二连油田水平井钻井液技术
- 格式:pdf
- 大小:219.14 KB
- 文档页数:6
水平井油层保护技术1.优选具有较强抑制性、润滑性、携岩能力和保护油层的聚硅氟和有机正电胶水基钻井液体系。
2.进入目的层前,调整好钻井液性能,严格控制钻井液失水和密度,使油层段API失水小于3ml、HTHP失水小于8ml。
3.应用屏蔽斩堵技术,材料粒径选择上由常规定向井的超广谱屏蔽斩堵技术选择发展为理想充填理论选择,大大提高了油层保护的效果,使渗透率恢复值均在85%以上。
4.选用高效PDC钻头,提高钻井速度,缩短油层浸泡时间,较好地保护储层。
井眼清洁技术水平井由于水平段井眼是沿横向钻进,钻井液运动方向同岩屑下滑方向相垂直,易形成岩屑床,因而岩屑床的清除、井眼净化在水平井钻井过程中显得尤为重要,井眼清洁主要措施有:1.合理调整钻井液流变性,提高了钻井液携屑能力。
2.加强和坚持短起下钻措施。
3.尽量使用旋转方式钻进,有效地破坏和清除了岩屑床。
4.充分利用现场固控设备,尤其是离心机,有效清除了钻井液有害固相。
井壁稳定技术定向造斜后加入足量的处理剂,有效地防止泥页岩水化膨胀坍塌,提高了钻井液的抑制性。
尤其是进入水平段后及时补充处理剂的有效含量,严格控制失水,API≦3ml、HTHP≦12ml,进一步改善了泥饼质量,增强泥饼的强度和韧性,较好好地保证了井壁的稳定。
润滑防卡技术定向前和井斜大于45度后,分次向钻井液中加入原油,防塌润滑剂、无荧光水基润滑剂和积压润滑剂,并根据摩阻扭矩预测分析和实际监测情况及时进行补充,进入水平段再次加入原油,保证原油含量达到10-12%,并及时向钻井液中补充防塌润滑剂和极压润滑剂,使泥饼摩组系数始终保持在0.08以下,在起下钻、电测和下套管前在裸眼井段加入固体润滑剂使钻柱与井壁之间的摩擦由滑动变为滚动,有效地控制了钻井液摩阻扭矩,防止了卡钻事故的发生,满足了水平井的现场需要。
楼平2特浅稠油水平井钻井液技术楼平2特浅稠油水平井钻井液技术的论文随着石油行业的不断发展,越来越多的油田被开发,且往往处于复杂地质条件下。
其中,水平井的钻井技术在油田开发和勘探中逐渐得到重视和广泛应用。
然而,水平井钻井中钻井液技术是一个至关重要的环节,直接影响到井筒钻进、固井和完井等后续工序的成败。
本文从楼平2特浅稠油水平井钻井液技术的现状入手,探讨了钻井液的配方及性能、处理设备、施工技术等方面的问题。
一、楼平2特浅稠油水平井钻井液现状楼平2号井位于新疆准东石油区块,试钻深度2400m,设计井深1800m,井身结构为水平井。
地质条件复杂,岩性偏软,是一种典型的特浅稠油油藏。
在试钻过程中,采用了82度国产钻井液(双料)作为钻井液,但施工效果较差,导致井壁稳定性差,大量漏失,固井难度大。
二、楼平2特浅稠油水平井钻井液配方及性能1. 钻井液配方(1)水相:含盐度控制在150g/L以下,以减小锈蚀和作用于泥饼的能量;(2)泥浆骨架混合物:选择高质量的井纯黏土、淀粉、硅酸盐等物质,通过简单的配比获得高稠、高密度的泥浆;(3)增稠和减粘剂:利用增稠剂如聚合物等,配合减粘剂如矿物油等,调整泥浆流变特性,使之符合特定的钻井要求;(4)润滑剂:通过添加钢矢粉等物质,来减少泥浆与井壁的摩擦,减少漏失。
2. 钻井液性能(1)钻井液密度:控制密度的高低,有助于保证井壁的稳定性,防止地层漏失;(2)稠度:控制黏度的大小,有助于防止钻柱旋转过快导致的漏失,同时保证泥浆能够悬浮钻屑;(3)滤失度:控制滤失度大小,有助于减少泥浆的漏失,特别是在某些情况下,如渗透岩层。
三、处理设备及施工技术1. 处理设备应根据实际需求,配备适当的钻井液处理设备,主要有液固分离设备、钻井液循环系统、失水控制设备、增强剂添料系统、化学品储存设备等。
2. 施工技术在施工中,应充分考虑地质条件,采用饱和钻进方法进行钻进,控制井壁不出现滑脱,同时在加压钻进的同时,备好充分水泥。
水平井段钻井技术措施一、水平井段设计1.水平井段设计需要结合油气储层特性、地质构造、储量和预测产能等因素考虑,确定井段的起止点和倾角。
2.基于地层压力和水平段的长度,采取合理的构造设计可以减少钻井施工过程中的摩擦和阻力。
二、钻井井眼质量控制1.合理选择井眼质量控制手段,通常采用钻井液温度控制、控制井眼地层压力、控制井眼液体重量、控制井眼钢丝绳张力等方法。
2.密度与粘度应根据井眼内外流体压力的比较确定于井眼施工过程中的稳定应力分布,有效地避免因钻井过程引入地层流体。
三、水平井段钻井井下导向技术措施1.实施连续预应力打组技术,能够迅速探测出水平井段的井眼钢丝绳张力的变化,最大限度地提高导向仪器的敏感度,从而提高钻井平顺性和垂直度。
2.采用井内导向仪器,例如电磁测量,来实时监测井眼方位,以实现精确钻井。
四、水平井段钻井液设计及应用1.针对水平井段的特点,设计合适的钻井液配方,考虑液体密度、粘度、稳定性和润滑性等因素,以满足水平井段顺利钻进的需求。
2.应用低密度、低黏度的钻井液,减少钻进阻力,提高钻井效率。
五、水平井段完钻技术措施1.完善水平井段钻井完井方案,根据具体地质情况选择合适的完井技术,如水平套管完井、压裂完井等。
2.通过水平井段完钻来实现人工裂缝扩展,增加地层水平面上的产能。
六、水平井段管柱设计与管理1.合理设计和管理水平井段管柱,避免管柱失稳、卡钻等事故,以保障施工的顺利进行。
2.使用合适的管柱材料和先进的施工装备,如平衡芯轴、扭矩控制系统等,提高钻进效率,防止井眼突变。
七、水平井段钻井期间的监测与控制1.建立完善的监测体系,对钻进过程中的泥浆循环、井筒状况、井壁稳定性等进行实时监测和控制,及时调整施工参数,保障安全高效的施工进度。
2.在钻井过程中采用井壁稳定性预测和动态监测技术,准确预测井眼形成失稳的潜在风险,避免井壁坍塌,提高施工安全性。
综上所述,水平井段钻井技术措施包括水平井段设计、井眼质量控制、井下导向技术、钻井液设计与应用、完钻技术措施、管柱设计与管理、钻井期间监测与控制等。
水平井钻井液技术水平井技术是当代油气资源勘探开发的重点技术之一.从80年代末期开始,为了提高勘探开发综合经济效益,世界各油公司掀起了水平井的热潮,在生产中取得了重大经济效益,证实了水平井“少井高产”的突出优点,取得了减少油田勘探开发费用,加快资金回收,少占土地和减少环境污染等一系列经济效益和社会效益。
由于水平井在钻井过程中井斜角从0°~ 90°变化,因而水平井与直井钻井工艺有较大的差别,为了确保水平井的钻成井保护好油气层,对水平井的钻井液完井液提出了特殊要求,必须解决井眼净化、井壁稳定、摩阻控制、防漏堵漏和保护储层等问题。
一、井眼净化井眼净化是水平井钻井工程的一个主要组成部分,井眼净化不好会导致摩阻和扭矩增加、卡钻;影响下套管和固井作业正常进行。
(一)影响井眼净化的因素1、井斜角:环空岩屑浓度或临界流速随井斜角的增加而变大,而清洁率则随之下降2、环空返速:其大小直接影响环空岩屑的运移方式、状态和环空岩屑浓度。
提高环空运速:环空岩屑浓度降低,井眼净化状况得以改善;岩屑床厚度降低或被破坏,井眼下侧不形成明显的岩屑床。
3、环空流型:<45°层流比紊流携屑效果好;45°~55°两种流态的携屑效果基本相同。
通过调整钻井液流变性能,改变层流速度剖面的平板程度来取代紊流,使钻井液在环空处于平板型层流,从而达到改善井眼净化的目的;55°~90°紊流比层流携屑效果好4、钻井液密度:钻井液密度的提高,有利于钻屑的携带5、钻柱尺寸:当井身结构已确定,随着钻杆尺寸的增大环空返速增加,有利于携屑6、转速:钻柱的旋转,对沉积的岩床起搅动作用,有利于床面岩屑的离去;转动钻柱可以限制钻柱的偏心效应,从而改善井眼净化;提高转速可防止钻井液在井壁周围形成不流动层,从而提高井眼净化;钻柱除了自转外,还围绕井眼周界作圆周运动,因而有利于岩屑的携带7、钻柱的偏心度:随着井斜角的增大,钻校的偏心度对环空岩屑的影响较大;环空岩屑浓度随钻柱偏心度的增大而增大8、钻井速度和岩屑尺寸:当钻速过高时,会造成环空钻屑浓度过大,岩屑床厚度增加;岩屑尺寸大小亦会对井眼净化效果带来影响(二)技术措施水平井的井眼清洗在现场经常采用机械清洗和水力清洗相结合的措施来解决,实现水平井净化的技术措施可归纳为以下几个方面:1、提高环空返速;2、选用合理流型与钻井液流变参数;3、改变下部钻具组合4、适当增加钻井液密度;5、转动钻具或上下大范围活动;6、使用钻杆扶正器;7、控制钻进速度;8、采用高转速金刚石钻头;9、倒划眼二、井壁稳定井壁稳定是钻井工程中最常见的井下复杂情况之一。
水平井钻井技术介绍水平井钻井技术第一章绪论水平井钻井技术是20世纪80年代国际石油界迅速发展并日臻完善的一项综合性配套技术,它包括水平井油藏工程和优化设计技术,水平井井眼轨道控制技术,水平井钻井液与油层保护技术,水平井测井技术和水平井完井技术等一系列重要技术环节,综合了多种学科的一些先进技术成果。
由于水平钻井主要是以提高油气产量或提高油气采收率为根本目标,已经投产的水平井绝大多数带来了十分巨大的经济效益,因此水平井技术被誉为石油工业发展过程中的一项重大突破。
第一节水平井的分类及特点水平井是最大井斜角保持在90°左右,并在目的层中维持一定长度的水平井段的特殊井。
水平钻井技术是常规定向井钻井技术的延伸和发展。
目前,水平井已形成3种基本类型,如图1—1所示。
(1)长半径水平井(又称小曲率水平井):其造斜井段的设计造斜率K<6°/30m,相应的曲率半径R>286.5m。
(2)中半径水平井(又称中曲率水平井);其造斜井段的设计造斜率K=(6°~20°) /30,相应的曲率半径R=286.5~86m。
水平井剖平面示意图(3)短半径水平井(又称大曲率水平井):其造斜井段的设计造斜率K=(3°~10°) /m,相应的曲率半径R=19.1~5.73m。
上述3种基本类型水平井的丁艺特点和各自的主要优缺点分别列于表l—l和表1—2。
大斜度井、水平井和多井底井技术的应用都有一个共同的目的.这就是降低综合成本和提高油层的开采量。
对于同一尺寸的井眼,直井由于出油(气)面积比较小、其几何条件所提供的效率就比较低.而水平井几何条件所提供的效率达到最高,如图1—2和图1—3 所示。
大斜度井(井斜角大于60°的井)主要适用于层状油藏。
多井底井(在一个井眼内钻几口井)主要用于很厚的垂直渗透油层(具有低孔隙率和垂直裂缝的块状石灰岩)或者短半径横向引流类的井。
1.天然垂直裂缝在垂直裂缝油藏中,油气完全处在裂缝中,裂缝之间的非生产底层一般为6~60m 厚,所以垂直井可能只钻到一个产层.也可能一个产层也钻不到,而水平井可以与产层垂直相交,横向钻穿若干个产层裂缝.这样就比垂直井的开采量要高得多。
采油工程中水平井注水工艺分析
水平井注水工艺是指在储层水平井的钻井施工过程中,向储层中注入一定量的水,以
提高地下油层的压力,使油藏中的油能够自行向井口移动,以便更有效地开采油田。
水平井注水工艺的目的是提高地下油层的压力,从而促进油池中的原油向采油井流动。
同时,注水也能够降低储层的渗透压,减轻油池中油的黏性,使油田的采油效果更好。
水平井注水工艺需要结合现场情况、储层状况,以及注水时间和注水量等因素进行考虑。
在注水前,需要对地层进行详细的勘探和分析,确定油层的性质、渗透性、厚度和含
油饱和度等参数。
同时,还需要确定注水的时间和注水量,以适应油藏开采的需要,并确
保地下水位的变化对生态环境的影响不会超过允许的范围。
一般来说,在进行水平井注水工艺时,应该考虑以下几点:
1. 确定注水时机
注水时机的选择需要考虑油井的产能和储层状况。
在油井产能较低的情况下,可以适
当提前进行注水,以保证储层中的压力能够达到一定的范围,从而更好地促进原油的自然
流动。
注水量的选择需要进行合理的计算和估算。
在注水量的确定方面,需要考虑储层的渗
透性和厚度等因素,并同时考虑注水与采油之间的关系,以使得注水量与采油量之间保持
一定的平衡。
注水方式的选择需要考虑油藏地质构造、储层状况和注水时间等因素。
在注水方式上,可以采用单向注水、多层注水、多段注水等不同方式。
水平井注水工艺是提高油田采油效果的重要手段。
在实践中,需要结合具体情况进行
优化,并不断进行技术更新和改进,以确保注水工艺能够更好地促进原油的流动和提高采
油效率。
DSF2多底多分支水平井钻井液技术DSF2多底多分支水平井钻井液技术的论文随着油气开采技术的不断发展,水平井技术成为提高油气开采效率的重要手段之一。
然而,水平井在钻井过程中也面临着种种技术难题,钻井液的选用是其中的重要方面。
目前,DSF2多底多分支水平井钻井液技术成为一种新型的钻井液技术,受到了广泛关注。
本文将从几个方面介绍DSF2多底多分支水平井钻井液技术。
首先,本文将阐述DSF2多底多分支水平井钻井液技术的优势。
DSF2多底多分支水平井钻井液技术是一种晶状聚合物钻井液,具有非常优异的性能,适用于不同类型的地层,特别是复杂地层。
该技术能够有效地控制渗透率,提高井壁稳定性,并减少井眼扩大。
此外,DSF2多底多分支水平井钻井液技术在防止泥浆液失稳和减小岩芯污染等方面也具有很大优势。
其次,本文将介绍DSF2多底多分支水平井钻井液技术的配方组成。
DSF2多底多分支水平井钻井液技术的主要成分包括:磨细的高岭土、膨润土、多种聚合物、溶解性盐、吸附胶体等。
其中,磨细的高岭土和膨润土是DSF2多底多分支水平井钻井液技术的主体成分,通过多次精细磨细加工,其细度可以达到亚微米级别。
多种聚合物的添加可以增强钻井液的黏度,吸附胶体的加入能够增加液相比表面积,提高润滑性能,减少摩擦系数。
溶解性盐的作用是增加钻井液的电阻率,降低钻井液的滤失率,从而减少井壁浸润损失。
第三,本文将探讨DSF2多底多分支水平井钻井液技术的应用案例。
DSF2多底多分支水平井钻井液技术已经在国内多个区域得到应用,并获得了良好的反馈。
例如,在某油田的水平井钻井中,采用DSF2多底多分支水平井钻井液技术可以有效地降低钻头磨损,减少环境污染,提高钻井效率。
在另一油田的水平井钻井中,采用DSF2多底多分支水平井钻井液技术可以有效地控制井壁稳定性,减小岩屑垢堵、凝结、粘附的问题。
最后,本文将总结DSF2多底多分支水平井钻井液技术的意义。
DSF2多底多分支水平井钻井液技术的发展是提高油气勘探开发水平和资源利用率的关键技术之一。
水平井钻井液前言水平井钻井是钻井技术发展的必然产物,和钻直井相比涉及到新的工艺和新的技术措施,它对钻井液技术提出了更高的要求,因此在水平井钻井液的设计和施工中,必须把握好钻井液的特性、分优钻井液性能、钻井液参数的优选,这样才能安全、顺利的完成钻井任务,才可能取得更高的经济效益。
从胜利油田钻水平井的发展历史来看,套管结构在不断的简化,钻井周期在不断的降低,成本在不断的减少,当初钻二千来米的水平井需三开完钻,现在钻将近五千米的水平井也只下两层套管,所取得的技术和经济效益是相当可观的。
所钻地层也由当初的较稳定的地层到现在的低压易漏失地层;钻井液的发展经历了水基、油基到现在的泡沫钻井液,水平井钻井液技术的持续、稳定发展,使我油田目前能钻各种类型、各种难度、不同井深的水平井。
一、水平井钻井液的发展为提高水平井钻井液的携岩洗井效果,只有提高钻井液粘度和动切力,降低钻屑的下滑速度,避免岩屑床的形成,但粘度太高不利于钻井的施工,提高动切力是有效的方法。
为达到这个目的,胜利油田在最初的几口水平井用聚腐粉JFF来改善钻井液这方面的性能,但JFF有它的局限性,作用时间不能持续长久,处理量大时易使粘度迅速上升,在此基础上采用正电胶MMH来改善钻井液流变参数,可以大大地提高动切力,施工方便、快捷。
这两者处理剂实际上都是改善钻井液中粘土的性质,不同的只是JFF在施工时就已对粘土进行了处理,加入时同时会增加泥浆中的般土含量;而MMH是在施工之中进行,不可能增加钻井中的般土含量,且作用时间长。
润滑剂的种类可根据地质需要而选择不同的类型。
二、钻屑在井下的运移状态分析钻屑的运移情况,必须从钻井液的流变参数,当动切力越小,流型越显尖峰型,动切力越大,则呈现平板型层流,以宾汉模式计算,钻井液的临界环空返速321.49 (Do+Di)(PV+(PV2+YP(Do-Di)2D) 1/2Qc= D 7716式中:Do井眼直径(米)Di 钻杆内径(米)D 钻井液密度(Kg/m3)PV 钻井液塑性粘度(PaS)YP 钻井液动切力(Pa)从以上公式可以看出,当钻井液粘、切越高,越不易达到紊流。
文章编号:100125620(2006)0520070204二连油田水平井钻井液技术陈德铭1 刘亚元1 杨钢铁1 刘焕玉1 马国民1 汪琳1 郭玉凤2(1.华北石油管理局第一钻井工程公司,河北廊坊;2.华北石油管理局化工机械公司,河北任丘)摘要 二连油田砂岩油层薄,产状变化较大,水平井段钻进存在携砂困难、摩阻控制难度大、易产生岩屑床等技术难点,优选出了有机黑色正电胶聚合物混油钻井液,以期利用其较强的抑制性、悬浮携屑能力、稳定性和低摩阻的特点,达到实现安全快速钻井的目的。
现场应用结果表明:该钻井液携砂效果好,抑制能力和润滑防卡性能强,钻井液性能稳定,维护处理简单;蒙平1、林4平1和林4平2三口水平井都没有发生与钻井液有关的井下复杂事故;林4平2井地层产状变化较大,整个水平段为波浪型,但水平段井身质量和固井质量均达到了设计要求;蒙平1井钻井周期为35d ,同时伴有水侵发生,施工中未出现垮塌现象,表明该钻井液能满足二连油田水平钻井施工的需要。
关键词 有机黑色正电胶 聚合物混油钻井液 井眼净化 防卡 防止地层损害中图分类号:TE254.3文献标识码:A 2005年在二连油田先后钻了蒙平1井、林4平1井、林4平2井3口水平井。
这3口水平井油层薄,地层产状变化大,在林4区块施工中需频繁调整轨迹,对钻井液性能提出了很高的要求。
为优质、安全、快速完成二连油田水平井施工任务,借鉴国内各油田水平井钻井液经验,在室内试验的基础上,优选出了适合于二连油田水平井施工的有机黑色正电胶聚合物混油钻井液体系,并制定了相应的现场维护处理方案。
应用结果表明:有机黑色正电胶聚合物混油钻井液很好地满足了3口水平井的现场施工。
1 地质及工程简况1.1 地质特征二连油田部署的3口水平井,钻遇地层依次为第四系、赛汉组、腾格尔组、阿尔善组。
第四系岩性为灰色泥岩、粉砂质泥岩、灰色砂砾岩和粉砂岩;腾格尔组腾二段顶部为大段深灰色泥岩,中部为白云质泥岩与泥质白云岩,底部为灰色细砂岩、砂砾岩与深灰色泥岩;腾一段岩性为深灰色泥岩与灰色泥质白云岩、含砾砂岩和细砂岩;阿尔善组岩性为深灰色白云质泥岩与灰色细砂岩、含砾砂岩。
第四系流砂层易形成大井眼,其中林4区块存在煤层,该煤层疏松且承压能力较低,轻微的压力激动就会导致漏失发生,一旦发生漏失煤层垮塌的风险也会增加。
煤层下部的胶质泥岩易于粘附井壁,引发环空憋堵。
腾格尔组大段泥岩存在水敏性垮塌,一旦煤层段发生漏失,也会因液柱压力不足导致井壁失稳。
1.2 工程简况蒙平1井井身结构:φ375m m ×155.00m (φ273.05m m ×154.40m)+φ215.9mm ×1260m (φ139.7mm ×1256.91m ),造斜点为422m ,水平段长305m ,最大井斜为91.58°,水平位移为635.71m ,完钻垂深为800.35m 。
林4平1井井身结构:φ444.5m m ×41m (φ339.7m m ×40.19m )+φ311.1mm ×552m (φ244.5mm ×551.35m )+φ215.9mm ×1819.40m (φ139.7m m ×1734.93m),造斜点为1273.22m ,水平位移为424.81m ,水平段长152.4m ,最大井斜为87.73°,完钻垂深为1514.28m 。
林4平2井井身结构:φ444.5m m ×29.00m (φ339.70mm ×28.18m)+φ311.1m m ×555.00m (φ244.5mm ×552.98m )+φ215.9mm ×2182m (油层段以上下入φ139.7m m 套管,油层段下入割缝筛管),造斜点为1255.23m ,最大井斜为94.30°,水平位移为802.43m ,水平段长532.40m ,完钻垂深为1514.12m 。
第一作者简介陈德铭,工程师,6年生,一直从事钻井液现场管理工作,现任华北石油管理局第一钻井工程公司钻井泥浆分公司副经理。
地址河北省廊坊市万庄;邮政编码65;电话(3)556。
第23卷第5期 钻 井 液 与 完 井 液 Vol.23No.52006年9月 DRILL IN G FL U I D &COMPL E TION FLU ID Sept 12006:192:000701722112 钻井液技术2.1 钻井液技术难点2.1.1 井壁稳定二连油田腾格尔组地层泥岩水敏性强且层理微裂缝发育,易发生水敏性垮塌,在水平井施工中,该层位处于井斜较大的井段,井垮发生的几率较大,防塌难度增加,因此井壁稳定应是首先考虑的问题。
2.1.2 井眼净化二连油田油层较薄且油层产状变化较大,在林4区块施工中易出现频繁调整井斜的情况,井眼轨迹很可能为波浪型,不利于岩屑的携带。
同时,水平井段岩性为砂岩,地层可钻性好、钻速快,钻井液中钻屑相对浓度大,钻屑清除困难,容易形成岩屑床,不利于井眼的净化。
2.1.3 润滑防卡由于大部分钻具处在斜井段及水平井段中,钻具与地层的接触面积大,加之油层井段的渗透性好,必然导致形成的泥饼较厚。
当定向钻进时,由于钻速较低,钻具长时间静止,发生粘卡的可能性就会增加。
2.1.4 油层保护水平井的油层井段较长,暴露面积大,水平井施工周期又比普通井长,油层受污染的程度也将增加,因此应有完善的油层保护措施。
2.2 钻井液体系的确定针对上述钻井液技术要求,结合二连油田地层特征,在近几年二连油田使用的有机黑色正电胶钻井液体系的基础上,通过室内试验确定了有机黑色正电胶聚合物混油钻井液体系。
利用黑色正电胶钻井液具有的独特流变性、良好的剪切稀释特性和较强的抑制性,满足井壁稳定和井眼净化的要求。
同时在黑色正电胶钻井液中加入高分子量聚合物,进一步提高体系的抑制性和悬浮携屑能力。
2.2.1 润滑防卡实验取现场未做润滑处理的钻井液作基浆,分别加入不同的润滑剂,测其摩阻系数的变化,实验结果见表1。
由表1可以看出,井浆中混入原油后,摩阻系数大幅度降低;原油乳化剂的加入提高了原油在钻井液中的分散性;加入阳离子乳化沥青后,可提高钻井液泥饼质量;石墨可辅助降低钻井液的摩阻系数。
因此确定钻井液润滑配方为%原油+%阳离子乳化沥青+%石墨+3%原油乳化剂表1 钻井液润滑性实验配方K f,45min井浆30.230井浆+1%阳离子乳化沥青0.200井浆+2%阳离子乳化沥青0.150井浆+10%原油0.060井浆+15%原油0.040井浆+10%原油+0.03%原油乳化剂0.050井浆+15%原油+0.05%原油乳化剂0.035井浆+1%石墨0.200井浆+2%石墨0.160井浆+10%原油+1%阳离子乳化沥青+2%石墨+0.03%原油乳化剂0.020 注:井浆取自蒙17214井井深894m处,其处理剂基本组成为:0.6%B ZW21+0.6%NPAN+2.5%ZFJ22。
2.2.2 配伍性实验在润滑性实验的基础上,依次加入KPAM、B ZW21(黑色正电胶),分析其性能变化,实验结果见表2。
表2中配方如下。
1# 井浆(取自蒙17214井井深894m处)+ 10%原油+1%阳离子乳化沥青+2%石墨+0.03%原油乳化剂2# 1#+0.4%B ZW213# 1#+0.4%B ZW21+0.2%KPA M表2 钻井液配伍性实验配方AVm Pa sPVmPa sYPPaGelPa/PaFL AP ImL井浆201641/2 6.51#211652/2.5 4.02#211472/5 4.03#241682/8 4.0根据上述实验结果,确定了水平井钻井液的基本配方:以B ZW21为主处理剂,加入KPA M,增强体系的包被和抑制性,保持体系有较好的悬浮携带性能;混入原油、阳离子乳化沥青及液体润滑剂,实现钻井液的润滑防卡目的;阳离子乳化沥青同时具有物理封堵地层微裂缝的作用,它与防塌剂ZF J22共同作用,能改善泥饼质量,提高钻井液的防塌能力;采用N N与SF26作为流型调节剂。
具体配方如下。
71 第23卷第5期 陈德铭等:二连油田水平井钻井液技术 :10120.0PA205%膨润土+(0.3%~0.6%)KPAM+(0.5%~1.0%)NPAN+(0.6%~1%)B ZW21+(2%~3%)ZFJ22+(0.2%~0.3%)S F2260+(2%~3%)阳离子乳化沥青+(1%~2%)石墨润滑剂+(10%~12%)原油+(0.1%~0.2%)乳化剂+(1.5%~2.0%)液体润滑剂+(0.1%~0.2%)消泡剂3 现场应用2005年在二连油田先后钻了蒙平1井、林4平1井、林4平2井三口水平井,这3口井均采用了上述的钻井液配方,具体钻井液施工措施如下。
(1)一开。
采用膨润土浆钻进,粘度、切力以满足携带岩屑为原则,钻至设计井深后充分循环钻井液,净化井眼,为顺利下表层套管及固井提供保证。
(2)二开直井段。
将一开钻井液加水稀释后钻水泥塞,放掉被水泥污染的钻井液后,进行预处理,加入500~800kg BZW21、300~400kg KPA M、400~600kg N PAN,然后适当补充膨润土粉,使膨润土含量在50g/L左右,调整钻井液性能至设计要求后开钻。
将KPAM、NPAN按一定比例配成浓度为1%左右的胶液对钻井液进行维护,每钻进100m 加入100~200kg B ZW21,以维持钻井液性能的稳定,地层造浆相对减弱后补充加入防塌剂,改善泥饼质量,降低钻井液滤失量,保证上部井眼的稳定,为后续钻井施工创造良好的井眼环境。
(3)定向及斜井段。
在定向前,对钻井液进行一次处理,加入500kg B ZW21和150kg KPAM,根据滤失性能及泥饼质量情况加入各类防塌剂。
处理后的钻井液中B ZW21有效含量不低于1%,KPAM不低于0.6%,以保证钻井液包被、抑制钻屑水化分散和悬浮携屑的能力。
造斜前和井斜大于45°后混入两次原油,每次混入量为5t,使含油量大于7%,在定向过程中加入2%阳离子乳化沥青和1%液体润滑剂,井斜达到60°后逐渐提高钻井液的含油量,在保证其它处理剂有效含量的情况下,配合使用1.5%石墨降低钻井液的摩阻,使钻井液的摩阻系数控制在0.03/45 mi n左右。
在以后的钻进中,做到每班对钻井液的含油量及摩阻进行检测,根据检测结果及时进行相应的处理,保证了钻井液性能符合施工要求。
()水平井段。
进入水平井段前,提高原油含量到%,增加石墨的用量,控制钻井液粘附系数在35以内,着陆后重点放在油层保护、防岩屑床形成及防卡工作上,在钻井液的维护处理上,提高阳离子乳化沥青加量,使其有效含量达到2.5%,防塌剂含量达到2.5%,使泥饼质量得到进一步改善,进入储层前随钻加入油层保护剂、超细碳酸钙,对油层实施屏蔽暂堵。