环保钻井液技术

环保钻井液技术（精选9篇）

环保钻井液技术 第1篇

1.1 多元醇钻井液体系

多元醇钻井液体系是20世纪80年代末出现的一种以多元醇为主剂配制而成的环保型水基钻井液体系, 多元醇水基钻井液体系不但具有油基钻井液的优异性能, 而且不存在污染环境和干扰地质录井问题, 其室内试验和现场应用都已取得良好的技术效果和经济效益。

1.2 甲基葡萄糖苷钻井液体系

甲基葡萄糖苷钻井液是20世纪90年代提出的一种新型水基钻井液体系, 由于它在防塌机理及常规钻井液性能方面类似于油基钻井液, 又称为仿油基钻井液体系。大量的室内研究和生产实践证明, 甲基葡萄糖苷钻井液能有效地抑制泥页岩水化膨胀, 维持井眼稳定, 保护油气层, 同时还具有良好的润滑性能、抗污染能力和高温稳定性, 并且无毒、易生物降解, 对环境影响极小, 具有极好的应用前景。

1.3 有机盐钻井液体系

钻井液用有机盐主要为甲酸盐。目前北京培康佳业公司开发出两类有机盐Weight 2和Weight 3, 其中Weight 2与甲酸钠性质相似, Weight 3与甲酸钾性质相似。有机盐钻井液具有防塌性能好、保护油气层、腐蚀性低、环保及可以回收再利用的特点。

1.4 稀硅酸盐钻井液硅酸盐钻井液

最早是由Garrison和Baker等在19世纪30年代提出, 目的是为了维持井壁稳定。由于高浓度可溶性硅酸盐 (20%-50%) 钻井液遇到流变性能难以控制问题, 在20世纪40年代中期被石灰钻井液和聚合物钻井液所取代。近几年来, 由于最近几年在钻井方面取得了一些进展, 使硅酸盐钻井液的流变性能控制等方面变的容易, 这些成果使人们再次使用硅酸盐钻井液得以实现。

1.5 合成基钻井液体系

合成基钻井液以人工合成或改性有机物, 即合成基液为连续相, 盐水为分散相, 再加上乳化剂、有机土、石灰等组成的油包水乳化钻井液, 根据性能需要加配降滤失剂、流变性调节剂和重晶石等。酯基钻井液于1990年3月在北海首次应用获得成功之后, 合成基钻井液的种类不断增加, 首先是酯、醚、聚а烯烃基钻井液, 后来在权衡环境保护因素和成本的前提下开发了第二代合成基钻井掖。第二代合成基钻井液以线型а烯烃、内烯烃和线型石蜡基钻井液为代表, 其特点是运动粘度和钻井液成本较第一代合成基钻井液低, 环境保护性能较第一代要差。

2 环保钻井液的发展趋势

通过对国内外环保钻井液技术现状的分析, 认为环保钻井液应具有:与油基钻井液相当或接近的抑制性能;配制和维护成本与普通水基钻井液相近;满足于施工地区的环保排放标准, 对农业生产无害, 最好是有益于当地的生态环境;利于保证施工人员的健康和安全;适应于各种复杂井和深井钻探需要。目前, 制约中国环保钻井液技术开发的因素为:

(1) 国外开发的合成基、甲基葡萄糖苷等环保钻井液, 尽管具有无毒、可生物降解的性能, 但成本高, 无法广泛推广使用。因此, 处理剂成本是关系到环保钻井液开发成败的关键。

(2) 目前所开发的环保钻井液多数要与其他环保性能较差的处理剂复配, 才能达到好的性能, 这使体系的环保优势受到不同程度的影响。

(3) 钻井液的抑制性能、抗温和抗污染性能是制约环保钻井液开发运用的主要因素, 是环保处理剂和体系研究攻关的重点。

因此在今后的环保钻井液技术研究中, 应该重视以下发展趋势和研究重点。

(1) 近年来发展起来的低毒性油基钻井液和新型合成基钻井液在使用过程中, 也出现了与环保相冲突的种种问题。因此, 国外已经以纯天然材料为基础开发环保钻井液, 以达到真正意义上的环保钻井液标准。因此, 环保钻井液的研究应建立在天然高分子材料改性、完善各种环保处理剂自身性能的基础上。在环保处理剂的开发中应重视对天然农副产品加工后的副产物的开发利用。

(2) 环保钻井液中无机盐的使用应与周围环境的矿化度及盐类一致, 选择有利于环境安全无毒的无机盐类, 并研究它们对环保钻井液整体性能改善的技术和方法。环保钻井液应以低盐度为原则。

(3) 生物降解性能好的无毒纯天然的油膜形成剂能提高环保钻井液的抗温性能和抑制性能。

(4) 重视纳米技术在天然高分子材料改性方面的运用, 通过选用特定的纳米材料, 提高天然高分子材料抗温稳定性和抗降解能力, 如纳米抗菌材料和纳米憎水性材料对天然高分子材料的表面处理。

(5) 硅酸盐钻井液是一种环保体系, 成本与水基钻井液接近, 是重点开发方向。硅酸盐材料是重要的无机环保钻井液材料, 如果能够通过特定的工艺对该材料进行改性, 以改善其抑制性、润滑性和配伍性能等, 并在此基础上发展硅酸盐体系, 可以开发出环保性能好、适应各种复杂钻井条件的新型硅酸盐钻井液体系。硅酸盐材料的改进, 应该是环保钻井液技术发展的一个重要方向。

参考文献

[1]郑力会, 张金波, 鄢捷年.改性天然高分子水基钻井液的研究与应用[J].油田化学, 2004, 21 (4) .

[2]胥思平, 沈忠厚, 丁海峰等.天然高分子钻井液体系的研究与应用[J].钻井液与完井液, 2006, 23 (6) .

垦平1井钻井液技术 第2篇

摘 要 孤东地区为一新勘探区块,为综合开发多套油层体系。布置了一口大位移水平井。对垦平1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,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,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;井眼稳定;垦平1井;润滑

中图分类号TE254文献标识码A文章编号1673-9671-(2009)112-0032-01

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,在胜利油田水平井钻井数量迅速增加,为“三低”油藏的高效开发提供了更为有利的技术手段。我队承担了胜利油田一口重点水平探井垦平1井的施工,通过垦平1井的顺利完钻,对该地区水平井钻井液技术,取得了一些成果和经验。

1地质简况

胜利油田垦平1井位于济阳坳陷沾化凹陷垦利断裂带垦利潜山三台组地层高部位。油藏主要是中生界三台组的细粒砂岩。该区块水平井钻遇的地层有平原组、明化镇组、馆陶组、东营组、沙一段、沙二段、沙三段、沙四段、三台组。平原组、明化镇组、馆陶组、东营组胶结松散,欠压实,容易发生井漏。沙一、沙二、沙三、沙四段孔隙度大,渗透率高,而且某些地带还存在垂直和水平的裂缝,容易发生渗透性漏失。

2难点分析

2.1钻井液要求低密度

根据设计要求,全井泥浆密度控制在1.15g/cm3。而钻井自然比重都可达到1.15g/cm3以上,油层砂岩可钻性强,钻时快,钻屑浓度大,同时PDC钻头破岩机理与牙轮钻头破岩机理的不同:岩屑细小,泥质更易分散,更为细小的岩屑由于药品加量不足难于包被,劣质泥质在地面沉砂池无法沉淀下来,造成钻井液混浊,故钻井液密度上升也比较快,而水平段钻进过程中要求钻井液密度控制在1.15g/cm3以下,具有一定的困难。因此,要求钻井液有良好的抑制性,以控制钻屑分散,维持较低的密度。同时,充分使用好固控设备,尽量清除钻井液中的有害固相。

2.2沙一段以上地层井壁易失稳

沙1段上部地层地层稳定性差,容易坍塌。泥岩吸水分散性强,易发生井壁垮塌,坍塌掉块易引起钻进过程中蹩钻,垮塌形成的“大肚子”井眼,非常不利于携砂,不规则井眼对水平井段的携带岩屑也会带来十分不利的影响。因此,防塌控制的好坏是直接影响到水平井能否安全施工的重要因素。

2.3摩阻控制

由于有比较长一段井段井斜角从45°增加到86°以上,垦平1井水平段的长度达到1494m,在大井斜角斜井段和水平段,钻具与井壁的接触面积大,滑动钻进的阻力也大,而且随着钻井液密度的上升,容易发生粘吸卡钻。因此,要求钻井液具有良好的润滑防卡能力。摩阻的控制能否达到要求也是一口水平井能否安全顺利完钻的关键。

2.4钻井液携砂能力和井眼清洁

由于斜井段和水平段比较长,千米的钻具紧贴在下井壁,如果钻井液没有较强的携砂能力,那么很容易形成岩屑床,对钻具形成嵌埋,造成井下复杂。所以斜井段和水平段的钻井液必须有较强的携带岩屑能力,防止岩屑床的形成。

2. 5311.2mm井眼大排量形成泡沫多

311.2mm井眼条件下,为保证携砂能力,要求钻井排量达到30l/s,在大排量的情况下,泥浆上行速度过快,将产生大量气泡。而且受到HCO3-污染,也易产生气泡。严重损坏了泥浆性能,造成粘切不好控制。

2.6油层保护

由于长达千米的水平段穿越多套油层,而后期钻井液密度容易上升到比较大的值。打开油层到完井时间较长,因此油层浸泡的时间比较长。所以水平段钻井液密度的控制和失水量的控制均要考虑到对油层的保护,密度和失水尽量控制在较小的值。同时,完井液的配制也要做到低污染和低损害,从而最大可能地保护油层。

3分段钻井液设计

针对垦平1井钻井施工中钻井液工艺面临的技术难点,在以往钻井实践经验的基础上,分井段选用适合的钻井液体系,既有针对性,又可大量节省钻井的成本。

3.1表层

新生界平原组:灰黄色、棕黄色粘土,夹粉、细砂层,上部见薄层海相沉积,中下部见有钙质、锰质结合,夹有劣质泥炭;底部为含有淡水沙层,与下伏地层呈角度不整合接触。胶结松散,欠压实。一开时应采用清水开钻,利用地层粘土自然造浆,提供钻井液的粘度和切力。钻进后期,适当的提高粘度,确保表套顺利下入井底。

3.2二开至造斜点

该井段钻进地层为新生界明化镇组,馆陶组,由于该井段设计为不下技术套管,根据地层特性,钻井液设计为无固相聚合物钻井液体系,尽可能提高钻速为下部井段的固相控制打好基础。

二开后至馆陶组前,采用清水聚合物快速钻井液钻进,为保证施工后期该井段井眼畅通,在钻该段地层时,使井眼适当的扩径。二开后,钻井液采取清水加入0.05%-0.1%絮凝剂PAM,以大循环的方式钻进,使钻屑快速絮凝沉降,确保这一井段较快的机械钻速。进入馆陶组底部利用地层粘土自然造浆;改小循环钻进,充分利用固控设备清除钻井液中的劣质固相(密度控制在1.10g/cm3-1.15g/cm3),以PAM胶液维护钻井液性能。

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3.3斜井段

斜井段钻井液体系采用低固相聚合物钻井液体系,此段井斜将逐步达到水平,钻井液的润滑性和携砂能力十分重要,特别是在造斜钻进过程中,排量受到限制,因此要求钻井液具有良好的携砂能力。由于禁止混油,所以使用的为白油润滑剂。同时,适当的提高粘度和切力并保证较好的流动性。保持性能的稳定对于正常钻进是很有利的。配方及性能见表2,根据所测的泥饼摩擦系数,加入白油润滑剂确保泥饼摩擦系数小于0.1。

3.4水平段

水平段采用低固相低失水低密度钻井液体系。在斜井段钻井液的基础上,加入助剂适当提高体系的粘度和切力,逐步改造为水平段钻井液,同时充分使用固控设备,控制密度和失水,保护油层。配方见表3:

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4垦平1井钻井液处理与维护

4.1一开(0~307m)

一开使用清水钻井,使用清水+PAM开钻,200米后,利用地层粘土自然造浆,提供钻井液的粘度和切力,适当的提高粘度,确保表套顺利下入井底。

4.2二开至造斜点(307~1607m)

二开后,保持清水量充足,采用清水钻进,保证经验扩大率,保证井眼畅通,逐步加入PAM絮凝。钻进至直馆陶组后,改为小循环。一次性加入:PAM:75kgSJK-1:2000kgNPAN:300kg NaOH:400kgKFT:2000kg配制防塌泥浆,性能见表4。以后配制胶液进行补充,保证直井段钻井液的低密度以满足快速钻进的需要。根据现场情况看,提前提高液相粘度。同时,多种聚合物复配的强抑制钻井液体系,在体系性能稳定稳定的情况下,可以有效保证井壁稳定,以利于下部井段的携砂。

4.3斜井段(1607~2267m)

造斜井段仍使用聚合物钻井液体系,在上部井段钻井液的基础上,逐步加入PAM、NaOH、盐水稀释剂、消泡剂、WNP-2、ZX-8、Ca(OH)2、多脂化树脂、消泡剂、KFT、BLL-2等,同时,从造斜开始加入白油,改善滑动钻进时的润滑性,性能见表5。根据现场观察,此泥浆能够满足携带钻屑的需要,在滑动钻进时也可以获得相对较快的机械钻速。

4.4水平段(2267~3401m)

进入水平井段后,采用低固相低失水低分子聚合物钻井液体系,由于此段泥浆要逐步改造为完井液,所以,在上段泥浆的基础上,进一步控制失水和密度,适当提高动切力和静切力以及润滑性,改善泥饼质量和泥浆流动性,加大润滑剂量,保证低的泥饼摩擦系数。

根据现场效果来看,该泥浆流动性和润滑性均较好,并能够满足携带钻屑和润滑的双重需要,钻进正常顺利,无阻卡复杂情况,并且,聚合物对有害固相的强抑制作用,再配合固控设备的有效使用,使得钻井后期的密度上升得到有效控制,对于油层保护有积极的意义。

现将泥浆药品用量统计如表6。

5结论及建议

1)多种聚合物抑制钻井液体系,不仅有利于直井段的快速钻进,而且可以有效保井壁稳定,以利于下部井段的携砂。

2)控制适当的钻井液粘度,充分携带干净井眼内的砂子。加入足量的润滑剂,保持较低的摩阻。这些措施可以保证井斜较大时电测的一次成功。

3)白油润滑剂在低密度低固相低失水聚合物钻井液中的使用,不仅能够得到薄而致密的润滑性好的泥饼,而且改善了钻井液的流动性。配合固控设备的有效使用,使得钻井后期的密度上升得到有效控制,有利于油层的保护。

4)消泡剂的使用消除了二开后气泡产生过多的现象,有效的保证了钻井液的稳定性。

参考文献

低CL环保钻井液技术研究 第3篇

1.1 直罗坍塌严重, 取消含氯离子即不使用KCL和Na CL, 钻井液抑制性变弱, 对井壁稳定不利。

1.2 可控成本内, 既要投资小, 又要满足生产要求。

2 体系配方的设计路线

长庆钻井的钻井液体系发展大致走了聚磺—超低土相—复合盐这3种体系。聚磺优点井壁稳定, 缺点含土量高4~6%, 固相含量高, 滑动容易粘, 钻时慢;超低固相:引入酸溶暂堵体系中的淀粉和超细碳酸钙, 减少白土的加量至1~2%, 低固相, 滑动粘托、钻时慢和粘卡得到好转;复合盐钻井液, 抑制性强、低固相、低粘切, 固相低钻时快, 解决了PDC滑动粘托, 消除了频繁粘套管, 缺点是无固相、低粘切悬浮能力差一旦发生复杂处置能力差。

3 转化要点

性能控制:ρ:1.06~1.10g/cm3, FV38~45s, FL<8ml, PH=8~9

3.1若存在出口掉块多、滑动托压、上提遇阻、泵压升高、出水、油侵等情况, 就要立即上罐转化。转化泥浆最迟为井斜60度。

3.2上罐循环后, 转化时先加入0.1%CMC, 0.05~0.1%ZNP~1;0.1%Na OH, 3~4%ZDS (超细碳酸钙) , 2~3%G309, 加入1.5%SF, 加入适量重晶石调整密度到井下掉块明显减少。以SF、G309为主处理剂降低失水, 调整泥饼光滑性;ZDS调整泥饼固相;CMC提高粘度和切力;Na OH调节PH值。

3.3通过有效的封堵来降低地层的坍塌压力。

3.4钻井液性能调整。每天根据消耗补充钻井液1~2次, 补充钻井液量时根据性能进行调整。

3.5根据上提、下放摩阻和扭矩变化情况, 加入适量K~PAM或ZNP~1、RY838润滑剂降低摩阻。

3.6第二增斜段到入窗前及时提密度, 主要提高滑动和携砂效率。性能要求:密度1.10~1.15 g/cm3, 粘度38~45s, Pv 14~25m P.s, YP3~6Pa, API FL≤6.0ml, Kf<0.1, PH 8~9。

3.7水平段加入一定量甲酸钠、ZNP~1增强体系抑制性。性能要求:密度1.15~1.20g/cm3, 粘度40~45s, Pv 15~25m P.s, YP3~6Pa, API FL≤6.0ml, Kf<0.07, PH 8。

4 现场应用

4.1 在合水区块庄30井区庄平20~4井试验试验技术指标

钻机月速4386米/台月比试验前区块钻机月速3502米/台月提高25.2%。

4.2 泥浆指标:

从井径数据看, 环保泥浆井壁稳定性要比复合盐好。

4.3 摩阻明显减小

相比试验前斜井段摩阻小5~10吨, 水平段摩阻小10~15吨。

4.4 试验小结及改进措施

4.4.1 失水一直在6ml, 不容易控制。

4.4.2 工具面到位, 滑动效果好, 不粘托, 钻时快。

4.4.3 取消掉用工业盐后, 盐的含量减少, 上罐转化后淀粉发酵发臭情况变快。

4.4.4 下一步取消不环保的药品K~PAM和CMC。不加K~PAM和CMC, K~PAM用ZNP替代, CMC用PAC替代。

5 结语

5.1环保钻井液抑制性强, 井壁稳定性好。该体系取消含CL~的KCL和Na CL的使用, 加大抑制性聚合物的用量, 弥补体系抑制性的不足, 两口试验井起下钻正常, 电测均一次成功。

5.2改体系润滑性能好, 摩阻低, 为高效定向钻进提供了保障。试验过程中滑动无粘拖、复合钻时快, 由于沥青加量大, 泥饼薄而致密。

5.3改体系减少化工药品种类, 维护工艺简单, 钻井液性能稳定, 具有推广价值。

摘要：水中CL浓度高会使植物脱水, 产生类似“烧苗”的情况, 影响农作物的产量, 而人体中含量增高后会产生高氯血症, 敏感个体会使血压升高;钻井液中CL浓度高, 腐蚀钻具, 缩短钻具和循环罐寿命。现在使用的复合盐钻井液体系使用超10%的工业盐作为加重剂, 同时使用氯化钾抑制地层坍塌, 造成钻井液中含有大量CL离子, 钻井液中CL跟随滤液渗透进入地层水, 造成水含量高, 从环境保护和企业社会责任角度出发, 有必要研究出一种无CL环保钻井液体系消除对环境的影响。本文论述了环保钻井液体系的设计思路, 转化处理要点, 通过现场试验验证了设计思路, 现场试验结果表明低CL环保钻井液体系完全可以替代CQSP2钻井液体系, 满足钻井生产的需求。

关键词：氯离子,环保,钻井液,抑制性

参考文献

GIR—23D井高密度钻井液技术 第4篇

摘 要：GIR-23D井是基尔桑气田主力产层位于盐膏层之下的一口大斜度井，结合盐水钻井液特点及钙污染对钻井液性能的影响特性，室内实验有针对性地以“优质护胶、综合封堵”作为抗钙型盐水钻井液体系研发思路，确定出了抗钙盐水钻井液体系配方。本井应用表明 ，该高密度钻井液性能优良，满足了大斜度井施工的需要。

关键词：高密度；盐膏层；流变

土库曼斯坦阿姆河右岸B区块钻井施工中钻遇巨厚盐层及石膏层，前期采用的复合盐水钻井液体系在施工中存在流变性不稳定、HTHP滤失量难控制、泥饼质量差的问题，先后发生了卡钻、电测遇阻及反复大幅度处理钻井液等情况，不仅浪费了大量人力物力，而且给公司造成了不良影响。

一、工程、地质概况

GIR-23D 井是别列克特利-皮尔古伊构造主体构造高部位的一口大斜度开发井。设计斜深4080米，3070米定向，最大井斜74.85度；该地区侏罗系巨厚盐膏存在高压盐水、高温高压、地层膏盐蠕变快 ，是十分复杂的地质情况 ，尽管钻井技术在不断的进步 ，但这种巨厚膏盐地层仍然是钻井工作的主要威胁。

二、钻井液技术难点

（一）固相含量高，钻井液流变性能不易控制

（二）钻井液密度高，严重束缚了自由水及大分子聚合物的加量

（三）对重晶石粉粒度级配要求严格

（四） HTHP滤失量控制难度大

三、技术思路

为维护良好的流变性、降低HTHP滤失量、提高钻井液体系的抗钙盐能力，关键是要将膨润土、加重剂以及其它处理剂的加量控制在最低范围内，并且选用合适粒径的加重材料和抗高钙盐型护胶降虑失剂；钻井液的滤失量取决于滤液的黏度和滤饼的质量，而决定因素是滤饼质量。形成良好的滤饼的根本，在于控制和维护对形成良好滤饼有利的钻井液内部固相粒子浓度、分散度、级配以及良好的滤饼润滑性。对于高密度钻井液 ，控制滤失量的关键是要形成渗透率低的内滤饼 。具体技术措施如下：

（一） 保持钻井液粘土含量在25g/L以下，通过使用磺酸盐共聚物、天然高分子降滤失剂等抗高钙盐的处理剂进行护胶，是保证钻井液抗钙污染的基础。

（二） 三开全井钻井液加盐至氯离子达160000-180000mg/L，通过加氯化钙或超细碳酸钙提供大于1000mg/L的钙离子，是保证钻井液抗钙污染的基础。

（三） 选择使用500-2000目的超细碳酸钙、石灰、铝基聚合物等无机处理剂改善泥饼质量、控制HTHP滤失量。

（四） 使用3%无水聚合醇复配废机油提高钻井液的润滑效果，无水聚合醇并进一步降低钻井液滤失量，提高钻井液抑制性和护壁性能。

（五） 选择使用黄原胶配合适量膨润土浆解决钻井液的悬浮及携砂能力。

（六） 现场选用了密度高达4.2g/cm3的优质重晶石粉，作为加重材料。

四、现场钻井液性能维护与处理措施

三开钻井液配方： 水+2.5%钠土+ 0.5%PAM +0.5%AP-1+ 2%WNP-1 + 3%无水聚合醇 + 3%SMP-2 + 2%DSP-2 + 2%DLP-1+ 2%HX-1+1.5%碳酸钙（500-700目） + 1.5%碳酸钙（1500-2000目） + 5%KCL + 25%NaCL+ 0.02-0.03%XC

（一） 三开钻盐膏层前，控制钻井液粘土含量在20-25g/L左右，通过使用1-2%DSP-2、0.5-1%WNP-1等抗高钙盐的处理剂进行护胶，然后加盐和氯化钾至160000-180000mg/L，通过加氯化钙或超细碳酸钙提供大于1000mg/L的钙离子，是保证钻井液抗钙污染的基础。在施工中，定期检测膨润土含量，若低于15g/L，及时补充预水化且护胶的膨润土浆，确保其在钻井液中的最低有效含量；

（二） 三开一次性加入2-3%（500目-2000目）超细碳酸钙、2%铝基聚合物无处理剂改善泥饼质量、控制HTHP失水。每班根据进尺补充，保证钻井液中的有效含量；

（三） 使用25%氯化钠、5%氯化钾复配3%无水聚合、0.5%PAM、0.5%氨基聚醇提高钻井液体系的抑制性，达到劣质固相不易分散，及时被固控设备清除的目的，提高了高密度钻井液的固相容量限。从而也提高了钻井液体系的抗污染能力。

（四） 一般情况下，高密度流变性的解决意味着沉降性的不稳定的增加，GIR-23井在满足悬浮和携岩的前提下，钻井液尽量低粘切钻进，钻井液初切力低于1.5Pa时，通过补充预水化好的膨润土浆并配合使用0.02-0.03%黄原胶，以最低有效膨润土含量来解决钻井液的悬浮及携砂能力。并确保高密度、高固相钻井液的良好流变性和沉降性；

（五） 使用密度大于4.2g/cm3的重晶石粉，尽量减少固相总量，降低粘度效应；

（六） 控制分散剂的加入，维持低PH值7-7.5，确保体系的强抑制特性；

（七） 三开全过程使用120目以上细目筛布，适当使用除砂器、除泥器，间接使用离心机，清除低密度岩屑颗粒；

五、现场使用效果

GIR-23D井在三开盐膏层施工中，坚持做好日常小型试验，及时检测MBT及各种离子含量，来指导现场钻井液维护处理的方向，不断总结经验，优化配方，钻进中以WNP-1、DSP-2、DLP-1 为降失水剂 ，PAM、AP-1、KCL、CLNa为抑制剂，无水聚合醇、废机油、石墨粉为润滑剂，超细碳酸钙、石灰、改性沥青为封堵材料，结合DLP-1的化学封固作用与DSP-2的强效护胶降滤失作用，多侧面提高盐水钻井液滤饼质量及滤失性能，配合使用抑制型降粘剂0.5%XY-27调整流变性能，储备足够的重浆，密度走设计下限，最大限度地减少重晶石粉的加量，通过以上措施，三开全过程钻井液性能稳定，抑制能力强，钻进过程中没有出现井下复杂情况 ，起下钻没有遇阻遇卡现象 ，满足了安全快速钻进的需要，表明该套钻井液体系完全能够满足大斜度井段钻井需要。

参考文献：

[1]鄢捷年.钻井液工艺学[M].中国石油大学出版社，2001.

环保钻井液技术 第5篇

目前常用的钻井液润滑剂有矿物油类、改性动植物油类、表面活性剂类及多元醇和聚合醇类[1,2], 此类润滑剂价格高, 对环境污染大[3]。改性动植物油类即多羟基化合物润滑剂性能好, 无毒, 荧光级别低, 使用方便[4], 因而得到了广泛的应用。

1 室内评价

1.1 环保型钻井液润滑剂的制备

1#:植物沥青25%, 生物柴油50%, 丙二醇二油酸酯15%, 月桂醇聚乙烯醚10%。

2#:植物沥青30%, 生物柴油50%, 丙二醇二油酸酯10%, 月桂醇聚乙烯醚10%。

3#:植物沥青36%, 生物柴油50%, 丙二醇二油酸酯4%, 月桂醇聚乙烯醚10%。

4#:植物沥青30%, 生物柴油40%, 丙二醇二油酸酯15%, 月桂醇聚乙烯醚20%。

1.2 产品性能测试

膨润土浆配制:1000ml样品杯中加入2g碳酸钠, (11000r/min) 边搅拌边添加50g钠基膨润土, 钠基膨润土加完后开始计时20min。刮下杯壁和搅拌桨上的附着物。室温下将预制土浆密闭放置24h[5]。

测试仪器:EP-2型极压力润滑仪, GRL-4滚子加热炉, GJ—3S高速搅拌器.

测试泥浆:将密闭后的膨润土浆用低速搅拌器搅拌5min, 两个样品杯分别量取250ml, 再高速搅拌10min, 用极压润滑仪测定润滑系数, 并取平均值K0。

另取三份250ml, 分别加入2.5ml润滑剂, 高速搅拌10min测定润滑系数, 并求出平均值K1。

润滑系数降低率RK=100%* (K0-K1) /K0

K0基浆润滑系数

K1基浆加入润滑剂后润滑系数。

由上表可知, 样品3#润滑性能明显高于另外三个样品, 因此采用3#的配比进行后续实验。

从表中的数据可以看出, 润滑剂的添加量在1.5%时有良好的润滑性能, 但是结合生产实际以及经济效益, 确定润滑剂加入量为1%为最适值。

1.3 其它原因对润滑剂性能影响:

结合生产实际, 随着钻井深度的增加, 温度升高, 这必然影响润滑剂的润滑性能, 甚至破坏泥浆结构或者润滑剂结构导致润滑性能降低甚至丧失[6]。因此耐温型润滑剂是必然基本要求, 本文对该型号润滑剂做耐温性试验, 在设定温度下, 经滚子加热炉持续热滚16h, 测定结果如下:

1.3.1 耐温测试

由表可知温度的影响基本可以忽略, 该型号润滑剂可在200℃, 经过高温16h热滚后依然保持良好的润滑性能。

1.3.2 耐盐测试

结合石油开采实际因素, 油田采出水中含有Cl-、Na+、Ca2+、K+等离子, 相关离子必然对润滑剂的实际润滑性能有所影响。本文结合生产实际, 模拟了60℃时润滑剂加入量为1%不同盐含量对润滑剂性能的影响。结果如下:

由图象可知:温度60℃时, 盐含量12%以下, 加入1%的润滑剂即可达到较好的润滑效果。

1.3.3 耐温耐盐测试

钻井作业中随着深度增加, 温度不断升高, 所遇地层情况也比较复杂。因此, 同时考察温度和盐含量对润滑剂性能的影响也至关重要。本文考察了该种型号润滑剂在盐含量为8%时, 不同温度下的润滑效果。为最大程度模拟生产操作, 在设定温度下用滚子加热炉热滚16h。结果如下:

由上表可知, 在8%盐含量时, 200设施℃以下, 该型号润滑剂1%加入量即可达到润滑要求。

综上所述, 本文经过对该型号润滑剂不同配制比例的考察, 确定了最佳性能时的配比及加入量;经过对该润滑剂耐温测试、耐盐测试、耐温耐盐测试的考察, 确定了该润滑剂在一定盐度和温度下依然保持较好的润滑性能, 满足钻井操作的实际要求。

2 结语

本文所述润滑剂所用的原材料价廉, 易于取得;进行实验后所确定的生产工艺路线收率高, 副产物少, 产品质量符合质量标准, 安全可靠;整个生产过程对环境无污染, 绿色环保。实验所得的润滑剂实用性能符合钻井液润滑剂的技术要求。

摘要：本润滑剂所用的原材料价廉, 易于取得;生产工艺路线收率高, 副产物少, 产品质量符合质量标准, 安全可靠;整个生产过程对环境无污染。本钻井液润滑剂包含以下质量百分含量的组分:生物柴油:4045%, 润滑剂:3545%, 乳化剂:1520%。

关键词：钻井液润滑剂,抗温,耐盐

参考文献

[1]胡志孟.羟基植物油脂肪酸的合成及其润滑性[J].化工科技, 2001, (3) :1~4.

[2]王怀文, 刘维民.植物油作为环境友好润滑剂的研究概况.润滑与密封[J], 2004, (5) :127~130.

[3]叶斌, 陶德华.环境友好型润滑剂的特点及发展.润滑与密封[J].2002, (5) :73~76.

[4]陈洁.油脂化学[M].北京:化学工业出版社 (第一版) , 2004, p36.

[5]中国石油天然气总公司.中石油行业标准SY/T6094-94, 1995.01.18.

浅析石油钻井酸化压裂现状及环保 第6篇

(1)油气田酸化压裂技术简析目前的经验和技术能使碳酸岩层有效增产的最佳途径就是酸化压裂。如果想要发挥这一技术的最大功能优势,就必须要弄明白碳酸岩的具体构成情况,选出酸液,掌握并加以控制其发生反应的条件,以求最大的提高反应速度,减少液体的流失。减少流体流失最好的办法就是提高流体黏稠度,通过向酸液中加入活性剂稠化酸、聚合稠化酸、泡沫剂等物质,在增加其酸液黏稠度而又不会影响其化学性的的方法。

(2)酸化压裂的技术现状①裂缝延伸模型。西南石油学院率先提出的三维裂缝模型和控缝技术以及“四变”(变排量、变黏度、变支撑剂类型和支撑剂粒径技术),这些都是目前已取得的主要研究成果。②重复压裂。重复压裂的定义是压裂同一口井、同一个层位、同一个地方、与常规的人为的第一次压裂无效后的再压裂,与压开不同层段是不一样的。其技术的核心可以概括为“堵老缝、压新缝”。即:封堵已经成为储水通道的裂缝,堵上控制区域已经完全或者大部分产出的老旧裂缝;制造出新裂缝新通道的关键点就在于把握住压开的时机,新裂缝总是在最大最小应力场改变的那一刻产生。③高含硫油田技术。发展到现在,国外惯用的方法是用互溶剂吸收生成的单质硫。然而如今又有一个新方法——“双管齐下”,就是在减小铁离子的浓度的同时用硫化氢吸收剂阻止单质硫的形成。

2 关于环境保护

现如今油田想要增加产量主要就是通过对油气井的酸化及压裂,长城钻探压裂公司一年就要对超过400口投产的井进行酸化压裂施工,然而其中单井使用压裂液的量就为160m3～7500m3。在作业过程中井产生的废弃物以及施工过程中产生的生活垃圾势必会给生态系统及环境造成极大的损害。

(1)产生的污染物类别①气体污染。不仅包括作业中使用的酸所挥发产生的废气,还包含整个作业过程中使用的汽车所造成的尾气污染。②固体废弃物。例如支撑剂使用后产生的废弃残渣;破胶剂使用所产生的残渣;化工料包装袋等污染物。③其他污染源。作业过程中各种人为产生的垃圾;酸化压裂过程中的噪音污染;特殊添加剂等造成的污染。如果这些污染物不处理好,势必会给环境造成严重的损害。

(2)目前现场处理污染物的方法①焚烧法。采用焚烧污染物的处理方法,即将废弃污染物置于高温的条件下,使得其得到充分的氧化分解,在进行一系列的化学反应后将其中的有机物变成CO2和H2O等。与此同时,再将施工作业中的残酸消除掉,这样做可以大大降低对水资源的污染。

②填埋法。如果降低环境保护的条件,也就是说对生态环境保护没有太高要求的情况下,就可以选择一个合适的地方将污染物就地填埋。其中废液最适用于深坑填埋,随着人们环保意识的提高,该方法在很多地方已经明令禁止了。

3 作业现场环境保护措施

(1)生产管理责任机制的建立无规矩不成方圆。因此健全的环境保护管理制度的建立是首当其冲的。通过制度监管和督促酸化压裂队伍,使其能够明确认识自身保护环境的责任。同时,还必须要保证制度的有效落实,提高执行力,因为一项制度得以保障执行的意义要远远大于其制定及存在的价值。

(2)提高人员素质组织未上岗人员学习环保知识及相关的法律法规,必须经过培训并且取得合格证后方能上岗,并且还要对其进行定期的教育,不断强化提高员工的环保意识。酸化压裂施工作业过程中,不仅要加强现场的监督管理工作,并且还要对人员、材料和设备进行定期的巡检。加大对作业中的环境保护工作的检查力度,全面考核管理人员环保工作情况,尤其是要赏罚分明,对违章违规操作行为进行严厉的处罚。

(3)管理创新、技术创新在石油地面建设时,一般会占用较多的土地面积。例如一口压裂井的用地,一般占用面积为5500m2,有时候甚至会超过6500m2。所以,实际应用管理过程中应当在模式上进行创新不能老沿用以前的老方法,对土地的使用要进行合理规划,并且还需根据实际的具体情况适时的引入一些先进的技术,以节约土地资源。

4 结语

在未来的发展过程中,希望压裂公司能够建立健全生产管理责任机制,提高施工人员的业务素质,创新管理,引入先进技术,树立正确的绩效观,保护生态环境,大力节约自然资源,坚持清洁生产,坚持环境资源保护,坚持可持续发展,推动绿色压裂目标的实现。

参考文献

[1]蔡爱斌,吴建军,汪新志,等.中原油田钻井和措施井作业废水的处理[J].

[2]陈亮,张世明,刘竹丁,等,石油钻井控制技术的现状与发展趋势[J].

定北11井钻井液技术 第7篇

定北11井是中石化华北分公司在鄂尔多斯盆地天环向斜中段东翼夏记墩自然村鼻隆中部部署的一口探井, 主探山西组山2段、下石盒子组盒1段;次要目的层下石盒子组盒2段, 山1段, 兼探奥陶系风化壳, 本井设计井深3915m, 完钻井深3943m, 该井采用二级井身结构, 完钻井身结构为:F311m m´505.5+F245.5m m´504.79, F215.9mm´3943+F140mm´3878.75。该井一开于2011年4月15日开钻, 4月16日完钻, 二开于2011年4月19日开钻, 5月29日完钻。依据录井全井钻时数据, 定北11井平均机械钻速为7.53m/h。依据测井资料可知, 测井井底温度为115℃, 二开505m-3540m井段井径平均值为242.9m m, 井径扩大率为12.51%;二开是目的层3540m-3943m井段井径平均值为243.7m m, 井径扩大率为12.88%;二开井段505m-3943m井径平均值为243.1m m, 井径扩大率为12.60%。

2 钻井液体系

定北11井为部署在定北区块的一口预探井, 在钻井液的使用上应有利于发现和保护油气层、有利于地质资料录井、有利于快速钻进和安全钻井、有利于除气、有利于复杂情况的预防和处理。本井所钻遇地层易塌、易漏, 泥岩中以非膨胀性粘土矿物为主, 部分井段蒙脱石含量较高, 遇水易产生不均匀的水化膨胀, 易膨胀缩径、剥落形成掉块, 目的层具有低压、低渗等特点, 所以本井钻井液以稳定井壁和最大限度的减少对储集层的损害, 保护油气层为主。一开使用聚合物钻井液;二开中上部选用无固相强抑制聚合物钻井液体系, 主要通过强抑制剂来抑制泥页岩吸水水化膨胀, 稳定井壁, 并通过井壁稳定剂有效的封堵剂封堵地层的层理裂隙;二开下部采用低固相强抑制封堵聚磺钻井液体系, 提高钻井液的抗温能力, 避免上部地层长期受钻井液浸泡引起井壁垮塌。

3 钻井液维护及处理

3.1 一开井段 (0-505.5m)

一开为121/4"井眼, 设计井深为501m, 实钻井深为505.5m, 下入95/8"套管, 下深504.79m。该井段钻遇地层为新生界黄土层和砂土层, 志丹群的棕褐、褐、绿灰、棕红色泥岩与绿灰、棕灰色细砂岩, 胶结性差, 可钻性好, 易漏, 易垮塌, 钻井液主要以携带岩屑、稳定井壁为主。开钻前按配方配制新浆100m3, 配方为:清水+4t土粉+0.2t HV-CMC+0.2t Na OH+0.2t Na2CO3, 配浆水预处理后加入土粉并充分预水化加入聚合物, 充分搅拌后开钻。钻井液循环采用灌循环方式, 在钻进过程中, 补充K-P A M稀溶液处理, 保持钻井液粘度高于40s。充分利用振动筛、除砂器清楚无用固相, 一开完钻后充分循环, 保持井底干净, 表套顺利下入。一开井段平均机械钻速为26.15m/h。

3.2 二开井段 (505.5-2272m)

依据设计二开井段上部使用无固相强抑制聚合物钻井液体系, 采用地面沉降池循环, 主要用强抑制性聚合物PAM及KPAM, 利用其强絮凝性充分快速沉淀钻屑和分散的地层粘土, 保持最低密度, 紊流洗井, 克服阻卡, 提高钻速。安定组、直罗组泥页岩易掉块, 加大K-P A M的用量, 提高钻井液的强抑制剂、井壁稳定剂的用量, 保护井壁。该井段钻进过程中钻井液密度为1.01-1.02g/cm3之间, 漏斗粘度保持再27s左右, 不控制钻井液滤失量, 充分释放钻压, 提高了钻头水马力。

3.3 二开井段 (2272-3171m)

该井段依然使用使用无固相强抑制聚合物钻井液, 钻井液循环方式由大循环改为灌循环, 开启振动筛、除砂器等固控设备。由于上部井段井壁受清水冲刷, 且上部井段部控制钻井液滤失量, 安定组的泥灰岩, 其下棕褐、褐色泥岩, 直罗组的灰绿、灰、棕色泥岩易于剥落形成掉快, 为确保井壁稳定性, 改小循环后及时补充JBW、HFT-301、FT-1等井壁稳定剂。并用HV-CMC调整钻井液流变性, 随着井深的增加逐渐提高钻井液的粘度, 加强了钻井液的携岩能力。为提高机械钻速, 在延长组底部井深2586m开始加入K Z J, 改变钻头表面的润湿性, 减少钻屑在钻头表面的粘附, 并提高钻井液的润滑性, 降低粘滞系数, 降低了延长组渗透性好的砂砾岩层段缩径卡钻的几率。进入纸坊组后, 加入Y Z J提高钻井液的抑制能力, 并适当提高其粘度, 降低失水, 用HV-CMC、PAM等聚合物胶液护胶。充分应用固控设备清楚无用固相, 降低钻井液密度, 提高机械钻速。

3.4 二开井段 (3171-3943m)

该井段在二开中部钻井液体系的基础上调整为低固相强抑制封堵聚磺钻井液体系。随着井深的增加, 井底温度增高, 出口温度达60℃, 为确保所用钻井液体系在高温下的稳定性, 故补充SMC、SPNH等磺化类抗高温降滤失剂。进入石千峰组后, 将P A M、K-PAM、YZJ配成胶液, 以细水长流方式均匀维护, 保持聚合物在钻井液中的含量, 使钻井液具有足够的抑制性, 有效控制石千峰组棕色、棕褐色泥岩造浆, 保持钻井液性能稳定。并配合K Z J使用, 以提高机械钻速。为保护储层, 进入下石盒子组前, 严格控制中压滤失量≤6m l, 降低钻井液滤液对储层的伤害。进入储层段后加入防水锁剂FS-1提高钻井液滤液的反排能力。进入山西组之前加入F T-1、F S T-1, 防止煤层、煤线的防塌能力。进入太原组1段大段煤层前, 配置H V-CMC、K-PAM、PAC-HV等胶液提高钻井液的流变性, 通过适当提高钻井液粘度, 并用磺化类处理剂尽可能降低钻井液滤失量, 降低钻井液滤液对煤层的垮塌的影响, 起钻前充分循环出井内钻屑, 加强固控设备的应用, 清除无用固相, 保持钻井液密度在设计范围之内。

4 复杂情况分析

浅谈钻井液技术发展 第8篇

1 钻井液技术发展状况

钻井液是机器钻井的必不可少的液体物, 钻井液技术技术的发展, 是机器钻井技术提高的一个方面, 同时也是钻井技术发展的不可缺少的一个方面。总结近几年钻井液技术发展, 主要有以下几种状况:

1.1 无渗透钻井液技术

最先提出“无渗透钻井液技术”是美国环保钻井技术 (EDTI) 公司, 该公司生产了一种无渗透钻井液 (简称N I F钻井液) , 该钻井液主要成分是增粘剂 (C2000) 、动态降滤失剂 (FI C2000) 、润滑剂 (KFA2000) , 这些都是一种使所钻地层在超低固相含量下损害接近于零的钻井液。这种钻井液在化学原理作用下, 使地层表面产生密封的非渗透膜, 使不同孔隙尺寸分布的地层, 可用同一种组分的钻井液即可完好的封闭。从而实现了钻井液对地层的无渗透效果, 达到了进一步节约能量良好效果。美国环保钻井技术生产的N I F牌钻井液, 不但不会损害地钻开油层, 而且还可以钻进油层与页岩的互层、在同一裸眼井段中不同压力的油层、以及因为力学原因造成严重失稳的地层等。实验室研究表明, 使用美国环保钻井技术生产的NIF牌钻井液, 可以使岩心的渗透率恢复率达到90%以上。目前, 国内的研究院所也开发出了类似且先进的产品, 为我国的油田钻井创造了一定的便利条件。

1.2 水基成膜钻井液技术

水基成膜钻井液技术是通过对水基成膜钻井液技术研究表明, 加入一到几种成膜剂在水基钻井液中, 这样即可以在泥页岩等地层井壁表面钻井液体系会形成较高质量的膜, 还可以使需要水基成膜钻井液这样地层, 不会有钻井液滤液渗入, 从而实现了保护油气层和稳定井壁的作用, 即发挥类似油基钻井液的保护作用。国外一生产水基成膜钻井液公司, 即M—I钻井液公司, 对页岩膜效率进行过比较系统的研究, 研究出:在水基钻井液中可以形成I型膜 (水基钻井液成膜) 、Ⅱ型膜 (封堵材料成膜) 和Ⅲ型膜 (合成基钻井液成膜) 三种类型的膜, 其中膜效率最高是Ⅱ型膜, 另外各种类型膜有着不同的渗透机理。合成基钻井液、硅酸盐钻井液和多元醇类钻井液等类型钻井液都能形成膜。目前, CSIRO和Baroid公司已联合开发研制出一种新型水基钻井液其具有较高的膜效率, 并在实际应用中取得了良好的效果。我国的石油勘探开发研究院也研制出一种名为BTM一1的水基钻井液成膜剂, 试验与应用都表明它具有良好的半透膜效能, 能充分抑制泥页岩水化膨胀, 比硅酸盐和聚合物钻井液的分散能力强。

1.3 正电性钻井液技术

目前通常使用的钻井液处理剂极大部分呈负电性, 其为中性的仅有少数由天然的或有机高分子改性而成的处理剂, 仅有极少数处理剂为正电性处理剂, 所以我国用以上几种处理剂研配而成的的各种钻井液体系, 几乎都属于阴离子体系, 钻井液体系的电位小于零。如果能得到一种电位大于零钻井液体系, 就可有效地抑制地层粘土的水化膨胀和分散, 从而使钻井液的抗盐、抗污染能力得到很大提高。“钻井稳定性”与“地层稳定性”及保护油气层之间的矛盾就可以通过正电性钻井液体系得到解决, 这对保护油气层和提高原油产量具有深远的意义。在水基基液加入正电性的钻井液处理剂便可配制成正电性钻井液, 最后使钻井液体系电位大于零。我国几知名单位合作研发的“正电性钻井液正电钻井液体系研究及在保护油气层中的应用”已经成功, 其技术达到了世界领先水平。

1.4 纳米钻井液技术

纳米钻井液技术是现代钻井技术, 是为了进一步改善正电性钻井液技术的综合性能, 在钻井液完井液领域中探索纳米技术的应用, 我国几知名单位合作, 共同进行了纳米技术在钻井液在完井液中的应用的研究。以往国内外研究钻井液技术, 只是单一的寻求如何改变钻井液体系中组分的物理化学性质来实现目的。而很少用高科技的纳米技术观。目前, 这个研究项目的室内工作已全部结束, 并取得一些喜人的成果。并在胜利油田3口井中用研发的新材料形成的钻井液进行试验, 取得了明显效果。由此能够推测, 如果研究完成这个项目, 将会使钻井液技术水平得到很大的提高。

2 钻井液新技术的特点

随着科技发展, 钻井液科研开发也出现了一些新特点。经归纳有如下几个方面: (1) 对油气层保护性能备受重视; (2) 相关学科的应用对钻井液技术的研究的影响; (3) 理论上创新的引导钻井液新技术开发。

3 未来钻井液技术的展望

随着社会发展、科学进步、钻井液技术也会有新的发明和已有钻井液技术的大幅度, 特别是将要在以下几个方面表现尤为突出:

⑴钻井液体系方便化因为钻井液是由溶解性高的、部分溶解的和不溶解的聚合物组成。所以在实际工作应用中, 针对储层条件的不同, 只要与水按一定比例混合, 就可及时配成性能稳定, 且基本满足要求的钻井液。

⑵钻井液处理剂和体系多功能化所谓的钻井液处理剂的多功能化, 即减少钻井液中的处理剂, 但这种多功能化, 并不是传统意义上的多功能化, 是相对钻井条件的现代多功能化。

⑶钻井液处理剂和体系颗粒将纳米化在科学上运用纳米技术, 可以得到一些纳米级别材料的颗粒, 这样材料就会具有纳米材料的性能, 从而使钻井液处理剂具有一些意想不到的优异性, 从而钻井液的使用性能得到改善和提高。

⑷钻井液体系将更加环保化现在钻井液技术发展受到环保政策及法律、法规限制, 研究的新型钻井液体系既要满足钻井工程技术又要达到环境保护的要求。因此钻井液发展为环保型钻井液体系。

4 结束语

钻井液是在钻井作业、保护油气层中起到科学的作用的液体。经过漫长岁月的科研开发和生产实践表明, 它油田开发方面、环境保护方面、能量节约方面等都将起到了人性化的积极作用。

参考文献

向阳1井钻井液技术 第9篇

向阳1井是一口预探井, 设计垂深3900m。地层易水化剥落, 胶结性差, 掉块严重。富含CO2气体[2], 易侵入泥浆, 造成钻井液HCO3-和CO32-污染, 维护处理困难。本井要控制造浆, 增强高温稳定性, 做好防塌、防渗, 防HCO3-和CO32-污染工作。

2 钻井液技术难点及体系

2.1 一开钻井液技术难点及体系

一开泰康组、明水组地层, 该地层主要是含砾岩, 成岩性差, 胶结疏松, 易跨塌。采用预水化膨润土+聚合物钻井液。该体系维护方便、携砂能力强、造壁性和防塌能力较好, 能有效地解决井壁垮塌问题。其配方如下:3~5%膨润土+0.3~0.4Na2CO3+0.05~0.1%HV-CMC

2.2 二开钻井液技术难点及体系

二开泉头组砂岩渗透性好、易漏、易掉块, 地层非常不稳定, 砂样混杂, 掉块多, 泥岩造浆严重, 要防止泥岩水化膨胀、防止地层坍塌掉块、渗漏。该井段地层多变, 砂泥岩互层较多, 因钻井液长时间浸泡而发生坍塌掉块。采用聚和物防塌钻井液。该体系防塌效果好、抑制能力强。KPAM能有效地控制泥岩的水化膨胀;HQ-1和YK-2有利于防止井壁坍塌掉块。增大CFL、HQ-1、YK-2和NH4-HPAN加量、严格控制失水, 增强了钻井液的防塌性能。其配方如下:0.2%Na2CO3+0.05%Na OH+0.3%KPAM+1%CFL+1%NH4-HPAN+1%LV-CMC+2%QS-2+加重剂

2.3 三开钻井液技术难点及体系

三开沙河子和火石岭, 基岩。下部富含CO2气体, 易侵入泥浆, 造成钻井液HCO3-和CO32-污染, 维护处理困难。钻井液易出现老化, 随着井深的增加, 地层温度逐渐增加, 对钻井液性能影响较大。采用聚磺抗高温钻井液。该体系抗温性好, 能有效防漏、防泥页岩坍塌、防卡、防钻井液气浸, 钻井液流变性适宜, 稳定性好, 有利于发现、保护油气层。其配方如下:0.2%Na2CO3+0.1%Na OH+0.3%KPAM+2~3%SMP+1%CFL+2%YK-2+2%坂土+加重剂

3 分段钻井液维护处理及性能控制

3.1 一开井段

(1) 泰康组成岩性差, 胶结疏松, 易跨塌, 加入堵漏剂后强行穿过漏层。钻过漏层后保持高坂含、高粘切、以达到防塌、防漏、携砂良好以及稳定井壁的作用, 防止松散粘土冲蚀后造成井下复杂。

(2) 充分利用好固控设备清除有害固相, 尽量使用细筛布, 实现一级净化最大处理量, 保证振动筛和除砂器使用率100%。

(3) 钻达井深后, 拉井壁、大排量 (52L/S) 充分循环洗井, 保证井眼清洁、井底干净, 起钻前用HV-CMC配稠浆15m3垫底, 确保下套管、固井顺利。

3.2 二开井段

(1) 通过混合漏斗加入坂土、大钾、NH4-HPAN、LV-CMC等处理剂, 充分水解后进行二开。

(2) 钻水泥塞时, 加入适量纯碱, 防止水泥污染钻井液。

(3) 该井段地层多变, 砂泥岩互层较多, 嫩江组和青山口组砂岩渗透性好、易漏, CO2含量较高, 滤失量难以控制, 通过提高PH值和加入抗盐处理剂恢复正常, 保持泥饼薄韧, 保持PH值在9.5~10之间, 不断补充抗盐、抗温降滤失剂及YK-2、HQ-1防塌剂, 保证钻井液性能的稳定, 防止渗漏和钻井液长时间浸泡而发生坍塌掉块。

3.3 三开井段

(1) 地层压力较高, 提高钻井液密度后低压层段和裂缝性地层易漏失, 应先期做好防漏工作;加入封堵性材料, 实行屏蔽暂堵, 提高地层承压能力, 防止地层漏失。

(2) 含CO2, 准备2t硫酸亚铁, 预防HCO3-和CO32-污染钻井液, 做到及时发现及时处理, 加入适量抗高温处理剂SMP, 防止处理剂高温降解产生气泡, 增强钻井液的高温稳定性。

(3) 根据井下摩阻情况及时加入润滑材料降低摩阻, 防止粘附卡钻。

4 应用效果

低固相低粘度强抑制钻井液, 具有超强的抑制性, 能抑制软泥岩、泥页岩, 抑制岩屑分散和地层造浆;充分释放了聚合物不分散体系最大化提高机械钻速的优势;同时具有较强的润滑和防泥包性能。低荧光或无荧光防塌抑制剂, 能有效抑制和封堵泥页岩, 保护流体对井壁的冲刷。

5 结语

(1) 在转换二开钻井液时, 一开钻井液经过反复的固相清除后, 进行二次使用, 这样既解决了废弃钻井液多的问题又节省了转换时间。

(2) 适当补充坂土浆, 可使聚合物钻井液在井底高温下保持良好的流动性, 改善泥饼质量, 并增强钻井液的封堵性。

(3) 使用好固控设备, 根据井下情况及时调整筛布目数, 尽量使用高目数筛布, 严格控制劣质固相含量。

参考文献

[1]杨作武, 刘彦学, 刘兴福.乳化柴油钻井液欠平衡钻井技术在松辽盆地南部油气田的应用[J].钻采工艺, 2003, 26, 11-20.