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高密度饱和盐水钻井液在盐膏层钻进中的维护技术

高密度饱和盐水钻井液在盐膏层钻进中的维护技术
高密度饱和盐水钻井液在盐膏层钻进中的维护技术

第六章 高密度饱和盐水钻井液

第六章高密度饱和盐水钻井液技术 第一节高密度饱和盐水钻井液概述 一、饱和盐水钻井液的作用和发展概况 凡NaCl含量超过1%(质量分数,Cl-含量约为6000 mg/l)的钻井液统称为盐水钻井液。一般将其分为以下三种类型: (一)欠饱和盐水钻井液 其Cl-含量自6000 mg/l直至饱和之前均属于此类。 (二)和盐水钻井液 是指含盐量达到饱和,即常温下NaCl浓度为3.15×105 mg/l(Cl-含量为1.89×105mg/l)左右的钻井液。注意NaCl溶解度随温度变化而变化。 (三)海水钻井液 是指用海水配制而成的含盐钻井液。体系中不仅含有约3×104 mg/l的NaCl,还含有一定量的Ca2+和Mg2+。 根据含盐量的多少,在国外出版的专著中又将盐水钻井液分为以下几种类型:含盐量在1%~2%时为微咸水钻井液,在2%~4%时为海水钻井液,在4%与近饱和之间时为非饱和盐水钻井液,在含盐量达最大值31.5%时则被称为饱和盐水钻井液。 如前所述,为了防止盐膏层发生塑性变形和盐溶而造成缩径或井塌等复杂情况的发生, —154—

提高所用钻井液的密度是非常有效和必要的,这一点已被国内外盐膏层钻井的实践所证实。例如,华北油田新家4井使用油包水乳化钻井液钻3630~4518m的盐膏层井段,当钻井液密度为1.90~1.95 g/cm3时,在盐岩或含盐膏泥岩处,起下钻均会遇阻。而钻井液密度提高至2.03~2.04g/cm3时,井下情况正常,下钻仅轻微遇阻,不需划眼就可通过。因此,为保证安全顺利钻穿盐膏层,必须提高钻井液密度至能够控制盐岩蠕变和塑性变形所需范围。所需密度应根据井深、井温及盐岩蠕变规律来确定,同时还要根据已钻井实际资料和岩心实测试验数据来进行修正,钻井过程中还需根据该井段的实际情况随时进行调整,以确保钻井作业的顺利进行。钻井液密度的具体确定方法和应用图版已在第四、五章详细介绍过,在此不再赘述。 一般情况下,盐的溶解是造成盐膏层钻井过程中各种井下复杂情况的主要原因。因此,要想顺利钻穿盐膏层,就必须采取有效的措施以控制盐的溶解速率。当钻遇盐岩层、盐膏层或盐膏与泥页岩互层时,盐的溶解会使钻井液的粘度、切力上升,滤失量剧增,因此会进一步增加盐膏层钻井的难度。若在钻井液中预先加入工业食盐,可使水基钻井液具有更强的抗盐能力和抑制性。由于饱和盐水钻井液矿化度极高,因此抗污染能力强,对地层中粘土的水化膨胀和分散有极强的抑制作用。钻遇盐膏层时,由于体系中的盐已达饱和,使盐的溶解受到抑制,因此可使盐膏层中盐的溶解减至最小程度,避免大肚子井眼的形成和井塌等复杂情况的发生,从而使井眼规则,确保钻井过程的顺利进行。 在20世纪80年代中期,我国就研究成功饱和盐水钻井液体系,使其顺利钻进盐膏层,基本解决了盐膏层的盐溶、缩径、井塌及卡钻等井下复杂情况。因此,现已形成了较成熟的饱和盐水钻井液体系和针对不同地层的饱和盐水钻井液配方。如胜利油田在新东风10井使用聚合物复合钾盐饱和盐水钻井液顺利通过含盐膏的红层,钻达5344.71m;青海油田在狮20井使用新型的三磺饱和盐水钻井液钻进;中原油田使用了磺化沥青三磺盐水钻井液钻进。这些井的钻井实践表明,只要根据地层实际情况对饱和盐水钻井液的配方进行适当调整,就可以顺利钻穿盐膏层。 对于高密度饱和盐水钻井液体系,不仅能尽可能减少盐岩的溶解,而且由于其“高密度”(2.0~2.5 g/cm3),因此可以有效控制盐岩的蠕变和塑性变形,从而解决了盐膏层两大主要原因引起的复杂情况。同时由于体系中加入了抗盐、抗高温和强抑制性的处理剂,如磺化酚醛树脂、氯化钾和硅酸盐等,因此可以保证井壁稳定,并可在深井和超深井中使用。 —155—

膏盐层的钻进措施

盐膏层钻进技术措施(一)在膏盐层井段钻进时,由于膏盐层的塑性流动及易造成卡钻、套管挤毁事故同时由于膏盐污染泥浆体系,造成井壁坍塌,形成不规则井眼,影响固井质量为此在钻进膏盐层前,应做好充分的物资与技术准备,措施如下: 1.钻膏盐层时,每钻进0.5米上提2米划眼到底,如划眼无阻卡、无蹩劲显示则可增加钻进井段和划眼行程,但每钻进4—5米至少上提划眼一次,每钻完一单根,方钻杆提出转盘面,然后下放划眼到底;钻进4小时(或更短,短起钻过盐层顶部,全部划眼到底,若无阻卡显示,可适当延长起钻间隔,但坚持钻具在盐层段作业时间不超过12—15小时。 2.钻膏盐层时应调整机械参数,控制机械钻速,每米钻时不低于10分钟。 3.注意钻速的变化,若机械钻速减小,立即上提划眼到底。4.密切监视各种参数的变化情况,如发现任何异常,立即上提钻具划眼; 岩盐层及其上下井段要保持钻具一直处于活动状态,防止钻 具静止而卡钻。 6. 发现有任何缩径的井段都要进行短程起钻到复合盐层顶,以验证钻头能否通过。钻穿盐层和软泥岩层,应短起至套管内,静止一段时间,再通井观察其蠕变情况,检查钻井液性能是否合适。

7. 钻进出现复杂情况不宜接单根,不宜立即停转盘、停泵,应维持转动、循环,待情况好转后,再上提划眼,判断分析复杂情况发生的原因。 8. 尽可能延长开泵时间,接单根时钻具坐于转盘后方可开泵。 9. 应首先确定安全时间,如需进行取芯或下部作业需花较多时间,钻头在盐层以下时间不得超过安全时间 采用扩孔器以增大膏盐层井径。 二、复杂情况预防与处理 A、防塌措施 调整好钻井液性能,钻入易塌层段前,按钻井液设计要求一次性加入防塌剂,含量达到3%左右。 起钻必须连续向井内灌入钻井液。 起钻遇阻,应将钻具下到畅通井段开泵重新循环洗井,避免因抽吸引起井塌。 钻进中发现泵压升高、悬重下降、扭距增加、打倒车严重、钻杆内倒返浆严重现象,应停止钻进或接单根,上提钻具到畅通井段,采用冲、通、划的方法处理。 循环时,注意经常变换钻头位置,防止长时间在一个地方冲刷。循环时避开井塌层段。 因井塌造成起钻遇卡,不能硬提,要开泵上提钻具,起出后下钻划眼。 垮塌严重井段,应提高泥浆粘切,用稠泥浆封井和带砂。

和田1井高密度钻井液技术

和田1井高密度钻井液技术 和田1井是新疆塔里木盆地一口超深预探井,完钻井深6813.50m。该井地质条件复杂,上部地层易水化膨胀,造浆严重;下部地层有大段盐膏层和高压盐水层。在钻井施工过程中,易发生泥包钻头、缩径、井塌、井漏、卡钻等复杂情况。针对不同地层特点,分段采用了不同的钻井液体系及相应的维护处理措施。现场应用表明:该套钻井液体系具有很好的的抑制性、悬浮携带、稳定井壁、润滑防卡能力,满足了钻井施工的要求。 标签:高密度钻井液;井眼稳定;防塌;抑制性;超深井 和田1井位于新疆和田市境内,是和田河西区块的一口预探井。钻探目的是勘探石炭系、奥陶系油气藏。该地区在钻井施工过程中,因地层复杂,易发生阻卡、泥包、掉快、井塌、井漏等复杂情况,引起长井段划眼、卡钻等复杂事故。针对该井不同地层段的实际情况,分段采取了不同的钻井液体系及相应的维护措施。现场应用表明该套钻井液体系具有强的抑制性,较好的悬浮携带、稳定井壁、润 滑防卡能力,成功解决了该区块易出现的复杂情况。 1 地质工程概况 和田1井地质分层及岩性特征如下:第四系(0-50m):流砂层;第三系(50-795m):泥岩夹中细砂岩;三叠系(795-924m):褐色泥岩、紫红色砾状砂岩;二叠系(924-2614m):泥岩、粉砂岩、火成岩、褐色泥岩夹膏岩;石炭系(2614-3430m):泥岩、砂岩、灰岩不等互层;泥盆系(3430-3489m):中砾岩、砂岩与泥岩互层,石英细砂岩夹棕色泥岩;志留系(3489-3918m):粉砂岩、暗褐色泥岩;奥陶系(3918-5522m):灰岩、泥灰岩、白云岩、褐色、灰褐色灰岩、泥灰岩、白云岩;寒武系(5522-6813.50m): 灰色、深灰色白云岩、灰质云岩。 和田1井一开使用φ660.4mm钻头钻至123.12m,下入φ508mm*123.12m表层套管;二开使用φ444.5mm钻头钻至1949m,下入φ339.7mm*1948.03m技术套管;三开使用φ311.15mm的钻头钻至4155m,下入φ244.5mm*4153.81m技术套管;四开使用φ215.9mm的钻头钻至6100m,下入φ177.8mm*6097m技术套管。五开使 用φ149.2mm的钻头钻至井深6813.5m完钻。 2 钻井液技术难点 本井为五开预探井,套管程序多且地层复杂。一开、二开井径大,大段软泥岩、

钻井液

钻井液 钻井液工艺(90%的原题,可能考试中有选择,自己感觉吧。 以下内容仅供参考) 一、选择 1、高温对钻井液处理剂的影响是(高温降解、高温交联)。 2、用六速旋转粘度计测量静切力,用(3r/min)的速度。 3、盐水钻井液体系中除了必要的配浆土和盐以外,还需要加入(降粘剂、降滤失剂)。 4、测得某钻井液旋转计600r的读数为60,300r的读数为38,则该钻井液塑性粘度为(22)。 5、机械钻速增大或出现放空现象,并且钻井液中出现油气显示,钻屑中发现油砂或水砂,气测值升高,氯离子含量升高,这种现象一般表示为(井喷)。 6、钻井液密度、粘度、切力和含砂量都有升高,泵压忽高忽低,有时突然憋泵,这属于(井塌)。 7、不能防塌的钻井液是(分散型钻井液)。 8、如果旋流器的底流口调节到比平衡点的开口大,则(这种不合理调节成为湿底)。 9、对于一般地层,API滤失量要求(小于10ml),HTHP滤失量要求(小于20ml)。10、聚合物钻井液的携岩能力强,主要是因为这种钻井液的剪切稀释性(强),环空钻井液的粘度和切力(大)。11、进入除砂器的钻井液必须首先经过(振动筛)。12、旋流器的规格尺寸指(圆柱部分的内径)。13、钻井液清洁器的筛网通常使用(150)目。14、由于钻井液悬浮性能不好,其中所悬浮的钻屑或重晶石沉淀,埋住井底一段井眼,造成卡钻,称为(沉砂卡钻)。15、若沉砂卡钻发生后不能恢复循环,只能采取(倒扣套铣)。16、钻井液密度在钻井中的主要作用是(平衡地层压力)。17、化学除砂是通过加入化学(絮凝剂),将细小颗粒由小变大,再通过机械方法除砂。18、易塌地层钻进时,滤失量应(不大于5ml)。

高密度钻井液

新型钻井液加重材料 1 四氧化锰 贝克体斯公司使用专利加重材料---Micromax开发出了一种逆乳化钻井液。这种加重材料是四氧化锰,与重晶石颗粒相比,四氧化锰具有粒径小、颗粒呈球形的特点。由于球形颗粒的粒间摩擦很小,故钻井液的塑性粘度大幅度降低。虽然四氧化锰的密度比重晶石大得多,但其颗粒的尺寸却比重晶石小得多,这就意味着这些颗粒可以被弱结构的钻井液所支撑,同时在较低的屈服值下不会增加沉降的风险。Micromax可以改善钻井液的流变性能,同时降低加重材料发生沉降的趋势,可在高温/高压井和小井眼中使用。对于高温/高压井,减轻沉降趋势和降低塑性粘度能大幅度缩短钻井时间,减少井下漏失。连续管钻井和过油管钻井的发展也为该钻井液的使用提供了潜在市场。 从健康与安全的角度来说,由于细颗粒尺寸和粉尘所带来的问题可以通过事先将加重材料与钻井液混合来避免。压井用的钻井液被运输到井场上,其中部分钻井液被油和盐水稀释成所需的钻井液密度。这一操作安全可靠,并能极大地简化采用非标准加重材料所带来的诸多问题。 超高密度钻井液 技术难点: 由于深井并底温度高,对高密度钻井液的处理异常复杂。经常陷人“加重一增稠—降粘一加重剂沉降—密度下降一再次加重”的恶性循环.影响钻井的正常进行,甚至可能引起严重卡钻事故。而本次研究的钻井液密度高达3.0.g/cm3.体系中的固相含量极高(若用重晶石作加重剂,其体积分数将大于60%)。体系的流变性和沉降稳定性之间的矛盾十分突出。C'hiligcrian G V等认为,重晶石的加重极限可以达到2. 64 g/ cm3,超过此极限,钻井液的流变性与沉降稳定性之间的矛盾将不可调和,出现顾此失彼的困难。显然,解决好密度为3.00 g/cm3钻井液的流变性和沉降稳定性之间的矛盾是超高密度钻井液研究成功的技术关键。 重晶石粉技术指标的研究 加重剂密度越大.钻井液中固相的体积分数就越小。Gary G R和Young Jr F S认为,方铅矿可将钻井液密度提高到3.85 g/cm3。但在中国,方铅矿尚未真正开发用于钻井行业。为此着重研究了重晶石。 1.重晶石粉密度 如果选用的重晶石密度大,则其在钻井液中的体积分数就较小.从而有利于改善钻井液流变性。在研究中选用了密度为4.4 g/cm''左右的重晶石粉。 2.重晶石粉的粒度 根据斯笃克斯定律,在重晶石粉密度一定的情况下况下,影响钻井液沉降稳定性的因素主要为重晶石粉粒度分布和钻井液液相粘度。二者必须相互协调,液相粘度太高影响钻井液流动性,太低则无法满足对钻井液沉降稳定性的要求;重晶石粒度太粗则沉降速率大,增加维持钻井液良好稳定性的难度.太细则钻井液流动性能难以调节。研究中发现,虽然Chiligcrian G V'等人提出了重晶石的理沦加重极限,但观点是建立在“重晶石各项技术指标均符合AYI标准”的基础上,对有特殊密度要求的钻井液,重晶石粒度可以不符合AP1标准。Briscoe B J等人认为,随着重晶石含量的增加。钻井液中粘土与重晶石颗粒间的相互作用存在三种方式,当重晶石的体积分数大于15%时,重晶石颗粒之间相互靠近,重晶石本身可能参与形成网状结构,从而增强了体系的凝胶强度(见图1>;而在密度为3. 00 g/cm3的钻井液中.重晶石的体积分数在60%以上,它在钻井液中形成的网状结构的强度不可忽视。

饱和盐水泥浆配方

饱和盐水泥浆配方 一、四川常用饱和盐水泥浆配方 1、 组成 1.04轻浆+5%SMP-2+5%SMC+1%FCLS+1%CMS+0.5%CMC-LV+0.1~0.3%PAC(或 CMCHV)+0.1~0.2%烧碱+0.1~0.2%AS+NaCL 至饱和,视要求加重。 必要时加入0.5~1%RHS 等润滑剂加入0.1%盐结晶抑制剂(井深时必用) 3、注意事项 1)转化前对井浆进行性能调节的同时,高效率地用好固控设备循环除砂8小时,并全面掏罐一次。 2)钻进中用好振动筛和除砂清洁器(密度小于1.60g/cm 3)。 3)固控工作中防因清洗固控设备导致水进入钻井液。 二、已实践饱和盐水钻井液 1、 主要成:坂土基浆中加入聚合物和SMP 护剂,然后加NaCL 至饱和。 2、 主要材料:坂土、纯碱、烧碱、SMP 、PAC-HV 、ABS 表面活性剂(或RH-4清洁器)、 RH-3润滑剂、CMS 、消泡剂、铁铬盐、NaCL 3、 配方方法及加量: 1) 清水+10%坂土 +0.6%纯碱配成新浆予水化8小时以上备用。 2) 新浆稀释成4~5(重量)后加入5%SMP (干粉3%)、0.1~0.2%PAC-HV ,0.2~0.4%CMS, 然后加NaCL 至饱,若粘切过高加0.3~1%FCLS 调至合适,循环中加入清洁器0.2%、润滑剂0.4~0.5%,在此处理中用烧碱调节PH 值到10~11并在钻进中保持。 1)CL -保持在日常维护中的NaCL 补充。 2)失水偏大以SMP 配合CMS ,比例约3:1,配成溶液加入为好,超深井段淀粉效果差时可改用部分PAC-LV 。 3)使用中粘度大多不会偏低,若偏低可用PAC-HV 增粘。 4)补充新浆保持坂土含量,钻盐泥浆由不应补充坂土而应稀释。

高密度抗盐水泥浆体系介绍

高密度抗盐水泥浆 体系介绍 1

高密度抗盐水泥浆体系 吴达华谭文礼邹建龙宋有胜(中国石油集团工程技术研究院,天津 塘沽) 摘要:本文结合石油钻井工程需要,提出了高密度抗盐水泥浆的设计原则,并阐述了盐对水泥浆的性能和水泥添加剂的影响,阐述了提高水泥浆密度的方法和最新进展,介绍了BXF-200L抗盐降失水剂和超细锰矿加重剂BXW-1的研究成果,并对高密度抗盐水泥浆体系的配方和性能进行了研究,经过紧密堆积实现了高密度水泥浆体系的高性能。研究表明采用BXF-200L降失水剂、BXW-1加重剂,和赤铁矿粉能够配出密度高达 2.6g/cm3的高性能高密度抗盐水泥浆体系,在哈萨克斯坦肯基亚克盐下油田现场应用表明该抗盐水泥浆体系有良好的适用性。 主题词:高密度含盐水泥浆紧密堆积 286

一、前言 在中国的西部油田、中原油田、南海油田的钻探过程中都不同程度的钻遇了高压盐水层、或者大段盐膏层和水敏性地层等复杂地层;在国内各石油公司向海外拓展的钻井业务中也碰到类似的固井问题,如哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦、印度尼西亚等海外项目。有时在海上、滩海作业中还经常试图用海水直接配制水泥浆,由于海水中的盐会对水泥外加剂性能及水泥浆水化过程产生严重影响,往往难以如愿,因此如何解决高密度水泥浆的抗盐问题一直受到国内外固井界的重视。 大家知道,一般的高密度盐水水泥浆体系在使用过程中经常会遇到这些问题: 1、体系不稳定,引起水泥和加重材料的沉降; 2、稠度过高,常温下流动性差,施工密度难以达到设计要求; 3、降失水剂、分散剂和缓凝剂由于盐的影响而失去作用,有时甚 至出现闪凝现象,失水控制困难; 4、盐水水泥浆过渡缓凝,体系的防窜性能较差; 5、由于密度的提高,水泥浆中的有效水泥质材料相对较少,强度 发展缓慢,特别是水泥环的顶部经常出现不凝固,不能满足长 封固段固井作业的要求; 6、由于钻井液密度过高,切力又很大,顶替效率难以保证,会对水 泥浆性能产生不良影响。 287

高温(220℃)高密度(2.3 g-cm3)水基钻井液技术研究

第24卷第5期2007年9月 钻井液与完井液 DRILLINGFLUID&COMPLETIONFLUID VoI.24No.5 Sept.2007 文章编号:1001—5620(2007)05—0015—05 高温(220℃)高密度(2.3g/cm3)水基钻井液技术研究 杨泽星孙金声 (中国石油集面钻井工程技术研究院,北京) 摘要针对钻井工程莆求,评价优选出了抗高温钻井渍用高温保护捌、降蒋失剂、封堵剂辱钻井液处理剂,井进一步优选出了抗高温(220℃)高密度(1.80~2.30g/cm3)水基钻井液配方。室内评价结果表明;谈体系具有魁好的抑制性和抗钻肩污染性能,抗钻周格污荣达10%;具有一定的抗电解质能力,抗盐达2%,抗氯也钙选0.5%,具有盘好的润滑性能l容易配制和维护。 关键词高密度钻井液高温钻井液钻井液配方钻井液露加剂 中圈分类号:TE254.3文献标识码:A 近年来,随着超深井、特殊井和复杂井数量的增多,钻井作业对钻井液处理剂的抗温性要求越来越高[1]。中国目前的水基钻井液体系最高使用温度在180℃以内.但海洋钻井所钻遇的地层温度最高达200℃,所使用的钻井液密度最高达2.33g/onl3。这些高密度钻井液由外国公司承包,所使用的主要处理剂也由外国公司提供o]。基于以上情况,在调研国外资料的基础上,经过大量的室内试验研究,成功地研制出了抗高温(220℃)高密度(1.80~z.30g/cm3)水基钻井液体系。用不大,在井壁上能形成低渗透、柔韧、薄而致密的泥饼,与其它处理剂的配伍性好。 1.3防塌封墙剂GFD 防塌封堵剂GFD具有良好的抑制页岩水化膨胀的作用,高温下能有效封堵井壁地层裂缝,有利于深井防塌和储层的保护,同时它可以有效地填充于泥饼中,改善泥饼质量,降低泥饼的渗透性、摩阻系数和高温高压滤失量。 2抗高温高密度水基钻井液的性能 1处理剂的优选与评价2.11.1高温保护剂GBH 高温保护剂GBH是一种磺化多元共聚物,具 有以下功能:①抗温性能好,在膨润土颗粒表面吸附 能力强,高温下具有护胶作用;②在钻井液中具有协 同增效的作用,与其它处理剂作用可形成络合物,有 效地提高其它处理剂的抗温性能,因而提高了钻井 液体系的抗温能力;③在高密度水基钻井液中具有 高温稀释作用,能改善钻井液的流变性能和高温高 压滤失性能{④具有一定的抑制页岩水化膨胀的作 用,可稳定井眼。 1.2降滤失剂GJ?I、GJ-Ⅱ 降滤失剂GJ—I、GJ一Ⅱ均为磺化树脂型降滤失 荆,抗温性能好,降滤失能力强,对钻井液的增黏作 配方的确定 通过室内系列配方的优选实验,最终确定新型 高温高密度钻井液的基本配方为: 2%夏子街土+2%GBH+6%GJ—II+4%GJ—I +4%封堵剂GFD+重晶石 2.2抗温性能 按照配方,在低速搅拌下依次加人各种处理剂 后,高速搅拌20rain,装人瓶中密封养护24h。把 养护好的钻井液移人高搅杯中,高速搅拌10rain, 测其流变性能和API滤失量.然后装入老化罐中 在不同的温度下老化16h,冷却至室温.移人高搅 杯中高速搅拌5min。测其流变性能、中压滤失量 和高温高压滤失量。不同密度的钻井液在不同温度 老化后的流变性能及滤失性能见表1。 第一作者简介:杨泽星,现在中国石油集团钻井工程技术研究院钻井寝所工作。从事抗高温水基钻井戚技术方面的研究。地址t北京市学院路20。中国石j卣集团钻井工程技术研究皖;邮破编码100083,电话(010)62097412。  万方数据 万方数据

钻井液

应用化学1205 秦玉文1201020504 国内外钻井液技术发展概述 一、国内外钻井液技术新发展概述 钻井液作为服务钻井工程的重要手段之一。从90年代后期钻井液的主要功能已从维护井壁稳定,保证安全钻进,发展到如何利用钻井液这一手段来达到保护油气层、多产油的目的。一口井的成功完井及其成本在某种程度上取决于钻井液的类型及性能。因此,适当地选择钻井液及钻井液处理剂以维护钻井液具有适当的性能是非常必要的。钻井液及钻井液处理剂经过80年代的发展高潮以后,逐渐进入稳定期,亦即技术成熟期。可以认为,由于钻井液及钻井液处理剂都有众多的类型及产品可供选择,因此现代钻井液技术已不再研究和开发一般钻井液及钻井液处理剂产品,而是在高效廉价、一剂多效、保护油气层、尽可能减轻环境污染等方面进行深入研究,以寻求技术更先进、性能更优异、综合效益更佳的钻井液及钻井液处理剂。 1.抗高温聚合物水基钻井液 所使用的聚合物在其C-C主链上的侧链上引入具有特殊功能的基团如:酰胺基、羧基、磺酸根(S03H)、季胺基等,以提高其抗高温的能力。不论是其较新的产品,如磺化聚合物Polydrill,或早己生产的产品如S.S.M.A.(磺化苯乙烯与马来酸酐共聚物)均是如此,并采取下列措施: ①利用表面活性剂的两亲作用来改善钻井液的抗温性; ②抗氧化剂可以大幅度提高磺化聚合物抗高温降滤失剂的高温稳定性能。 ③膨润土一直是水基钻井液的基础。但随着温度的升高和污染,它是最难控制和预测其性能的粘土矿物。而皂石和海泡石最重要的特征是随着温度的升高而转变为薄片状结构的富镁蒙脱石,比膨润土能更好的控制流变性和滤失量。 2.强抑制聚合物水基钻井液 随着钻井液的发展,研制成功了阳离子聚合物钻井液。这种抑制能力很强的新型钻井液与原阴离子的聚合物钻井液的本质区别就是在“有机聚合物包被剂”这一主剂上引入了阳离子基团即(-N一)基基团(如阳离子聚丙烯酰胺),另外又添加了一种分子量较小的季胺盐类,(如羟丙基三甲基氯化胺)。 另外,在PAM分子链上引入阳离子基团、疏水基团和AMPS(2-丙烯酰胺基—2—甲基丙磺酸),从而使改性的PAM赋予了新的性能。通过改性,使聚合物分子中的阳离子中和了粘土颗粒上的负电荷而减小静电斥力,使聚合物能在更多位置上与粘土发生桥链,对粘土能够起到很好的保护作用。由于分子链中含有疏水基团,使吸附在粘土表面的聚合物表现为憎水性质,故有利于阻止水分子的进入,从而能有效地抑制页岩的膨胀。 3.合成基油包水钻井液 合成基钻井完井液体系在组成上与传统的油基钻井液类似,主要由有机合成物基液、乳化剂、水相、加重剂和其它性能调节剂组成。其中有机合成物为连续相,水相为分散相,加重剂用于调节密度,乳化剂和其它调节剂用于分散体系的稳定及调节流变性。体系中常用的合成基液类型有酯类、醚类、聚-а-烯烃类和直链烷基苯类等,而尤以酯类用得最多,其次是聚-а-烯烃类。多元醇(Polyols)类和甲基多糖(Methyl Glucoside)类是合成基钻井完井液中广为使用的两种多功能添加剂,它们具有乳化、降滤失、润滑和增粘的功效,也可以单独作为多元醇钻井液和甲基多糖钻井液两种新体系的主要添加剂。合成基钻井液的乳化剂有专用的,如水生动物油乳化剂:但多数使用与普通油基钻井液相同的乳化剂,如脂肪酸钙、咪唑啉衍生物、烷基硫酸(酯)盐、磷酸酯、山梨糖醇酐酯类(Span)、聚氧乙烯脂肪胺、聚氧

饱和盐水钻井液

饱和盐水钻井液 saturated saltwater drilling fluids 用氯化钠配制的饱和盐水溶液。它的冻结温度低(在摄氏零度以下),用以钻进永冻层;在岩盐层钻进时,已饱和的盐水溶液可以防止对井壁和岩心的进一步溶解。在钻进其他盐层,如光卤石(钾、镁的氯化物)层时,要用饱和钾盐溶液;钻进石膏层时,用饱和的石膏(Cas04)溶液;钻进芒硝层时,则用Na2So4溶液;其他亦用相应的饱和溶液进行钻进。含有一种或多种可溶性盐的饱和溶液。 它主要用于钻大段岩盐层,也可在钻开储层时配制成清洁盐水钻井液使用。由于其矿化度极高,因此抗污染能力强,对底层中粘土的水化膨胀和分散有很强的抑制作用。钻遇岩层时可以将盐的溶解减小到最小程序。 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饱和盐水钻井液体系在永冻层的钻进功效,钻井液是永冻层钻井的关键技术之一,它直接影响钻井作业的成败。研究出一套以护胶降滤失水为主剂的适应于永冻层钻井的饱和盐水钻井液,并对其进行了配方优选,成功解决了永冻层冻结钻杆、钻具造成的困难,缩短钻井周期。 欠饱和盐水聚合物钻井液技术。该体系具有较强的抑制性强,抗污染效果较好,具有一定的防卡、防塌能力,保证了该井顺利钻探。基本满足了钻井的要求,但盐膏层的井径扩大率等不尽如意。 如果使用淡水抗盐钻井液体系或欠饱和盐水钻井液钻井,则在十多层甚至几十层盐膏层处会使盐膏大量溶解,形成“大肚子”井眼,而在泥岩层又会使其吸水膨胀、剥落掉块,结果给钻井工作带来很大的问题,也会导致固井质量不合格。 使用饱和盐水钻井液则可完全避免上述问题 由于钻井液滤液中NaCl或Cl-含量达到饱和,钻遇盐膏层时阻止其溶解,不会形成“大肚子”。另外由于饱和盐水钻井液具有很强的抑制性,当钻遇泥岩段时能够抑制其膨胀、分散,保证井径规则,井径扩大率小,起下钻畅通、钻井速度提高、水平段井眼轨迹易于控制并能保证固井质量合格。 在钻井过程中,当钻到较厚岩层的地层后,为保证井壁稳定常采用饱和盐水钻井泥浆。在钻井现场发现,使用饱和盐水泥浆时,钻井过程中钻具发生较严重腐蚀,同时还发现取出的钻具在

钻井液常用计算公式

钻井液常用计算公式 1、钻井液配制与加重的计算 (1)配制低密度钻井液所需粘土量 水 土水 泥土泥土 )(ρ-ρρ-ρρ=V W 式中: 土W ---所需粘土重量,吨(t ); 土ρ -- 粘土密度,克/厘米3(g/cm3) 水ρ -- 水的密度,克/厘米3(g/cm3) 泥ρ -- 欲配制的钻井液的密度,克/厘米3(g/cm3) 泥 V 欲配制的钻井液的体积,米3(m3) (2)配制低密度钻井液所需水量 土 土泥水ρ-=W V V 式中: 水V ---所需水量,米3(m3); 土ρ -- 所用粘土密度,克/厘米3(g/cm3) 土 W -- 所用粘土的重量,吨(t ) 泥V -- 欲配制的钻井液的体积,米3(m3) (3)配制加重钻井液的计算 ①对现有体积的钻井液加重所需加重剂的重量

重 加原 重加原加 ) (ρ-ρρ-ρρ=V W 式中: 加W ---所需加重剂的重量,吨(t ); 原ρ -- 原有钻井液的密度,克/厘米3(g/cm3) 重ρ -- 钻井液欲加重的密度,克/厘米3(g/cm3) 加ρ -- 加重剂的密度,克/厘米3(g/cm3) 原 V -- 原有钻井液的体积,米3(m3) ②配制预定体积的加重钻井液所需加重剂的重量 原 加原 重加重加 ) (ρ-ρρ-ρρ=V W 式中: 加W ---所需加重剂的重量,吨(t ); 原ρ -- 原有钻井液的密度,克/厘米3(g/cm3) 重ρ -- 钻井液欲加重的密度,克/厘米3(g/cm3) 加ρ -- 加重剂的密度,克/厘米3(g/cm3) 重 V -- 加重后钻井液的体积,米3(m3) ③用重晶石加重钻井液时体积增加 2 1 224100(v ρ-ρ-ρ=.) 式中: v ---每100m3原有钻井液加重后体积增加量,米3(m3);

伊朗雅达FX井盐膏层钻井液技术

伊朗雅达 FX 井盐膏层钻井液技术 X 周成华1,胡德云1,张 珍1,邓天安3 (1.中石化西南石油局钻井工程研究院;2.西南石油大学石油工程学院;3.中石化西南石油局固井公司) 摘 要:伊朗雅达FX 井是中石化部署在Kushk 地区北部脊背构造部署的一口重点预探直井,该井Gachsar an (1027m-1408m)地层含有大量石膏层和盐层(盐膏含量占80%),易造成溶、塌、缩、卡、喷、漏等井下复杂情况。针对FX 井地层特点,采用饱和盐水钻井液体系。室内和现场应用表明,应用的钻井液具有良好的流变性能和较强的携岩能力,稳定井壁效果好,抗盐膏及油气污染能力强,高温稳定性突出,满足了钻井的施工需要,保证了安全、优快钻进。 关键词:FX 井;盐膏层;饱和盐水钻井液;抑制性 中图分类号:T E254 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)03—0098—03 FX 井是中国石化集团国际石油勘探开发有限公司伊朗分公司Yadavaran 项目部在Kushk 地区北部脊背构造部署的一口重点预探直井。设计井深4482.00m ,完钻井深4588m ,主要目的层为 Fahliyan 。 该井盐膏层较厚、含量大、分布广,易造成泥包、缩径、卡钻、井塌等复杂事故。从邻井资料可以得出,KSK-2钻遇盐膏层至1184m 、1444m 时发生缩径、倒划眼、泥包情况,HOS-2钻至1170m 时也发生了这些复杂情况。因此,为顺利钻穿盐膏层本井三开采用饱和盐水钻井液技术。1 工程地质简况1.1 工程简况 FX 井使用660.4mm 钻头一开高坂含钻井液钻进至152m ,套管下入149.69m ;二开使用444.5mm 钻头钻至1043m,套管下入1027m;三开盐膏层使用311.15钻头钻进至1408m,套管下入1406m;四开使的较为容易进行的一个方面。例如:贯叶连翘提取物是目前国际流行的十大植物提取物之一,主要用于治疗忧郁症。提取物是用贯叶连翘药材经水煮或醇提、浓缩、干燥而得。采用超临界CO 2萃取工艺,达到出口标准,比传统工艺优越。 2.2.2 SFE 与中药化学成分的研究 这里主要是指超临界CO 2萃取分离技术应用于中药有效成分的研究或中药化学成分的系统研究,即植物化学范畴。它是新药研究的基础。用超临界CO 2萃取技术进行植物化学的研究,可大大简化提取分离步骤,能提取分离到一些用传统溶剂法得不到的成分,节约大量的有机溶剂。例如:超临界CO 2提取姜黄油,其收油率是水蒸汽的1.4倍,生产周期只是旧工艺的1/3。对所得的姜黄油进行GC/MS 分离鉴定,其化学组成主要由姜黄酮等26个成分组成,其组成与水蒸汽的差不多。姜黄油的超临界CO 2提取已应用于生产中。用超临界CO 2进行中药挥发油或脂肪油化学成分的研究较为简单,只要1~2h 提取油后,直接进行GC-MS-计算机联用技术分析,即可鉴定油中化学成分。在黄花蒿、当归等挥发油的研究中,SFE 能提取出水蒸汽蒸馏法提取不出的成分。3 结论 超临界CO 2萃取新技术完全可用于改造传统中药产业,和传统中药生产工艺比,具有极大优越性和市场潜力。这一领域将是超临界CO 2萃取技术的主要方向。虽然SFE 技术在应用过程中面临设备一次性投资较大的问题,但和传统溶剂提取法相比,由于它在生产过程中投资较小,以及具有很多优越性,因此在实现中药现代化和国际接轨的战略行动中将会发挥较大的作用。 [参考文献] [1] 李菁,葛发欢,黄晓芬,等.超临界CO 2萃取当 归挥发油的研究[J].中药材,1996,19(4).[2] 唐梅.超临界流体萃取技术在中药新药研发中 的应用[J].西北药学杂志,2007,(5). 98 内蒙古石油化工 2012年第3期  *收稿日期5 作者简介周成华(3),男,年毕业于西南石油大学油气井工程专业,获工学硕士学位。现就职于中石化西 南石油局钻井工程研究院伊朗项目部,伊朗雅达项目泥浆工程师。 :2011-12-1:198-2009

常用钻井液类型

?常用钻井液类型 ?一)、水基钻井液 ?水基钻井液以水为分散介质(连续相),以粘土为分散相(固相),加入一定的化学处理剂或加重材料组成。这类钻井液发展最早,使用最广泛。水基钻井液又可分为 以下几种类型: ?1、淡水钻井液: ?由淡水、粘土和一般的降粘剂、降滤失剂配制而成。含盐量(Nacl)小于 ?1%或低于10000毫克/升。含钙量小于120毫克/升。 ?2、盐水钻井液: ?含盐量大于1%或高于10000毫克/升。包括盐水钻井液、饱和盐水钻井液、海水钻井液。主要用在海湾海上钻井,钻盐岩层及泥页岩易塌地层。 ?3、钙处理钻井液: ?含钙量大于120毫克/升。包括石灰钻井液、石膏钻井液、氯化钙钻井液。其主要特点是抗可溶性盐侵蚀能力强,性能稳定。 ?4、不分散低固相聚合物钻井液: ?一般低固相钻井液粘土含量小于7%(体积百分数);不分散低固相钻井液的粘土含量小于4%。其主要特点是钻速快,流动性好,钻井总成本低。 ?5、混油钻井液: ?在水基钻井液中混入3~4%的乳化油类(原油或柴油),使油成小珠分散的乳化状态。其主要特点是润滑性好,流动性好,失水量低,泥饼摩擦系数小。 ?二)、油基钻井液 ?以油为分散介质的钻井液。它又可分为: ?1、油基钻井液: ?是以原油或柴油为连续相(液相),以氧化沥青作为分散相(固相),再加入化学处理剂和加重剂配成的,含水量在3%以下。其主要特点是对油层损害小,抗可溶性 盐侵污的能力强。 ?2、油包水乳化钻井液: ?以柴油作连续相,以水作分散相,呈小液滴状分散在水中(水的体积分数可达60%),以有机膨润土(或称亲油膨润土)和氧化沥青作稳定剂,再加入其它处理剂、加重 剂配制而成。其主要特点是热稳定性高,有较好的防塌效果,对油气层损害小,常 用于高温井段,钻易塌地层和低压油气层。 常用的小井眼钻井液体系 ?甲酸盐钻井液体系 ?乙二醇/K2CO3水基钻井液 ?CBF钻井液体系(一种阳离子聚合物/盐水钻井液) 二)低固相聚合物钻井液 ?适用范围:用于钻进层理裂隙不发育的易膨胀、强分散或不易膨胀、 强分散、软的砂岩与泥岩互层;已下技术套管的低压储层等。 1、阴离子聚合物钻井液 ●基本组成:多元乙烯基共聚物类、水解聚丙烯腈、部分水解 聚丙烯酰胺等 ●特点:高分子量聚合物包被粘土或钻屑,并提供钻井液所需 粘度、切力;中分子量和低分子量聚合物用于控制滤失量并 控制粘度、切力。

油田盐膏层钻井技术

收稿日期:2004-12-26  作者简介:王建华(1963-),男(汉族),河北内邱人,中国地质科学院勘探技术研究所,钻探工程专业,从事勘探技术研究工作,河北省廊坊市金光道77号。 油田盐膏层钻井技术 王建华 (中国地质科学院勘探技术研究所,河北廊坊065000) 摘 要:分析了巨厚盐膏层在复杂的压力系统及高温高压下发生塑性蠕动、井径缩小,易发生埋钻、卡钻、下套管困难等严重复杂情况;探讨了盐膏层钻井有关承压堵漏、钻盐膏层的钻井液、钻盐膏层随钻扩孔、盐膏层井径稳态蠕变率测定工艺等问题。 关键词:盐膏层;钻井技术;钻井液;工艺措施 中图分类号:TE242 文献标识码:A 文章编号:1672-7428(2005)04-0047-03DrillingTech.ofSaltylayerinOilField/WANGJiang-hua(InstituteofExplorationTechniques,CAG,LangfangHebei065000,China) Abstract:Analysisonplasticwriggle,reductionofwelldiameter,bitburying,bitjammingandbeingdifficultforcasingetc.undercomplicatedpressuresystemandhighpressureoftheextremelythicklayer.Loadbearingandblocking,drillingfluid,underreamingwhiledrilling,determinationtoratioofstablewriggleindrillinginsaltylayerarestudied.Keywords:saltylayer;drillingtechnique;drillingfluid;technology 盐膏层在我国东西部油田广泛分布,由于盐膏层的塑性蠕变、非均质性、含盐泥岩的垮塌等地质因素,及上下压力系统差异,在钻井施工过程中常常引起卡钻、埋钻、套管挤坏、固井管外水泥挤空等工程事故,施工作业风险极大,甚至因盐膏层影响无法钻达设计井深或中途报废。 巨厚盐层是良好的油气盖层,顺利钻穿盐膏层是盐下油气勘探开发技术难点之一。 1 盐膏层钻井技术难题1.1 盐膏层塑性蠕动 一般盐膏层除含有大量氯化钠外,还含有石膏、软泥岩等,具有塑性蠕动性和流动性,易溶解,钻井时会引起井径扩大或缩小,发生严重井壁垮塌,甚至造成卡钻事故。1.2 复杂的压力系统 盐膏层上下地层压力存在差异,为平衡下部井段盐膏层的塑性蠕变,需要调整泥浆密度来平衡盐膏层地层压力。一般使用高密度欠饱和盐水钻井液平衡盐膏层地层压力及溶蚀盐膏层以控制其蠕动速率。当钻井液液柱与地层压差超过临界压差时,易压漏上部地层,给钻井施工带来极大困难。必须对上部低压力地层进行承压堵漏,以提高其承压能力。1.3 盐膏层扩孔技术难题 为抑制盐膏层蠕动,一般采用盐膏层段扩孔技术控制其蠕动速率。扩孔工具的选择、参数的优选、 措施的制定等都对最终的扩孔安全、扩孔效果产生重要影响。1.4 解决瞬态蠕变和稳态蠕变问题 盐膏层的瞬态蠕变对钻井安全产生重大影响,而稳态蠕变对于套管的顺利下入和注水泥固井构成严重威胁。掌握盐膏层的瞬态蠕变和稳态蠕变的规律及特性是钻进盐膏层的关键技术。 2 盐膏层钻井技术 总结我国东西部各油田盐膏层钻井经验和教训,为减少盐膏层塑性蠕动给钻井施工带来的风险和危害,盐膏层钻进采用以下技术程序:识别盐膏层类别、上下地层压力系统、盐膏层的瞬态蠕变和稳态蠕变规律和特性;根据盐膏层的地质特性,采取上部地层承压堵漏、高密度欠饱和盐水钻井液扩孔钻进技术。 一般高密度欠饱和盐水泥浆随钻扩孔自盐膏层顶板50~60m开始,可有效抑制盐膏层的塑性蠕动,保证安全钻进。若因盐膏层上下地层压力系统存在差异,钻盐膏层使用高密度欠饱和盐水钻井液时处于同一裸眼井段的上部低压力地层,因高当量密度钻井液而诱发井漏及压差卡钻时,现场多采用 7 4 2005年第4期 探矿工程(岩土钻掘工程)

塔河油田盐膏层钻井液技术

塔河油田盐膏层钻井液技术 孟庆生江山红石秉忠 (中石化石油勘探开发研究院石油钻井研究所,山东德州 253005) 摘要:为探索塔北地区新构造的含油气情况,实现新构造的油气突破,中国石化新星公司西北石油局分别在塔北亚肯北1号构造、三道桥构造布置了两口深探井。这两构造均为海相沉积,上第三系吉迪克组形成了几十米到几百米不等的盐膏层,盐层中夹有泥页岩盐层和砂泥盐层,由于盐的溶解而造成井径扩大,钻井液性能不稳定,盐膏层塑性变形造成缩径卡钻,含盐泥页岩的水化分散造成井壁不稳定,钻井液增稠。针对盐膏层的复杂情况,我们研制了聚磺欠饱和盐水钻井液体系。经过两口井的现场实验,证明此体系抑制泥页岩水化分散能力强,井壁稳定,井径扩大率低,钻井液排放量少,处理维护工艺简单,降低了钻井液成本,见到了明显的技术经济效益。文中介绍了聚磺欠饱和盐水钻井液体系的室内研制及现场应用情况。 关键词:塔河油田盐膏层塑性蠕动地层压力聚磺欠饱和盐水钻井液井眼稳定 概述 为探索塔北地区新构造的含油气情况,实现新构造的油气突破,中国石化新星石油公司西北石油局分别在塔北亚肯北1号构造、三道桥构造布置了两口深探井。这两构造均为海相沉积,上第三系吉迪克组形成了几十米到几百米不等的盐膏层。由于盐的溶解易造成井径扩大和钻井液性能不稳定;由于上覆地层压力的作用,巨厚盐膏层塑性变形易造成缩径卡钻;由于含盐泥页岩中盐的溶解和泥页岩的水化分散作用易造成井壁不稳定。针对盐膏层的特点,并结合其他油田的成功经验,研制了聚磺欠饱和盐水钻井液体系。经过两口井的现场实验,证明此体系抑制泥页岩水化分散能力强,井壁稳定,井径扩大率低,钻井液排放量少,处理维护工艺简单,降低了钻井液成本,见到了明显的技术经济效益。 难点分析及对策 1 难点分析 ①塔里木盆地石炭系盐膏层埋藏深,均分布在5100m以下的深井段, 温度在110-130℃,极易引起钻井液性能恶化,滤失量、粘度、切力上升,泥饼变厚,泥饼摩擦系数增大,从而易造成粘卡事故。 ②石炭系盐膏层厚度差别很大,且夹有不等厚的泥页岩及石膏夹层,裸眼长,剥落坍塌井径扩大,井径扩大率可达33%。形成严重的糖葫芦井眼,造成电测遇阻,固井质量差。 ③盐岩的塑性变形。若使用的泥浆液柱压力不足以平衡地层压力时,就会引起盐岩的塑性变形,使井径缩小,造成卡钻甚至挤毁套管事故。密度过高又易引起压差卡钻。

抗高温高密度钻井液技术

抗高温高密度钻井液技术 抗高温高密度钻井液技术 摘要:随着油田的开发,为了提高原油采收率,SAGD(蒸汽辅助重力泄油)技术开始采用。在采用SAGD技术的区域油藏形成了温场气腔,气腔的温度达到200-245℃,气腔造成地层异常高温的同时也造成异常高压。这种温度和压力的异常给钻井施工带来的巨大困难,施工中钻遇气腔时钻井液被高温气污染,粘度切力急剧增加,严重时甚至丧失流动性,导致井下出现复杂情况,井涌、井漏、井塌、卡钻等井下安全事故风险巨大,钻井时效低,严重影响该区块的井网调整和开发。如何研制一套抗高温高密度钻井液体系迫在眉睫。 关键词:抗高温高密度流变性抗污染 一、地质及工程简况 1.地质简况 地层自下而上为:中上元古界,新生界古近系沙河街组沙四段、沙三段、沙1+2段,新近系馆陶组、明化镇组和第四系平原组。开发油藏位于沙河街组1+2段和馆陶组,油藏底界深度750m(未穿),厚度平均150米,岩性为浅灰色砂岩、砂砾岩与灰绿色泥岩互层,由于长期的注气影响,局部形成异常高温、高压。 2.工程简况 二开定向井为主,设计井深在700m-900m之间,最大井斜 10°-15°之间,设计井斜典型井深结构如下: Φ346mm×105m/Φ273.05mm×103m+Φ241.3mm×750/Φ177.8mm×74 8m。 二、钻井液技术难点 1.钻井液抗高温问题 SAGD技术的应用改变了该区域原本始的地层温度,所钻遇的局部地层温度会达到200℃以上,地层温度高,要求钻井液的抗温能力为180-200℃。国内目前抗高温水基钻井液的抗温能力普遍认为在180℃以下,同时传统的抗高温水基钻井液处理剂难以满足200 ℃以

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