勝利油田無固相抗高溫鉆井液體系的研究與應用

新型無固相鉆井液體系研究新進展 作者：劉程，李銳，張光華，黃楨，liucheng，lirui，zhangguang-hua，huangzhen 作者單位：劉程,張光華,liucheng,zhangguang-hua(西南石油大學)，李銳,lirui(四川大學)，黃 楨,huangzhen(中國石油西南油氣田公司) 刊名： 天然氣工業(yè) 英文刊名：naturalgasindustry 年，卷(期)：2009,29(11) 被引用次數(shù)：2次 參考文獻(5條) 1.夏建國;嚴新新用高密度甲酸銫鹽水完成大斜度井鉆井、完井作業(yè)及其裸眼地層的評價[期刊論文]-國外油田工 程2008(01) 2.陳樂亮;汪桂娟甲酸鹽基鉆井液體系綜述[期刊論文]-鉆井液與完井液2003(01) 3.黃達全;徐軍獻;周光正甲酸鹽鉆井液體系的應用[

以往勝利油田以東營凹陷沙三中下地層的油藏勘探開發(fā)為主,而孔店組、古潛山勘探程度極低,是目前及今后進一步勘探開發(fā)的重點對象,而沙四段以下都存在鹽膏層,完鉆井深都大干4000m,隨著井深增加地溫越來越高,對水泥漿提出了更高的要求。為保證順利施工,提高固井質量,必須優(yōu)選水泥外加劑和調整相適應的高溫抗鹽體系。經(jīng)過對外加劑進行篩選,最后選擇了河南省衛(wèi)輝市化工有限公司的系列外加劑,并調配成高溫抗鹽水泥漿體系以適應150-180℃的井溫。該體系在高溫下具有良好的稠化性能,稠化曲線呈直角;抗鹽性能好,隨著鹽加量的增大,稠化性能變化不大;抗壓強度高。該水泥漿體系成功地完成了勝利油田重點探井郝科1井、豐8井、王古1井和王46井的固井任務。在孔杏組二段的深層發(fā)現(xiàn)了含油烴源巖,拓展了東營凹陷的油氣勘探空間。

針對東海深井井底溫度高,儲層為低滲-特低滲,煤層發(fā)育,井壁易失穩(wěn)等特點,研制了自由水絡合劑、高溫護膠劑、深部抑制劑、溫壓成膜劑、膠束封堵劑和微納米固壁劑,構建了抗高溫新型低自由水鉆井液體系。室內評價與現(xiàn)場應用結果表明,該鉆井液體系具有良好的流變性、抑制性、抗高溫能力和儲層保護性能,滿足深井高溫的作業(yè)需求,并提高了作業(yè)時效。

中國石油大學（華東）現(xiàn)代遠程教育 畢業(yè)設計（論文） 題目：水平井無固相鉆井液應用及研究 學習中心：大港油田學習中心 年級專業(yè)： 學生姓名：學號： 指導教師：職稱： 導師單位：中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東）遠程與繼續(xù)教育學院 論文完成時間：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用，室內試驗和現(xiàn)場應用表 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、鉆井液性能優(yōu)良， 能夠滿足水平井鉆井施工及其他相關工作的要求，油層保護效果好，具有良好的社會和 經(jīng)濟效益。 關鍵詞：無固相、鉆井液、儲層保護 目錄 第1章前言.........................................................................................................4

從目前國內外改性天然高分子材料出發(fā),對各類天然高分子材料,如淀粉、纖維素、殼聚糖、硬葡聚糖、瓜膠、黃胞膠等在油田鉆井液中的研究進展作了闡述,并根據(jù)各種天然高分子自身的特點,找出最合適的應用范圍。得出天然高分子材料具有來源廣泛、對環(huán)境保護性好、高效等優(yōu)點,特別適應于油田鉆井液的增粘,降濾失等。最后簡要概括了天然高分子材料應用于鉆井液中存在的問題及發(fā)展趨勢,展望了其在鉆井液的應用前景。

介紹了我國第一口單井蒸汽驅重力輔助泄油水平井——草南ｓｗｓｄ－平１井的設計與施工情況，提出了不等徑井眼和水平段位于稠油礫石層的水平井鉆井及完井作業(yè)的技術措施，為今后該類水平井的施工提供了可靠的技術支持。

為尋求一種更有效、科學和經(jīng)濟的儲量動用方式和油藏開發(fā)方式,勝利油田開展了魚骨狀水平分支井技術研究與應用。從魚骨狀水平分支井的設計原則著手,對該技術的鉆進方式、井身結構、裸眼分支井側鉆技術、鉆具組合、地質導向鉆井技術、油氣層保護技術、完井技術等關鍵要素進行了研究,同時進行了5口井的現(xiàn)場試驗。試驗結果表明,試驗井產量是普通定向井或直井的3倍多,能極大地提高油藏的動用程度,提高油氣藏開發(fā)利用率和采收率。魚骨狀水平分支井的成功實施為勝利油田提高油氣藏綜合開發(fā)效益提供了一套全新的技術路線,也為今后該技術的推廣應用積累了豐富的經(jīng)驗。

綜合介紹了勝利鉆井院承擔的中石化集團公司項目\"地質導向鉆井工藝技術研究\"的部分研究成果,并利用初步形成的地質導向現(xiàn)場應用技術成功地實施了地質導向鉆井,為薄油層、厚油層頂部剩余油等復雜油氣藏開發(fā)提供了技術支撐,研究攻關階段現(xiàn)場試驗的25口井,應用效果良好。

通過水溶液聚合,制得了降粘劑丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/衣康酸共聚物(aai),研究了單體配比、反應時間、反應溫度、ph等的影響。結果表明,合成降粘劑的優(yōu)化方案為:am∶amps∶ia為1∶2∶2,反應時間4h,反應溫度80℃,ph為6,單體濃度為20%,引發(fā)劑加量為單體總質量的0.3%。在淡水鉆井液中加入0.3%共聚物,降粘率可達94.4%;且在220℃老化16h后,降粘率仍達53.4%。在加入fa367的聚合物鉆井液中加入0.3%共聚物,降粘率可達90.4%;在220℃老化16h后,降粘率仍達50%,同時具有較好的抗鹽性。

以井下實際地質特征來確定和控制井眼軌跡的地質導向鉆井技術是近年來國內外發(fā)展起來的前沿鉆井技術之一。通過理論研究、儀器研制和軟件研發(fā),勝利鉆井院自行研制出了具有自主知識產權的新型mwd、隨鉆自然伽馬測量儀、隨鉆電阻率測量儀以及國內第一個移動式隨鉆自然伽馬測井標準刻度裝置,形成了地質導向雙參數(shù)lwd儀器設計制造技術和地質導向鉆井工藝配套技術。80余口井的應用實踐表明,利用自行研發(fā)的地質導向鉆井配套技術成功地實施了地質導向鉆井,開發(fā)的最小有效油層厚度已縮短到0.8m,水平段井眼軌跡的平均油層有效延伸率達94%以上,將井眼軌跡控制標準由原來幾何導向的\"工程中靶\(zhòng)"提升為\"地質中靶\(zhòng)

針對華北油田以蒙脫石和伊蒙混層為主的強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正電膠的有機黑色正電膠。經(jīng)過近3年來58口井現(xiàn)場應用表明,有機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,又可以發(fā)揮正電膠鉆井液的特性;固相、膨潤土容量較高,可用于造漿較強以及含膏泥巖的地層;有機黑色正電膠鉆井液ζ正電位高,對粘土礦物抑制能力強,井壁穩(wěn)定,減少了井下事故復雜的發(fā)生,提高了機械鉆速,保護油氣層效果好

在煤田鉆探施工中,應用鉆井液的目的是為了提高施工效率和孔內的安全性.常規(guī)使用的低固相鉆井液主要有絡制劑、火堿劑等,相較于其他鉆井液來說,低固鉆井液具有低耗、安全、高效、優(yōu)質等優(yōu)點,即使地層條件較為復雜,也能夠順利地完成施工,避免發(fā)生安全事故.本文結合某鉆探施工工程,對施工重難點、配制低固相鉆井液、工程應用、存在問題以及處理建議四個方面做詳細的分析.

在新疆焉耆煤田塔什店勘探區(qū)的鉆探施工中,存在著上覆地層坍塌嚴重,經(jīng)常出現(xiàn)卡鉆、埋鉆事故;進入煤系后,由于煤層厚度較大,在使用煤堿劑、絡制劑,na—cmc做鉆井液處理劑時,經(jīng)常出現(xiàn)煤層部位孔壁無法維護好,多數(shù)鉆孔出現(xiàn)煤層坍塌問題,導致無法順利測井的問題。通過對該地區(qū)地層特性認真分析,積極吸取其他地區(qū)類似地層的施工經(jīng)驗,應用膨潤土、純堿naoh、部分水解聚丙烯酰胺（php）、部分水解聚丙烯腈（pan）作為鉆井液處理劑,總結了一套低固相鉆井液配比方案。結果表明：該種低固相鉆井液具有護壁性能好,排粉能力強的特點,從而使孔內事故減少,鉆探效率提高,取得了令人滿意的經(jīng)濟效益。

針對大慶外圍油田(重點是中深開發(fā)井)和海塔地區(qū)低壓、低滲、低產且無淺氣層發(fā)育的開發(fā)井,為了保持井壁穩(wěn)定、進一步提高鉆井速度、防止井漏,應用了微泡沫鉆井液技術。現(xiàn)場應用結果表明,該套鉆井液體系性能穩(wěn)定,攜巖能力強,有效降低鉆井液密度,降低井底壓力,防止井漏,滿足了工程的需要,具有很好地應用前景。

隨著深井、超深井數(shù)量的增加,深井鉆井液問題越來越突出。著重于國內常用的鉆井液用表面活性劑的研究,特別是在表面活性劑對鉆井液抗溫能力及解決各種鉆井液污染等方面進行了評價;在現(xiàn)場施工中可達到表面活性劑加量很少就極大地改善鉆井液性能的目的;在解決鉆井液污染問題時,不僅處理簡單、處理成本低,而且鉆井液穩(wěn)定周期大大延長。從而成功解決了復合型鉆井液的抗高溫、井壁穩(wěn)定、抗鹽膏污染問題等難題,綜合經(jīng)濟效益十分顯著。

塔河油田深井穿鹽膏層鉆井液技術

長水平段水平井技術已經(jīng)成為低效油氣田開發(fā)的重要技術手段。近年來勝利油田相關技術發(fā)展迅速,初步形成了長水平段水平井鉆井關鍵技術,包括以井眼軌道優(yōu)化設計為核心的工程設計技術,以底部鉆具組合優(yōu)化設計為基礎的長水平段優(yōu)快鉆井技術,以及滿足多種油氣藏保護和井筒安全要求的鉆井液技術和長效固井工藝技術。先后在大牛地氣田、長慶油田、勝利油田、腰英臺和川西等地區(qū)進行了現(xiàn)場應用,完成金平1井、高平1井、渤頁平1井等重點工程項目。其中,高平1井利用自有技術實現(xiàn)了位垂比4.02、水平段長3462.07m的工程目標,創(chuàng)造了國內陸上油田多項鉆井施工紀錄。長水平段水平井鉆井關鍵技術發(fā)展迅速,但仍需結合具體區(qū)塊特點,在工程設計、井身質量監(jiān)控、隨鉆地層界面識別、鉆井液循環(huán)利用和完井開發(fā)一體化設計等關鍵環(huán)節(jié)進行深入研究,特別是加強旋轉導向、近鉆頭地質導向、智能完井等高端技術的攻關力度,提高整體技術水平。

2011年中石化集團公司在非常規(guī)大發(fā)展上做出戰(zhàn)略部署。勝利油田致密砂巖上產目標。勝利油田非常規(guī)致密砂巖油氣資源優(yōu)勢。非常規(guī)鉆井中的優(yōu)勢資源及不利因素。水平段鉆遇泥巖時存在的不利影響。結合勝利油田渤南義字區(qū)塊鉆井中發(fā)生的復雜情況,進行分析。提出克服不利影響的幾點建議。

介紹了勝利油田φ１３９．７ｍｍ套管開窗短半徑側鉆水平井有關側鉆方式選擇、井眼軌跡的形狀設計、增斜段、造率的合理確定、井眼軌跡控制與測量等技術問題，并提出了解決這些問題的方法和建議。

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水平段多級分段壓裂水平井——樊154-平1井。在介紹樊154-平1井儲層特征、井身結構和井眼軌道剖面特點的基礎上,認為該井存在水平段長、摩阻扭矩大、井眼尺寸小、循環(huán)壓耗高和水平段井身質量要求嚴格等鉆井難點,從實鉆井眼軌跡優(yōu)化、實時摩阻扭矩計算、底部鉆具組合優(yōu)選、鉆井液技術、地質導向技術和井眼修復等方面,對該井采用的技術措施進行了詳細介紹。該井實鉆水平段長1230.00m,創(chuàng)造了勝利油田小井眼水平井水平段最長紀錄,平均井徑擴大率4.62%,儲層鉆遇率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施,投產后穩(wěn)產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。

為了滿足海洋深水鉆井液用量大以及作業(yè)平臺的限制,動態(tài)壓井作業(yè)模式被廣泛應用。針對動態(tài)壓井鉆井液體系,采用可鈍化激活的增粘劑開展了研究,構建了動態(tài)壓井鉆井液體系。室內研究表明:構建的動態(tài)壓井鉆井液體系基漿具有良好的可泵送性,經(jīng)海水稀釋并激活后,能滿足深水鉆井的需求。

經(jīng)現(xiàn)場試驗，由西部鉆探青海鉆井公司開發(fā)推廣的地表鹽水鉆井液體系，在柴達木盆地臺南氣田鉆井中應用成功。截至2008年10月30日，已在14口井中取得了理想的應用效果。