深井抗高温钻井液技术研究

抗高温防塌钻井液技术在渤南深探井中的应用

关键词：优快钻井
一
渤南
深探井
钻井技术
应用
、
一
影响深井钻井速度因素
是井跟稳定问题，二是机械能量问题（防斜不能解放钻压），三是破岩方式和效率问题（钻头是关键），四是钻井参数的优选问题。近年来，我们在开发深井高效能钻头的工作上做了大量工作，取
２．１．４抑制性能研究使用义２８５地层岩心，压碎过筛，研磨成２００目以上。检测硅酸盐溶液的膨胀抑制性采用ＮＰ＇０１仪，试液分别为蒸馏水、双聚磺胺基聚醇钻井液的滤液和聚磺钻井液的滤液。聚磺体系和双聚磺胺基聚醇体系的抑制性能都很好，比蒸馏水的抑制性高很多。特别是双聚磺胺基聚醇体系，其抑制性能更佳，最终的膨胀高度只有Ｏ．９９ｍｍ。这是因为胺基聚醇在其中起着关键作用。２．２双聚磺胺基聚醇钻井液体系的应用情况通过在渤南油田义１８３、义１８５、义１８６、义１８７井四口井的现场实践证明，该钻井液体系能够有效提高钻井液的防塌能力，降低钻井液的高温高压滤失量，达到了 “ 两好，两低，三适当”水平，整个施工过程均顺利。以义１８６井为例验证该体系的优越性能。义１８６井：属渤南区块，是油田部署的一Ｅｌ重点评价井，设计井深
二、主要研究推广内容
１．地层岩性分析渤南油田构造主要为济阳坳陷的沾化凹陷，是在始新世时期来自

美国钻井液技术研究新进展

DURATHERM 抗高温水基钻井液体系，该体系具有低胶体颗粒含量、抗污染能力强、抑制能力强、储层保护性能良好、抗高温等特点，抗温达 260℃。该体系能够增加钻速、提高钻屑清除能力，降低钻井综合成本。
ENVIROTHERM NT 新一代环保型水基钻井液体系，使用最高温度达到 232℃，不含铬离等重金属子，目前也用于页岩地层钻进，该体系不仅在钻进过程中保持性能稳定，且在长时间停钻期间（如起下钻、测井和测试）也能保持稳定。该体系特点为：低且稳定的流变性能、HTHP滤失量低、井下复杂少、页岩抑制能力强、抗污染能力强。
井壁稳定剂井壁稳定剂横沟提高页岩稳定性、钻井液润滑剂和降低HTHP滤失量，同时减少稀释次数和减少泥包钻头风险。主要包 SWACO公司钻井液技术简介
消泡剂包括BUBBLE BUSTER（低毒消泡剂，可在粘性盐水体系中使用、用量 0.14~0.29 kg/m3 ）、DEFOAM-A（含有高级醇的水基消泡剂）、 DEFOAM-X（主要用于粘性完井液中）、PASSIVATOR I（用于微泡钻井液中）。
2004-2008年，在渤海湾100口井中采用了该技术，所用配方： 3.0%Ultrahib+3.0%Ultrafree+8.6g/cm³Ultracap+7.0%KCl+28.657.2g/cm³多级碳酸钙
水基钻井液
油基钻井液
一、 MI SWACO公司钻井液技术简介
2. 油基钻井液体系
ECOGREEN 是一种酯合成基钻井液，该体系抑制能力和润滑能力强、滤失量低、抗劣土污染能力强、抗温达160℃、易于维护。 MEGADRIL 是一种一股法（one-drum）加入乳化剂/润湿剂解决油基钻井液体系凝胶强度过高问题的方法。流变参数低，可控，泵压低，ECD 低，固控能力强，抗温和抗污染能力强。

MTC技术钻井液研究

ＭＴＣ技术钻井液研究[摘要]MTC技术是把钻井液转化成水泥浆用来固井，可改善水泥环的层间封隔能力、提高环空内泥浆的顶替效率、降低固井成本、减轻废弃钻井液对环境的污染，且能提高固井质量，是现阶段固井的前沿技术，具有较强的实用性和广泛的推广使用价值。

[关键词]MTC技术钻井泥浆矿渣固井一、MTC钻井液的概念矿渣MTC固井技术又称为钻井液（泥浆）转化为水泥浆固井技术，是一项新型的固井工艺技术，全称mud-to-cement。

MTC钻井液技术是向钻井液中加入某些物质（如矿渣，激活剂，早强剂，分散剂等），使钻井液本身转化为固井液。

这种技术有效避免了传统固井技术通过水泥浆驱替套环行空间间隙中的钻井液后固化实现的诸多弊端，在提高固井质量，防气窜，防漏失，保护油气层等方面有突出的技术优势。

二、MTC水泥浆的设计MTC的配方设计与波特兰水泥浆相仿，首先进行室内试验，任何适用于配制波特兰水泥浆的原则及评价方法同样适用于MTC的配制。

这些项目包括流动度、流变性能、稠化时间和抗压强度，以及滤失和析水性能。

1．水泥浆密度：选用浆液密度适当低一些的密度值，有利于控制流变性和提高泥浆的利用率。

2．流变性能：泥浆的流变性，是通过泥浆稀释剂或一般泥浆增稠剂来调节的。

可分为：化学稀释剂或反絮凝剂；加水稀释；化学稀释与加水稀释结合三种方法。

3．稠化时间和抗压强度：稠化时间和抗压强度是由分散剂和添加的促凝剂来控制调整的。

促凝剂缩短了波特兰水泥转化液的凝固时间，加快了高炉矿渣的水化，使其稠化时间可在一小时至数小时范围内调节，缩短了早期抗压强度的形成时间。

4．失水控制：固化泥浆的失水控制取决于：一般是泥浆失水控制好，固化液的失水控制也好。

但一些好的降水剂与水泥或BFS不兼容，而导致泥浆固化液的失水增加时，则要求加入额外的降失水添加剂。

三、影响MTC固井液固化的因素和油井水泥相比，矿渣的成本低、来源广、成分稳定，和钻井液的兼容性好。

在MTC固井液固化的过程中，激活的矿渣与钻井液中的水相反应，生成和波特兰水泥水化产物类似的硅酸钙水化产物。

钻井液技术发展趋势浅析

3、市场前景
随着全球能源需求的不断增加，油气勘探和开发的市场前景广阔。而钻井液作为油气勘探和开发过程中的关键技术之一，其市场需求也在不断增加。同时，随着非常规油气资源的开发，如页岩气、煤层气等，对钻井液技术的需求也在逐渐增加。因此，钻井液技术的市场前景十分广阔。
见解和建议
1、加大技术研发力度
钻井液是指在钻井过程中，为了更好地保护井壁、悬浮钻屑、润滑钻头等需要而配制的一种特殊液体。钻井液按其使用功能可分为不同的类型，如普通钻井液、高密度钻井液、深井钻井液等。这些钻井液不仅具有不同的密度、黏度、切力等物理性质，还具备不同的化学性质和组成成分，以满足不同钻井环境的需求。
钻井液技术的重要性主要体现在以下几个方面：首先，良好的钻井液技术可以有效地保护井壁稳定，预防井漏、井喷等事故的发生；其次，钻井液可以有效地悬浮和携带钻屑，以避免钻头被堵塞，提高钻井效率；最后，钻井液还具有良好的润滑性能，可以有效地降低钻头磨损，提高钻井寿命。
1、生物降解：环保型钻井液应具有较好的生物降解性能，在自然环境中能够迅速被微生物分解，减小对环境的影响。
2、化学降粘：通过添加一定的化学剂，降低钻井液的粘度，以便于循环清洗和减少对储层的损害。
3、杀菌灭藻：在钻井过程中，钻井液会接触到各种细菌和藻类，环保型钻井液应具有较好的杀菌灭藻效果，防止污染环境。
2、与国内外企业合作：与国内外相关企业进行合作交流，共同研究开发新的技术和产品；
3、提供技术咨询：针对不同客户需求，提供专业的技术咨询和服务，帮助客户解决实际问题。
3、强化安全管理
在推广和应用钻井液技术的过程中，必须重视安全管理。具体来说，应采取以下措施：
1、加强员工培训：对员工进行专业培训，提高员工的安全意识和技能水平；

国内外深井超深井钻井液技术现状及发展趋势

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基于相变蓄热原理的深井钻井液降温实验研究

第 49 卷第 1 期石油钻探技术Vol. 49 No.1 2021 年 1 月PETROLEUM　DRILLING　TECHNIQUES Jan., 2021◄钻井完井►doi:10.11911/syztjs.2020131引用格式：刘均一，陈二丁，李光泉，等. 基于相变蓄热原理的深井钻井液降温实验研究[J]. 石油钻探技术，2021, 49（1）：53-58.LIU Junyi， CHEN Erding， LI Guangquan，et al. Experimental study of drilling fluid cooling in deep wells based on phase change heat storage [J].Petroleum Drilling Techniques，2021, 49（1）：53-58.基于相变蓄热原理的深井钻井液降温实验研究刘均一1，陈二丁1，李光泉2，袁丽1（1. 中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院，山东东营 257100；2. 中石化石油工程技术服务有限公司，北京 100029）摘　要: 针对深部油气钻探开发中钻井液、井下仪器抗高温稳定性较差的问题，首次将相变材料应用于钻井液中，开展了基于相变蓄热原理的深井钻井液降温实验研究。

在评价相变材料热物性的基础上，分析了相变材料的蓄热控温特性；对比评价了相变材料对钻井液流变滤失性能的影响；采用自制的钻井液循环模拟实验装置，测试了钻井液降温性能实验曲线。

结果表明，1#—3#相变材料的相变温度为120～145 ℃，相变潜热为90.3～280.6 J/g；2#相变材料的相变潜热最大，相变蓄热特性最优，其与钻井液的配伍性能良好，加量达12%时钻井液的黏度、切力和滤失量基本不变，钻井液循环温度约可降低20 ℃，且具有良好的重复利用价值。

研究结果表明，利用相变材料的“相变蓄热原理”可以降低钻井液的循环温度，为深井高温钻井液降温提供了新的技术思路。

库尔德油田SN-2井钻井液技术

库尔德油田SN-2井钻井液技术库尔德油田SN-2井钻井液技术的论文随着石油工业的发展和技术的不断创新，越来越多的石油资源可以被开发和利用。

库尔德油田是伊拉克最大的石油开采区之一，其SN-2井作为一个重要的开采点，钻井液技术成为其中的重要组成部分。

本论文将对SN-2井的钻井液技术进行详细介绍和分析。

一、SN-2井钻井液技术介绍钻井液是一种在钻井中使用的液态物质，其主要功能是帮助传递钻头所产生的旋转力和压力，并对井壁起到支持和封堵作用。

SN-2井的钻井液技术应选用适合该地区地质条件和井深的钻井液，以确保钻井过程的顺利进行。

库尔德地区地质复杂，井深较大，因此，SN-2井的钻井液需要满足以下要求：1.抗高温、抗高压能力强：SN-2井的钻井过程中，可能涉及到高温高压的地质条件，因此钻井液的抗高温、抗高压能力需要达到一定的标准。

2.良好的润滑性能：钻井液的润滑性能对钻头的磨损和削减有着重要的影响，SN-2井的钻井液需要具有较好的润滑性能，以保护钻头的使用寿命。

3.良好的沉降性和过滤性：到达井口后，钻井液需要迅速沉降并过滤掉悬浮在液体中的固体颗粒，以便快速处理和再利用。

4.环保性好：SN-2井钻井液需要具有较高的环保性能，以符合当地环保法规的要求。

二、SN-2井钻井液技术分析1.基础液体的选择钻井液的基础液体通常是水、油和气体，其选择需要考虑地质特征、井深条件、环保要求等因素。

SN-2井的钻井液可选择油基液体，因为油基液体具有良好的润滑性能和稳定性，可以满足高温高压条件下的需求。

2.钻井液的添加剂选择在油基液体中添加支撑、降滑、防水合剂、化学杀菌剂和乳化剂等添加剂，以满足SN-2井的完成钻井后的要求。

（1）支撑剂：由于库尔德地区地质岩层较脆，需要添加支撑剂以支撑井壁，一般选择硅酸盐、碎瓦等可形成较坚固的硬质颗粒。

（2）降滑剂：SN-2井的井壁可能会出现滑动、沉积的情况，因此需要添加降滑剂以减小钻头的磨损和延长使用寿命。

轮东1井超深井钻井液技术

表１不同膨润 ±含量的钻井液性能
故＿，】因此为确保四开钻井顺利，眼畅通，高钻井］井提
液的防塌、防卡、防漏、抗高温等综合能力是该井钻井液技术的重点。
ｌ技术难点
１抗温能力。该井设计井深达７６０ｍ时，）５预
轮东１井超深井钻井液技术
吕志强王书琪尹达于松法刘毅李磊
（．里木油田分公司建设有限责任公司，疆库尔勒；２塔里木油ｆ分公司钻井技术办公室，疆库尔勒）１塔新．１新
摘要轮东１井是目前中国石油天然气集团公司在陆上钻的第一风险预探井，钻井深为７６０Ｉ。该井四完２ｎ
开奥陶系地层为主要目的层，中奥陶系的良里塔格其
组、一问房组、山组鹰１、４地层均预计有良鹰段鹰段好油气显示。该井段地层情况复杂，层压力系数地低、埋藏深、厚度大，极易发生漏、、塌溢等井下复杂事
约为９在室温测其热滚前后的性能，果见表１，结。
荧光润滑剂ＭＨＲ８Ｄ＋１０ｓ一０１０超细碳酸钙－６．Ｐ８＋．Ｙ一＋４０无荧光防塌剂ｗＦ一６＋１０超细碳酸钙Ｘ１．Ｔ６６．
２防塌。根据邻井资料及实钻情况，）在进入鹰山组地层后，壁垮塌、块现象非常严重，１井掉一３内

腐殖酸钙抗高温钻井液体系研究

要。根据腐殖酸钙抗高温作用机理，采用钻井液高温滚动、流变性、失水造壁性等实验与评价方法，分析了不同ＣＯａ和膨润土加量对钻井液体系性能的影响，选用ＣＭＣ、ＭＰＦ２等抗高温降失水剂，出了一套抗高温１０。抗盐Ｓ、Ｖ－提８Ｃ、３％的腐殖酸钙钻井液体系。结果表明：０最佳的腐殖酸钙钻井液体系配方为０３ＣＯ７％Ｓ＋．膨润土原浆＿％ａ＋．０ＭＣ５０％＋．Ｓ一＋．％Ｆ２抗高温抗盐效果良好。５０ＭＰ１０３Ｖ－，％
关键词：腐殖酸钙；井液；温；盐；井钻抗抗深
网络出版地址：ｈｔ／ｔｐ：／ｗｗｗ．ｎｉｅ／ｃ／ｅａｌ１１１．２１０１．７４０．ｔｌｃｋ．ｔｋｍｓｄｔｉ５．７８ＴＥ．０ｌ７４１０．０１ｈｍｎ／
西南石油大学学报（自然科学版）
２１年８月第３０１３卷第４期ＪｕｎｌｆｏｔｗｓＰｔｌｕＵｎｖｒｉ（ｃｅｃ＆ＴｃｎｌｇｄｉｎｏｒａｏｕｈｅｔｅｏｅｍｉｅｓｙＳｉｅｅｈｏｏｙＥｉｏ）Ｓｒｔｎｔ
基浆（０３ＣＯ７％Ｓ＋．％膨润土原由．％ａ＋．０ＭＣ５０
ห้องสมุดไป่ตู้
粒沉淀，即形成不溶性的胶质腐殖酸钙。胶质腐殖浆配制）Ｓ一、ＭＰ２磺化酚醛树脂）Ｃ，ＭＰ１Ｓ一（，ＭＣ（羟
收稿日期：０００— ８２１— ３２网络出版时间：２１— ７ｌ０１０一４

抗高温平衡水钻井液体系性能研究

化膨胀和坍塌提供了更好的技术保障。抗高温平衡水钻井液体系为东海低孔渗油气田在井壁稳定、储层保护和钻井液
高温稳定等方面的研究提供了更好的钻井液技术支持。关键词：平衡水钻井液；高温；储层保护；低孔渗中图分类号：ＴＥ２５４．３文献标识码：Ａ文章编号：１６７２ —５４２５（２０１３）１Ｏ一００６４－０４
页岩的运动速度，同时还可以减少液相进入地层的滤失量。不同基液的粘度见表１。
表１
Ｔａｂ．１
足东海低孔渗油气田抗高温、稳定井壁和保护储层的
需要，特在原平衡水钻井液基础上研制了抗高温平衡
水钻井液体系。
抗高温平衡水钻井液体系性能研究
张海山，罗勇，张荣。徐博韬，向兴金。舒福昌，崔应中，王荐
（１．中海石油（中国）有限公司上海分公司，上海２０００３０；
２．中海油服油田化学研究院钻完井液工艺研究所，河北燕郊１０１１４９；
３．长江大学，湖北荆州４３４０００；４．荆州市汉科新技术研究所，湖北荆州４３４０００）
摘要：针对东海低孔渗油气田后期开发面临的高温和低孔渗储层保护问题，为提高平衡水钻井液体系的抗高温性

国内外钻井液用抗高温改性淀粉的研究进展

国外对钻井液用抗温改性淀粉降滤失剂的研究起步较早，常使用的抗温化学改性方法主要有接枝共聚法和交联/醚化复合改性法两大类： 3.1.1 接枝共聚法[3，4]
Fanta[5]等将经辐射后的淀粉加入到丙烯酰胺水溶液或丙烯酰胺的含水有机体系中，制备改性淀粉，不仅接枝率高，且该产品具有良好的抗温降滤失效果。 Khalil[6]等采用 KMnO4-酸体系引发丙烯酸接枝，发现产物接枝率还与所用酸的种类有关，从而可提高产物整体的抗温降滤失性能。 Biswas[7]等发现离子液体 1- 丁基 -3- 甲基咪唑氯化物在 80℃ 最高可溶解 15%( 质量分数 ) 的淀粉，最终形成一种新型乙酸酯淀粉。这些接枝共聚类改性淀粉在 130～180℃ 范围内具有很好的降失水效果；但研究发现，这类改性淀粉虽然抗温性能较好，但其产品合成成本很高，且不易降解，不易环保。 3.1.2 交联/醚化复合改性法
基金项目：本文受中国石化科技开发部院控项目“提高改性淀粉抗温性能方法探索 ”( 编号：YK511023) 资助。
作者简介：杨枝，工程师，2010 年毕业于中国地质大学 ( 北京 ) 钻井工程专业，主要从事钻井液方面的研究工作。 E-mail ：yangzhi.sripe@
第 12 期
杨枝等. 国内外钻井液用抗高温改性淀粉的研究进展
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化类改性淀粉降滤失剂主要用在钻井过程中，如果井温超过 130℃，则需要在钻井液中加入大量的降氧剂和杀菌剂，用来提高该类产品的抗高温和抗盐能力。第三阶段主要是以接枝共聚改性淀粉为主，它是在淀粉经物理或化学方法引发的基础上，再与乙烯基类单体进行接枝共聚反应而得到的淀粉接枝共聚物。此类改性淀粉的优点是热稳定性好，抗高温可达 120～180℃，但它的缺点是相对分子质量较大，生产工艺复杂、成本较高，因此其在油田中的推广应用受到限制。 3 抗温改性方法研究现状 3.1 国外钻井液用淀粉的抗温改性方法研究

抗盐抗高温水基钻井液体系研究与应用

表２钻井液高温密度差
试验结果表明，深井钻井液体系在不同密度下，其１ｏ和２ｏ高温的沉降稳定性均很好，静置２＇Ｃｏ＇Ｃ
４ｈ后，钻井液的上下密度差不超过ｏ０ｇｃ。８．５／ｍ。
２３泥饼封堵性能评价．
钻井液在井下因为液柱与地层的压差引起滤失，必然在井壁岩石表面形成泥饼［引。泥饼形成以后钆能够阻挡钻井液进一步向地层岩石内部渗透，如果泥饼渗透性极低且薄又韧，泥饼就好似给井壁敷了一层保护膜，切断钻井液液柱压力向地层内部传递，使钻井液液柱压力全部作用在井壁表面，支撑井壁防止坍塌。为此，评价了两种钻井液配方的泥饼渗透率，结果见表３。
系的试验研究，研制了两套钻井液配方，评价了钻井液的抗温性能、沉降稳定性能、ｉ饼封堵性能、润Ｉ邑
滑性能、抑制性能和抗污性能。结果表明：体系的抗温可达２０２；静置４ｈ后．钻井液的上下密度差小０＂｛８于００ｇｃ；泥饼的渗透率小于０５０ｔ；泥饼的粘附系数均小于０１．５／ｍａ．Ｘ１ａｍ。．；可抗０１ａＩ．０１．％ＣＣ２．％
２００６年６月
从表１中可以看出，研制的两套钻井液体系，在常温和高温下作用后，性能均较稳定，ＡＩＰ失水、ＨＴＨＰ失水等参数变化幅度不大，抗温可达２０Ｃ，说明这两套配方可以满足高温深井地层钻探的要求。０＂

抗高温水包油钻井液的研制及现场应用

新的油气藏、的区块提供了可能。ＮＰ３Ｐ０１井新２－２０
构造位置位于南堡油田２号构造潜山老堡南１断块山构造较高部位。主要目的层段奥陶系（为碳酸盐岩Ｏ）储层，缝发育，裂具有孔隙一裂缝双重介质，均质性非强。其岩性顶部灰白色泥质灰岩，下部深灰色、灰色褐块状灰岩。水包油钻井液体系主要用于解决一些低孔低渗、洞发育易井漏、层压力系数低的储层保护问缝地题和深井欠平衡技术难题。为了满足低压潜山欠平衡钻井的要求和最大限度地保护油气储层，制出了抗研高温水包油钻井液体系，现场应用表明该钻井液体系不仅满足钻井施工要求，而且满足储层保护要求。
随着油气勘探开发的不断深入，压地层欠平衡低
钻井技术得到越来越多的应用，为及时准确地发现这
结合并，水分层。界面膜强度越高，状液越稳定。油乳
一
般不采用单一的表面活性剂作为乳化剂，因为复合
收稿日期：０１６Ｏ２１一Ｏ —２
３ＨＷＺ％Ｒ
１５ＨＷＺＲ＋１５ＨＷＦ．．Ｒ
亿学与生物互程２１，１８ｏ０１ｏ２Ｎ．Ｖ．９
Ｃｈｅｍｉｔｙ＆Ｂｉｅｎｎｅｉｇｓｒｏｇｉｅｒｎ
ｄｉ１．９９ｊｉｎ１７ — ５２．０１０．２ｏ：０３６／．ｓ．６２４５２１．９０３ｓ

钻井液完井液新技术

7 气体型钻井完井流体
是指钻井流体中含有人为充入气体的一类钻井完井流体。
可用于低压、裂缝油气田、稠油油田、强水敏性油气层、低压低渗油气层、易发生严重漏失的油气藏和能量枯竭油气藏实现近平衡压力钻井或负压差钻井。
特点：密度低、失水量小、不易发生漏失、钻井速度快和保护油气层的效果好。
21
新型钻井液体系
优点：
① 无毒，可生物降解，对环境无污染，钻井污水、废弃钻井液、钻屑等物可以向海洋排放。
②
该体系润滑性能好、护壁防塌能力强，对油气层污染程度小。
应用：
国外已在海上水平井或大位移定向井中推广应用，我国已在南海使用合成基钻井液体系。
14
新型钻井液体系
4 深井抗高温钻井液
4.1 对深井抗高温钻井液性能要求
22
新型钻井液体系
7.2 雾化钻井完井流体
是空气钻井的一种改进。向井内加入少量发泡液,使钻屑、空气和液体形成雾状流体一起返出井口。
雾化钻井完井流体主要由空气、发泡剂、防腐剂和少量水构成。具有空气钻井的所有优点,克服了空气钻井在产水地层不能使用的缺点。需要空气量比空气钻井多30～40%,要求有更大的空压设备。
高价的金属离子、阳离子型聚合物等它们能够中和粘土表面的负
电荷，降低粘土颗粒的ξ电位，削弱粘土的水化效应，有利于井壁稳定。然而这些使井壁稳定措施都不利于钻井液的胶体稳定，造成钻井液
的滤失量大幅度上升。
4
新型钻井液体系
负电分散体系正电分散体系
矛盾
利于钻井液稳定
利于井壁稳定
（1）钻井液体系的发展：水→细分散→粗分散→不分散；
是将气体在井口充入钻井液中，形成以气体为分散相、液体为连续相的分散体系，通过使用稳定剂使气体可以均匀分散在液体中，形成充气钻井完井流体。

长深井区水平井钻井技术的研究与应用

长深井区水平井钻井技术的研究与应用张柏枫,王利国,杨广清(大庆钻探工程公司测井公司,黑龙江大庆　138000) 摘　要:为满足长深井区深层天然气开发的需要,在分析该地区水平井钻井技术难点的基础上,提出了井身剖面优化设计、螺杆钻具优选、钻头优选、钻具组合及水力参数优化设计以及钻井液的高温抗污染技术、高温携岩技术和高温润滑技术等一系列水平井钻井配套技术。

该套技术在长深平1井的钻井过程中进行了现场试验,施工顺利,机械钻速提高明显。

现场应用表明,所提出的水平井钻井配套技术适合于长深井区欠平衡水平井钻井的施工,为该地区深层天然气的高效开发创造了技术条件,具有推广应用的价值。

关键词:长深;水平井;气藏;欠平衡钻井;配套技术中图分类号:T E243+.1 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)15—0107—021　概述长深井区是吉林油田近两年深层天然气开发的主战场。

为降低开发综合成本,提高气田采收率,该地区开发方案部署中以水平井开发为主,其中营城组部署了6口水平井,登娄库组部署了7口水平井,计划动用地质储量425亿m 3。

由此可见,总结一套适合于长深井区水平井钻井施工的配套技术是确保该地区开发方案顺利实现的技术关键。

2　长深井区水平井钻井配套技术长深井区水平井由于造斜段和水平段地层硬、研磨性强,且井底温度高,对钻头和螺杆钻具的选择、钻井液性能都提出了更高的要求,在大斜度段和水平井段施工具有较大难度。

目前国内深层水平井钻井所钻遇的地层还没有达到长深井区的硬度、研磨性以及地温梯度[1～6],特别是利用水平井开发深层火成岩油气藏尚没有成熟经验,地质导向难度高。

另外为减轻气层污染,提高钻井速度,水平段钻井过程中采用了欠平衡钻井方式,从而进一步增加了施工难度。

通过研究与试验,形成了一系列长深井区水平井钻井施工的配套技术,提高了钻井速度和质量。

2.1　井身剖面优化设计技术井身剖面设计的好坏不仅直接影响到实钻井眼轨迹控制的难易程度,而且还会影响到实钻轨迹对储层变化的应变能力[7～9]。

深井超深井钻井液及固井技术

深井超深井钻井液及固井技术目录第一节深井超深井钻井液技术 (3)一、我国深井超深井钻井液技术概述 (4)二、国外深井超深井钻井液技术概述 (5)三、油基钻井液在深井超深井中的应用情况 (11)四、水基钻井液在深井超深井中的应用情况 (13)五、新型耐高温水基钻井液 (26)六、抗高温处理剂 (39)第二节国内外深井超深井固井完井技术 (45)一、国内固井基础理论研究 (46)二、国内常规固井技术 (46)三、国内深井固井技术 (47)四、国内深井固井实例 (49)五、国内深井完井技术 (53)六、深井固井完井问题原因探讨 (56)七、深井固井完井技术措施探讨 (57)八、国外深井超深井固井技术 (59)九、国外超深井完井技术 (69)第一节深井超深井钻井液技术由于普通泥浆高温高压下会发生降解而失效,因此,钻深井超深井必须使用专门的泥浆，这种泥浆必须具有：高温稳定性、良好的润滑性和剪切稀释特性，固相含量低、高压失水量低、抗各种可溶性盐类和酸性气体的污染,有利于处理、配置、维护和减轻地层污染。

现已研制出各种适合于钻深井超深井的泥浆，新的泥浆也在不断出现。

深井超深井钻井液技术的特点:①井愈深,井下温度压力愈高，钻井中泥浆在井下停留和循环的时间愈长，使深井超深井泥浆的性能变化和稳定性成为一个突出的问题,而且井愈深,井下温度愈高,问题就愈突出。

②深井钻井裸眼长,地层压力系统复杂，泥浆密度的合理确定和控制则更为困难，且使用重泥浆时，压差大因而经常出现井漏、井喷、井塌、压差卡钻以及由此而带来的井下复杂问题,从而成为深井超深井泥浆工艺技术的难点之一。

③深井钻遇地层多而杂，地层中的油、气、水、盐、粘土等的污染可能性增大,且会因高温作用对泥浆体系的影响而加剧,从而增加了泥浆体系抗污染的技术难度。

④泥浆对深部油层的损害，因高温而加剧, 从而对打开油层钻井完井液的技术要求更加严格。

⑤浅井已取得成效的各种先进钻井工艺技术及先进工具,在深井井段应用受到很大的限制。

高温高密度油基钻井液体系的研究与应用

收稿日期：２０１３－０８－１１
液，从而适应陆上、海上对油基钻井液的不同环保要
度老化后的性能评价，体系采用基础配方（油相为柴油），用重晶石加重到２．３ｇ・ａｍ一，结果见表２。
１高温高密度油基钻井液基础配方
室内进行了大量钻井液配方优化实验，优选高温
高密度油基钻井液体系的基础配方为：柴油／自油／气
高温高密度油基钻井液体系的研究与应用
王洪伟，王荐。许均。柏富友。肖．斌。向兴金。，蒋卓
（１．中海油田服务股份有限公司油化事业部，天津３００４５２；２．荆州市汉科新技术研究所，湖北荆州４３４０００；
３．中国石油西部钻探工程公司，新疆鸟鲁木齐８３００１１）
摘要：对高温深井而言，油基钻井液是其钻探成败的关键。室内开发了一套高温高密度油基钻井液体系，抗高温
能力在２２０℃ 以上，钻井波密度可以加重到２．５ｇ・ｃｍ～。室内评价表明，该高温高密度油基钻井液体系的流变性好且
可调、电稳定性强、抗高温能力强，可满足现场高温高压井的作业要求。关键词：高温高密度油基钻井液；性能评价；高温高压・中圈分类号：ＴＥ２５４．６文献标识码：Ａ文章编号：１６７２ —５４２５（２０１３）ｌ１一ＯＯ６Ｏ —Ｏ３

高温深井钻井液

处理剂，高温降解包括高分子链断裂，亲水基团与主链联结链断裂两方面，这会导致处理剂的分子最降低，部分或全部失去高分子

定性为23 2 ℃。用这两者配制的钻井液除具 4. 1 高温降解有机高分子化合物会因高温作用而发生有较高的热稳定性外还具有很高的抑制性能。分子链断裂，这中现象称为高温降解。对于 2 .3 硅氟聚合物钻井液
硅氟钻井液由4% 钠膨润土、3%MMH 、
5%MF一粤 1、 %NSo 、 2%RH一 2%GF1、
井速度。
2 几种典型的高温深井钻井液 2，三磺水基钻井液 1 三磺水基钻井液是7 年代后大多 0 数深井
钻井液类型。其主要处理剂是SMP (磺化酚醛树脂) ， SMC (磺化腐植酸)和SMK(磺化拷胶)。这三种处理剂有效的降低了钻井液在高温高压条件下的滤失量。进而提高了井壁的稳定性，大大提高了泥浆的防塌、防卡、防盐以及抗温能力。 2. Z TSO和Ts 聚合物钻井液 F TSD 和TSF 是美国NL 白劳公司研制成功的两种聚合物。T SD 是抗高温反絮凝聚合物。TSF 是控制高温滤失聚合物。 SD 是 T 一种低分子聚合物，溶解度为5 0%，在温度为2 32 ℃时有效成控制钻井液的流变性，具有良好的抗钙性能。TSF 这种添加剂的热稳
260 、1%Z H一1 和其它辅助剂组成。该个 1 别液体系具有较强的抗高温能力，可达22 ℃。性质，降低处理剂亲水性或吸附性能，从而 0 具有较好的流变性能和剪切降粘性能，有较强使处理剂的抗盐抗钙能力和效能降低以至丧的抑制服性，良好的抗高温悬浮稳定性。失作用。 4 . 2 高温交联处理剂分子中存在着各种不饱和键或活 3 抗高温处理剂的作用机理处理剂是钻井液体系中重要组成部分，性基团，在高温作用下，可使分子之间发生提高处理剂的抗高温性能，可有效提高钻井各种反应，互相连结，从而增大分子量，这种现象称为高温交联。如果高温交联过度，形液的抗高温能。成三链的空间网状结构为高聚物，贝处理剂 J I 3.1 抗高温稀释剂由三个体系成为冻胶，处理剂完由干钻井液在高温下和高温后的明显增失去水溶性，稠，都和钻土粒子的高温水化分散密切相关，全失效，钻井液回被完全破坏。因此，抗高温稀释剂的稀释作用，就是能很好的抑制私土的高温水化作用。由于进入茹土 5 结语颗粒的吸附溶剂化层的阳离子增加，其水化改变钻井液的热稳定性，流变性，钻井作用会下降，因此在处理剂中引人高价态金液粘度等可使钻井液性能发生变化，使其具属离子来有效的抑制钻土高温分散，但是高有良好的抗温能力和较强的抑制性能。通过价离子的加入对钻井液有严重絮凝作用，必对以上儿种处理剂的分析，适当地对几种处须有高效的稀释剂与之配合使用，最好是高理剂进行复配，会使钻井液的搞温能力更好。价阳离子与稀释剂形成络合物，从而使抗高随着世界能源需求的增加和钻探技术的发展，深井和翅深井的钻探已成为今后钻探温稀释剂必须在高温下仍能有效地吸附于钻工业发展的一个重要方面。增强高温深井钻土端面的拆散或阻止结构的形成，从而起到井液的性能，开展室内攻关研究，为科学勘探高温稀释作用。和效益勘探提供技术支持已迫在眉睫。 3 .2 抗高温滤失控制剂泥浆在高温下的滤失及滤饼对于井壁稳定有重大意义，控制滤失一般有两种途径: 一参考文献是增加液相私度，另一种是改善滤饼质量，降【赵福麟.石油大学出版社， 0 ， 7 一 . ] 1 200 7:1 1 9 低滤饼渗透性，由于高温的影响，使滤液粘度 12 齐宁， ] 张贵才，马涛. 拷胶类钻井液外理剂急剧下降，故用增加液相粘度的办法效果不的应用及前景. 钻井液与完井液， 2004 . 大，而着重于后者。特别是在深井中泥桨压差 t3 黄进军， 1 浦晓林，李建波等. 抗 22 高温的 0 较大的情况下，改进泥饼质量，增加泥饼可压水基钻井液降粘剂的研究， 2003. 【周辉， 1 4 郭保雨，江智君. 深井高温钻井液体缩性，会产生很好的降滤失效果。系的研究与应用. 钻井与完井液， 2005 .