钻井完井液技术
保护油气层钻井完井液技术2010-0902
1.2.2 油气层敏感性评价
指通过岩心流动实验对油气层的速敏、水敏、 盐敏、碱敏和酸敏性强弱及其所引起的油气层损 害程度进行评价，通常简称为五敏实验。
A.速敏评价实验
B.水敏评价实验 C.盐敏评价实验 D.碱敏评价实验 E.酸敏评价实验
Ａ 速敏评价实验
在钻井、完井、试油、注水、开采和实施增产措施等作业或 生产过程中，流体的流动引起油气层中的微粒发生运移，致
用不当，经常会影响测井资料与试油结果对储层物性参数
的正确解释； 在钻井完井作业中应用保护油气层配套技术，可以使油气 井产量得到明显提高，同时可以大大减少试油、酸化、压 裂和修井等井下作业的工作量，降低生产成本；
保护油气层有利于油气井产量和油气田开发经济效益 的提高；
有利于油气井的增产和稳产，在油气开采的漫长时期，
–油藏类型、储层特点 –钻井液完井液类型及参数 –屏蔽暂堵剂规格要求及加量 –油气层保护施工技术措施
1.2油气层损害的评价方法
岩心分析 油气层敏感性评价 工作液对油气层的损害评价 油气层损害的矿场评价技术简介
1.2.1 岩心分析
岩心分析——认识油气层地质特征的必要手段，保护油气
层技术中不可缺少的基础工作。油气层的敏感性评价、损害
现象均称为对油气层的损害。
表现形式：油气层渗透率的降低，包括油藏岩石绝
对渗透率和油气相对渗透率的降低 。渗透率降低越多， 油气层损害越严重。
保护油气层：主要是指尽可能防止近井壁带的油气
层受到不应有的损害。
1.1.2保护油气层的重要性
在油气勘探过程中，保护油气层工作的好坏直接关系到能 否及时发现油气层和对储量的正确估算； 在探井的钻井完井过程中，如果钻井液完井液的设计和使
钻井液技术介绍
6．钾基聚合物钻井液 钾基聚合物钻井液是一类以各种聚合物的钾（或铵、钙）盐和KCI为主处理剂的防塌钻井液。在各种常见无机盐中，以KCI抑制粘土水化分散的效果为最好；而聚合物处理剂的存在使该类钻井液具有聚合物钻井液的各种优良特性。因此，在钻遇泥页岩地层时，使用它可以取得比较理想的防塌效果。
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8．合成基钻井液 合成基钻井液是以合成的有机化合物作为连续相，盐水作为分散相，并含有乳化剂、降滤失剂、流型改进剂的一类新型钻井液。由于使用无毒并且能够生物降解的非水溶性有机物取代了油基钻井液中通常使用的柴油，因此这类钻井液既保持了油基钻井液的各种优良特性，同时又能大大减轻钻井液排放时对环境造成的不良影响，尤其适用于海上钻井。
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1．分散钻井液 分散钻井液是指用淡水、膨润土和各种对粘土与钻屑起分散作用的处理剂（简称为分散剂）配制而成的水基钻井液。其主要特点是： （1）可容纳较多的固相，较适于配制高密度钻井液。 （2）容易在井壁上形成较致密的泥饼，故其滤失量一般较低。 （3）某些分散钻井液，如以磺化栲胶、磺化褐煤和磺化酚醛树脂作为主处理剂的三磺钻井液具有较强的抗温能力，适于在深井和超深井中使用。缺点：除抑制性和抗污染能力较差外，还因体系中固相含量高，对提高钻速和保护油气层均有不利的影响。
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1．合成聚合物类处理剂 合成聚合物主要用作钻井液降滤失剂、降粘剂、页岩抑制剂等。 2．天然改性高分子类处理剂 改性天然材料来源丰富，价格低廉，在石油工业中有广泛的用途。可生物降解的天然大分子如淀粉纤维素作为主链结构可赋予材料以生物降解特性，使材料具有环保功能。 3．利用工业废料制备的钻井液处理剂 利用工业下脚料制备钻井液处理剂技术性较强，油田化学工作者在这方面进行了一些研究工作。
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（二）国内外钻井液处理剂开发应用 一、国外发展情况 二、国内发展情况
克拉玛依油田水平井钻井液完井液技术应用分析
二、水平井钻井液技术
⑥油层段一般不漏失，为保证固井质量，钻至A点做上部地层承压 试验，钻进过程如没有发生漏失，承压试验可先不加堵漏剂。如 承压达不到设计要求，再加入堵漏剂，做完承压后将全部筛除， 保证定向仪器的正常工作。
九八区压力漏失原因是：有些井水平段位置靠近下伏石炭系， 石炭系风化壳存在裂缝发育。HW9817井钻至215m(齐古组)发生井 漏，根据井口液面情况计算，压力系数只有0.87，防漏堵漏措施 ：①密度控制在设计下限1.10 g/cm3内；②漏速不大，边漏边钻 ；③漏速较大时，可采用桥塞堵漏、注水灰、盲打强钻等措施。
克拉玛依油田水平井钻井液完井液
二、水平井钻井液技术
井斜角在0°～θα之间井段，岩屑携带状况与直井段基本 相同，不存在岩屑床；井斜角在在θα～θβ之间井段，岩屑脱 离钻井液流，滞流井眼底侧并滑向液流的反向而形成岩屑床。 当钻井液停止循环时，岩屑床受重力作用而存在下滑趋势；井 斜角在θβ～90°之间井段，岩屑在下井壁形成的岩屑床基本稳 定，床体不存在沿井壁低侧下滑的趋势。
提高环空返速可直接影响着环空岩屑的运移方式、状态和 环空岩屑浓度。对特定的井斜角、钻井液流变参数存在一个形 成岩屑床的临界环空返速，环空返速高于此流速时，环空中岩 屑不成床。大量实验和现场经验表明，在30°～90°范围内， 环空岩屑成床的临界速度为0.8～1.0m/s。对于Φ244.5mm井眼 ，钻井液返速只有0.45～0.55m/s，增加了携带的难度。
克拉玛依油田水平井钻井液完井液
一、水平井钻井液任务完成情况
2006年共完成水平井121口，进尺121454m，其中钻 井公司泥浆技术服务公司完成56口，准东泥浆技术服务公 司5口，钻井工艺研究院43口，创拓公司12口，贝肯公司5 口。另外，为地质导向钻井提供钻井液服务一井次，完成 鱼骨井中完技套泥浆技术服务和水平段鱼骨施工跟踪服务 两井次，完成定向井钻井液技术服务29井次。
钻井液完井液技术手册(09)
1.3.4页岩抑制剂实际上，钻井液中所用的所有的处理剂在钻井过程中的主要作用只有两个，一个作用是维护钻井液性能稳定，另一个作用是保证井眼稳定。
这种起稳定井眼作用的处理剂就称之为页岩抑制剂，又称页岩抑制剂。
页岩抑制剂的作用是防止页岩水化膨胀和分散引起的井壁坍塌、破裂和掉块，以防造成钻井事故。
1.3.5.1钻井液和泥页岩的水化作用钻井液对泥页岩的化学作用，最终可以归结到对井壁岩石力学性能参数、强度参数以及近井壁应力状态的改变。
泥页岩吸水一方面改变井壁岩石的力学性质，使岩石强度降低；另一方面产生水化膨胀，体积增加，若这种膨胀受到约束便会产生膨胀压，从而改变近井壁的应力状态。
如何将钻井液对泥页岩的化学作用带来的力学效应定量化，并将其同纯力学效应结合起来研究井壁稳定问题；F.K.Mody 和A.H.Hale 认为，钻井液和泥页岩间存在的活度差驱使钻井液中的自由水进入泥页岩，从而使近井壁地带的孔隙压力增高，岩石强度降低。
井内水进入泥页岩主要受钻井液与泥页岩井壁间的孔隙压力差和化学势差的控制。
钻井液与泥页岩间化学势差引起的孔隙压力变化为：式中：λ-有效半透膜系数，R -气体常数，T -绝对温度，V -水的偏莫尔体积，A S 、A m -分别为泥页岩和钻井液的水活度，P -钻井液液柱压力，P p -远场孔隙压力，∆μ-化学势差。
如果∆μ大于零，即井眼水化学势大于孔隙水化学势，井眼水就可以进入岩石孔隙内，从而使泥页岩吸水后产生水化膨胀，且井壁的孔隙压力增大，岩石的强度降低，不利于井壁稳定。
反之，泥页岩产生解吸脱水，使井壁的孔隙压力减小，岩石强度增大，有利于井壁的稳定。
因此，从活度平衡的理论出发，要求降低钻井液中水的活度。
这可以通过控制调节钻井液中不同盐的含量或使用特殊的处理剂来改变钻井液中水的活度。
钻井液中水的活度可以通过实验来测定出来，而泥页岩中水的活度却较难确定，一般可以通过地层条件下泥页岩的含水量来测定。
具体做法是：用已知不同活度的溶液在恒湿气中与页岩达到活度平衡后（至少静置15天），测定页岩的吸水量，再绘制该页岩的吸水量与其活度的等温关系曲线。
现代钻井完井液技术(下)
4. 油基钻井液的类型与组成 ⑴ 普通油基钻井液：
柴油＋沥青＋有机土+混入的少量水（10%以内） ⑵ 油包水乳化钻井液
柴油（或低毒矿物油）、淡水或盐水（10%60%）、乳化剂、润湿剂、亲油胶体
⑶ 低胶质油包水乳化钻井液 柴油、乳化水（15%左右）、乳化剂、润湿剂、少 量亲油胶体、石灰、加重材料
2. 降滤失剂类
降滤失剂的用量在钻井处理剂商品中占据第二位。从维护 钻井液性能、保证钻井顺利施工、减少井下事故的发生、 保护油气层实际需要等方面起到重要的作用。
⑴ 改性淀粉类降滤失剂：
改性淀粉类产品用于钻井液已有很长的历史，但由于预胶 化淀粉、羧甲基淀粉(CMS)等热稳定性差，受细菌作用产 生降解、发酵等不利因素限制了现场应用。
㈡ 钻井液处理剂的应用现状
1. 增粘剂
增粘剂是用量较大的一类处理剂。
作为钻井液完井液增粘剂，其功能绝非仅仅是 “增粘”、而同时具有调整钻井液动切力、静切力、 粘弹性和改善泥饼质量的作用。
目前，现场广泛使用的膨润土存在的缺点及发生 的问题引起人们的关注。为适应保护油气层、满足 定向井、水平井、深井钻井施工对增粘剂的使用要 求，必须研究开发新型增粘剂。
位移井
6. 乳化剂的作用：
⑴ 复合乳化剂在油一水界面形成具有一定强度和粘 度的膜，当液滴相碰时，不易合并变大，使乳状液 稳定。
⑵ 降低油水界面张力。 ⑶ 增加外相粘度，以增加水滴碰撞的阻力，从而提
高乳状液的稳定性。 ⑷ 使用离子型乳化剂时，带相同电性的乳化水滴更
稳定。
7. 润湿剂、亲油胶体作用： ⑴ 润湿剂：
⑵ 加重材料 重晶石（适当加入润湿剂和乳化剂）
钻井液完井液技术
度的甲酸盐体系，己研制出了甲酸钠钻井液、甲酸钾生
物聚合物体系，甲酸钾、甲酸钠混合盐水体系及甲酸钾、 乙酸钾聚合物体系等。现己在现场使用，并取得了另人 满意的结果。
我国西南石油学院从九七年初开始研究甲酸盐 体系，作了大量的工作，在室内初步证实了甲酸盐 体系的优点以后，有针对甲酸盐生产厂少，成本过 高这个主要问题,结合我国实际，开展深入研究，成 功地利用尾气一步法合成甲酸盐，是成本降下一半， 为国内外使用和推广甲酸盐扫
是六十年代到七十年代初使用的基本钻井液类型 ，我国从1952年开始用石灰处理泥浆并逐渐成熟。其 主体配方主要利用无机钙盐Ca(OH)2 或钠盐(NaCl)来 提高"井壁的稳定性"，另外再加上铁络木质素磺酸盐 (Fcls) 或煤碱剂(Nac)，羧甲基纤维素(CMC)及一些 表面活性剂等来维持钻井液的流变性能。
体系”以适应井下情况。
三、钻井液的组成
水 ：淡水 海水 咸水 饱和盐水 土 ：主要使用钠基膨润土，特殊情况使用有机土和抗 盐土 化学处理剂： 无机盐:如Na2CO3、KCl、NaCl等 化学产品：高分子聚合物类、纤维素 类、褐煤类、淀粉类 油 ：可增泥浆润滑性，降滤失量，在油基泥浆中作为 连续相 气体：一般在气体钻井液中使用。
了深井钻探的成功率。
3. 聚合物钻井液阶段
“聚合物钻井液”开始时叫“不分散低固相聚合
物钻井液”，是在70年代后期、80年代初期，为了
推广"喷射钻井技术"和"优选参数钻井技术"利用丙
烯酰胺有机聚合物作为钻井液的抑制剂而逐渐发展 形成的一种钻井液体系。
使用的聚合物从最初的非水解、部分水解聚丙烯酰胺开始， 发展到大、中、小分子量的复配，不同官能团(钙、钠、钾盐) 的衍生物或接枝共聚物以及扩大到乙烯基磺酸盐和带阳离子 官能团的聚合物等，这种聚合物体系是当时钻浅、中深井时 的最普遍使用的一种体系，达到90%以上。虽然这类产品对控 制含蒙脱石含量较高的地层有着较突出的抑制效果，但目前 还不能适应于深井的使用。特别对付硬脆性的地层，还必须 加入一些磺化物来改善泥饼质量降低高温高压失水量。
复杂结构井钻井完井液技术
第三分支井眼
二、非渗透钻井液技术
1 胜科1井实验研究
通过钻井液中适当的固相粒子级配，提高钻井液的封堵 裂缝能力，提高地层承压能力。 加入软性粒子提高泥饼的不渗透性。 加入非渗透处理剂，进一步提高地层承压能力。
钻井液密度最终达到了2.35g/cm3，压力系数提高0.40。
地层承压能力提高12MPa。
通过在草 4 － 2 －×213 、草 4 － 7 －×211 、草 4 － 7 －×213 、草 4 － 7 －
×215共4口井完井电测的曲线以及井径数据来看，试验井的井径曲线较 为理想，较好地控制了井眼扩大率 <10%，达到了甲方的要求，保证了 固井质量和后期的顺利开采，固井双界面合格。
二、非渗透钻井液技术
二、非渗透钻井液技术
2 渤930井
渤 930 井邻井渤古 1 井、渤古 2 井出现了严重的井壁坍塌，
处理事故长达1～2个月，影响了井身质量，污染了油气层。
本井三开采用非渗透钻井液，井眼平均扩大率 <10% ，起
下钻畅通、开泵顺利，返出钻井液性能稳定。
本井三开钻进期间进行的两次电测及地层测试，每次都顺
5、永920井
本井在钻进过程中由于纠斜、取芯等原因，二开钻井周期接近两个月。
而在这两个月的时间内，钻井液比重一直控制在1.15g/cm3，并没有出
现起下钻不畅和井壁坍塌掉块等异常现象，电测时间长达7天，期间通 井两次，均无异常显示。 从电测井径曲线可以看出，1800m以下井径规则，扩大率<10%。 邻井未发现良好的油气显示，在该井发现了良好的油气显示，目前该井 日产原油13m3/d。
一、甲基葡萄糖甙钻井液技术
海洋石油深水钻完井技术措施
海洋石油深水钻完井技术措施【摘要】海洋石油深水钻完井技术措施是为了确保深水钻井作业安全高效进行而制定的一系列措施。
钻井液体系技术措施包括选择适合海洋环境的钻井液体系和使用环境友好的钻井液。
钻井液的性能要求则要求其具有良好的冲刷和悬浮能力以及适应深水高温高压条件的稳定性。
在完井工艺技术措施方面，需要对井下情况进行综合评价，灵活应用多种完井工艺。
安全环保措施是保障作业人员和环境安全的重要举措，注重预防和紧急处理能力。
钻完井后的管柱处理要求合理对待各种管柱，确保深水油气资源得到有效开发。
通过综合这些技术措施，海洋石油深水钻完井可实现高效安全作业，为油气勘探开发提供保障。
【关键词】海洋石油、深水钻井、完井技术、钻井液、性能要求、完井工艺、安全环保、管柱处理、总结。
1. 引言1.1 海洋石油深水钻完井技术措施海洋石油深水钻完井技术是在海洋深水区域进行的一项复杂而重要的作业。
在这种特殊的环境下，钻井与完井技术措施需要更加严谨和精细，以确保工作的高效性和安全性。
海洋石油深水钻完井技术措施涉及到多个方面的知识和操作技能，需要工程师们充分了解并掌握。
在进行海洋石油深水钻完井作业时，钻井液体系技术措施是至关重要的一环。
钻井液的选择及配方需要考虑到海水的特性以及深水环境下的高温高压情况，以保证钻井过程的顺利进行。
钻井液的性能要求也是需要重点关注的问题，包括其稳定性、分离性、滤饱和度等指标。
完井工艺技术措施则主要包括完井管柱的设计与安装、封隔器的选择与使用、射水泵的设置等方面。
这些技术措施的合理应用可以有效提高完井作业的效率和质量。
安全环保措施也是海洋石油深水钻完井过程中的重要内容。
工程师们需要严格遵守安全规范，保障作业人员和设备的安全，同时还需加强环境保护意识，做好海洋环境的保护工作。
钻完井后的管柱处理也是一个关键环节，需要对管柱进行清洗、检测和保养工作，以确保其长期稳定的运行。
海洋石油深水钻完井技术措施在整个作业过程中起着至关重要的作用，只有全面、细致地制定和执行这些措施，才能确保工作的顺利进行和成功完成。