苏里格气田盒8段砂泥互层地层坍塌机理与防塌对策

针对苏里格气田水平井钻探中二叠系地层,尤其是石盒子组盒8段砂泥互层地层存在着严重的井壁坍塌导致的划眼、卡钻、电测遇阻卡、固井留塞等问题,采用X射线衍射、电镜扫描、阳离子交换容量测试、电动电位分析等实验手段,对苏里格气田盒8段泥页岩样的组构及理化特性进行系统分析。弄清了该地区复杂地层井壁坍塌机理,提出了"三元协同"防塌钻井液原理,进一步研制出了苏里格气田石盒子组盒8段砂泥互层地层特性的低固相"强化封堵"防塌钻井液体系。     

富县地区探井钻井液技术

富县地区安定组、直罗组砂泥岩地层易发生严重的井壁垮塌,延长组油层微裂缝发育,易发生漏失。对该区直罗组泥岩地层进行了全矿物分析和黏土矿物分析,找出了影响井壁稳定的原因。针对富县地区地质特点、井身结构及保护油气层的要求,系统地分析了钻井施工的钻井液技术难点,采用相应的钻井液体系,并对钻井液处理处理方法与钻井施工的技术措施进行了阐述。2012年以来安全钻探的实践表明,富县地区钻井液技术基本能满足该区钻井施工的需要,可为富县地区钻井施工提供支持。     

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。     

纳米材料提高水基钻井液页岩稳定性研究进展

维持井壁稳定一直是油气钻探过程中的技术难题。由于页岩微纳米孔缝与层理发育、水敏性高,井壁失稳问题在页岩层尤为突出。提高钻井液的性能是减少井壁失稳的重要途径。纳米材料因其独特的尺度和性质,可作为水基钻井液添加剂以提高页岩的稳定性。通过对国内外技术的跟踪与分析,阐述纳米材料提高页岩稳定性的评价方法、纳米材料类型及其作用机制。开展纳米材料在非均质地层的基础理论研究,开发在高温高压及高盐环境下稳定有效的新型纳米材料,建立纳米材料提高页岩稳定性的微观评价方法,是纳米材料的重要发展方向。     

确定泥页岩粘土矿物组分的新方法及对钻井液性能的优化

油气井钻进过程中,水敏粘土矿物是泥页岩发生水化失稳的主要因素。依据粘土矿物各组分对粘土矿物的放射性贡献不同,在对西部某油田志留系泥页岩岩屑进行X射线衍射分析的基础上,利用多元非线性回归方法确定了粘土矿物组分与伽马能谱的关系。结果表明：利用该模型可方便、准确地确定研究井所在地层水敏粘土矿物组分的分布情况,且该井的钻井液使用情况可用来指导邻井对应地层钻井液体系的优选,防止了井壁水化失稳,有效保护了储层。     

深井钻井液技术研究与应用

本文针对吐哈地层特性，分析了深井聚合物钻井液研究应用的技术关键和采取的技术路线；详细总结了研究应用情况和取得的成果，提出了适于本地区特点的深井聚合物钻井液方案．     

阜宁X1井钻井液技术

阜宁X1钻井液技术难点在于大井眼携砂、长裸眼井段井壁稳定、高温井壁稳定及油气保护,通过在不同地层使用不同钻井液体系、添加相应处理剂、改变钻井液密度等性能满足井下需要,确保井下安全。通过对钻井液性能、井径和钻时记录评价阜宁X1井钻井液使用效果,为阜宁区块后续钻井提供技术借鉴。     

新型聚合醇钻井液抑制性能研究

基于页岩气开发中对页岩井壁稳定的严格要求和聚合醇抑制剂在钻井液中性能特点,应用聚合醇(丙三醇、乙二醇和聚乙二醇200)与水共同构建钻井液液相的研究方法,配制了新型聚合醇钻井液。通过抑制膨润土造浆实验、页岩膨胀实验和页岩滚动分散实验,对比评价了新型聚合醇钻井液与传统应用抑制剂的钻井液的抑制性能。结果表明,与传统应用抑制剂的钻井液相比,新型聚合醇钻井液更有利于抑制膨润土的水化造浆、页岩水化膨胀和页岩水化分散,具有更佳的应用前景。     

破碎性煤层段钻井液安全密度窗口的确定与应用

破碎性煤层段钻进过程中井壁坍塌、掉块严重,常规模型计算所得的坍塌压力当量密度难以较好地支撑煤层段井壁。依据破碎性煤岩的特征,系统分析了破碎性煤层段井壁失稳的机理,重新界定了破碎性煤层段的钻井液安全密度窗口。计算结果表明进入破碎性煤层段后钻井液安全密度窗口明显变窄。利用该模型对D2井三开破碎性煤层段的钻井液安全密度窗口进行了预测,理论计算结果和实钻情况基本吻合,验证了模型的合理性。研究成果对类似井段的井壁稳定性研究有借鉴意义。     

金1井安集海河组钻井液技术对策及措施

准噶尔盆地南缘地区地质条件复杂,钻井技术难度大,其中安集海河组最难对付。在分析安集海河组地层粘土矿物组成及水化性能基础上,提出了相应的钻井液技术对策,并针对金l井安集海河组的井下复杂情况采取了一系列技术措施,保证了该地层顺利钻进。     

酯基钻井液物性及应用研究

酯基钻井液是最早应用于现场的合成基钻井液。大量调研结果表明 ,在组成上 ,国外酯基钻井液的配方中大多含有一种低剪切速率流变性调节剂 ;在基液性能上 ,与柴油相比 ,酯基液的闪点较高 ,倾点较低 ,这表明酯不易燃 ,流动性好 ;在环保性能上 ,无论是毒性、生物降解还是蒸气测试结果 ,酯基钻井液均表现出了优良的性能。此外 ,酯基钻井液还具有优良的清洁井眼能力和润滑性能以及特殊的页岩抑制性。使用这种钻井液可以提高钻速 ,节约钻井成本 ,具有较好的应用效果     

可循环微泡沫钻井液研究

可循环微泡沫钻井液是近年来国内外推出的一种新型低密度钻井液体系,它克服了普通泡沫钻井液因气量大而导致泵上水不好,不能连续重复使用,造成工艺上附加设备多,使用上处理剂浪费大和因排放而可能严重污染环境等一系列问题。从微泡沫体系的形成与稳定性理论分析出发,提出了可循环微泡沫的物理化学模型,对该模型的形成条件、稳定条件、应用条件等进行了实验研究,获得了满足以上各种条件的可循环微泡沫钻井液体系。该体系具有稳定性高,密度可调(0. 5～0. 9 g/ cm3) ,滤失量小,抗盐、抗钙、抗温性能较好等优点。     

强烈蚀变火山岩地层组构及其防塌钻井液研究

在辽东湾、渤海湾及其邻近的冀东油田和大港油田东部的钻遇地层中存在易塌的火山岩地层。为了探寻适用于该地层的防塌措施 ,对冀东油田M2 7- 2 7井岩心的岩石结构、矿物组成、水分含量、线膨胀率、回收率和稳定指数等进行了分析。结果表明 ,该套岩层含有大量蛋白石等粘土矿物 ,且非均质性严重 ,成分复杂 ,裂隙发育。因此 ,在钻进过程中 ,该井段的钻井液需要有强抑制、强封堵、低失水的性能。基于这一认识 ,优选出了多元醇防塌钻井液。现场试验结果表明 ,该钻井液体系有效地保证了玄武岩井段的安全顺利钻进及井眼规则性。     

强烈蚀变火山岩地层组构及其防塌钻井液研究

在辽东湾、渤海湾及其邻近的冀东油田和大港油田东部的钻遇地层中存在易塌的火山岩地层。为了探寻适用于该地层的防塌措施,对冀东油田M27－27井岩心的岩石结构、矿物组成,水分含量、线膨胀率,回收率和稳定指数等进行了分析。结果表明,该套岩层含有大量蛋白石等粘土矿物,且非均质性严重,成分复杂,裂隙发育。因此,在钻进过程中,该井段的钻井液需要有强抑制、强封堵、低失水的性能。基于这一认识,优选出多元醇防塌钻井液。现场试验结果表明,该钻井液体系有效地保证了玄武岩井段的安全顺利钻进及井眼规则性。     

甲基葡萄糖苷钻井液研究

以廉价的淀粉代替葡萄糖作为主要原料 ,直接与甲醇反应合成了甲基葡萄糖苷 (MEG) ,并对合成样品的部分理化性能、在粘土上的吸附规律、生物降解特性以及对岩心半透膜效率的影响规律等进行了测定。用合成的甲基葡萄糖苷配制了淡水、盐水和饱和盐水 3种钻井液配方 ,并对 3种配方的常规性能、高温性能、抗污染性能和活度进行了室内评价。结果表明 ,用淀粉合成的甲基葡萄糖苷 ,在理化性能上与用葡萄糖制备的试剂样品接近 ,用其配制成的钻井液具有活度低、高温稳定性好、流变性易调整和抗污染能力强等特点 ,且具有改善页岩膜效率的作用 ,无毒 ,易生物降解 ,是理想的环保型钻井液体系。     

甲基葡萄糖苷钻井液研究

以廉价的淀粉代替葡萄糖作为主要原料,直接与甲醇反应合成了甲基葡萄糖苷（MEG）,并对合成样品的部分理化性能、在粘土上的吸附规律、生物降解特性以及对岩心半透膜效率的影响规律等进行了测定。用合成的甲基葡萄糖苷配制了淡水、盐水和饱和盐水3种钻井液配方,并对3种配方的常规性能、高温性能、抗污染性能和活度进行了室内评价。结果表明,用淀粉合成的甲基葡萄糖苷,在理化性能上与用葡萄糖帛备的试剂样品接近,用其配制成的钻井液具有活度低、高温稳定性好,流变性易调整和抗污染能力强等特点,且具有改善页岩膜效率的作用,无毒,易生物降解,是理想的环保型钻井液体系。     

加速型钻井液离心机内部流场研究

随着钻井工艺与新技术的发展,以及各种系列振动筛研发的成功,对固控系统中离心机的工作能力以及处理范围提出了更高的要求;传统的离心机受工艺水平和结构特点的约束,处理量提高的前景并不乐观;分析了目前国内、外钻井液离心机处理量无法进一步提高的制约因素;讨论了某新型钻井液离心机的工作原理和特点,认为分散加料、二次加速、从卸料端进料、框架式的螺旋结构等都是提高离心机处理量的革新技术;并对该型离心机的内部流场进行了分析和讨论,基于N-S方程以及该型号离心机的结构特点,重新定义边界条件,求解了离心机内部流场的数学模型并得出了该型离心机处理量的计算方法;经过计算和现场试验数据的对比,证明了模型的可行性。     

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塌剂的协同效应,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。第一大类分为六个亚类：（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）化学胶结型。对于防塌钻井液,一般必须使用封堵型防塌剂,其它七个亚类则根据岩层特点和钻井液体系的特点加以选用。     

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。