置换沥青速度和钻井液与沥青的密度差呈线性增加关系。结果表明,密闭地质流体空间中的置换性双向流动是导致沥青层孔隙压力波动的根本原因。     

宁东油田ND61井钻井工程设计

ND61井是鄂尔多斯盆地宁东油田宁东25井区的一口水平井。由于该井所钻地层具有岩石水敏性强、易垮塌、岩屑床阻卡等特殊性,在钻进过程中易出现井漏、井塌、砂卡、气窜等钻井和固井难题,为此,根据ND61井邻井资料以及该井所钻地层的特点,针对这些问题,制定出一套完善的钻井工程设计,包括二开井身结构设计,井眼轨迹设计、钻井液体系设计以及固井设计等。通过施工钻探,该设计最终解决了研究区井漏、井塌、砂卡、气窜等问题,达到快速、安全、优质钻井和保护储层的目的。     

海南福山油田钻井复杂情况分析与对策

海南福山油田地层具有特殊的复杂性,涠洲组造浆严重、易缩径,流二段泥岩为硬脆性泥岩,最厚近达700米,这种情况在国内外也非常少见。本文从分析涠洲组缩径原因和流二段泥岩特性和坍塌机理入手,结合现场施工经验,优化钻井液体系和配方,制定科学合理的配套技术措施,通过在莲15X等井的成功应用,为解决福山油田安全钻井问题提供了经验。     

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。     

王家岗地区盐膏层钻井技术

根据王家岗地区盐膏层的特点,从优化井身结构、优选钻头类型、优选钻井参数及选择合理的钻井液体系等多个方面,研究和总结了一套适应该地区的盐膏层钻井技术．解决了井漏与井涌的难题,解决了复杂地层的井壁失稳问题,大大减少了事故的发生,有效地保护了油气层．提高了钻井速度,达到了安全、高效的良好效果。     

伊朗雅达油田完井测试作业中沥青质析出分析

 伊朗雅达油田生产井由于沥青质析出和沉积在油管内壁,严重影响了油井的完井测试和投产前井下作业,例如阻碍钢丝作业工具的下入和井下工具的回收等。为了查清该油田原油中沥青质析出趋势和析出规律,结合雅达油田的特点,利用原油SARA 数据,采用胶体体系稳定性定量计算方法对沥青质析出程度进行了分析;采用热力学平衡原理和固体模型,结合不同产量下油管内温度与压力分布剖面,对沥青质析出初始压力与温度进行分析和预测,同时通过室内试验,评价并优化了沥青清除剂。通过对原油胶体体系稳定性定量计算,认为雅达油田原油胶体体系趋于不稳定,沥青质易于析出;通过对沥青质析出初始压力与温度及深度的预测,沥青质析出深度为2900~3700 m,认为雅达油田生产井自投产开始,沥青析出是无法避免的。室内沥青清除剂试验结果表明,单一的沥青清除剂无法达到满意的效果。在分析研究的基础上,优化了井筒处理方法和施工作业措施。     

塔河油田TK1113井钻井技术分析

塔河油田盐岩层施工难度大,地层压力高,钻井过程中,盐岩、软泥岩的塑性蠕变,硬石膏的吸水膨胀、高压低矿化度的盐水层对高密度钻井液的污染,盐岩石膏的溶解使井径扩大,薄泥岩夹层的垮塌等特点,极易造成缩径、坍塌、粘附卡钻,甚至造成套管挤毁变形等复杂情况或事故,施工难度大.分析了TK1113井钻井工艺技术,对同类井的安全施工有一定借鉴作用.     

配合高压喷射提高钻井速度──吐哈温吉桑油田钻井液技术

针对温吉桑油田的地质特点，推广使用了低固相聚合物钻井液，极大地提高了喷射钻井的效果，提高了钻井速度，减少了井下复杂情况，缩短了钻井周期，提高了井眼质量和固井质量，降低了钻井液成本和钻井总成本．     

渤601井欠平衡钻井技术

渤601井是渤南油田一口重点评价井,钻探目的是扩大渤深6断块潜山低部位含油气范围.该井四开钻探过程中成功地采用欠平衡钻井技术钻穿寒武系凤阳山组,以防止该区古生界灰岩储层发生井漏及储层污染,从而保护油层.在该区发现了高产工业油流.在欠平衡钻井中成功地进行了中途测试,并提高了深井钻井速度,为渤南地区裂缝性地层钻井提供了宝贵的经验.结合渤601井实际情况,给出了地质设计和工程设计,分析了施工过程中主要技术难点,介绍了钻前准备工作、欠平衡钻进、完井和施工效果.     

子长油田煤窑采空区(浅层)丛式井钻井技术

子长油田余家坪长2浅油藏开发中,由于煤窑采空区的存在,钻井进度缓慢、井漏及其它复杂情况较多,严重影响着该区的开发。通过钻井现场的不断摸索、总结,充分发挥井下动力钻具的优势,很好地解决了该区的丛式井钻井难题,促进了钻井工作的顺利进行。     

环空注气气举反循环钻井工艺及关键参数设计

利用气举反循环钻井技术解决长宁页岩气表层钻井漏失问题,需要解决常规气举反循环钻井技术井口敞开、井底压力控制不精确等问题。为此,在常规气举反循环钻井技术的基础上,设计了一种环空注气气举反循环钻井新工艺,新工艺加装旋转防喷器、钻杆旋塞等工具,具备井控能力。通过调节注气量、钻井液排量等关键施工参数,控制井底压力,减少钻井漏失。在多相流理论基础上,建立了与新工艺匹配的环空注气气举反循环井底压力计算模型,分析了关键施工参数对井底压力的影响规律,建立了关键参数设计方法,在安全窗口范围内优选关键施工参数,保证安全钻井。结果表明：井底压力随注气量的增大先减小、后增大,存在临界注气量;井底压力随井深增大而增大;井底压力随钻井液排量增大而增大。在长宁某井表层进行了现场试验,与同井段井漏地层相比,较常规钻井工艺技术井漏减少83.6%。研究成果为解决四川长宁页岩气表层井漏问题提供了一种新的技术措施。     

欠平衡钻井完井液技术的应用探究

作为近几十年兴起的钻井技术一欠平衡钻井完井液技术,能够有效地提高勘探开发的效益,提高采收率、保护油气层、克服各种钻井复杂问题等。然而,在打开油气层后,如果钻井方式、钻井参数、钻井液性能参数等选择不当,将不同程度地对生产层产生一定的影响。本文主要通过对我国欠平衡钻井完井液技术进行探讨分析,并提出了自己的观点,希望对该技术的开发和改革具有重要现实意义。