钻井液防塌剂的作用方式及分类

为了发挥组成类别不同的防埸剂的协同效应，对防塌剂按作用方式进行了分类。根据防塌剂的一般作用方式，可把防塌剂分为两大类共八个亚类。第一大类为阻止或延缓水从井眼向地层内迁移的防塌剂；第二大类为增加地层矿物颗粒间联结力的防塌剂。第一大类为分为六一类：（１）水活度降低型；（２）滤液增粘型；（３）封堵型；（４）润湿性改变型；（５）低水化能型；（６）泥饼致密型。第二大类分为两个亚类：（１）桥联型；（２）化学胶     

含油污泥资源化制备钻井液用封堵防塌剂与应用

以含油污泥为原料,通过沥青化和乳化分散等工艺制备封堵防塌剂SD-AS,其软化点在50~120℃可调,油溶率超过50%;采用砂盘封堵评价实验、扫描电镜测试、压力传递实验以及接触角测试等实验手段,综合评价封堵防塌剂SD-AS的性能,探讨其作用机制;以可变形封堵防塌剂SD-AS为主要处理剂,构建强化封堵防塌水基钻井液体系配方。结果表明:封堵防塌剂SD-AS主要通过化学吸附、油溶性变形粒子物理封堵、阻缓压力传递以及降低泥页岩表面的亲水性等作用,实现有效的封堵防塌作用;强化封堵防塌水基钻井液体系成功应用于准噶尔盆地山前构造带的钻井施工,复杂易塌地层井径扩大率平均仅为6.78%。     

聚胺高性能水基钻井液特性评价及应用

根据泥页岩水化特点和多元协同抑制思路,构建了聚胺高性能水基钻井液。介绍了该体系的关键处理剂聚胺页岩抑制剂、包被抑制剂、铝盐封堵防塌剂和清洁润滑剂。通过屈曲硬度实验和粘结实验对比评价了聚胺高性能水基钻井液与几种典型防塌钻井液的性能。结果表明,聚胺页岩抑制剂能在低浓度下最大限度降低黏土水化层间距,有效抑制黏土水化膨胀。聚胺页岩抑制剂与铝盐封堵防塌剂复配后能显著阻缓孔隙压力传递。聚胺高性能水基钻井液抑制性和清洁润滑性突出,与油基钻井液接近。聚胺高性能水基钻井液在胜利油田田305区块进行了成功应用,解决了该区块泥页岩井壁失稳问题。     

延长油田牛平7井钻井液技术

牛平7井所在区块地层结构复杂,钻井液技术难度大。为确保该井顺利施工,针对不同井段地层岩性,使用了低固相聚合物封堵防塌钻井液体系和低固相润滑防塌钻井液体系,辅以相应的钻井液维护处理工艺和固控设备,解决了上部地层易发生漏失、安定组和直罗组易坍塌掉块、煤层段紧邻目的层易垮塌等难题,达到了优快钻井的目的,为该区块以后的钻井液施工提供了经验。     

辉绿岩地层井壁垮塌机理及主控因素实验研究

新疆A井区深部辉绿岩地层井壁垮塌严重,多次引发井下复杂,阻碍了该地区深部油气资源的勘探开发进程。通过开展辉绿岩微观组构、水理化性能及力学特性实验研究,揭示了辉绿岩地层井壁岩石垮塌失稳机理及主要控制因素。实验结果表明,辉绿岩岩体微细观裂缝十分发育,裂缝间主要为长石充填,含有少量黏土,部分裂缝为无充填缝,且裂缝纵横交错,连通性好;发育有裂缝的辉绿岩岩体力学强度远低于均质无裂缝岩体,仅为后者的10%~20%;水化效应对辉绿岩岩体力学强度影响不明显,影响幅度为2%~7%。理论计算结果表明,裂缝的力学弱面效应对辉绿岩地层坍塌压力影响最大,影响幅度为21%;裂缝间的渗流效应影响次之,影响幅度为11%,水化效应影响不明显,仅为2%。因此,考虑辉绿岩地层裂缝的力学弱面效应影响,准确设计钻井液密度是稳定辉绿岩地层的关键。其次,结合辉绿岩微裂缝缝宽尺寸大小,优化设计钻井液防塌封堵材料尺寸,增强的钻井液防塌封堵性能可有效改善辉绿岩地层井壁稳定性。现场应用实例表明,合理设计钻井液密度和增强钻井液防塌封堵性可有效提高辉绿岩地层井壁稳定性,井下垮塌遇阻复杂情况大幅好转。     

永1-平1井清水河组钻井液技术

永1-平1井是永进油田的第一口超深水平井,主探侏罗系西山窑组,兼探三工河组及白垩系底部清水河组含油气情况。清水河组地层复杂,沿用聚磺混油钻井液体系,施工中发生卡钻事故。通过优选KCl-聚磺混油封堵钻井液体系,侧钻中采用钻井液密度径向力学支撑及物化封堵防塌、井眼净化及润滑防卡技术,配合相应的钻井液现场维护处理工艺,施工中钻井液体系流变性及沉降稳定性好,润滑能力强,解决了清水河组的井壁失稳问题;钻进中井壁稳定;起下钻畅通无阻,无复杂事故发生,顺利穿过清水河组。     

天环坳陷页岩气井井壁失稳机理及防塌钻井液技术研究与应用

针对天环坳陷构造区块泥页岩地层井壁失稳问题,通过复杂地层矿物组成、微观构造、理化性质以及三轴应力实验综合分析,提出了“封堵+润滑”的双效协同井壁防塌对策。泥页岩微裂缝、微孔隙发育,地层岩样易水化膨胀以及岩心表面亲水性较差是造成井壁失稳最主要的原因。通过加强地层封堵能力和降低水平段摩阻,可达到稳定井壁的目的。所构建的THFT高效防塌钻井液体系抗NaCl能力为10%,抗CaCl2能力为1.0%,抗劣土能力为10%,回收率为99.6%,对80-100目砂床侵入深度为8.4mm,较现场水基钻井液渗透性封堵性能有明显提升,能够封住200μm和400μm模拟裂缝,承压能力达到5MPa,抑制水化分散能力和裂缝性封堵能力优良。现场应用过程中,水平段的平均井径扩大率低于6%,平均钻速达到4.7m/h,钻井液体系的静滤失量控制在5mL以下,在润滑防塌、井眼净化及储层保护方面都起到了很好的效果。研究结果表明,THFT防塌钻井液体系有效解决了天环坳陷构造区块钻井过程中出现的井壁失稳问题,节约了钻井成本,具有较好的推广前景。     

罗平煤矿勘探复杂地层组构分析与防塌技术研究

罗平煤矿勘探地层复杂,泥页岩和煤层的稳定是最主要的问题。利用XRD(X-ray diffraction)和SEM(scanning electron microscope)技术对该区地层岩心进行微观组构分析表明,该地层伊蒙混层含量高,易引起孔壁不均质膨胀而坍塌;颗粒间接触呈泥质重胶结,岩层微孔隙发育,且易溶残余物多,极易受孔内流体介质侵蚀造成孔壁坍塌。根据以上特点并结合钻井液与孔隙流体之间的驱动原理,研究提出了相应的防塌钻井液体系,通过室内性能测试与防塌试验,以及现场应用的实际效果证明,上述防塌钻井液体系能适用罗平煤矿地质勘探,具有较好的防塌护壁效果。     

钻井液防塌效果的综合评价方法

在对新疆油田呼图壁地区防塌钻井液进行研制和优选的过程中,建立了一种能够针对所钻地层特点对钻井液防塌效果进行综合评价的新方法。该方法将传统的钻井液抑制性评价与岩石抗压强度评价结合起来,两方面的实验结果可以相互印证,使结论更为准确、可靠。评价结果表明,在所研制的４种防塌钻井液中,ＫＣｌ两性离子聚磺钻井液对该地区安集海河组强水敏性泥页岩的防塌效果最好。     

钻井液封堵剂高温高压封堵性能评价方法

钻井过程中通常因封堵性能欠缺出现井塌、井漏以及油气层损害等问题,在高温高压井中尤为严重。而现有的封堵性能评价方法在评价高温(200℃)高压(10 MPa)钻井液的封堵性能时具有一定的局限性,为此建立了高温高压驱替法用以评价钻井液封堵剂的高温高压封堵性能。该方法通过填砂管模拟地层,在填砂管中以不同温度和不同驱替压力驱替封堵剂基浆或钻井液,根据填砂管渗透率的变化情况评价封堵剂或钻井液在不同温度不同压力条件下的封堵性能。选取了LRF、LPF和LSF三种封堵剂进行评价,在3 MPa和200℃下封堵性能最好的是LPF,在10 MPa和200℃下封堵性能最好的是LSF,为进一步验证该方法的可行性,通过高温高压滤失量法及压力传递法评价LRF、LPF和LSF三种封堵剂的封堵性能,实验结果与高温高压驱替法一致,验证了新建立的钻井液封堵剂高温高压封堵性能评价方法的可行性。研究结果表明,所建立的评价方法可以简单有效地评价封堵剂以及钻井液的封堵性能。     

准噶尔盆地玛湖凹陷泥页岩水化特性及分类研究

准噶尔盆地玛湖凹陷在使用水基钻井液钻进时,因所用钻井液体系与地层配伍性差,导致地层崩落掉块严重,井壁失稳频发;且储层损害较大。为解决所存在的问题,对取自玛湖凹陷的岩样进行了全岩矿物成分与黏土矿物分析。在相关分析的基础上对该区块泥页岩的水化特性进行了预测;并通过水化膨胀与水化分散实验对所预测的泥页岩水化特性进行了验证。在室内实验的基础上,建立了泥页岩水化特性分类图版概念;并利用此图版对玛湖凹陷泥页岩的水化特性进行了准确和直观的分类界定,为今后开展的适用于该区块的多元协同钻井液体系中各个单元的权重设计,以及整个钻井液体系的技术研究提供了重要的理论指导依据,最终实现钻井液体系与地层的配伍,服务钻井作业。     

吉木萨尔陆相页岩油微观赋存类型

为了更好地认识页岩油微观赋存状态及类型,避免实验过程中水钻取样对原油分布的影响,选取吉木萨尔页岩典型含油岩芯,采用全程液氮钻、切、磨制样工序,通过全能谱扫描电子显微镜、二次电子成像及背散射相结合的技术手段,获得微观储层矿物类型和结构、储集空间类型、形貌以及C, O, Si, Al, Ca, K, Na,Mg等元素在微、纳米尺度的分布。依据去除矿物因素后的C元素含量分布,判别原油在微、纳米空间尺度的富集程度。结合矿物岩石组构和储集空间形貌,对微、纳米尺度页岩油原油的赋存状态及分布类型进行直观的定量表征,并基于C元素含量推测微观含油饱和度的相对变化。针对原油与孔喉的配置关系,进行储层微观孔喉结构与原油赋存状态的表征,明确原油赋存类型。总结出研究区4种微观原油赋存类型:白云质溶蚀微米级大孔道中的可动油、砂质粒间微纳米级孔中可动油、砂质粒间孔喉壁吸附的半束缚状态的油膜以及自生黏土矿物晶间孔内束缚油。     

水溶性盐粒加重的钻井完井液

针对辽河油田曙一区油层的地质条件,对常用的钻井液处理剂进行了室内岩心渗透率损害实验和膨胀实验,优选出对岩心渗透率损害小的处理剂,配制了水溶性盐粒加重的钻井完井液,并进行了现场试验.室内试验结果表明.稀释剂对渗透率不同的各种岩心的损害较小.而降失水剂对其损害较大.三口井现场试验表明,使用水溶性盐粒加重的完井液,可消除固体颗粒对油层的堵塞,抑制粘土膨胀,减少对油层的损害。     

黄陵地区延长组长6段深水砂岩储层特征分析

以鄂尔多斯盆地黄陵地区延长组长₆段为研究对象,基于区内丰富的钻井取芯、测录井及分析化验资料,对长₆段深水砂岩特征及不同砂体类型储层之间的差异性进行了分析。结果表明,根据砂体形成机制及其构造特征的不同,研究区砂体类型可划分为砂质碎屑流砂体、砂质滑塌砂体及浊流砂体3大类。其中,砂质碎屑流砂体的石英、长石含量及结构成熟度相对较高,储集空间以长石溶孔和残余粒间孔为主,储层物性也明显优于其他两类砂体。进一步分析发现,由于结构成熟度和矿物含量的差异,砂质碎屑流砂体成岩早期抗压实压溶作用更强,中晚期易溶矿物溶蚀增孔、构造破裂增缝等建设性成岩作用也较为强烈,从而决定了砂质碎屑流砂体是研究区最有利的储集岩体。     

硅酸盐钻井液稳定井壁机理分析

以硅酸钾或硅酸钠为主要处理剂的硅酸盐钻井液体系近年来应用较多,该类体系具有很强的稳定井壁能力和环境相容性,其稳定井壁机理不同于其它常用水基泥浆体系。文中在介绍该类泥浆体系及应用情况基础上详细分析了其稳定井壁机理,认为有四个方面:①快速在近井壁堵塞孔隙和微缝,阻止滤液进入地层,减少压力穿透;②抑制页岩中粘土矿物水化;③硅酸盐和粘土矿物发生反应;④其它无机盐的协同稳定作用。     

渤海中部BZ34-2EW区块防塌钻井液试验研究

对ＢＺ３４２ＥＷ区块地层岩样进行了理化性能分析和电镜分析,结果表明,该区块属于层理、裂隙发育的易剥落坍塌的硬脆性页岩地层。无机盐几乎不能抑制岩样水化膨胀,而合适的钻井液可以抑制其水化膨胀,且具有较高的页岩回收率。加入硅酸钠的低粘土相海水聚合物钻井液体系的流变性能好,抑制能力强,泥饼质量好,可用于层理、裂隙发育的硬脆性页岩地层的钻进。     

植物酚类钻井液添加剂发展综述

综述了各种植物酚类钻井液添加剂的制备和使用方法及其在钻井液中的作用机理．推广应用不分散聚合物钻井液是国内外油田钻井液体系发展的趋势,强化聚合物钻井液抑制性能的稀释剂和降失水剂是钻井液添加剂研究的方向,原有的植物酚类钻井液添加剂已不适用于不分散聚合物钻井液体系,面临被淘汰的局面．指出了进一步研究植物酚类钻井液添加剂的方向是开发能够强化不分散聚合物钻井液抑制性能的新型植物酚类钻井液添加剂．     

钻井液处理剂对气体水合物形成的影响研究

海洋深水钻井过程中如钻遇浅层含气砂岩,气体进入钻井液,在海底低温和高压作用下易形成气体水合物,并堵塞井筒、环空或防喷器, 严重影响钻井工程。利用自制四氢呋喃旋转试管测试平台,实验研究了海洋钻井常用的钻井液处理剂（无机盐、有机盐、高分子聚合物）对气体水合物形成的影响。结果表明：无机盐、有机盐能很好地抑制水合物的形成,而聚合物在高浓度时才会有较好的抑制效果,低浓度时则会促进水合物形成。