复合盐水低伤害钻井液在桃795AH水平井应用

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

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。

根据页岩水平井水平段页岩裂缝发育、井壁坍塌问题,对油基钻井液的封堵性进行了优化,使用了多种刚性、柔性以及成膜的油基封堵材料进行了评价实验形成了强封堵的油基钻井液体系。泌页hf1页岩油气水平井现场应用表明,该油基钻井液体系封堵防塌能力强、滤失量低、破乳电压高,具有较强的携带能力,避免了水平井段井壁垮塌问题,中石化河南油田泌页hf1井三开水平段长1044m,钻进、电测、下套管顺利。

利97井是胜利油田布署的一口钻探盐下油气藏的重点探井,共钻遇3套盐膏层,盐膏层总厚度达600m,其井段岩性主要为盐膏岩、膏泥岩、纯盐岩及红色、灰色泥岩。根据该井地质特点和施工要求,配制复合盐饱和盐水钻井液体系,并进行热稳定性和抗污染性实验,在该井三开井段(2850～3915m)应用,取得良好效果。有效抑制了泥岩段地层黏土矿物的水化膨胀,钻井过程中无掉块,起下钻顺利;盐膏层钻井过程中,用na2so4控制钻井液中ca2+含量,很好地控制了钻井液流变性和滤失量,减少了采用纯碱控制ca2+含量对钻井液流变性造成的不利影响;用饱和盐水钻井液控制cl-的浓度,使其一直处于饱和状态,钻井液未对井壁溶蚀,电测解释井眼相对规则;三开钻进、电测、完井及取心都非常顺利(盐膏层取心2次),表明复合盐饱和盐水钻井液体系适合该区块的钻井施工,值得推广应用。

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。

阿密1h井是华北油田针对致密油领域在二连油田部署的第1口预探水平井,完钻井深为2700m,水平位移长1218m,水平段长970m,水平井段岩性以大段硬脆性泥岩或砂泥岩为主。用邻井泥岩掉块做实验发现,掉块在有机盐/聚胺高抑制性溶液中的回收率很高,但浸泡实验表明,岩屑块仍然在短时间内出现明显的裂纹,长时间浸泡后掉块水化分散明显;掉块在有机盐/铝合物封堵剂溶液中浸泡20h后,铝合物在掉块表面或裂缝处析出白色沉淀,紧密附着在岩屑上。因此决定采用具有良好抑制性的有机盐钻井液钻井,并且引入了铝合物封堵剂封堵硬脆性泥页岩微裂缝。在现场施工中,该强封堵强抑制钻井液克服了井眼水平位移大、井壁易垮塌、井眼轨迹复杂、完井作业时间长等诸多难题,满足致密油特殊地层开发的钻井需求。

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。

吴起采油厂的井的深度一般为1900-2500m(个别井的深度可达2700m),属于低压(压力系数0.9-0.97),低孔隙度(大部分的孔隙度在10%以下),低渗(除个别油层外,大部分油层的渗透率在1×10-3μm2以下)油田。而且含有大段易于水化膨胀、垮塌掉块的直罗组(约100-300m)和易于水化膨胀造浆的富县组(约50-200m),给钻井工程和油层保护工作带来很大的困难。复合钻井液完井液体系具有较低的密度(1.04-1.08g/cm3),较低的粘度(29-31s)和适中的api滤失量(≤10ml),较强的抑制防塌性能,有利于提高钻井速度,减少油层污染,提高油井整体效益。

钻井过程中,当钻遇大段岩盐层、盐膏层等地层时,若使用传统的分散钻井液,会有大量无机盐溶解在钻井液中,导致钻井液的粘度、切力升高,滤失量增大。同时会造成井径扩大,给继续钻进带来困难。为了解决上述问题,以往的科研人员采取了在钻井液中加入盐和分散剂的方法,使钻井液具有更强的抗盐能力和抑制能力。但低固相盐水钻井液经常被污染物侵入导致性能变差,该文针对目前大庆油田区域特点,对钻井液体系抗污染性能进行了评价。分别评价了低固相盐水钻井液的抗坂土、抗钻屑及抗钙侵性能。

js-平6井是河南舞阳凹陷孟寨构造带上的第一口用mmh正电胶饱和盐水钻井液体系所钻的水平井,该井钻井液流型好,性能稳定,有良好的防塌、携岩效果,有效防止了因盐岩的溶解而产生井壁失稳现象,也有效防止了岩屑床的形成。根据井眼轨迹,对不同的井斜,在液体润滑剂的基础上复配固体防塌润滑剂,很好解决了水平位移大、井斜角大、拖压,防粘卡难度大的问题,使该井钻井、电测、下套管、固井等施工作业顺利完成。

随着苏里格气田天然气水平井的大规模开发,天然气水平井机械钻速低、钻井周期长的问题日渐突出,这在很大程度上归咎于牙轮钻头平均机械钻速低、钻头用量大、单只钻头进尺低、起下钻频繁等原因。伴随着钻井工艺技术的进步和螺杆钻具型号规格的完善及其性能的提高,配合高效pdc钻头进行复合钻井的技术在苏里格水平井开发过程中的应用已趋于成熟。针对近年苏里格已施工的水平井情况,综合分析了苏里格天然气水平井目前使用的pdc钻头和螺杆钻具工作特性,阐述了pdc钻头配合螺杆复合钻井技术在苏里格天然气水平井的快速钻进中的应用情况及效果。结果表明,该技术对水平井提高机械钻速,缩短钻井周期,节约钻井成本,加快勘探开发步伐具有重要意义。

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。

经现场试验,由西部钻探青海钻井公司开发推广的地表盐水钻井液体系,在柴达木盆地台南气田钻井中应用成功。截至2008年10月30日,已在14口井中取得了理想的应用效果。

经现场试验，由西部钻探青海钻井公司开发推广的地表盐水钻井液体系，在柴达木盆地台南气田钻井中应用成功。截至2008年10月30日，已在14口井中取得了理想的应用效果。

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。

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。

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。

本文阐述了水平井钻探成功的关键录井技术环节，从钻时录井、气测录井、岩屑录井、荧光录井等方面分析了综合录井技术的地质导向原理。从样品采集、真假油气判断、气测异常和地化谱图特征等方面论述了综合录井技术地质导向方法，在改进录井方法的基础上提出了确保水平井地质导向成功和准确发现油气层的措施。

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。