长深5井抗高温钻井液技术_赵秀全

超深油基钻井液技术在SHB5-6CH井应用发布时间：2023-01-16T03:27:20.194Z 来源：《中国科技信息》2022年9月17期作者：黄华东袁俊文贺春明仝新凯[导读] 本文通过研究超深油基钻井液在SHB5-6CH井应用情况分析黄华东袁俊文贺春明仝新凯新疆巴音郭楞蒙古自治州红桥开发区江汉钻井西部分公司 841600摘要：本文通过研究超深油基钻井液在SHB5-6CH井应用情况分析，得出油基钻井液具有良好的井壁稳定和页岩抑制性，润滑性好、钻井时效好，油层的损害小等特点，为超深油基钻井液技术的推广提供有利支撑。

关键词：超深油基；钻井液；SHB5-6CH一、基本情况SHB5-6CH井是一口二开制开窗侧钻井，设计井深8093m，完钻井深8123m。

侧钻点7080m，地层桑塔木组，二开目的层使用120.65mm 钻头钻进，小井眼定向摩阻、扭矩大，小钻具抗拉抗扭能力差，井下风险高，水基钻井液不能完全满足井下安全施工，采用油基钻井液解决施工难题。

油基钻井液具有以下优点：1.良好的井壁稳定和页岩抑制性：由于油基钻井液连续相是油，与水敏性地层接触不产生水化、膨胀、分散和造浆，同时油基钻井液的分散相靠自身活度与地层水达到平衡，阻止水的自由迁移，从而避免了敏感性地层井眼的缩径或垮塌；2.润滑性好、钻井时效好：由于油基钻井液润滑系数极低，可以降低钻进及起下钻柱时的扭矩和拖刮阻力，同时可以消除钻屑的泥包，提高钻井时效；3.油层的损害小：由于油为外相，在打开油层时，可以减轻对油层的损害程度。

二、油基钻井液配制情况本井所使用的钻井液助剂由河南龙翔钻井液助剂有限公司提供，与顺北5-8CH井的油基老浆进行混配，为了解不同钻井液助剂对钻井液性能的作用，对到井的钻井液助剂开展了小型实验，明确了各种钻井液助剂功能。

加入有机土可以提高油基钻井液破乳电压，有效提高油基钻井液乳化稳定性，但加入有机土后，切力也有明显上涨，且加入有机土量越大，破乳电压越高，相对的切力越高，流动性变差。

浅析抗高温甲酸钾钻井液科学探索井BZ21-2-1井东营组位于3100-4600m，地层温度高，实际钻井测得160℃，易垮塌，通过应用渤海新型泥浆体系-抗高温甲酸钾体系，作业十分顺利，该钻井液体系具有具有良好的抑制性能、润滑性，可有效抑制粘土矿物的水化分散，防止东营及沙河街组泥岩缩径、跨塌；具有良好的失水造壁性、热稳定性能，具有良好的推广应用前景。

1 科学探索井地层研究1.1 地层活度低地层泥页岩活度值是井壁稳定的重要决定指标，研究显示科学探索井沙河街层位泥页岩活度一般为0.66-0.85，如图1所示。

图 1 氯化锌、氯化钙、硝酸钙、氯化钠、磷酸二氢钾标定的某区块地层活度曲线1.2 科学探索井渗透性科学探索井沙河街地层微裂缝发育，泥岩虽致密，但层间存在孔缝，孔缝宽度约为5-10um。

在提高比重时由于常规封堵材料无法进入微裂缝内使滤液大量进入地层，泥页岩吸水膨胀而带来井壁失稳状况，引起一系列井下复杂情况。

探井与开发井均存在沙河街地层井壁失稳，甚至严重坍塌和卡钻的情况。

2 抗高温甲酸钾钻井液室内研究2.1 抑制性评价实验选用渤海某区块深部沙河街岩屑，测定岩屑回收率。

在不同钻井液中加入50g岩屑（过3.2-4.0mm筛），在180℃下热滚16h，用0.45mm回收，结果见表2。

从表2可以看出，PEM+20%甲酸钾钻井液抑制泥页岩和黏土水化分散运移的性能良好，优于目前常用的PEM钻井液。

其抑制性机理为PEM+甲酸钾钻井液的滤液矿化度相对较高，表面张力小，HCOO-与黏土端面的正电荷相吸，与水之间构成屏障，防止水化，稳定黏土，同时，HCOO¬¬¬¬-和水分子能够形成氢键，对自由水具有较强的束缚能力，使甲酸钾钻井液完井液的滤液黏度较高，不易进入地层。

2.2 抗温性能评价室内研究对甲酸钾钻井液体系的抗温性能进行了评价，抗温性评价测定范围为60～180℃，老化时间16h，具体实验结果见表3。

井深与温度的关系数据国产聚乙烯蜡编辑本段折叠聚乙烯蜡，又称高分子蜡，简称PE蜡。

因其优良的耐寒性、耐热性、耐化学性和耐磨性而得到广泛的应用。

正常生产中，这部分蜡作为一种添加剂可直接加到聚烯烃加工中，它可以增加产品的光译和加工性能。

作为润滑剂，其化学性质稳定、电性能良好。

聚乙烯蜡与聚乙烯、聚丙烯、聚蜡酸乙烯、乙丙橡胶、丁基橡胶相溶性好。

能改善聚乙烯、聚丙烯、ABS的流动性和聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯的脱模性。

对于PVC和其它的外部润滑剂相比，聚乙烯蜡具有更强的内部润滑作用。

物化性质折叠密度：0.96 - 0.98熔点：92 °C分子量:2000～5000聚乙烯蜡介绍折叠聚乙烯蜡(tissuemat E)是一种化工材料，其中聚乙烯蜡的成色为白色小微珠状/片状，由乙烯聚合橡胶加工剂而形成的，其具有熔点较高、硬度大、光泽度高、颜色雪白等特点。

聚乙烯蜡是广泛应用于涂料的低分子量聚乙烯均聚物或共聚体。

所谓蜡，意指此聚合物最后是以微晶形式浮布在涂料表层中起着类似石蜡但又比石蜡还有更多样而实际的左右。

聚乙烯蜡在溶剂型涂膜中的主要作用为：消光、抗划伤、抗耐磨、抗抛光、抗刻印、防粘连、防沉淀、触变性；良好的润滑性和加工性；金属颜料定位性。

聚乙烯蜡的作用原理是这样的：聚乙烯蜡在高温中（约100-140℃）溶解于溶剂中，而在冷却至常温时析出，以微晶形式存在于涂料中，因其触变性有利于涂料的贮存，而在涂料施工应用之后，在溶剂挥发过程中能迁移到涂膜表层，最终与涂料其他组分形成一个“蜡化”的表层。

聚乙烯蜡的作用取决于以下一些因素：聚乙烯蜡的品种规格，最后形成的颗粒细度大小，迁移至涂膜表层的能力以及涂料的组成，被涂基材的性质、施工应用方法等。

聚乙烯蜡的生产流程折叠裂解聚乙烯蜡采用高分子量聚乙烯，为主要原料，加入其他辅助材料，通过一系列解聚反应而制成。

解聚反应是聚乙烯生产中最关键的一环，解聚反应全过程应在密闭的反应釜内进行。

世界石油工业World Petroleum Industry第27卷 第5期 2020年10月V ol.27 No.5 Oct., 202068前沿科技Advanced T echnologyA库车山前超深井抗高温高密度油基钻井液技术李宁1，杨海军2，文亮1，张家旗2，崔小勃2，李龙2，吴晓花1，杜小勇1（1.中国石油塔里木油田分公司，新疆 库尔勒 841000； 2.中国石油集团工程技术研究院有限公司，北京 102206）摘要：库车山前超深储层面临高温、高压、高矿化度的巨厚复合盐膏层、高压盐水层等井下苛刻条件，钻井液技术瓶颈问题亟待解决。

通过技术攻关，形成一套国产抗高温高密度油基钻井液体系，其抗温能力达到200 ℃，最高密度可达2.60 g/cm 3，具有优异的流变性能。

实例应用表明：克深24-11井采用抗高温高密度油基钻井液技术，有效解决盐膏层段恶性卡钻与目的层段井壁失稳难题，保障井下作业的安全；此外，盐膏层及目的层钻进工期显著缩短，效率大幅度提高，钻井提速效果显著。

抗高温油基钻井液技术保障复杂地质条件下深井安全高效钻井，为超深层油气资源安全高效开发提供强有力的技术支撑。

关键词：抗高温高密度油基钻井液；盐膏层；钻井提速；超深井；库车山前中图分类号：TE254 文献标识码：AHigh temperature and high density oil-based drilling fluid for ultra-deep wells in Kuqa PiedmontLI Ning 1, YANG Haijun 2, WEN Liang 1, ZHANG Jiaqi 2, CUI Xiaobo 2,LI Long 2, WU Xiaohua 1, DU Xiaoyong 1(1. PetroChina Tarim Oilfield Company, Korla, Xinjiang 841000, China;2. CNPC Engineering Technology R&D Company Limited, Beijing 102206, China)Abstract: The ultra-deep formations in Kuqa Piedmont is characterized by ultra-high temperature, abnormal high pressure, ultra-thick composite salt-gypsum formation, high-pressured brine layer, so it will bring great challenge to drilling engineering. A set of high temperature and high density oil-based drilling fluid system produced in China has been formed by tackling key technical problems. Its temperature resistance capacity reaches 200℃, and the highest density can reach 2.60 g / cm 3, which has superior rheological properties. The practical application shows that the high temperature and high density oil-based drilling fluid has been recommended to run in Keshen 24-11 in this Block. It can solve the malignant pipe sticking of salt formations and borehole instability of target zones effectively, and no stuck pipe or other incidents caused by drilling fluid is encountered, resulting in safety drilling operation preferably. Meanwhile, the drilling period of salt formations and target zones has been shortened greatly, and the drilling efficiency has been improved significantly, so the drilling speed-up effect is remarkable. It has served as a guarantee for safety and high quality drilling under complicated geological conditions. It has brought great economic and social benefits, and provided a strong technical support for efficient exploration and development of ultra-deep petroleum resources.Keywords: high temperature and high density oil-based drilling fluid; salt-gypsum formation; increase of drilling speed; ultra-deep well; Kuqa Piedmont收稿日期：2020-06-04 改回日期：2020-08-28基金项目： 中国石油天然气股份有限公司重大科技专项“塔里木盆地大油气田增储上产关键技术研究与应用”（2018E-1808）；“裂缝性恶性漏失新型堵漏材料研发及工艺技术研究” （2018D-5009-05）。

大古2井超深复杂井钻井液技术随着石油工业技术的不断发展，钻井技术及其相关的工具、设备和材料也日臻完善，使得目前已经达到了极大的深度和复杂程度，而这也带来了更高的钻井成本及更高的技术挑战。

在这些挑战中，如何开发出适用于复杂井的钻井液技术是一项非常重要的研究领域。

本文将以大古2井超深复杂井钻井液技术为研究对象，对其液相组成、体系设计及应用效果进行探究和研究，以期提高对该领域的认识和研究水平。

一、大古2井的情况简介大古2井位于西沙群岛海域，是一口具有重要战略意义的超深度海上井，井深达到9849米，井眼曲线复杂，包括S型、U 型、J型、Z型等多种井眼形式，在钻井过程中，遇到了诸多难题。

二、钻井液的液相组成在大古2井钻井液的液相组成方面，要考虑井深之深，要考虑孔隙压力及高温高压的作用。

其组成主要包括基础液和添加剂等。

基础液可以采用石油醚、石油苯或石油酮等轻质溶剂，以保证黏度，同时也可以添加适量的轻质钻井液，以提高清洁井眼作用，从而保证钻井作业能够顺利进行。

添加剂则包括钻井液增稠剂、酸化剂、碱性稳定剂、润滑剂、防腐剂等，以满足复杂井眼下的不同钻井工艺及各种地质条件的需求。

三、钻井液的体系设计为了在大古2井钻井中取得更好的钻井效果，需要在液相组分的基础上，同时还要考虑液相、固相和气相三者之间的相互作用。

对于复杂井眼，钻井液的体系设计是非常关键的，它要能够满足下列要求：1. 能够确保清洁井眼，避免井壁塌陷、井眼卡钻、平衡失衡、井眼变形等不良现象的出现。

2. 能够提高钻头穿越砂岩、砾石及其他矿物颗粒的能力，防止卡钻和钻头磨损。

3. 能够控制钻井过程中井底地层的渗透性和含油含气性等特性。

4. 能够满足钻井过程中的特殊要求，比如防止井壁塌陷和地层流等问题。

四、钻井液技术在大古2井的应用效果在大古2井的钻井过程中，使用了适用于高温高压、含高含气井的新型水基锆钛钢碳酸盐浆，该液相主要由淡水、硫酸及盐酸等物质组成。

该钻井液能够同时兼顾增值提高抗塌、减少残余滤液、降低磨损等特点，能够有效防止井眼塌陷和钻头劣化，也可避免因钻进高压含气区而导致的泡沫、氣息的危害。

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文章编号：1000 − 7393(2022)04 − 0408 − 07 DOI: 10.13639/j.odpt.2022.04.002渝西大足区块超深超长页岩气水平井钻井技术车卫勤 许雅潇 岳小同 罗忠保 姜维 杜晶 赵小勇中国石油渤海钻探工程有限公司定向井技术服务分公司引用格式：车卫勤，许雅潇，岳小同，罗忠保，姜维，杜晶，赵小勇. 渝西大足区块超深超长页岩气水平井钻井技术［J ］.石油钻采工艺，2022，44（4）：408-414.摘要：为了解决渝西大足区块页岩气超深、超长水平井存在井眼轨迹控制难度大、机械转速低、钻柱振动较大且井温偏高等技术难点，优化了水平段铂金靶体的储层选择，将水平段箱体位置选取于五峰组底界以上5~8 m ，依据断层倾角进行剖面设计；优化井身结构设计封隔易漏、易垮塌地层；利用高造斜率ATC 旋转导向工具，匹配地层优化钻头选型，降低轨迹控制难度和提高钻进速度；采取分段优化钻具组合和钻井参数，优选油基钻井液确保井壁稳定性，降低钻井风险；利用慢放缓压减振法降低钻具振动和循环降温措施解决井温偏高难题。

现场应用顺利完成了该区块多口超长超深水平井的施工，形成了渝西大足区块超深、超长页岩气水平井关键钻井技术，为该区块积累了超深超长页岩气水平井施工经验。

关键词：深层页岩气；水平井；超长水平段；旋转导向钻井；渝西大足区块中图分类号：TE243 文献标识码： ADrilling technology of ultra-deep ultra-long shale gashorizontal wells in Dazu, West ChongqingCHE Weiqin, XU Yaxiao, YUE Xiaotong, LUO Zhongbao, JIANG Wei, DU Jing, ZHAO XiaoyongDirectional Drilling Company , CNPC Bohai Drilling Engineering Co. Ltd., Tianjin 300280, ChinaCitation: CHE Weiqin, XU Yaxiao, YUE Xiaotong, LUO Zhongbao, JIANG Wei, DU Jing, ZHAO Xiaoyong. Drilling technology of ultra-deep ultra-long shale gas horizontal wells in Dazu, West Chongqing ［J ］. Oil Drilling & Production Technology,2022, 44(4): 408-414.Abstract: To deal with the technical challenges faced by the ultra-deep ultra-long shale gas horizontal drilling in the Dazu block of West Chongqing, such as high difficulty in well trajectory control, intensive drill vibration, and high downhole temperature, the reservoir selection for the horizontal well platinum target was optimized, the box range of the horizontal well was set as 5-8 m above the base of the Wufeng Formation, and the profile was designed in accordance with the fault dip angle. The casing program was improved to isolate layers prone to lost circulation or collapse. Moreover, the ATC rotary steerable system with high build-up rates,together with formation-adapted bits, was adopted to reduce difficulties in trajectory control and improve the penetration rate. The bottomhole assembly and drilling parameters were optimized in an interval-wise manner and the oil-based drilling fluid system was selected, in an attempt to ensure well stability and reduce drilling risks. At last, the slow-slacking approach was used to reduce the drill string vibration and extra cooling was deployed for drilling fluid circulation to deal with high formation temperature. Field applications of these techniques help to complete well construction of multiple ultra-deep ultra-long horizontal wells in this block and accumulate operation experience for ultra-deep ultra-long shale gas horizontal drilling. The key technology for ultra-deep ultra-long shale gas基金项目: 中国石油集团渤海钻探工程有限公司重大工艺科技项目“川渝页岩气钻井提速技术研究”(编号：2020ZD16Y-02)。