新型水基防塌钻井液室内研究
深水水基钻井液的室内研究

可见深水 油气 田已成为海 上油气勘探 的重要 目标 。 深 水钻井 面 临的问题 主 要有 以下几 个方 面 u 。 ‘:
①低温下钻井液的性能控制 ; ②地层孔隙压力和破 裂压力之间的 “ 口” ; 窗 窄 ③深水条件下潜在气体 水 合物 的影 响 ; ④大 尺寸 井眼 的钻井 液 问题 ; 海 ⑤
钠膨润 ̄ + %Na l 02 z 3 k C + .%Ca 1 02 C 2 .%Mg 26 O, + C1 H2 ・ 在 海水 基 浆 中分别 加 入不 同浓 度 的处理 剂,配 制 了 1 4种钻井 液 ,它们 的基本性 能如表 1 示 。 所
表 1 钻 井 液各 个 配 方 的 性 能
底 页 岩及 井 眼稳 定 性 问题 ; 高 压浅 层 流 。总 之 , ⑥ 在进行 深水钻 井作业 时 , 由于海 底复 杂的地 质环境 ,
钻井 液需要 量大 ,井 眼净化难 ,可 能会 遇到浅 层气
与形成气体水合物 、以及总投资高等不利因素 ,这
些 都对钻 井液性 能提 出了更 高的要求 。
尤 以美 洲的 墨西哥 湾海域 、拉 丁美洲 的 巴西海域 及 西 非的海域 最 多 ,深水 油气 田已探 明的油气 储量 约 为 2.x0 58 1 m ,占海上油 气 田探 明总储量 的 1 %, 2
12 海 水 基 浆 的 配 制 .
用模拟海水配制基浆,其配方为 : +3 ~ 0 水 ( 40 % / )
中 图分 类 号 :T 年 的勘 探实 践证 明 ,深水 区是 油气 蕴藏极 为 丰 富 的领 域 。据 2 0 0 0年 的统 计 结 果 ,水 深 达 5 0 0
SN P H、K2i 化学 纯 ) SO ( 。
m 的深水 油气 田有 12个 ,遍 及世 界各海 域 ,其 中 6
新型水基微泡沫钻井液的室内配方优选和性能评价

和剪切速率等对其性能的影响规 律。根 据优选配方所配制的微 泡沫水基聚合物 钻井液性能稳定 、密度低 ( 环 当量 密 循 度维持在 0 9 ~10 g L ,具有保 护储层 的功能,不 需要增加钻 井设备 ,能 满足近平衡或 欠平衡 钻井的要求。 . 3 . 4k / )
关 键 词 :泡 沫钻 井液 ;聚 合 物 钻 井液 ;发 泡 剂 i钻 井 液 性 能
摘
要 : 分析 了微 泡 沫在 水 溶液 中的 具体 结 构厦 微 泡 沫 钻 井 液 分散 细 、稳 定性 好 的 原 因 。 通 过 室 内试 验 优 选 出 了
水 基 微 泡 沫 聚合 物 钻 井 液 的 配 方 ,并 对其 密度 、流 变性 、稳 定性 和 滤 失性 等 性 能进 行 了评 价 试验 ,总 结 出 压 力 、温 度
作者简介 :杨虎 (94r 男,19 17 一 ) 9 7年 毕 业 于 石 油 大 学 ( 华 东) 钻 井 工程 专业 ,现 为 中 国石 油 大 学 ( 京 ) 在 读 博 士 研 究 生 , 北
中 图 分 类 号 ;TE 5 . 24 6
文献 标 识 码 :A
文 章 编 号 :1 0—8 0 (0 6 20 4 —4 0 10 9 2 0 )0 —0 10
采用 近平衡 或欠 平衡 钻井 方式钻 开低 压 易漏油 气 层 ,可采 用空 气 、泡 沫 和充气 流体 ,但 必须增 加空 气
物 降滤 失剂 。
和稳泡 剂 ,经 化 学 作 用 和 搅 拌 循 环 等 机 械 作 用 形 成
- 2
m
2 2 起 泡 剂 的 优 选 .
研 究表 明 ,起泡 剂 的亲油链 以正构 饱和 烃 且足够
长 为好 ,如 十六 烷基硫 酸 钠 、脂肪 酸皂 或高 分子 环烷
亚洲最深井-轮探1井水基钻井液技术

1921 基本概况该井自上而下钻遇第四系、新近系、古近系、白垩系、侏罗系、三叠系、鹰山组、蓬莱坝组、下丘里塔格、阿瓦塔格、沙依里克、吾松格尔、肖尔布拉克组、玉尔吐斯组、奇格布拉克组等地层,主要目的层为震旦系的奇格布拉克组。
奥陶系的鹰山组-震旦系的奇格布拉克组超深、超高温井段,对钻井液的抗温能力、封堵防塌能力要求高,因此抗高温水基钻井液的研究是应对轮探1井超深、超高温钻井难题的重点;为保证轮探1井超深、超高温井段的顺利施工,经过前期大量的室内实验和配方调整,确定轮探1井超深段使用氯化钾聚磺水基钻井液体系;本井使用该体系成功解决了轮探1井8000m以下超深井段的高温、井壁稳定等难题,顺利钻进至8882m,突破了亚洲最深钻井记录。
该体系的研究和应用为轮探1井钻井井深的突破提供了技术支撑,为塔里木油田下寒武系、震旦系钻井提供了钻井液技术储备。
2 主要技术难点2.1 抗温能力本井设计井深8500m,加深至8882m,预计井底温度在180℃以上,所以出于安全考虑要求四开钻井液能抗温到200℃,为此委托厂家定制生产了能够抗温200℃的主抗温材料及其它相配套的封堵材料。
2.2 井壁稳定根据邻井资料及实钻情况,在进入鹰山组后垮塌、掉块现象非常严重,曾数次发生卡钻事故,通过体系优化、采用定制生产的高软化点沥青材料,有效的解决了这个难题,保证了钻井的顺利进行。
亚洲最深井-轮探1井水基钻井液技术谢建辉 任超 王瑞虎 张雄 中石油西部钻探钻井液分公司 新疆 克拉玛依 834000 摘要:轮探1井是中国石油塔里木油田分公司在塔北隆起布的一口集团公司级的一级风险探井,设计井深8500m,加深井深8882m,是目前亚洲最深井。
该井超深井段奥陶系、下寒武系、震旦系面临超深、超高温、井壁稳定技术难题。
基于此,通过室内试验研究,优化了抗高温水基钻井液体系,并制定了针对性强的解决方案。
实钻中该井顺利钻穿奥陶系、下寒武系、震旦系(未穿)地层,未发生钻井液性能失稳等情况,顺利钻至井深8882m完钻,创亚洲陆上最深井纪录。
新型海水高性能钻井液室内研究

第2 7卷 第 1期
罗云凤 等 :新型 海水 高性 能钻 井液 室 内研 究
表 4 新型海水 高性能钻井液基本性能
5
滑 、防卡性 能 也提 了更 高 的要 求 。针对 海上 常 用
的润 滑剂 ,依 据处 理 剂毒 性测 试 结果 ,筛 选 出 了环 境保 护性 能 好 、无污 染 的润 滑剂 ,其 性 能评 价结 果
1 海水 高性 能钻 井 液 配方优 选
11 胺 基 抑 制 剂 AM I . 自行 研 制 出 了一 种胺 基 抑 制 剂 AMI ,它 完 全 溶 于水并 且低 毒 ,其 抑制 能力 与其它 抑制 剂 的对 比
评 价结果 见表 1 。
表 1 岩屑 回收 率 和 页岩 膨 胀 量 实验 结 果
第2 卷 第 1 7 期
21 0 0年 1月
钻
井 液
与
完 并
液
V_ . 7 NO. o 2 1 1
J n.2 0 a 01
DRI LLI NG FLUI & COM PLETI D ON FLUI D
文章 编 号 :l0 —6 02 1)l0 0—4 152 (0 O -0 40 0 O
相 同条 件 下 ,降 滤失 剂 HX J的效 果 最优 ,且 它具
有 一定 的增黏作 用 。
14 润滑剂 的优选 .
为 了保 证海 上安 全 、快速钻 进 ,对钻 井液 的润
基 金项 目 : 国家 高技 术 研 究发 展 计 划 (6 83计划 ) 目课 题 “ 质 无 污 染钻 井 液 体 系及 废 弃 物处 理 技 术 ” 2 2AA 9 3 4。 项 优 (0 6 0 Z 3)
+ .%P C1 1 1 03 A 4 + %聚合醇+ . 1 %HXJ 3 OH 03 5 + %P + .%
水基钻井液防塌抑制剂及作用机理研究

水基钻井液防塌抑制剂及作用机理研究作者:王磊来源:《中国化工贸易·下旬刊》2017年第01期摘要:为了研究水基钻井液防塌抑制剂及作用机理,通过对防止井壁坍塌提高井身稳定性的途径入手,逐一阐明施工工艺、材料优选上的方法,最终在防塌抑制剂上重点研究,提出防塌抑制剂的作用机理,为同行提供建设性意见。
关键词:水基;钻井液;防塌;抑制剂石油钻井是一个集合地质、工艺、机械的系统性工程,具有设计精确性与操作复杂性。
而当前随着环境保护与经济性要求的日益增高,传统的油基钻井液已不适应于市场的发展,基于新型配方的高防塌性水基钻井液能有效替代原有相关产品的不足,在高环保要求情况下进行经济性钻井。
本文基于井壁稳定性这一钻井施工过程中的质量评定参数,着重阐述水基钻井液中防塌抑制剂的作用机理,为钻井液优选提出建设性意见。
1 防止井壁坍塌,提高井身稳定性的途径1.1 强化设计缺陷,合理选择钻井液密度钻井过程中会在地层岩石间形成机械性力学扰动,增加地层不稳定性。
而钻井液循环可以有效补充与减小井壁应力扰动,防止井壁坍塌。
但在不同地层、不同深度的钻井过程中井壁应力变化不同,需要精细核算、调整并优选运用一定密度的钻井液进行力学补偿。
1.2 钻井液抑制剂的运用随着钻井深度与地层复杂性的不断增加,单纯依靠工艺与单一配方的钻井液运用已经不能满足现有生产需求。
在非常规勘探开发领域,大位移水平井等特殊地层下的复杂井眼轨迹设计已经成为常规化,井漏、垮塌、缩径以及造浆问题给钻井液配方研究提出了新的挑战。
在此方面,优化钻井液抑制剂的优选运用具有非常重要的现实意义。
1.3 减小钻井液滤失量在钻井过程中若过量外界液体进入敏感性较强的泥页岩会导致其黏土产生水化膨胀引起应力变形引起井塌。
钻井液的配方选择不利和井下高温高压影响会导致钻井液发生细微变化以至于滤失量增大导致井壁失稳,引起坍塌、测井数据缺失、卡钻等一系列事故。
基于此可以在设计之初适当提高钻井液黏度,强化钻井液配方,提高稳定性,确保高温高压情况下的泥饼渗透率。
抗240℃超高温水基钻井液室内研究

抗240℃超高温水基钻井液室内研究基于如今越来越大的深水油井钻探技术的需求,需要开发可以承受高温水的钻井液,以此来确保高温环境下的钻探作业的安全性与效率。
本文将对抗240℃超高温水基钻井液的室内研究进行分析,旨在探讨该液体在实际应用中的可行性以及其性能表现。
首先,我们需要了解240℃超高温水基钻井液的成分及工作原理,该液体是由水基胶体生成剂、热稳定剂、细胞聚合物、PH调节剂等几种主要成分相互混合而成的。
它的工作原理与常规钻井液相似,但是在超高温的环境下会更稳定和耐用。
它的使用可以避免在高温下电离和裂解,同时还可以提高钻头的工作效率和延长其寿命。
其次,我们为了探究240℃超高温水基钻井液的性能表现,我们需要对其进行一系列实验以进行评估。
首先,我们可以将该液体放入含有高温热源的试验设备中,以模拟实际钻井现场的高温环境,加热时间和温度通过实验调整。
然后我们可以测量钻井液的流率、密度、黏度、损失量和过滤度等特征来评估其性能指标。
在我们的实验中,我们使用公认的评估标准来检测240℃超高温水基钻井液的性能,我们选取了常见的API规范和QS标准来进行测试和验证。
结果显示,在超高温的环境下,该液体的性能表现良好,流量稳定,黏度和密度变化不大,过滤度达到了API要求,表明其工作效率与保护效果都很好。
对于实际应用,我们不仅需要考虑钻井液的性能,还要考虑其成本效益和安全性。
240℃超高温水基钻井液相比其他高温钻井液,其成本更低,而且在使用过程中不会产生有害气体,对操作人员的安全更加可靠。
总之,本文对于抗240℃超高温水基钻井液的室内研究进行了详细分析,该液体的性能表现稳定,具有很好的成本效益和安全性,并且在实际应用中有着广泛的前景。
我们相信,钻井企业可以通过使用240℃超高温水基钻井液,提高钻井作业的效率和稳定性,也可以提高操作人员的安全保障。
除了室内研究,实际现场使用也是验证240℃超高温水基钻井液实用性的重要环节。
高性能水基钻井液研究进展

高 性 能 水 基 钻 井液 研 究 进 展
王 建 华 鄢捷 年 丁 彤 伟
( 国石 油 大 学 ,北 京 昌平 ) 中 摘 要 高 性 能 水 基 钻 井液 ( W B 是 为 了满 足 环 保 需 要 而 研 制 的 一 类 可 以替 代 油 基 钻 井液 ( B ) 新 型 HP M) O M 的 钻 井 液体 系 , 项 技 术在 国 外 引 起 了高 度 重 视 。 介 绍 了 国 外高 性 能 水基 钻 井 液 的 室 内研 究 和 工 艺 技 术 方 面 取 得 的 该 重要进展 , 括其 性能特点、 包 井壁 稳 定 机 理 、 成 及 处 理 剂 作 用 、 制 性 评 价 方 法 和 现 场 应 用 效 果 。 高 性 能 水 基 钻 组 抑 井液 已广 泛 应 用 于 各 种 复 杂 井 的钻 井作 业 。现 场 应 用 效 果 表 明 , 性 能 水 基 钻 井液 提 高 了 机 械 钻 速 , 现 了低 的 高 实 稀 释 率和 较 高 的 固 相 清 除 效 率 , 摩擦 系 数 与 油 基 钻 井 液 基 本 相 当 , 大 程 度 地 减 少 了钻 头 泥 包 和 聚 结 现 象 , 大 节 最 大 省 了钻 井 和 完 井 时 间 , 高 了页 岩 地 层 的井 壁 稳 定 性 , 护 了环 境 。 提 保
1 HP B 性 能 特 点 W M
1 1 抑 制性 强 . 不 同钻 井 液 对 页 岩 的 抑 制 效 果 评 价 结 果 见 表 1 由表 1可 以看 出, 。 高性 能水 基钻 井液 对 页岩 的抑 制性 和 OB 相 当 , 显 高 于 KC / M 明 1聚合 物 钻 井 液 , 对 活性页 岩具 有很 强 的抑 制 作 用 , 减 少 井 下 复 杂 能 情况 发生 [ 。 3 ]
新型海洋水基防塌钻井液体系研究进展

新型海洋水基防塌钻井液体系研究进展摘要:本文主要对新型海洋水基防塌钻进液的集几种体系进行研究,探讨新型海洋水基防塌中的硅酸盐钻进液体系、MEG钻进液体系和聚合醇钻井液体系。
据此,以改善传统的海洋水基防塌钻进液,减少基防塌钻进液对环境的污染,使其满足现代社会对环境保护的要求,从而为海洋生物的生存提供保障,促进我国环境友好型社会的发展。
关键词:海洋水基防塌钻进液体系研究近几年,环境污染问题已成为全球重点关注的课题之一。
随着人类社会的发展,环境所遭受的破坏越来越严重,为保护人类赖以生存的自然环境,全世界纷纷致力于环境保护工作中。
我国为求实现环境友好型社会,开始从各个方面来加强环境保护,尤其针对于一些污染较为严重的产业。
在我国传统的钻进液体系中,油基钻井液对环境产生了巨大的污染,违背了人们的环保意识,已无法满足环境法规的要求;合成基钻井液虽然带来了的污染要小于油基钻井液,但是在海洋中利用这种钻井液体系时,其所产生的毒性物难以被海洋生物溶解,亦会造成巨大的污染。
为使钻井工程符合环境法的规定,必须创新钻井液技术,建立新型的海洋水基防塌钻井液体系,以提高钻井工程的社会效益,为环境保护贡献一份力量。
一、新型海洋水基防塌硅酸盐钻井液体系新型海洋水基防塌硅酸盐钻井液体系的抑制性能较强,其没有毒性,不会为海洋环境带来污染,能与环境完美相容。
这种体系不会影响测井和录井工作的开展,在材料配制和转换上十分便利。
硅酸盐是一种价格便宜,能抑制页岩水化,具有防止井塌能力的材料,实用性很高。
硅酸盐钻井液体系能有效地避免页岩中粘土矿物的水化膨胀和分散。
其主要原理是:当泥页岩中流入钻井液滤液后,滤液中的硅酸钠。
硅酸钾会与地层水产生反应,使其PH值降低,发生胶凝现象,以抑制粘土的水化膨胀和分散,减小水化应力,从而为井壁的稳定性提供保障。
另外,在硅酸盐聚合物钻井液体系中,常常将其与浓度十分高的氯化钠、氯化钾配合使用,在共同的协作下,能更好的加固井壁。
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基金项 目 : 四川 省教 育厅重大培育项 目 “ 改变井壁岩石和泥饼 亲水通道的钻 完井液技 术研 究”( 0 9 Z Z 0 3 7) 。 第一作 者简介 : 李 方,在读博士研 究生 ,现在从 事油气 田化 学和 油气 田钻井液 完井液研 究工作 。地 址 :四川省成都 市 新都 区西南石油大学石油工程学院 ; 邮政 编码 6 1 0 5 0 0;电话 ( 0 2 8 ) 8 3 0 3 2 8 2 1; E — ma i l : mc l i f a n g @1 6 3 . t o m。
井 壁 不稳 定 问题 是 钻井 工 程 中经 常遇 到 的一 个
得 到 大量 应用 ,但 其 抗 温能 力不 佳 ,且 多为 亲水 改
复杂难题 [ 1 - 2 ] o 目前 ,水基 钻井 液的井壁防塌技术 性 。淀粉疏水改性主要有物理改性和化学改性 2 种 主要有物理封堵和化学抑制 2 种 。李洪俊 [ 3 ] 、彭春 方 法 ,其 中化 学 改性 方 法有 引入 苄基 、长链 烷基 和 耀[ 4 ] 、王立泉 『 5 等人就运用强封堵 、强抑制 的钻井 酯 化 反应 几种 方 法 。淀 粉分 子链 中葡萄 糖单 元 上 的
2
钻 井 液 与 完 井 液
2 0 1 3年 5月
用 的效果更好。由于疏水处理剂 中含有一定疏水基 2 . 3 抗污染性能 团 ,无法 在水 中分散 ,故 要在 钻井 液 中加 入一 些高 在该 钻井液 中分别加入 5 %和 1 0 % 过 孔 径 为 分子 调节剂 , 使之 能够较 好地 悬浮在 水基 钻井 液 中。 0 . 1 5 4 1 1 7 1 1 / ' 1 的筛 的川东 遂 宁露头岩 屑粉 ,在 1 5 0℃下
第3 0卷 第 3期
2 0 1 3年 5月
钻
井
液
与
完
井
液
、 , 0 I . 3 0 NO. 3 Ma y 2 01 3
DRI LLI NG FLUI D & C0M PLET1 0N FLUI D
【 理论研究与应用技术 】
新型水基 防塌钻 井液 室 内研 究
李方 , 余越琳 , 蒲 晓林 , 刘鹭
稳 的现 象 。
降滤失效果 ,且抗温能力 比常用淀粉降滤失剂有所 提 高 。碳 酸钙 是 常见 的储 层 、非 储层 封堵 剂 ,可 形
成 致 密泥 饼 。碳 酸钙 的疏 水 改性 方法 也 较多 ,常用
的改 性剂 有 无机 物类 、偶联 剂类 、有机 类 、聚合 物 类 等 。笔者 对 碳 酸钙 进行 了疏水 改性 研究 ,得 到 了
储 层 的 损 害 程度 。 关 键 词 水 基 防塌 钻 井液 ; 疏水处理剂 ; 岩 心 流 动 实验 中 图 分 类 号 :T E 2 5 4 . 3 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :1 0 0 1 . 5 6 2 0( 2 0 1 3)0 3 . 0 0 0 1 — 0 3
的疏水降失水剂 S D G和疏水封堵剂 S T G 。S D G是 淀粉疏水衍生物。淀粉及淀粉衍生物多用作钻井液
水 通道 , 通过 毛细 管阻力 阻 止滤液 进入 近井 壁地层 。
降滤失剂使用 ,它们以其成本低廉而在石油工业 中
S D G和 S T G既可单独使用 也可复配使用 ,复配使
壁 孔 隙和泥饼 中形成弱 亲水或 亲油通道 ,通过 毛细管 阻力 阻止或 减少滤液进入地 层,从而解决 井壁地层 吸水而产
生 井壁 不稳定 的 问题。 采用 自制 的疏水 降失水剂 S DG和疏水 封堵剂 S T G,并 以此作 为钻井液 的主处理剂 ,构建 出 了新 型水 基防塌钻井液 ,并对其性能进行 了评价 。室 内评价 结果表 明 ,构 建的新型 防塌钻井液抗温可达 1 5 0℃, 对钻屑容量 可达 5 %,在 1 5 0 下抑制性优越 ,具有 良好 的沉 降稳定性 ,且加入疏水处理剂后 的钻井液也 改善 了对
S T G,它 在 钻井 液 形 成 的泥饼 中可起 架 桥 、填 充 的
1 新 型水 基 防 塌钻 井 液 的 形成
新 型 水基 防 塌钻 井 液 的主 处理 剂 为实 验 室 自制
作 用 。S T G 的抗温 性能 、与高分 子 处理 剂 的相容 性
能 均 良好 。疏 水 处 理剂 S DG 和 S T G可 以在 正 压差 作 用下 形成 致 密 的泥饼 ,在泥 饼 中形 成弱 亲水 或 疏
水 基 钻井 液 防塌 思路 ,即在 水 基钻 井 液 中引 入疏 水 成 分 ,如调 节性 能 的疏 水 降滤 失 剂 和 疏 水 封 堵 剂 , 在 正压 差 下 ,它们 可 能会 在 井 壁孔 隙 和泥 饼 中形 成 弱 亲水 或 亲油 通 道 ,通过 毛 细 管阻 力控 制 钻井 液 滤 液 进入 泥 页 岩地 层 ,从 而解 决 井壁 地层 因吸水 而 失
( 西南石油大学石油工程学 院,成都 ) 李方等 . 新型水基 防塌钻 井液室内研 究 [ J ] _ 钻 井液与完井液 ,2 0 1 3 ,3 0( 3) : 1 - 3 .
摘要
提 出了一种新 型水基钻井液 防塌思路 ,即在 水基钻井液 中引入 疏水成分 ,在 正压 差作 用下,使 其在井
液 解 决 了一 些 井 壁 稳 定 问 题 。但 泥 页 岩 孔 隙很 小 ,
现 有 这些 技 术均 不 能封 堵水 分 的进 入 ,未 能 完全 解 C 2 / C 3和 C 6位 置 上有 羟基 ,在 碱 性 环 境 下 能 被 酯
化 剂 取代 ,制 得 低取 代 度 的淀粉 酯 。淀 粉酯 呈 白色
粉 末状 , 对酸、 碱、 热 的稳定 性很 高 , 由于位 阻影 响 ,
决 井 壁失 稳 的 问题 。泥 页 岩水 化作 用 是 引 Nhomakorabea 井壁 不
稳 定 的 主要 原 因之 一 。在 此基 础 上提 出了一 种新 型
碱 不 易进 攻酯 基 ,故 淀 粉酯 不 易发 生水 解 。笔 者在 淀 粉上 引入 了酯 基最 终得 到 S DG,其 也具有 良好 的