强封堵有机盐钻井液致密油水平井中应用

中国石油大学（华东）现代远程教育 毕业设计（论文） 题目：水平井无固相钻井液应用及研究 学习中心：大港油田学习中心 年级专业： 学生姓名：学号： 指导教师：职称： 导师单位：中国石油大学（华东） 中国石油大学（华东）远程与继续教育学院 论文完成时间：年月日 摘要 本文介绍了无固相钻井液体系在胜利油田水平井中的应用，室内试验和现场应用表 明无固相钻井液体系由于无固相钻井液固相含量低，滤液抑制性强、钻井液性能优良， 能够满足水平井钻井施工及其他相关工作的要求，油层保护效果好，具有良好的社会和 经济效益。 关键词：无固相、钻井液、储层保护 目录 第1章前言.........................................................................................................4

泌页hf1井斜井段eh3ⅱ、eh3ⅲ地层以泥页岩为主,黏土矿物含量高,页理、裂隙发育,采用的水基聚合物钻井液抑制性不强、封堵页理、裂隙能力差。研究出一种强抑制强封堵水基钻井液,其对泌页2hf井eh3ⅱ段、eh3ⅲ段地层有强的抑制水化膨胀效果,在钻井液中16h膨胀率分别为6%和0.88%;封堵能力强,api滤失量、高温高压滤失量低,井径扩大率为2.17%,没有发生钻头泥包、托压和井壁垮塌现象;润滑性好,摩阻系数低,只有0.0787。

综述了水平井段常用的几种钻井液体系。较详尽地介绍了新型聚合物、仿油基、可循环泡沫、弱凝胶、无固相等钻井液以及储层保护技术应用现状、研究发展方向。简介了用于煤层气、稠油藏、裂缝性等特殊储层方面水平井的钻井液和储层保护技术。总结了水平井完井后清除钻井液泥饼、恢复储层产能的技术发展。最后提出了水平井钻井液及储层保护新的发展方向。

随着石油开采量的不断增大,钻井技术不断提高,为了更好的保持井壁的稳定,防塌钻井液成为了当前国内外钻井界重要的研究课题。钻井液设计的首要目标就是保持钻井井壁的稳定,并且钻井液好坏的主要判断标志也是抑制防塌能力的大小。本课题根据防塌钻井液和防塌抑制剂在稳定井壁和防止地面塌陷方面具有的良好作用,介绍了防塌钻井液和抑制剂的种类,并阐明了防塌钻井液的防塌机理。通过分析研究不稳定岩层的特点、井壁塌陷和控制的机理方法,分析了当前国内防塌钻井液技术的现状和未来钻井液发展研究的方向。本文研究了流变性优于油包水钻井液体和聚轨氟钻井液的硅基阳离子钻井液,分析了该钻井液对低渗岩心的损害情况,发现具有良好的防止岩泥水化和防止井壁塌陷的能力。

从钻井液影响水平井井眼净化的根本原因出发,分析了正电胶钻井液流变性方面的独特性,证明其完全符合水平井井井眼净化的要求,并用现场应用的实例证实了这一分析的正确性。

针对苏里格地区低孔低渗砂岩气藏的特点,依据ass-1全酸溶钻井(完井)液在该地区探井的应用经验,研制出了复合盐水低伤害钻井完井液。该钻井液在常规条件下对地层的平均伤害率仅为5.9%,在特殊模拟井下条件下,对气层的平均伤害率为13.64%,暂堵性好,井壁上形成的暂堵滤饼通过气层压力完成解堵,简化了完井、投产作业。该钻井液在桃7-9-5ah井水平段施工过程中,起下钻无阻卡,井底无沉砂,解决了因泥页岩水化膨胀而引起的缩径和坍塌、高摩阻大扭矩、pdc钻头泥包等一系列技术难题,创造了长庆区块水平段一只φ152.4mm钻头810m进尺的记录,并获得无阻流量150×104m3/d的高产气流。

牛东油田区块是吐哈油田新开主区块,行政区划分隶属哈密地区伊吾县管辖。地表为戈壁滩,地面海拔490m左右。构造位置:三塘湖盆地牛东2号构造。该区块井井别为采油井,井型为水平井,设计井深:2400-3400m,目的层:石炭系。开发目的:通过压裂提高本区块油藏动用,现探讨牛东区块水平井钻井液施工技术。

要加强水平井钻井技术应用中对储层的保护,尽可能避免钻井液对储层的不利影响,就必须依照水平段储层的具体特点选择最适用的钻井液体系。本文介绍了一系列水平井钻井技术应用中最常用的钻井液体系及其特点,并围绕着油田水平井储层保护的理论与应用,说明了做好钻井液控制,加强储层保护的技术要点。

研究水平井井壁稳定与钻井方位之间的关系是正确设计水平井钻井液安全密度窗口的重要内容。在介绍水平井井壁力学分析的基础上,使用测井资料计算水平井钻井液安全密度窗口的一套系统方法,对川西气田水平井施工井壁稳定性进行了判断,并计算出了在沿不同方位钻进情况下的钻井液安全密度窗口值。这对确保井壁稳定,减少由井漏、井塌而引起的井下事故,促进水平井施工成功有着重要意义。

钻井过程中造成疏松砂岩稠油油藏发生损害的主要因素是:钻井液固相侵入、钻井液液相与原油不配伍及储集层黏土矿物水化膨胀。为此研制出适于疏松砂岩稠油油藏储集层保护的无固相弱凝胶水平井钻井液体系:海水+0.1%~0.2%naoh+0.2%na2co3+0.7%vis+2.0%flo+2.0%jlx,用kcl或甲酸盐加重。该钻井液具有独特的流变性能,凝胶强度无时间依赖性,具有优异的润滑性能和抑制性,与储集层流体配伍性好,不仅能够满足水平井钻井作业需要,而且具有优异的储集层保护效果,经文昌13-1油田、渤中34-1油田、南堡35-2油田、渤中25-1油田等数十口海上油田水平井验证,效果良好。图5表3参17

焦石坝龙马溪组非常规页岩气开采是中石化集团公司涪陵页岩气产能示范区开发的重点建设项目,首批非常规页岩气水平井水平段以油基钻井液钻进为主。该区块已发现多处易漏地层,水平段漏失情况尤其复杂,不仅加大了施工难度,更增加了钻井成本。为有效解决水平段油基钻井液堵漏难题,室内研究开发了一种水平井油基钻井液水泥浆堵漏技术,该技术的特点是采用柴油与淡水的混合物配制堵漏水泥浆,其与现场油基钻井液可以任意比例混合而不会产生配伍性问题。实验室对该堵漏水泥浆性能进行了系统研究,结果显示,该堵漏水泥浆密度、稠化时间和抗压强度均可调,具有沉降稳定性好、流动能力强的特点。试验结果充分说明,该水泥浆堵漏技术在油基钻井液水平段裂缝堵漏中具有广阔的应用空间。

1 长庆油田吴起区块水平井钻井液工艺技术 胡祖彪、骆胜伟、何恩之、简章臣 （长庆石油勘探局钻井总公司） 摘要：针对长庆油田吴起区块水平井钻井施工过程中易发生井壁坍塌、粘吸卡钻，井漏 等复杂情况的现状，分段选用适合的钻井液体系。上部井段采用强抑制无固相聚合物钻井液 体系，以获得最大的机械钻速。斜井段和水平段采用低固相强润滑聚合物钻井液体系，既有 利于油层的保护，也有利于斜井段和水平段安全快速钻井的要求。 关键词：水平井吴起区块井眼稳定润滑油层保护 前言 与常规定向井相比，水平井具有明显的优势：单井产量高，可钻穿多个层位 的油层，采收率高，开采时间长，综合效益高。所以，对于低产低渗透油层，水 平井钻井具有极大的意义和价值。近年来，在长庆油田水平井钻井数量迅速增加， 特别是在吴起区块的广泛分布，为“三低”油藏的高效开发提供了更为有利的技 术手段，经过不断的摸索和

针对华北油田以蒙脱石和伊蒙混层为主的强造浆性地层在钻井过程中存在的问题,选用了不仅具有mmh正电胶钻井液的特性,而且正电性比mmh正电胶高、可油溶、抑制能力以及抗污染能力均优于mmh正电胶的有机黑色正电胶。经过近3年来58口井现场应用表明,有机黑色正电胶钻井液能与多种处理剂配伍,钻井液的滤失量既可以控制在聚合物钻井液要求的范围内,又可以发挥正电胶钻井液的特性;固相、膨润土容量较高,可用于造浆较强以及含膏泥岩的地层;有机黑色正电胶钻井液ζ正电位高,对粘土矿物抑制能力强,井壁稳定,减少了井下事故复杂的发生,提高了机械钻速,保护油气层效果好

为研究盐水侵污和温度对有机盐钻井液沉降稳定性的影响,室内测试了不同加量饱和盐水侵污后的有机盐钻井液分别在20℃、120℃、150℃下的沉降稳定性。结果表明:有机盐钻井液在20℃和120℃时的沉降稳定性较好,150℃时的沉降稳定性较差;饱和盐水加量和温度对有机盐钻井液沉降稳定性均有显著性的影响。

便x2井是江苏油田今年部署在金湖凹陷杨村断裂带上首口勘探评价井，主探该区e2d、e1f4+3含油气情况。为了解决该区戴南组中下部发育的棕色和白色软泥岩互层的水化分散与缩径、阜宁组硬脆性泥岩井壁失稳，造成完井电测时间长等问题。在室内开展了复合有机盐钻井液技术应用研究，制定了体系现场转化技术方案。该井复杂地层钻进中采用了复合有机盐钻井液技术，钻井作业顺利。现场应用表明，该体系性能稳定，维护简单，携岩性好、润滑性和降滤失防塌能力强，能有效抑制泥页岩水化分散，能为复杂地区钻井提供优越的性能保障。

由于水平井的钻井周期和生产井段较长,钻井液污染较为严重,部分水平井完井后投产效果没有预期理想,而常规酸化处理只能解除钻井液中的无机堵塞。通过室内实验研究了生物酶对钻井液中淀粉、羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、黄原胶等聚合物及钻井液滤饼的降解作用,介绍了生物酶浸洗清除水平井钻井液污染的现场施工工艺和现场试验效果,表明该技术是解除水平井钻井液污染的可行方法,具有扩大试验和推广应用前景。

针对塔河一区地质特征及深井水平井的特殊性,在10余口水平井钻井中采用聚合物钻井液、聚磺钻井液和聚磺混油钻井液体系,很好地保证了深井水平井的各项施工作业,钻井液性能良好、施工工艺简单,可操作性强。

内蒙古盐井超深钻探中,因穿越煤系地层,易造成钻孔膨胀坍塌、缩径、漏失而导致卡钻事故。因此,施工中通过采用聚合物钻井液体系,满足了该井对井壁稳定、润滑性能、井眼净化、防漏堵漏及保护煤层等方面的技术要求,钻探中未出现任何事故,并且井身质量达到了设计要求。该文对深部煤系地层钻探有较大参考价值。

为提高低渗透油气藏的开采效率,胜利油田部署了一口小井眼长水平段多级分段压裂水平井——樊154-平1井。在介绍樊154-平1井储层特征、井身结构和井眼轨道剖面特点的基础上,认为该井存在水平段长、摩阻扭矩大、井眼尺寸小、循环压耗高和水平段井身质量要求严格等钻井难点,从实钻井眼轨迹优化、实时摩阻扭矩计算、底部钻具组合优选、钻井液技术、地质导向技术和井眼修复等方面,对该井采用的技术措施进行了详细介绍。该井实钻水平段长1230.00m,创造了胜利油田小井眼水平井水平段最长纪录,平均井径扩大率4.62%,储层钻遇率100%,井眼轨迹光滑,有效地保证了该井12段分段压裂的成功实施,投产后稳产20～30t/d,为胜利油田低渗区块的高效开发提供了宝贵经验。

一直以来长水平段水平井的钻井施工都具有较大的难度,滨435-1hf井是胜利油田开发超低渗滩坝砂油藏的第一口非常规长水平段水平开发井,该井完钻斜深5007.00m,自沙三上直至目的层沙四上纯下亚段含有多套泥岩、油泥岩,灰质或砂质泥岩小层,控制好三开裸眼井段多套泥岩层在长期的水平裸眼施工中保持井壁的稳定是该井成功完井的关键所在。本文通过钻具结构、钻头选型、井身轨迹控制、井眼净化、井壁稳定等方面介绍高含泥长水平段水平井的优快钻井技术在该井的成功应用情况。

本文介绍了致密储层水平井改造技术的研究和运用。

水平井钻井优化设计技术研究