勝利油田無固相抗高溫鉆井液體系的研究與應(yīng)用

新型無固相鉆井液體系研究新進(jìn)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(xué))，李銳,lirui(四川大學(xué))，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(xiàn)(5條) 1.夏建國;嚴(yán)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(dá)全;徐軍獻(xiàn);周光正甲酸鹽鉆井液體系的應(yīng)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(jìn)一步勘探開發(fā)的重點(diǎn)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(zhì)量,必須優(yōu)選水泥外加劑和調(diào)整相適應(yīng)的高溫抗鹽體系。經(jīng)過對外加劑進(jìn)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(diào)配成高溫抗鹽水泥漿體系以適應(yīng)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(qiáng)度高。該水泥漿體系成功地完成了勝利油田重點(diǎn)探井郝科1井、豐8井、王古1井和王46井的固井任務(wù)。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(diǎn),研制了自由水絡(luò)合劑、高溫護(hù)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(gòu)建了抗高溫新型低自由水鉆井液體系。室內(nèi)評價與現(xiàn)場應(yīng)用結(jié)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(hù)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(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 年級專業(yè)： 學(xué)生姓名：學(xué)號： 指導(dǎo)教師：職稱： 導(dǎo)師單位：中國石油大學(xué)（華東） 中國石油大學(xué)（華東）遠(yuǎn)程與繼續(xù)教育學(xué)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(yīng)用，室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場應(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，具有良好的社會和 經(jīng)濟(jì)效益。 關(guān)鍵詞：無固相、鉆井液、儲層保護(hù) 目錄 第1章前言.........................................................................................................4

從目前國內(nèi)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(jìn)展作了闡述,并根據(jù)各種天然高分子自身的特點(diǎn),找出最合適的應(yīng)用范圍。得出天然高分子材料具有來源廣泛、對環(huán)境保護(hù)性好、高效等優(yōu)點(diǎn),特別適應(yīng)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(yīng)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(yīng)用前景。

介紹了我國第一口單井蒸汽驅(qū)重力輔助泄油水平井——草南ｓｗｓｄ－平１井的設(shè)計(jì)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(shù)措施，為今后該類水平井的施工提供了可靠的技術(shù)支持。

為尋求一種更有效、科學(xué)和經(jīng)濟(jì)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(shù)研究與應(yīng)用。從魚骨狀水平分支井的設(shè)計(jì)原則著手,對該技術(shù)的鉆進(jìn)方式、井身結(jié)構(gòu)、裸眼分支井側(cè)鉆技術(shù)、鉆具組合、地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)、油氣層保護(hù)技術(shù)、完井技術(shù)等關(guān)鍵要素進(jìn)行了研究,同時進(jìn)行了5口井的現(xiàn)場試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,試驗(yàn)井產(chǎn)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(shí)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(shù)路線,也為今后該技術(shù)的推廣應(yīng)用積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。

綜合介紹了勝利鉆井院承擔(dān)的中石化集團(tuán)公司項(xiàng)目\"地質(zhì)導(dǎo)向鉆井工藝技術(shù)研究\"的部分研究成果,并利用初步形成的地質(zhì)導(dǎo)向現(xiàn)場應(yīng)用技術(shù)成功地實(shí)施了地質(zhì)導(dǎo)向鉆井,為薄油層、厚油層頂部剩余油等復(fù)雜油氣藏開發(fā)提供了技術(shù)支撐,研究攻關(guān)階段現(xiàn)場試驗(yàn)的25口井,應(yīng)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(yīng)時間、反應(yīng)溫度、ph等的影響。結(jié)果表明,合成降粘劑的優(yōu)化方案為:am∶amps∶ia為1∶2∶2,反應(yīng)時間4h,反應(yīng)溫度80℃,ph為6,單體濃度為20%,引發(fā)劑加量為單體總質(zhì)量的0.3%。在淡水鉆井液中加入0.3%共聚物,降粘率可達(dá)94.4%;且在220℃老化16h后,降粘率仍達(dá)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(dá)90.4%;在220℃老化16h后,降粘率仍達(dá)50%,同時具有較好的抗鹽性。

以井下實(shí)際地質(zhì)特征來確定和控制井眼軌跡的地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)是近年來國內(nèi)外發(fā)展起來的前沿鉆井技術(shù)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(chǎn)權(quán)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(nèi)第一個移動式隨鉆自然伽馬測井標(biāo)準(zhǔn)刻度裝置,形成了地質(zhì)導(dǎo)向雙參數(shù)lwd儀器設(shè)計(jì)制造技術(shù)和地質(zhì)導(dǎo)向鉆井工藝配套技術(shù)。80余口井的應(yīng)用實(shí)踐表明,利用自行研發(fā)的地質(zhì)導(dǎo)向鉆井配套技術(shù)成功地實(shí)施了地質(zhì)導(dǎo)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(dá)94%以上,將井眼軌跡控制標(biāo)準(zhǔn)由原來幾何導(dǎo)向的\"工程中靶\(zhòng)"提升為\"地質(zhì)中靶\(zhòng)

針對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

在煤田鉆探施工中,應(yīng)用鉆井液的目的是為了提高施工效率和孔內(nèi)的安全性.常規(guī)使用的低固相鉆井液主要有絡(luò)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(zhì)等優(yōu)點(diǎn),即使地層條件較為復(fù)雜,也能夠順利地完成施工,避免發(fā)生安全事故.本文結(jié)合某鉆探施工工程,對施工重難點(diǎn)、配制低固相鉆井液、工程應(yīng)用、存在問題以及處理建議四個方面做詳細(xì)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(yán)重,經(jīng)常出現(xiàn)卡鉆、埋鉆事故;進(jìn)入煤系后,由于煤層厚度較大,在使用煤堿劑、絡(luò)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(hù)好,多數(shù)鉆孔出現(xiàn)煤層坍塌問題,導(dǎo)致無法順利測井的問題。通過對該地區(qū)地層特性認(rèn)真分析,積極吸取其他地區(qū)類似地層的施工經(jīng)驗(yàn),應(yīng)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(jié)了一套低固相鉆井液配比方案。結(jié)果表明：該種低固相鉆井液具有護(hù)壁性能好,排粉能力強(qiáng)的特點(diǎn),從而使孔內(nèi)事故減少,鉆探效率提高,取得了令人滿意的經(jīng)濟(jì)效益。

針對大慶外圍油田(重點(diǎn)是中深開發(fā)井)和海塔地區(qū)低壓、低滲、低產(chǎn)且無淺氣層發(fā)育的開發(fā)井,為了保持井壁穩(wěn)定、進(jìn)一步提高鉆井速度、防止井漏,應(yīng)用了微泡沫鉆井液技術(shù)?，F(xiàn)場應(yīng)用結(jié)果表明,該套鉆井液體系性能穩(wěn)定,攜巖能力強(qiáng),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(yīng)用前景。

隨著深井、超深井?dāng)?shù)量的增加,深井鉆井液問題越來越突出。著重于國內(nèi)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(jìn)行了評價;在現(xiàn)場施工中可達(dá)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(fù)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(jì)效益十分顯著。

塔河油田深井穿鹽膏層鉆井液技術(shù)

長水平段水平井技術(shù)已經(jīng)成為低效油氣田開發(fā)的重要技術(shù)手段。近年來勝利油田相關(guān)技術(shù)發(fā)展迅速,初步形成了長水平段水平井鉆井關(guān)鍵技術(shù),包括以井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)為核心的工程設(shè)計(jì)技術(shù),以底部鉆具組合優(yōu)化設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)的長水平段優(yōu)快鉆井技術(shù),以及滿足多種油氣藏保護(hù)和井筒安全要求的鉆井液技術(shù)和長效固井工藝技術(shù)。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(jìn)行了現(xiàn)場應(yīng)用,完成金平1井、高平1井、渤頁平1井等重點(diǎn)工程項(xiàng)目。其中,高平1井利用自有技術(shù)實(shí)現(xiàn)了位垂比4.02、水平段長3462.07m的工程目標(biāo),創(chuàng)造了國內(nèi)陸上油田多項(xiàng)鉆井施工紀(jì)錄。長水平段水平井鉆井關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展迅速,但仍需結(jié)合具體區(qū)塊特點(diǎn),在工程設(shè)計(jì)、井身質(zhì)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(shè)計(jì)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行深入研究,特別是加強(qiáng)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向、近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向、智能完井等高端技術(shù)的攻關(guān)力度,提高整體技術(shù)水平。

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

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(yīng)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(gòu)建了動態(tài)壓井鉆井液體系。室內(nèi)研究表明:構(gòu)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(yàn)，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(dá)木盆地臺南氣田鉆井中應(yīng)用成功。截至2008年10月30日，已在14口井中取得了理想的應(yīng)用效果。

水平２井是勝利石油管理局繼埕科１井及水平１井之后設(shè)計(jì)的一口“一井雙探”水平井，對設(shè)計(jì)和施工提出了更高的要求，在國內(nèi)尚無先例。該井實(shí)際完鉆井深２９４７ｍ，井底水平位移１１６４．２８ｍ，水平段長達(dá)９０１．４３ｍ（創(chuàng)全國紀(jì)錄）。本文簡要介紹了該井的設(shè)計(jì)與施工概況，建立了水平井雙增軌道設(shè)計(jì)模式，給出了求解軌道基本參數(shù)的計(jì)算公式，總結(jié)分析了該井井眼軌跡控制技術(shù)和主要鉆探成果。

伴隨鉆井技術(shù)的不斷革新,深井、高溫高壓井的開發(fā)規(guī)模逐年擴(kuò)大,井底的高溫高壓條件對鉆井液性能和鉆井液施工提出了新要求.井底的高壓條件需要高密度的鉆井液,高密度鉆井液在高溫、高含鹽條件下的流變性及在高溫條件下的濾失性指標(biāo)成為鉆井液施工的關(guān)鍵.精準(zhǔn)計(jì)量技術(shù)實(shí)時反饋井下數(shù)據(jù)并分析結(jié)果,指導(dǎo)施工人員及時調(diào)整鉆井液體系配伍和鉆井液施工工藝,為實(shí)現(xiàn)高溫高壓井鉆井液安全、經(jīng)濟(jì)、綠色施工提供了科學(xué)的基礎(chǔ),為鉆井作業(yè)安全和降低鉆井成本提供了保證.