高渗砂岩油藏水平井储层保护钻井完井液

塔里木盆地三叠系储层为中孔中–高渗储层,孔隙结构呈强非均质性,潜在固相侵入、微粒运移、出砂、流体敏
感性损害严重,水平井完井投产后自喷、气举困难,甚至没有产量。原井浆粒度分析、动态损害评价实验表明,原井浆
对渗透率100 mD 以上的储层保护能力不佳,返排恢复率低于50%。根据屏蔽暂堵原理对原井浆进行改性,并开展了
改性浆粒度分析及动态损害评价;利用FEI Quanta 450 环境扫描电镜观察了原井浆及改性浆的滤饼结构,借助分形几
何理论分析了滤饼孔隙率、孔径和分形维数等结构参数。结果表明：改性钻井完井液能形成致密的滤饼,有效封堵储
层孔喉,返排恢复率达90% 以上。将改性配方应用到工区水平井钻井现场试验,投产后实现了开井高产自喷。     

钻井液类型对井壁稳定的影响实例与防塌机理分析

针对东海油气田N区块钻井过程中易发生井壁坍塌的问题,通过梳理分析N5区块及周边构造三口探井地质条件、地层特性、测井数据,基于地质力学与岩石力学基本原理计算了井壁坍塌压力;并对使用水基钻井液和油基钻井液的钻井工况进行对比。研究发现在钻井液密度高于坍塌压力的情况下,使用密度相对较低的油基钻井液即能够保持井壁稳定,无阻卡等复杂问题。使用水基钻井液钻井,则部分泥页岩井段井径扩大,起下钻明显阻卡,处理复杂问题耗时较长。分析主要原因,在于油基钻井液能够降低泥页岩水化程度,减缓钻井液向微裂隙中的渗流,抑制微裂隙扩展,提高钻井液对井壁的有效支撑作用。因此,在东海油气田复杂泥页岩地层钻井中,使用油基钻井液能够更好地保持井壁稳定,避免或减少钻井复杂问题。     

强抑制性聚胺类页岩抑制剂NH-1的性能研究

为了解决在膨润土含量较高的地层钻井过程中出现井壁失稳的技术难题,根据添加页岩抑制剂抑制膨润土水化膨胀和分散的机理,通过分子设计研制了一种强抑制性聚胺类页岩抑制剂NH-1,并采用X-射线衍射(XRD)法和扫描电镜(SEM)法研究了NH-1对膨润土的抑制机理,采用岩心滚动回收实验、抗二级膨润土污染实验、相对抑制率实验、防膨胀率实验评价了NH-1的抑制效果.结果表明:膨润土被3.0%NH-1溶液浸泡烘干后,蒙脱石001晶面层间距从12.11增加到13.77;在2.5%NH-1溶液中,一次岩心回收率为89.52%,相对于清水提高了83.32%;在2.5%NH-1溶液中,当膨润土添加量为20%时,Φ600读数为9,而同等条件下在清水中Φ600读数超出了仪器量程;0.5%NH-1溶液对10%的膨润土浆的相对抑制率达到98.5%;2.5%NH-1溶液防膨率为80.37%.围绕NH-1聚胺抑制剂开发的聚胺防塌钻井液体系在四川高庙4井3 375～3 786 m井段进行了先导性试验,划眼时间仅仅只有20.8 h,只占总钻进时间的3.98%,成功解决了高庙4井井下井壁失稳的技术难题.     

突破技术瓶颈 保护油气储层——记长江大学化学与环境工程学院余维初教授

2010年1月11日,2009年度国家科技奖励大会在人民大会堂举行。作为主要完成人．凭借“化学固壁与保护油气储层的钻井液技术及工业化应用”项目．长江大学化学与环境工程学院教授余维初被授予国家科技进步二等奖,迎来了他科研生涯中的又一个高度。     

中古13井优快钻井钻井液技术

预探井中古13井设计井深6750米。该井钻遇地层复杂,埋藏深,厚度大,极易发生缩﹑胀﹑垮﹑卡等事故,目的层钻进具有漏﹑喷﹑H2S浓度较高等风险,因此钻井液体系必须具有较强的包被抑制性﹑抗高温稳定和造壁性﹑良好的悬浮性和携砂能力﹑防垮塌和润滑性等,以利于及时发现和保护油气层。该井在第三系～二叠系顶部地层,采用坂土浆正电胶钻井液,二叠系底部～上奥陶统灰岩顶部采用聚合物聚磺钻井液,上奥陶统灰岩顶部～完钻井深采用无固相钻井液。该套钻井液体系在高温高压条件下性能稳定,满足了超深井施工中的井壁稳定﹑润滑防卡岩屑携带的需要。该套钻井液技术,有效地解决了泥岩分散造浆﹑二叠系火成岩垮塌掉块﹑深井抗温等方面的技术难题。同时,在钻井液及完井液满足施工的前提下,合理控制钻井液性能达到优快钻井的目的。     

纳米二氧化硅对微泡沫钻井液体系的影响

【目的】微泡沫钻井液是一种热力学不稳定体系。在复杂的地层环境中,钻井液的稳定性会下降,导致微泡沫钻井液的使用范围受到限制。为了稳定微泡沫钻井液,通常使用稳泡剂来增强泡沫的稳定性。随着对纳米颗粒研究的深入,发现纳米二氧化硅颗粒具有稳定泡沫的作用。本研究通过试验来对纳米二氧化硅颗粒进行研究。【方法】首先,以泡沫半衰期和发泡量为指标来验证纳米二氧化硅对泡沫稳定性的影响。其次,将纳米二氧化硅添加到微泡沫钻井液中,用来研究纳米二氧化硅对微泡沫钻井液性能的影响。【结果】由试验结果可知,纳米二氧化硅能极大增强微泡沫的稳定性,与未添加纳米二氧化硅的表面活性剂溶液相比,添加纳米二氧化硅后的半衰期增加60 min。在微泡沫钻井液中加入纳米二氧化硅后,钻井液的稳定性增加、流变性良好、黏度增加、失水降低。【结论】纳米二氧化硅在增强泡沫稳定性上具有显著作用,将其应用到微泡沫钻井液中,能有效提高钻井液的稳定性,降低钻井液的失水量,从而发挥出钻井液的良好性能。未来可以使用纳米二氧化硅来代替钻井液材料,能有效降低钻井液成本。     

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。     

梨树断陷页岩气水平井钻井关键技术

为解决部署在梨树断陷的首口页岩气水平井梨页1HF井存在的井壁失稳风险高、机械钻速低、固井施工难度大、井眼轨迹控制难度大等技术难题。在梨页1HF井施工过程中,通过综合应用油基钻井液、旋转导向地质导向、双凝双密度水泥浆等技术,并进行了钻头优选和钻具组合优化。施工结果表明井眼稳定,井眼轨迹平滑,水平段共完成进尺1 020 m,储层钻遇率92.7%,固井质量优秀。该井实现了安全、高效钻进,实际钻井周期22.56 d,较设计钻井周期缩短了14.94 d,平均机械钻速7.98 m/h,较设计提高了82.19%。该井良好的施工效果,可见对后续梨树断陷页岩气水平井施工具有积极的指导和借鉴作用。     

加速度传感器的振动筛螺栓松动故障诊断系统

针对GLS10型直线振动筛弹簧紧固螺栓松动故障,结合软件LABVIEW和NIUSB-6363数据采集卡,构建一种基于加速度传感器的振动筛螺栓松动故障诊断系统。通过拧松固定螺栓个数的方法,模拟振动筛弹簧悬臂梁固定端松动故障。结果表明：当振动筛悬梁臂固定端松动时,其最大振幅明显减小,其幅度为原先幅值的53%,可以有效判断故障类型;当故障类型相同、故障程度不同时,分析得到的加速度信号图谱互不相同,且振幅差异明显,可根据振幅的阈值来判断螺栓松动的故障程度。     

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。