強(qiáng)封堵有機(jī)鹽鉆井液致密油水平井中應(yīng)用

中國(guó)石油大學(xué)（華東）現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目：水平井無固相鉆井液應(yīng)用及研究 學(xué)習(xí)中心：大港油田學(xué)習(xí)中心 年級(jí)專業(yè)： 學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師：職稱： 導(dǎo)師單位：中國(guó)石油大學(xué)（華東） 中國(guó)石油大學(xué)（華東）遠(yuǎn)程與繼續(xù)教育學(xué)院 論文完成時(shí)間：年月日 摘要 本文介紹了無固相鉆井液體系在勝利油田水平井中的應(yīng)用，室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表 明無固相鉆井液體系由于無固相鉆井液固相含量低，濾液抑制性強(qiáng)、鉆井液性能優(yōu)良， 能夠滿足水平井鉆井施工及其他相關(guān)工作的要求，油層保護(hù)效果好，具有良好的社會(huì)和 經(jīng)濟(jì)效益。 關(guān)鍵詞：無固相、鉆井液、儲(chǔ)層保護(hù) 目錄 第1章前言.........................................................................................................4

泌頁hf1井斜井段eh3ⅱ、eh3ⅲ地層以泥頁巖為主,黏土礦物含量高,頁理、裂隙發(fā)育,采用的水基聚合物鉆井液抑制性不強(qiáng)、封堵頁理、裂隙能力差。研究出一種強(qiáng)抑制強(qiáng)封堵水基鉆井液,其對(duì)泌頁2hf井eh3ⅱ段、eh3ⅲ段地層有強(qiáng)的抑制水化膨脹效果,在鉆井液中16h膨脹率分別為6%和0.88%;封堵能力強(qiáng),api濾失量、高溫高壓濾失量低,井徑擴(kuò)大率為2.17%,沒有發(fā)生鉆頭泥包、托壓和井壁垮塌現(xiàn)象;潤(rùn)滑性好,摩阻系數(shù)低,只有0.0787。

綜述了水平井段常用的幾種鉆井液體系。較詳盡地介紹了新型聚合物、仿油基、可循環(huán)泡沫、弱凝膠、無固相等鉆井液以及儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀、研究發(fā)展方向。簡(jiǎn)介了用于煤層氣、稠油藏、裂縫性等特殊儲(chǔ)層方面水平井的鉆井液和儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)?？偨Y(jié)了水平井完井后清除鉆井液泥餅、恢復(fù)儲(chǔ)層產(chǎn)能的技術(shù)發(fā)展。最后提出了水平井鉆井液及儲(chǔ)層保護(hù)新的發(fā)展方向。

隨著石油開采量的不斷增大,鉆井技術(shù)不斷提高,為了更好的保持井壁的穩(wěn)定,防塌鉆井液成為了當(dāng)前國(guó)內(nèi)外鉆井界重要的研究課題。鉆井液設(shè)計(jì)的首要目標(biāo)就是保持鉆井井壁的穩(wěn)定,并且鉆井液好壞的主要判斷標(biāo)志也是抑制防塌能力的大小。本課題根據(jù)防塌鉆井液和防塌抑制劑在穩(wěn)定井壁和防止地面塌陷方面具有的良好作用,介紹了防塌鉆井液和抑制劑的種類,并闡明了防塌鉆井液的防塌機(jī)理。通過分析研究不穩(wěn)定巖層的特點(diǎn)、井壁塌陷和控制的機(jī)理方法,分析了當(dāng)前國(guó)內(nèi)防塌鉆井液技術(shù)的現(xiàn)狀和未來鉆井液發(fā)展研究的方向。本文研究了流變性優(yōu)于油包水鉆井液體和聚軌氟鉆井液的硅基陽離子鉆井液,分析了該鉆井液對(duì)低滲巖心的損害情況,發(fā)現(xiàn)具有良好的防止巖泥水化和防止井壁塌陷的能力。

從鉆井液影響水平井井眼凈化的根本原因出發(fā),分析了正電膠鉆井液流變性方面的獨(dú)特性,證明其完全符合水平井井井眼凈化的要求,并用現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的實(shí)例證實(shí)了這一分析的正確性。

針對(duì)蘇里格地區(qū)低孔低滲砂巖氣藏的特點(diǎn),依據(jù)ass-1全酸溶鉆井(完井)液在該地區(qū)探井的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),研制出了復(fù)合鹽水低傷害鉆井完井液。該鉆井液在常規(guī)條件下對(duì)地層的平均傷害率僅為5.9%,在特殊模擬井下條件下,對(duì)氣層的平均傷害率為13.64%,暫堵性好,井壁上形成的暫堵濾餅通過氣層壓力完成解堵,簡(jiǎn)化了完井、投產(chǎn)作業(yè)。該鉆井液在桃7-9-5ah井水平段施工過程中,起下鉆無阻卡,井底無沉砂,解決了因泥頁巖水化膨脹而引起的縮徑和坍塌、高摩阻大扭矩、pdc鉆頭泥包等一系列技術(shù)難題,創(chuàng)造了長(zhǎng)慶區(qū)塊水平段一只φ152.4mm鉆頭810m進(jìn)尺的記錄,并獲得無阻流量150×104m3/d的高產(chǎn)氣流。

牛東油田區(qū)塊是吐哈油田新開主區(qū)塊,行政區(qū)劃分隸屬哈密地區(qū)伊吾縣管轄。地表為戈壁灘,地面海拔490m左右。構(gòu)造位置:三塘湖盆地牛東2號(hào)構(gòu)造。該區(qū)塊井井別為采油井,井型為水平井,設(shè)計(jì)井深:2400-3400m,目的層:石炭系。開發(fā)目的:通過壓裂提高本區(qū)塊油藏動(dòng)用,現(xiàn)探討牛東區(qū)塊水平井鉆井液施工技術(shù)。

要加強(qiáng)水平井鉆井技術(shù)應(yīng)用中對(duì)儲(chǔ)層的保護(hù),盡可能避免鉆井液對(duì)儲(chǔ)層的不利影響,就必須依照水平段儲(chǔ)層的具體特點(diǎn)選擇最適用的鉆井液體系。本文介紹了一系列水平井鉆井技術(shù)應(yīng)用中最常用的鉆井液體系及其特點(diǎn),并圍繞著油田水平井儲(chǔ)層保護(hù)的理論與應(yīng)用,說明了做好鉆井液控制,加強(qiáng)儲(chǔ)層保護(hù)的技術(shù)要點(diǎn)。

研究水平井井壁穩(wěn)定與鉆井方位之間的關(guān)系是正確設(shè)計(jì)水平井鉆井液安全密度窗口的重要內(nèi)容。在介紹水平井井壁力學(xué)分析的基礎(chǔ)上,使用測(cè)井資料計(jì)算水平井鉆井液安全密度窗口的一套系統(tǒng)方法,對(duì)川西氣田水平井施工井壁穩(wěn)定性進(jìn)行了判斷,并計(jì)算出了在沿不同方位鉆進(jìn)情況下的鉆井液安全密度窗口值。這對(duì)確保井壁穩(wěn)定,減少由井漏、井塌而引起的井下事故,促進(jìn)水平井施工成功有著重要意義。

鉆井過程中造成疏松砂巖稠油油藏發(fā)生損害的主要因素是:鉆井液固相侵入、鉆井液液相與原油不配伍及儲(chǔ)集層黏土礦物水化膨脹。為此研制出適于疏松砂巖稠油油藏儲(chǔ)集層保護(hù)的無固相弱凝膠水平井鉆井液體系:海水+0.1%~0.2%naoh+0.2%na2co3+0.7%vis+2.0%flo+2.0%jlx,用kcl或甲酸鹽加重。該鉆井液具有獨(dú)特的流變性能,凝膠強(qiáng)度無時(shí)間依賴性,具有優(yōu)異的潤(rùn)滑性能和抑制性,與儲(chǔ)集層流體配伍性好,不僅能夠滿足水平井鉆井作業(yè)需要,而且具有優(yōu)異的儲(chǔ)集層保護(hù)效果,經(jīng)文昌13-1油田、渤中34-1油田、南堡35-2油田、渤中25-1油田等數(shù)十口海上油田水平井驗(yàn)證,效果良好。圖5表3參17

焦石壩龍馬溪組非常規(guī)頁巖氣開采是中石化集團(tuán)公司涪陵頁巖氣產(chǎn)能示范區(qū)開發(fā)的重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目,首批非常規(guī)頁巖氣水平井水平段以油基鉆井液鉆進(jìn)為主。該區(qū)塊已發(fā)現(xiàn)多處易漏地層,水平段漏失情況尤其復(fù)雜,不僅加大了施工難度,更增加了鉆井成本。為有效解決水平段油基鉆井液堵漏難題,室內(nèi)研究開發(fā)了一種水平井油基鉆井液水泥漿堵漏技術(shù),該技術(shù)的特點(diǎn)是采用柴油與淡水的混合物配制堵漏水泥漿,其與現(xiàn)場(chǎng)油基鉆井液可以任意比例混合而不會(huì)產(chǎn)生配伍性問題。實(shí)驗(yàn)室對(duì)該堵漏水泥漿性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究,結(jié)果顯示,該堵漏水泥漿密度、稠化時(shí)間和抗壓強(qiáng)度均可調(diào),具有沉降穩(wěn)定性好、流動(dòng)能力強(qiáng)的特點(diǎn)。試驗(yàn)結(jié)果充分說明,該水泥漿堵漏技術(shù)在油基鉆井液水平段裂縫堵漏中具有廣闊的應(yīng)用空間。

1 長(zhǎng)慶油田吳起區(qū)塊水平井鉆井液工藝技術(shù) 胡祖彪、駱勝偉、何恩之、簡(jiǎn)章臣 （長(zhǎng)慶石油勘探局鉆井總公司） 摘要：針對(duì)長(zhǎng)慶油田吳起區(qū)塊水平井鉆井施工過程中易發(fā)生井壁坍塌、粘吸卡鉆，井漏 等復(fù)雜情況的現(xiàn)狀，分段選用適合的鉆井液體系。上部井段采用強(qiáng)抑制無固相聚合物鉆井液 體系，以獲得最大的機(jī)械鉆速。斜井段和水平段采用低固相強(qiáng)潤(rùn)滑聚合物鉆井液體系，既有 利于油層的保護(hù)，也有利于斜井段和水平段安全快速鉆井的要求。 關(guān)鍵詞：水平井吳起區(qū)塊井眼穩(wěn)定潤(rùn)滑油層保護(hù) 前言 與常規(guī)定向井相比，水平井具有明顯的優(yōu)勢(shì)：?jiǎn)尉a(chǎn)量高，可鉆穿多個(gè)層位 的油層，采收率高，開采時(shí)間長(zhǎng)，綜合效益高。所以，對(duì)于低產(chǎn)低滲透油層，水 平井鉆井具有極大的意義和價(jià)值。近年來，在長(zhǎng)慶油田水平井鉆井?dāng)?shù)量迅速增加， 特別是在吳起區(qū)塊的廣泛分布，為“三低”油藏的高效開發(fā)提供了更為有利的技 術(shù)手段，經(jīng)過不斷的摸索和

針對(duì)華北油田以蒙脫石和伊蒙混層為主的強(qiáng)造漿性地層在鉆井過程中存在的問題,選用了不僅具有mmh正電膠鉆井液的特性,而且正電性比mmh正電膠高、可油溶、抑制能力以及抗污染能力均優(yōu)于mmh正電膠的有機(jī)黑色正電膠。經(jīng)過近3年來58口井現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明,有機(jī)黑色正電膠鉆井液能與多種處理劑配伍,鉆井液的濾失量既可以控制在聚合物鉆井液要求的范圍內(nèi),又可以發(fā)揮正電膠鉆井液的特性;固相、膨潤(rùn)土容量較高,可用于造漿較強(qiáng)以及含膏泥巖的地層;有機(jī)黑色正電膠鉆井液ζ正電位高,對(duì)粘土礦物抑制能力強(qiáng),井壁穩(wěn)定,減少了井下事故復(fù)雜的發(fā)生,提高了機(jī)械鉆速,保護(hù)油氣層效果好

為研究鹽水侵污和溫度對(duì)有機(jī)鹽鉆井液沉降穩(wěn)定性的影響,室內(nèi)測(cè)試了不同加量飽和鹽水侵污后的有機(jī)鹽鉆井液分別在20℃、120℃、150℃下的沉降穩(wěn)定性。結(jié)果表明:有機(jī)鹽鉆井液在20℃和120℃時(shí)的沉降穩(wěn)定性較好,150℃時(shí)的沉降穩(wěn)定性較差;飽和鹽水加量和溫度對(duì)有機(jī)鹽鉆井液沉降穩(wěn)定性均有顯著性的影響。

便x2井是江蘇油田今年部署在金湖凹陷楊村斷裂帶上首口勘探評(píng)價(jià)井，主探該區(qū)e2d、e1f4+3含油氣情況。為了解決該區(qū)戴南組中下部發(fā)育的棕色和白色軟泥巖互層的水化分散與縮徑、阜寧組硬脆性泥巖井壁失穩(wěn)，造成完井電測(cè)時(shí)間長(zhǎng)等問題。在室內(nèi)開展了復(fù)合有機(jī)鹽鉆井液技術(shù)應(yīng)用研究，制定了體系現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)化技術(shù)方案。該井復(fù)雜地層鉆進(jìn)中采用了復(fù)合有機(jī)鹽鉆井液技術(shù)，鉆井作業(yè)順利。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，該體系性能穩(wěn)定，維護(hù)簡(jiǎn)單，攜巖性好、潤(rùn)滑性和降濾失防塌能力強(qiáng)，能有效抑制泥頁巖水化分散，能為復(fù)雜地區(qū)鉆井提供優(yōu)越的性能保障。

由于水平井的鉆井周期和生產(chǎn)井段較長(zhǎng),鉆井液污染較為嚴(yán)重,部分水平井完井后投產(chǎn)效果沒有預(yù)期理想,而常規(guī)酸化處理只能解除鉆井液中的無機(jī)堵塞。通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究了生物酶對(duì)鉆井液中淀粉、羧甲基纖維素、聚丙烯酰胺、黃原膠等聚合物及鉆井液濾餅的降解作用,介紹了生物酶浸洗清除水平井鉆井液污染的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)效果,表明該技術(shù)是解除水平井鉆井液污染的可行方法,具有擴(kuò)大試驗(yàn)和推廣應(yīng)用前景。

針對(duì)塔河一區(qū)地質(zhì)特征及深井水平井的特殊性,在10余口水平井鉆井中采用聚合物鉆井液、聚磺鉆井液和聚磺混油鉆井液體系,很好地保證了深井水平井的各項(xiàng)施工作業(yè),鉆井液性能良好、施工工藝簡(jiǎn)單,可操作性強(qiáng)。

內(nèi)蒙古鹽井超深鉆探中,因穿越煤系地層,易造成鉆孔膨脹坍塌、縮徑、漏失而導(dǎo)致卡鉆事故。因此,施工中通過采用聚合物鉆井液體系,滿足了該井對(duì)井壁穩(wěn)定、潤(rùn)滑性能、井眼凈化、防漏堵漏及保護(hù)煤層等方面的技術(shù)要求,鉆探中未出現(xiàn)任何事故,并且井身質(zhì)量達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。該文對(duì)深部煤系地層鉆探有較大參考價(jià)值。

為提高低滲透油氣藏的開采效率,勝利油田部署了一口小井眼長(zhǎng)水平段多級(jí)分段壓裂水平井——樊154-平1井。在介紹樊154-平1井儲(chǔ)層特征、井身結(jié)構(gòu)和井眼軌道剖面特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,認(rèn)為該井存在水平段長(zhǎng)、摩阻扭矩大、井眼尺寸小、循環(huán)壓耗高和水平段井身質(zhì)量要求嚴(yán)格等鉆井難點(diǎn),從實(shí)鉆井眼軌跡優(yōu)化、實(shí)時(shí)摩阻扭矩計(jì)算、底部鉆具組合優(yōu)選、鉆井液技術(shù)、地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)和井眼修復(fù)等方面,對(duì)該井采用的技術(shù)措施進(jìn)行了詳細(xì)介紹。該井實(shí)鉆水平段長(zhǎng)1230.00m,創(chuàng)造了勝利油田小井眼水平井水平段最長(zhǎng)紀(jì)錄,平均井徑擴(kuò)大率4.62%,儲(chǔ)層鉆遇率100%,井眼軌跡光滑,有效地保證了該井12段分段壓裂的成功實(shí)施,投產(chǎn)后穩(wěn)產(chǎn)20～30t/d,為勝利油田低滲區(qū)塊的高效開發(fā)提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

一直以來長(zhǎng)水平段水平井的鉆井施工都具有較大的難度,濱435-1hf井是勝利油田開發(fā)超低滲灘壩砂油藏的第一口非常規(guī)長(zhǎng)水平段水平開發(fā)井,該井完鉆斜深5007.00m,自沙三上直至目的層沙四上純下亞段含有多套泥巖、油泥巖,灰質(zhì)或砂質(zhì)泥巖小層,控制好三開裸眼井段多套泥巖層在長(zhǎng)期的水平裸眼施工中保持井壁的穩(wěn)定是該井成功完井的關(guān)鍵所在。本文通過鉆具結(jié)構(gòu)、鉆頭選型、井身軌跡控制、井眼凈化、井壁穩(wěn)定等方面介紹高含泥長(zhǎng)水平段水平井的優(yōu)快鉆井技術(shù)在該井的成功應(yīng)用情況。

本文介紹了致密儲(chǔ)層水平井改造技術(shù)的研究和運(yùn)用。

水平井鉆井優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)研究