吐哈深探井钻井液技术研究与应用
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“理想充填理论”—d_90经验规则在昆2井中的应用
文章编号:100125620(2006)0520014204“理想充填理论”—d 90经验规则在昆2井中的应用艾贵成1 刘梅全1 张禄远1 李德全1 冯逸2(1.吐哈油田钻井公司玉门分公司,甘肃玉门;2.华北石油管理局第四钻井工程公司,河北晋县)摘要 昆2井是中油集团公司部署在柴达木盆地北缘昆特依凹陷潜伏1号构造上的一口重点探井,完钻井深为5950m 。
地质结构复杂,属喷、漏、塌、缩、卡高危地层。
经与中国石油大学(北京)合作,在成膜钻井液的基础上,根据理想充填理论,引入封堵剂,进而增强地层的承压能力,以满足高压盐水层的施工要求。
在研究分析地层岩性、物性、敏感性和损害因素的基础上,根据地层孔隙度、渗透率、岩性、井底温度及开钻顺序,将钻井液分为低温中孔高渗封堵成膜钻井液、中温中孔中渗封堵成膜钻井液、高温中孔中低渗封堵成膜钻井液,并在钻进过程中根据地层孔隙度,应用d 90规则调整封堵粒子(超细碳酸钙、磺化沥青、聚合醇、有机硅醇)和成膜剂加量。
昆2井井壁稳定,无复杂与事故,顺利完成了钻探任务。
关键词 钻井液 封堵 成膜 井眼稳定 d 90规则 防止地层损害 昆2井中图分类号:TE254.3文献标识码:A 昆2井是中油集团公司部署在柴达木盆地北缘昆特依凹陷潜伏1号构造上的一口重点探井,目的是了解地层层序、第三系沉积储层特征及含油气情况。
昆2井完钻井深为5950m ,地质结构复杂,属“喷、漏、塌、缩、卡”高危地层,对钻井液的抗盐、抑制、防塌、抗温、携带能力要求较高。
在成膜钻井液的基础上,根据“理想充填理论”,引入封堵剂,形成封堵成膜钻井液,进而增强了地层的承压能力,以满足高压盐水层的施工要求,并根据地层的孔隙度、渗透率、岩性、井底温度及开钻顺序,将钻井液分为低温中孔高渗封堵成膜钻井液、中温中孔中渗封堵成膜钻井液、高温中孔中低渗封堵成膜钻井液。
在钻进过程中根据地层孔隙度,应用d 90规则调整封堵粒子(超细碳酸钙、磺化沥青、聚合醇、有机硅醇)和成膜剂加量,成功地克服了盐岩层、流砂层、盐膏层、长段强造浆泥岩、高压水层、硬脆性地层等难题,顺利完成了钻探任务。
国内外深井超深井钻井液技术现状及发展趋势
国内外深井超深井钻井液技术现状及发展趋势下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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吐哈油田钻井液体系优化技术应用研究
析， 对吐哈聚合物 、 聚磺钻 井液体 系的维护处理方法、 处理剂使 用和性能控制等方面进 一步优化 ， 形成与钻井提速 配套 的钻 井液工
艺技 术。 ２ ０ １ ２ 年现场应用 ５ １ １ ７ ： 井， 维护 工艺简单 、 机械钻速提 高、 井下复杂减 少， 实施 效果明显。
关键 词
吐 哈 油 田 钻 井液 体 系优 化
（ ３ ） 高 机 械钻 速 条 件下 稳 定 的钻 井 液性 能 、 较低 固相 和粘切 、 良好 的井 眼净化 能力 ； （ ４ ） 定 向井 、 水 平井 及 深 探井 钻 井 液体 系 保 持 良 好 的润 滑性 、 抗高 温和井 眼稳 定能力 。
了强有力的技术支持和保障。２ ０ ｌ ２ 年钻井液体系优化技 术在吐哈温米 区块 、 吐玉克构造应用后 ， 钻井机械钻速提
Ｚ Ｎ Ｐ 一 １ 抑制 页 岩水 化膨 胀效 果优 于 ＹＦ Ｋ Ｎ、 Ｋ — Ｐ Ａ Ｍ。
５ ． １ ． ２ 抑 制 剂加置 实 验
制 剂加量 实 验 。实验 条件 为钻 井液 中加入 ４ ０ ｇ 粒径 为
６ ～ １ ０目岩 屑 ， １ ０ ０ ￣ （ ２ 条件下滚动 １ ６ ｈ ， 用４ ０目筛 回收 ，
测其 岩 屑 回收率 ， 结果 见表 ２ 、 表３ 。
１ － 刖 ＿ ■ ‘ 一 － ＿ 吾
碎 屑岩 为主 ； 钻井 过程 中井下 复杂 以脆 性剥 落引起 的 井 塌及裂 隙型井 漏 为主 。
吐哈油田位 于新疆Ⅱ 土 鲁番—哈密盆地境内， 东西长约
６ ０ ０ ｋ ｍ， 南北宽 １ ３ ０ ｋ ｍ， 有效勘探面积３ ． ５ ￣ １ ０ ｋ ｍ 。其 特 征属低孔 、 低渗 、 埋藏中深 的多层系砂 ． ￣ 石 ｉ ｄ － ｉ 油藏 。２ ０ １ ２ 年
艺技 术。 ２ ０ １ ２ 年现场应用 ５ １ １ ７ ： 井， 维护 工艺简单 、 机械钻速提 高、 井下复杂减 少， 实施 效果明显。
关键 词
吐 哈 油 田 钻 井液 体 系优 化
（ ３ ） 高 机 械钻 速 条 件下 稳 定 的钻 井 液性 能 、 较低 固相 和粘切 、 良好 的井 眼净化 能力 ； （ ４ ） 定 向井 、 水 平井 及 深 探井 钻 井 液体 系 保 持 良 好 的润 滑性 、 抗高 温和井 眼稳 定能力 。
了强有力的技术支持和保障。２ ０ ｌ ２ 年钻井液体系优化技 术在吐哈温米 区块 、 吐玉克构造应用后 ， 钻井机械钻速提
Ｚ Ｎ Ｐ 一 １ 抑制 页 岩水 化膨 胀效 果优 于 ＹＦ Ｋ Ｎ、 Ｋ — Ｐ Ａ Ｍ。
５ ． １ ． ２ 抑 制 剂加置 实 验
制 剂加量 实 验 。实验 条件 为钻 井液 中加入 ４ ０ ｇ 粒径 为
６ ～ １ ０目岩 屑 ， １ ０ ０ ￣ （ ２ 条件下滚动 １ ６ ｈ ， 用４ ０目筛 回收 ，
测其 岩 屑 回收率 ， 结果 见表 ２ 、 表３ 。
１ － 刖 ＿ ■ ‘ 一 － ＿ 吾
碎 屑岩 为主 ； 钻井 过程 中井下 复杂 以脆 性剥 落引起 的 井 塌及裂 隙型井 漏 为主 。
吐哈油田位 于新疆Ⅱ 土 鲁番—哈密盆地境内， 东西长约
６ ０ ０ ｋ ｍ， 南北宽 １ ３ ０ ｋ ｍ， 有效勘探面积３ ． ５ ￣ １ ０ ｋ ｍ 。其 特 征属低孔 、 低渗 、 埋藏中深 的多层系砂 ． ￣ 石 ｉ ｄ － ｉ 油藏 。２ ０ １ ２ 年
吐哈油田-吐玉克深层稠油开发新技术应用研究
吐玉克深层稠油开发新技术应用研究赵健徐君巩小雄朱晴陶林本(中国石油吐哈油田分公司勘探开发研究院新疆哈密 839009)摘要：吐玉克油田是一埋深2300—3700米的亿吨级超深层稠油油田，原油粘度(50℃)9569.3-20150mPa.ｓ，吐哈油田经过近年来的开发实践及现场试验，使吐玉克深层稠油得到了开发动用，注水冷采开发的现场试验，取得了良好的效果，证实了吐玉克油田注冷水开发是可行的。
2004年进行了天然气吞吐可行性研究，同时利用室内实验、矿场实验及数值模拟研究对注气吞吐机理及吞吐参数进行了研究及优化，研究表明天然气混溶于稠油后能很好的降低稠油的粘度，提高单井产量，天然气吞吐技术应用于深层稠油开发中是可行的。
配套形成了泵上掺稀将粘有杆泵举升技术、长柱塞防砂管式泵携砂采油的油井防砂技术、端部脱砂、大规模压裂改造技术和油井深抽等工艺体系及掺稀和集输等地面工程技术系列，得到了广泛应用，取得了良好效果。
关键词：吐玉克油田深层稠油注水冷采天然气吞吐泵上掺稀引言吐玉克油田是一亿吨级超深层稠油油田，目前世界重质油的开发应用最广泛、效果最好的开发方式仍然是注蒸汽开采技术，该方法主要是针对井深小于1700m的稠油油田，同时正在研究和开展现场实验的前缘技术有注气体溶剂萃取稠油冷采技术、重力辅助火烧油层技术以及天然气驱、CO2驱、井下蒸汽发生器等技术，这些技术大多尚处于实验阶段，距现场规模化应用还需时日，且并未对深层稠油油藏进行专门研究，开发利用超稠油、深层和超深层以及低渗稠油资源将是国内外共同面临的新课题，吐哈油田经过近年来的开发实践及现场试验，形成了以注水冷采、注气吞吐及水平井为主体的深层稠油开发的新思路，形成了泵上掺稀将粘有杆泵举升、油井防砂、压裂改造和油井深抽等配套工艺体系及掺稀和集输等地面工程技术系列，使吐玉克深层稠油得到了开发动用，并为下步整体开发动用打下了坚实的基础。
一、油田概况吐玉克油田包括吐玉克、玉东、鲁克沁三个含油区块，油藏类型为块状边底水深层稠油油藏，主要目的层为三叠系克拉玛依组（T2k）。
吐哈油田火6井钻井技术
８８０ ） ３ ２ １
（ 哈 石 油勘 探 开 发 指 挥 部 钻 井 公 司 ． 吐 新疆 鄯 善
摘
要 ：火 ６井 地 层 层 序 及 岩 性 复 杂 ， 钻 进 中 易 出现 井 下 复 杂 情 况 与 事 故 ． 工 难 度 极 大 。该井 在 钻进 过 程 中 应 在 施
用 了项部 驱 动 系统 、Ｐ） 钻 头 、钻 杆 橡 胶 护 箍 等 多 项 新 工具 、 新技 术 ，确 保 了该 井 的 ） 完 成 ．井 身 质 量 、 固井 质 量 Ｉ Ｃ 顿利 合格 ，取 心 收 获率 达 ９ ，并 创 吐 哈 油 田 多项 钻 井 纪 录 。 ８
２ ２ ４ 调整 井眼 轨迹 （ ２ ９ ２ ２ ４ ５ ．． ２ ４ ． ￣２ ９ ． ｍ）
斜， 井斜 由 ０ ５增 至 ２ ． ６， 位 ２ 。 稳斜钻 进 至井 ．。 ９ ５。 方 ７。 深 ２ ７ ｍ，电 测 后 下 ４ ４ ． ｍｍ 技 术 套 管 至 井 深 ６０ ２ ４５
２ ６． ０ ６ ８ ５ｍ。用 ４ １ ． ｍｍ 钻头 及 “ — ”钻具 组合 （ ２５ ９ Ｏｌ 即 有 １个近钻 头 稳定器 ， ｌ根钻铤 上还 有 １ 稳 定器 ， 隔 个 共 ２个 稳定器 ， 同） 开 ， 至设 计井 深 ３ ６ ． ０ 下 三 钻 ７ ０ ０ ｍ， 因 目的层 推 后 ，加深钻 至 ４ ３ ． ０ 完 钻 。 ００ ０ｍ
垂 深 ３ ０ ． ０ 一靶 垂深 ２ ３ ． ０ 位移 ８ ０ ０ ｍ， ５ ０ ０ ｍ， ７ ０ ０ ｍ， ０．０ 二 靶垂 深 ３ ４ ． ０ ３ ０ ０ ｍ，位 移 １ ０ ． ０ ０ ０ ０ ｍ，设计 方 位 ２ 。 ３。
采 用 “ —— ”钟摆 钻具 组 合 （ ２ １２ 即钻具组 合中共 有 ３个 稳 定器 ，分别 放 在 第 ２根 、第 ３根和 第 ５根 钻铤 上 ，下 同 ）钻进 ，强 化测斜 ，优化钻 井参 数 ，确保 直
（ 哈 石 油勘 探 开 发 指 挥 部 钻 井 公 司 ． 吐 新疆 鄯 善
摘
要 ：火 ６井 地 层 层 序 及 岩 性 复 杂 ， 钻 进 中 易 出现 井 下 复 杂 情 况 与 事 故 ． 工 难 度 极 大 。该井 在 钻进 过 程 中 应 在 施
用 了项部 驱 动 系统 、Ｐ） 钻 头 、钻 杆 橡 胶 护 箍 等 多 项 新 工具 、 新技 术 ，确 保 了该 井 的 ） 完 成 ．井 身 质 量 、 固井 质 量 Ｉ Ｃ 顿利 合格 ，取 心 收 获率 达 ９ ，并 创 吐 哈 油 田 多项 钻 井 纪 录 。 ８
２ ２ ４ 调整 井眼 轨迹 （ ２ ９ ２ ２ ４ ５ ．． ２ ４ ． ￣２ ９ ． ｍ）
斜， 井斜 由 ０ ５增 至 ２ ． ６， 位 ２ 。 稳斜钻 进 至井 ．。 ９ ５。 方 ７。 深 ２ ７ ｍ，电 测 后 下 ４ ４ ． ｍｍ 技 术 套 管 至 井 深 ６０ ２ ４５
２ ６． ０ ６ ８ ５ｍ。用 ４ １ ． ｍｍ 钻头 及 “ — ”钻具 组合 （ ２５ ９ Ｏｌ 即 有 １个近钻 头 稳定器 ， ｌ根钻铤 上还 有 １ 稳 定器 ， 隔 个 共 ２个 稳定器 ， 同） 开 ， 至设 计井 深 ３ ６ ． ０ 下 三 钻 ７ ０ ０ ｍ， 因 目的层 推 后 ，加深钻 至 ４ ３ ． ０ 完 钻 。 ００ ０ｍ
垂 深 ３ ０ ． ０ 一靶 垂深 ２ ３ ． ０ 位移 ８ ０ ０ ｍ， ５ ０ ０ ｍ， ７ ０ ０ ｍ， ０．０ 二 靶垂 深 ３ ４ ． ０ ３ ０ ０ ｍ，位 移 １ ０ ． ０ ０ ０ ０ ｍ，设计 方 位 ２ 。 ３。
采 用 “ —— ”钟摆 钻具 组 合 （ ２ １２ 即钻具组 合中共 有 ３个 稳 定器 ，分别 放 在 第 ２根 、第 ３根和 第 ５根 钻铤 上 ，下 同 ）钻进 ，强 化测斜 ，优化钻 井参 数 ，确保 直
有机盐聚合醇氯化钾钻井液的应用
Ｍ ａ ００ ｙ２ ６
文章 编 号 ：０ 卜５ ２ （０ ６ ０ —０ １０ ｉ０ ６ ０ ２０ ） ３０ ５ —３
有 机 盐 聚 合 醇 氯化 钾 钻 井 液 的应 用
艾 贵成 邱佩瑜 王宏。 张景辉。 姜 书春
（． １ 吐哈石油勘探指挥部钻井公 司， 新疆 鄯善 ；． ２ 北京科信建业石 油技 术有限公 司， 京 ； 北 ３ 塔里木油 田工程技术服务公 司钻井 液分 公司 ， ． 新疆库 尔勒 ；． ４ 斯伦贝谢公 司 ， 北京）
１２ 扫 描 电镜微 结构 分 析 ． 总体上讲 ， 灰绿 色 泥 岩 、 灰 色泥 岩 性 软 、 理 绿 层 发育、 韧性较 强 ， 岩石 力学 上将 其定 性为 粘 弹性泥 在
岩 ， 土矿 物 的排列 取 向性 差 ， 结性 差 ， 裂 隙发 粘 胶 微 育 ， 于易 水化 、 分散 地层 。 属 强
胀 、 散 、 浆 ， 在塑 性 泥岩 的蠕 。安集海 河 组 的灰绿 色 泥岩 和绿灰 色 泥岩 在钻井 中表 现为 塑性 变形 蠕变 流 向井 眼一 突
出于 井壁一 缩径 。在 原霍 ８ 井 （ 和盐水 钻井 液 ） ａ 饱 、
１３ 理化特性分析 ．
胀 和分散 ， 其结 果宏 观表 现就 是造 浆性 强 ， 钻井 液粘
度、 切力 上升快 ， 变性 极难 控制 。 流
液体 系 的岩 屑 回收 率 达 ９ 。综 合 对 比抗 温 抗 盐 ｏ 膏污染性 能 ， 选 出抗 温降 滤失 剂Ｓ 一 、Ｐ 优 ＭＰ ２ Ｓ Ｃ、
积越 大 ， 明蒙 脱 石 含 量越 高 ， 水 量 越 大 ， 层 容 说 吸 地
易水化 ， 成井 壁失 稳 。 造
１４ 钻井液体系配方优化试验 ．
利 用滚 动 回 收 率 试 验 ， 聚 合 醇 Ｊ Ｘ、 Ｆ １ 在 Ｌ ＴＤ 一 的基 础上 ， 选 出 强 抑 制 剂 ： 机 盐 Ｗ ｅ ｈ和 大 分 优 有 ｉ ｇ 子有 机 酸 钾 ０ －Ｏ ， 添 加 １ ～ １ ＫＣ ， 井 ＳｌＯ 并 ２／ ５ ９ ６ １钻
文章 编 号 ：０ 卜５ ２ （０ ６ ０ —０ １０ ｉ０ ６ ０ ２０ ） ３０ ５ —３
有 机 盐 聚 合 醇 氯化 钾 钻 井 液 的应 用
艾 贵成 邱佩瑜 王宏。 张景辉。 姜 书春
（． １ 吐哈石油勘探指挥部钻井公 司， 新疆 鄯善 ；． ２ 北京科信建业石 油技 术有限公 司， 京 ； 北 ３ 塔里木油 田工程技术服务公 司钻井 液分 公司 ， ． 新疆库 尔勒 ；． ４ 斯伦贝谢公 司 ， 北京）
１２ 扫 描 电镜微 结构 分 析 ． 总体上讲 ， 灰绿 色 泥 岩 、 灰 色泥 岩 性 软 、 理 绿 层 发育、 韧性较 强 ， 岩石 力学 上将 其定 性为 粘 弹性泥 在
岩 ， 土矿 物 的排列 取 向性 差 ， 结性 差 ， 裂 隙发 粘 胶 微 育 ， 于易 水化 、 分散 地层 。 属 强
胀 、 散 、 浆 ， 在塑 性 泥岩 的蠕 。安集海 河 组 的灰绿 色 泥岩 和绿灰 色 泥岩 在钻井 中表 现为 塑性 变形 蠕变 流 向井 眼一 突
出于 井壁一 缩径 。在 原霍 ８ 井 （ 和盐水 钻井 液 ） ａ 饱 、
１３ 理化特性分析 ．
胀 和分散 ， 其结 果宏 观表 现就 是造 浆性 强 ， 钻井 液粘
度、 切力 上升快 ， 变性 极难 控制 。 流
液体 系 的岩 屑 回收 率 达 ９ 。综 合 对 比抗 温 抗 盐 ｏ 膏污染性 能 ， 选 出抗 温降 滤失 剂Ｓ 一 、Ｐ 优 ＭＰ ２ Ｓ Ｃ、
积越 大 ， 明蒙 脱 石 含 量越 高 ， 水 量 越 大 ， 层 容 说 吸 地
易水化 ， 成井 壁失 稳 。 造
１４ 钻井液体系配方优化试验 ．
利 用滚 动 回 收 率 试 验 ， 聚 合 醇 Ｊ Ｘ、 Ｆ １ 在 Ｌ ＴＤ 一 的基 础上 ， 选 出 强 抑 制 剂 ： 机 盐 Ｗ ｅ ｈ和 大 分 优 有 ｉ ｇ 子有 机 酸 钾 ０ －Ｏ ， 添 加 １ ～ １ ＫＣ ， 井 ＳｌＯ 并 ２／ ５ ９ ６ １钻
酒东地区复杂深井钻井提速技术研究与应用
６ ２
西部探矿工程
２１ 年第 ６ ０１ 期
表 ２ 长 ３ １井岩芯水化试验数据 ０
通过该试验结果可 以看出， 泥岩水化 ９ｈ后强度降 ６ 低最高达 ５ ， ０ 井壁岩石强度 的降低很容易导致发生 剪切破坏而发生坍塌 ， 造成钻井复杂情况。了解泥岩水 化后强度变化趋势， 采用相应 措施 ， 可有效 防止井壁坍 塌现 象 。 （） 土矿 物理 化性 能 分 析 ： ２粘 根据 酒 东 地 区地 层 岩 性特征， 开展了粘土矿物分析、 钻屑回收率 、 膨胀率等实 验研究与分析 ， 参见图 ３ 。
＊ 收稿 日期 ：０ ００ －７ 修 回日期 ：０ ００ －４ ２ １－８１ ２ １ －８２
中， 口井均发生了因红层引起 的井下复杂或事故。 每 １３ 白垩 系地层压 力 系统复 杂 ， ． 井下事 故复杂 发生 多 长沙岭构造所钻井中都存在高压盐水层， 区域分布 及 具体 深 度难 以确 定 ， 力 系 数 也 各 不 相 同 （． ８ 压 １ ４ ～ １９ｇ ｃ ） ．６ ／ｍ３。突然 钻 遇 时严 重 污 染 钻 井 液 性 能 ， 引 易 起 井下 复杂 和事故 ； 另外 ， 由于 盐水层 压 力高 ， 部第 三 上 系地层 压力低 ， 同一 裸 眼段 易 发 生压 差 卡 钻 ， 时 间 在 长 后造成粘附卡钻 ； ５ 长 井在井深 ３ ７． ２ ９７ ３ｍ时突然钻遇 高压盐水层 ， 钻井液密度 由 １５ 提高至 １８ｇ ｃ ３ ．５ ． ８ ／ｍ 后 发生卡钻事故， 损失钻井周期 １． ０ 。 ３ ６ｄ １４ 白垩 系下沟 组以 下地层 岩石可 钻性 差 、 磨性 强 ， ． 研 机 械钻 速低 下 沟组 以下地层 岩性 主要 为 泥 质 白云 岩 和灰 质 泥 岩， 岩石硬度大， 塑性强 ， 胶结致密 ， 钻头吃入地层难 ， 导 致 破岩效 率 低 。从 完 成井 的 钻 头使 用 情 况 统 计 发 现 ， ２６ ｍ牙轮钻头平均单只钻头进尺仅为 ３ ． ８ ／ １ｍ ７ ８ｍ 只， 平均机械钻速为 ０ ７ｍ ｈ 而 Ｐ Ｃ钻头平均单只钻头 ．４ ／ ， Ｄ 进尺为 ３ ６６ｍ／ 平均机械钻速仅为 ０ ５ ｍ ｈ ８ ．７ 只， ． ４ ／ 。所 以， 无论 是牙 轮钻头 还是 Ｐ Ｃ钻 头 ， Ｄ 其平 均机 械 钻速 都 较低 ， 大部分钻头的机械钻速都在 ０ ７ｍ ｈ以下。 ．０ ／ ２ 开展 的技 术研究 与攻 关 ２ １ 地 层压 力预测 研 究 ． 通过对长沙岭构造带随钻地层压力监测及地层测试 情况的统计表明， 该区第三系 ２０ｍ以上地层压力系统 ５０
条20井防漏堵漏钻井液技术
表 层 使 用 ３５ ／ ７ ｍ／ １的 三 牙 轮 钻 头 钻 至 井 深
２ ０ １ ２ ３ １ｍＴ １ ．８ｍ， ７ ． ｌ Ｉ的 表 层 套 管 下 至 井 深 ２ ９ ７ ０ ． ８ｍ。５ 月 １ 日 １ Ｏ 二 开 钻 进 ， 用 ６ ６： ０ 使
４ 钻井液技术
探索 一套 适 用 于 三 塘 湖 盆 地 石 板 墩 构 造 带 条 １ ７东块构 造 的 防漏 、 堵漏 工 艺 技 术 ， 能够 达 到有 效 防漏 目的 ， 选 出一 种 有 效 的堵 漏 方 法 ， 高 堵 漏 优 提
工， 另一方面摸 索最有效 的工艺和方法 ， 达到快速、 优质钻进 的 目的。现场应用表 明， 选择合适 粒径 的桥塞剂 是桥 塞复合承压 堵漏 的关键 ； 桥塞复合承压堵漏 ＋高黏坂 土随钻桥 浆强钻能很好地 解决该 区块井 漏的 问题 ， 达到 了防漏 、 高地 层承压 能力 提 和减少漏 失的效果。
＠ ２ １ ＳｉＴ ｃ． ｎｒ． ０２ ｃ ｅｂ Ｅ ｇｇ ．
石 油 技 术
条２ ０井 防漏堵 漏 钻 井液 技术
孙 海 亮 余 俊 杰 柏 富友 王德 平
（ 西部钻探吐哈钻 井公 司， 鄯善 ８ ８０ ） ３ ２０
摘
要
介绍 了形成严 重井漏的地质概况 。在条 ２ ０井的施工 中， 通过 多种堵 漏技 术和 工艺 的具体 实践 ， 一方面保 证顺利 施
２ ）由于采取 强钻 、 桥浆 随钻 、 塞堵 漏 、 泥堵 桥 水 然 后钻 水泥 塞 、 堵 ＋水 泥 复 合 堵 、 塞 复 合 承 压 桥 桥
堵 漏等 不 同工 艺 和方 法 ， 防卡 问题 也 是 工 程施 工 过
程 中的一项重 要技 术 。
吐哈油田聚合醇钻井液研究与应用
表 １
质量百分数，
Ｊ ＬＸ— ＣＰＴ／Ｃ Ａ Ｊ ＬＸ— Ｂ ＣＰＴ／Ｃ
浊 点 随 聚 合 醇 质 量 百 分 数 的 变 化 规 律
收 稿 日期 ：０ ２０ —９ ２ ０ — １１
作 者 简 介 ： 仕 根 （ ９８ ） 男， 北 保 定 人 ，９ ３年 毕 业 于 承 郝 １ ６一 ， 河 １９ 德 石 油 高 等专 科 学校 ， 在 泥 浆技 术服 务 公 司从 事 钻 井 液 现 场 管 理 现
上 时 ，在粘 土上 的吸 附量 随温度 的增 加不 断增 加 ，在
求 ，吐哈 油 田引进 聚合醇 系列 处理剂 （Ｉ Ａ、Ｊ Ｘ ｊ ｘ— Ｉ — Ｂ， ） 将现 有聚 合物 、 聚磺 钻井 液改造 为聚合醇 钻井 液 ，
以进 一步 提高 防塌 抑制性 能 ，改 善润 滑性 ，提 高 地质 录 井对 油气 层 的识 别 能 力和 钻 井 过 程 中的储 层 保 护 ， 以 及有利 于 环保等 。
工 作
１ １ ２ 对粘 土的 吸 附特 性 ．．
聚 合醇 在 粘土 上 的 吸 附特 性 及规 律 的 研 究 表 明 ：
吐哈 油 田 已进 入开 发 中后期 ，各类 调整 井 、边缘 井 数量 不断增 多 ，钻井过 程 中井 下复 杂情 况 和事 故呈 明显上 升趋势 。为满足钻 井工 程 、储层 保护 和环 保要
温 度对 聚 合醇吸 附量 影响最 大 ，温度 升高 ，吸附量 增 加 。聚 合醇 Ｊ Ｘ 在 浊点温 度 以下时 ，在粘 土上 的 吸附 Ｌ 特性 与 阴 、阳离 子聚 合物 处理剂 类似 ；在 浊点 温度 以
在 钻 井 液 成 本 较 高的 问 题 。
关 键 词 ：聚 合 醇 ；浊点 ； 附 ；钻 井 液性 能 ；防 止 地 层 损 害 ； 吐 哈 油 田 吸
质量百分数，
Ｊ ＬＸ— ＣＰＴ／Ｃ Ａ Ｊ ＬＸ— Ｂ ＣＰＴ／Ｃ
浊 点 随 聚 合 醇 质 量 百 分 数 的 变 化 规 律
收 稿 日期 ：０ ２０ —９ ２ ０ — １１
作 者 简 介 ： 仕 根 （ ９８ ） 男， 北 保 定 人 ，９ ３年 毕 业 于 承 郝 １ ６一 ， 河 １９ 德 石 油 高 等专 科 学校 ， 在 泥 浆技 术服 务 公 司从 事 钻 井 液 现 场 管 理 现
上 时 ，在粘 土上 的吸 附量 随温度 的增 加不 断增 加 ，在
求 ，吐哈 油 田引进 聚合醇 系列 处理剂 （Ｉ Ａ、Ｊ Ｘ ｊ ｘ— Ｉ — Ｂ， ） 将现 有聚 合物 、 聚磺 钻井 液改造 为聚合醇 钻井 液 ，
以进 一步 提高 防塌 抑制性 能 ，改 善润 滑性 ，提 高 地质 录 井对 油气 层 的识 别 能 力和 钻 井 过 程 中的储 层 保 护 ， 以 及有利 于 环保等 。
工 作
１ １ ２ 对粘 土的 吸 附特 性 ．．
聚 合醇 在 粘土 上 的 吸 附特 性 及规 律 的 研 究 表 明 ：
吐哈 油 田 已进 入开 发 中后期 ，各类 调整 井 、边缘 井 数量 不断增 多 ，钻井过 程 中井 下复 杂情 况 和事 故呈 明显上 升趋势 。为满足钻 井工 程 、储层 保护 和环 保要
温 度对 聚 合醇吸 附量 影响最 大 ，温度 升高 ，吸附量 增 加 。聚 合醇 Ｊ Ｘ 在 浊点温 度 以下时 ，在粘 土上 的 吸附 Ｌ 特性 与 阴 、阳离 子聚 合物 处理剂 类似 ；在 浊点 温度 以
在 钻 井 液 成 本 较 高的 问 题 。
关 键 词 ：聚 合 醇 ；浊点 ； 附 ；钻 井 液性 能 ；防 止 地 层 损 害 ； 吐 哈 油 田 吸
深探井高硅钻井液技术
文章编号:100125620(2006)0620019203深探井高硅钻井液技术李先锋 宋元森 卿鹏程 吴军康 刘福霞 卢永芹(辽河油田钻井一公司泥浆公司,辽宁盘锦)摘要 高硅钻井液是一种以新型高硅稳定剂为主要处理剂的强抑制性钻井液体系。
介绍了高硅钻井液体系的室内研究与现场应用,通过室内研究形成的高硅钻井液最佳配方与普通有机硅体系的各项性能对比,不仅具有有机硅体系的一切优点,而且提高了整个体系的抑制性和高温稳定性。
在深探井的现场应用效果表明,该体系在使用井段始终保持良好的流变性,泥饼薄且致密,易于维护处理,井眼规则,具有抑制造浆、稳定井壁、润滑防卡、流变性好、保护油气层等特点,满足了深探井复杂地层钻井液施工的要求。
关键词 高硅钻井液 深井 抑制性 防塌 高温稳定性 保护油气层中图分类号:TE254.3文献标识码:A 有机硅钻井液在辽河地区被广泛应用,其性能良好,但随着井深的增加,普通有机硅由于硅含量低,已不能满足深井环境温度下的要求,如在高温下体系抑制性差,经常出现坍塌、掉块现象;粘度、切力大,不易控制;井浆维护周期短,处理频繁。
通过试验研究,形成了高硅钻井液和现场应用时的技术施工方案。
新型高硅稳定剂通过改进普通有机硅的合成工艺,降低水解时水的含量,提高了硅的含量(高硅稳定剂中硅的含量为5%～7%,普通有机硅中硅的含量仅为3%～4%),而提高了其抑制能力和抗高温稳定性。
该体系很好地解决了普通有机硅体系在深井施工中遇到的抗高温、井壁坍塌、粘卡等复杂情况,降低了复杂事故的发生率,满足了深探井复杂地层钻井液施工的要求。
1 高硅稳定剂的作用机理高硅稳定剂是由甲基硅醇钠与丙烯酸盐反应生成的半透明粘稠状液体,吸附能力很强,分子中的Si —OH 键容易与粘土上的Si —O H 键缩聚成为Si —O —Si 键,形成牢固的化学吸附,在粘土表面形成一层甲基朝外的吸附层,使粘土表面产生润湿反转,阻止和减缓粘土表面的水化作用,降低钻井液中粘土颗粒间的相互作用力,削弱网架结构。
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主题 词
钻 井液
井 眼稳 定 抗 高 温性 能 润 滑性
深 探 井
ｌ 刖吾 １ 前 言
随着 国内外 石油 工业 的发 展 ， 油 需求 量 不 断增 石 大 ， 气 勘探 规 模 越 来 越 大 ， 找 深部 油 气 资 源 已经 油 寻
ｊ 一 懵 ’ 升 升 ’ 玟 小 思 ３ Ｉ 哈深 探 井钻 井 液技 术 难点 ． 禾髁 Ｉ Ｚ 股
制剂 ， 以提 高钻 井液 抑 制 防塌能 力 ：
（ ）良好 的流 变性 及携 带 能力 。在不 同井段 与工 ３ 程措 施 下 ， 井液 应具 有 与 之相 适 应 的流 变性 。在易 钻
表 ２ 钻 井液 流 变性 改造 实验
塌 、 漏 和 上 部 井段 ， 井 液 应具 有 较 低 粘 切 和 触 变 易 钻 性且 能够 有 效携 砂 。 中部 及下 部深 井 段应 具有 优 良的
塑性 粘 度及 切力 上 升 。 动 塑 比值下 降 。 但
５３ 抗 高 温 性 能 改 造 ．
对 常规 聚磺 体 系进 行 抗高 温改 造实 验 。 １０Ｃ 在 １ｏ、 １０Ｃ、５ ￣ 条 件 下热 滚 １ ｈ后 ，测 其 全 套性 能 并 进 ３ ￣ １ ０Ｃ ６ 行 对 比分 析 ， 果 见表 ３ 结 。 表 ３实验 结 果表 明 ： 规 聚磺 体 系 经过 抗高 温性 常 能改造 后 ， 高温 能力 增强 。 抗
迫在 眉 睫 。钻井 施 工越 来越 向深探 井 、 深探 井 等纵 超
深方 向发展 。
深 探 井 钻井 液 技 术 是 确 保 深 探 井安 全 顺 利 完 钻 的关 键 技 术 之 一 。为 保 证 吐 哈 油 田深探 井 的顺 利 施 工 ， 过 对 历 年完 成 井 和 国内外 钻 井 资 料 调研 ， 时 通 同 结合 吐 哈各 区块 地 层地 质 特点 ， 点针 对 深探 井 井壁 重 稳定 、 眼净 化 、 滑 降摩 阻 、 井 润 钻井 液抗 高 温性 能 等方 面 开展 研究 。 发 制定 出满 足 吐 哈深探 井 钻井 施 工要 开
（ ） 层 发育 程 度 高 ， 壁容 易坍 塌 失 稳 。吐 哈 ３ 煤 井
盆 地侏 罗 系 Ｊ 、。 ２Ｊ Ｘ ｂ地层 煤 层 发育 （ 别 是 Ｊ 特 ｉ ｂ煤层 ） ， 煤层 埋 深在 ２ ５ ０ ５Ｏ ０ ０ ～ ０ ｍ，单 层 厚 度最 高 达 ８ ｍ 以 ０
上， 累计 厚 度 １ ０ ｍ； ０ ２ ０ 而且 煤 化程 度 高 ， 内生裂 缝 其
５２体 系 流 变 性 改造 ．
为 了满 足下 部 井段 对 钻井 液 悬浮 、携带 的要求 。 室 内用 聚 合 物增 粘 Ｘ ３做不 同 浓度 下 的基 浆 对 比 Ｇ一
实验 。
胀， 增强 井 壁稳 定 能力 。现 场维 护 以 聚合物 大 分子 为 主， 对水 敏 性 强 的复杂 地 层应 搭 配其 它 类 型泥 页 岩抑
育 、 隙压 力 高 ． 造 应 力 和岩 石 水 敏 导 致 的地 层垮 孔 构
塌较 为 严 重 ：
（ ）下 部 三 叠系 （ 、 叠 系 （ ） 石炭 系 （ ） ３ Ｔ）二 Ｐ、 Ｃ 地层
高 温高压 条 件下 钻井 液 容 易老 化 ， 导致 钻井 液 维护 处 理 难度 大 ， 引发井 下 复杂 问题 。 且 深探井 钻 速慢 ， 并 钻 井 周 期 长 ， 部 泥 页岩 地 层 浸泡 时 间 长 ， 层 坍 塌 几 深 地
・
２‘
新 疆 石 油 科 技
２ １ 年 第 ４期 （ ２ ０１ 第 １卷 ）
表 １ 岩屑 滚 动 回收 实验
率 升高 ， 井风 险变 大 。 钻
４ 技 术 思 路 与对 策
根 据 吐哈 地 层 特 点 和 深 探 井 对钻 井 液 的特 殊 要
求， 钻井 液体 系 坚持 “ 抑制 、 滑 、 壁 、 润 造 封堵 、 持 、 压 携
发 育 ， 度 大 、 械 强 度小 、 破碎 ， 脆 机 易 深井 钻 探 往 往 因 钻 遇煤层 而 出现 各种 井下 复杂 事故 ； （ ）高 温 流 变性 控制 难 度 大 ， 层 浸 泡 周 期 长 。 ４ 地
层厚 ， 层粘 土 矿 物 以伊利 石 、 岭石 为 主 ， 地 高 微裂 隙 发
５４ 体 系 润 滑 性 改 造 ．
室 内用钻 井 液 常规 摩 阻仪 、 压 润 滑仪 测 定 聚磺 极 基 浆 加入 不 同浓 度 Ｙ Ｃ后 的泥 饼 粘滞 系 数 和极 压 润 Ｇ
改 造实 验 ， 以满足 深探 井 钻井 施工 要求 。
滑 系数 。 验结 果 见表 ４ 实 。
表 ４数 据 说 明 ， 浆 ３中 加 入 ２ Ｇ 基 ％Ｙ Ｃ后 ， 饼 泥 粘 滞 系数 和极 压 润 滑系 数 明显 降 低 ， 钻井 液润 滑 性 能
的润 滑 剂 以液 体 为 主 ， 要 时 可 加 入 固体 润 滑 剂 （ 必 如 石 墨粉 １保 持 Ｋ ＜ ．。 ， ｆ ０１
５ 室 内配 方 优 化
在 吐 哈 钻井 液工 艺 常 规 “ 三段 制 ” 系基 础 上 ， 体 室 内对 聚合 物 、 磺钻 井 液体 系 进行 了配方 优化 和性 能 聚
剪 切稀 释性 ， 证 塌掉 块 的及 时 带 出 ； 场 配 合 使 用 保 现 高分 子 聚合 物 增粘 剂 提 高钻 井液 结 构粘 度 ， 用稀 释 使
剂调 节 流型 ：
基 浆 ２： ％坂 土＋ ．％Ｋ Ｐ ６ Ｏ４ — ＡＭ＋ ＿％Ｃ Ｏ３ ＭＣ
（ ） 理 的安 全 密度 窗 口。保 持 合适 的液 柱压 ４ 合 力， 是确 保 井 眼稳 定最 直 接 和最 有 效 的手段 。通 过确 定 合 理 钻井 液 密度 ． 实行 近平 衡 钻 井 ， 止 密度 过 低 防 导 致 的 应 力坍 塌 、 膏 缩径 ． 盐 以及 密 度 过 高 引起 的油 层 损 害和破 碎 地层 井漏 等 情况 ；
区块 地层 地质 特 点 ． 传 统 钻 井 液 体 系的 抗 高 温 性 能 、 堵 造 壁 和 润 滑 性 等 方 面 进 行 了配 方 优 化 ， 成 满 足 吐哈 深 探 井钻 井施 工要 对 封 形
求 的 特 色钻 井 液技 术 。该 系在 吐 哈 红 旗 坎 和 柯 柯 亚 构 造 试 验 ２口井 ， 井施 工顺 利 ， 杂 损 失 率 大 幅 降低 ， 用 效 果 明 显 。 钻 复 应 。
定能 力 的产 品 。 中下 部井 段封 堵造 壁 材料 使用 以低 荧
表 １实验 结 果说 明 ，经 过抑 制 性改 造 加 入 ０３ ．％
Ｃ Ｗ一 Ｓ １后 ， 系 回收率 均 明显 提 高 ， 井 液抑 制 性 明 体 钻
显增 强 ， 能够 满 足深探 井 下部 井段 钻井 施工 要 求 。
５１抑 制 性 改 造 ．
选 取 吐哈 侏 罗系 易 塌 井 段 岩 屑 对 体 系 抑 制 性 进 行 性 能实 验 。 实验 条件 为 ： 井 液 中加 入 ４ ｇ粒 径 为 钻 ０
４１ ～ ０目岩屑 ，２ ￣下 滚 动 １ｈ， ４ １０Ｃ ６ 用 ０目筛 回收 ， 岩 测
得 到 明显 改 善 ． 度 超 过 ２ 浓 ％后 增 加 Ｙ Ｃ浓 度 ， 滑 Ｇ 润
（ ）钻井 液 密度安 全 窗 １ 。吐 哈区域 由于地层 １ ５窄 压力较 低 而坍 塌压 力 相对 较 高 ， 钻井 液密 度 的安 全 窗 口较 窄 。 随着井 深 的增 加 ， 浅井 、 在 中深井 钻井 中潜 在 的 问题极 易 变为深 探井 钻井 的技 术瓶 颈 问题 。 井 液 钻 密度 偏高 ， 会在 渗 透性 较好 的砂岩 层段 形 成虚 厚 泥 则 饼 ． 容 易对 破 碎 及 裂缝 性 地 层 造成 破 坏 ， 导致 粘 并 易 卡 、 径 卡钻 和井 漏 ； 钻井 液 密度偏 低 ， 易 引起 泥 缩 若 则 页 岩水化 膨 胀及垮 塌 ， 导致 塌 卡 ； （ ） 眼段较 长 ， 身 结 构复 杂 。 吐哈 深探 井 所 ２ 裸 井 钻地 层 多 ．施工 过程 中存在 大 段泥 页岩 井 壁失 稳 、 软
光磺 化 沥青 、 合 油保 、 微 粉为 主 ， 据地 层 坍塌 程 复 超 根
度决 定 封堵 剂 的选 配和 用量 ：
（ ）较强 的抑 制 防塌 能 力 。硬 脆 性 泥 页岩 层 理 、 ２ 细微 裂 隙发 育 ，强 抑 制性 能 使钻 井 液滤 液 沿层 理 、 裂 隙 渗 入 时不 引 起 粘 土 矿 物 尤 其是 混 层 矿 物 的水 化 膨
２ 吐哈 深 探 井地 层 地 质 特 点
（ ）上侏 罗 系（ ｑ Ｊ 、２ ￣层 粘 土矿 物 主要 以伊 １ Ｊ 、２ Ｊ ） Ｓ ｘ 蒙 混层 为 主 ， 敏性 强 ， 同粘 土 矿 物 间存 在水 化差 水 不 异 ， ２ 煤 线 或煤层 发 育 ， 易 导致井 壁 失稳 ； Ｊ ｘ 极 （ ）下侏 罗 系 （ＳＪ ） 层 成 岩 性 好 ， ｂ地 层 煤 ２ Ｊ 、。 地 ｂ Ｊ 。
带” 的技 术路 线 。
（ ）优 良的抗 高温 和封 堵造 壁 能力 。主要 是选 用 １
基 浆 １ ６ 坂 土 ＋ ． ％Ｋ－ ＡＭ＋ － ％ＣＳ 一１ ０ ３ ：％ ０４ Ｐ ０３ Ｗ ＋ ． ％ＣＭＣ
磺 化类 处 理 剂 ， 褐煤 、 青类 等具 有 较 强 抗 高 温 稳 如 沥
求 的钻 井液 配方 和现 场维 护方 案 。 技 术在 吐 哈油 田 该
红 旗 坎构 造 、 柯 亚构 造 试 验 ２口井 ， 杂损 失 率 大 柯 复 幅 降低 ， 实施 效 果 明显 。
泥 岩缩 径 、 成岩 坍 塌 与井 漏 等 问题 ； 些 区块 存 在 火 有
多套 压力 系 统 ， 、 、 喷 漏 塌并存 。 同时深探 井 井 身结 构 设计 复杂 ， 大井 眼井 壁稳 定性 差 ； 井 眼排量 受 限 ， 小 泵 压 高 ， 空 间 隙小 ， 环 钻井 液 携 岩 屑 困难 ， 塌易 卡 ， 易 井 下 发生 复杂 事故 时处 理难 度较 大 ；