地层承压能力的钻井液堵漏作用机理

埕古19井是中石化一口重点高风险预探井,完钻井深3215m,三开钻穿太古界地层1432m,钻探目的是了解埕东凸起太古界内幕含油气情况;1920.00~2290.97m井段漏速达25.8m3/h,漏失钻井液730.65m3,钻井施工困难;本文对该井井漏状况和发生井漏的原因进行了分析,总结出适应该井地层特点的无固相复合防漏堵漏钻井液工艺技术,有效控制后期钻进漏速小于0.5m3/h,中途测试采用无固相复合防漏预处理措施;现场应用表明,该井凝胶堵漏、无固相复合防漏堵漏钻井液技术,预防及堵漏处理方法,解决了埕古19井太古界不同井漏的现象,测试前利用无固相复合防漏预处理措施钻井液技术,成功进行了三次中途测试,无任何井下复杂情况的发生,保证了该井的顺利施工。

对于低压易漏地层,安全钻井的关键是建造高质量的人工井壁,提高井壁的承压能力。为了保证钻井的顺利进行以及高质量的固井质量要求,必须先提高地层的承压能力。承压能力的提高需综合考虑地层情况、堵漏工艺水平,从而对固井质量的要求及固井工艺水平进行合理地确定。本文根据克拉美丽滴西地区地层井漏的特点,分析了漏失原因,以滴西19井为例进行了提高地层承压能力技术研究,结合现场的实际应用,提出了低压易漏地层安全钻井的技术措施。

王69区块下部主力产层压力比较高,而与主力产层以上层位孔隙压力相对较低又同处一裸眼内,钻井施工中容易造成井漏、井塌等复杂情况。分析认为钻井施工最大的问题是:技术套管设计下深少,不能封隔同一裸眼内的高、低压同存的难题。为此,研发了一套:强抑制包被+随钻封堵+物理化学封固+有效应力支撑[1]等具有多元协同作用,随钻承压能力强的钻井液技术。通过应用证明该技术能提高漏失压力和破裂压力梯度,扩大安全生产的钻井液密度窗口,解决了该区块同一裸眼井段内,不同压力层系共存,易发生的漏失、坍塌和油气层损害等技术难题,提高了生产时效,取得了很好的经济效益,并且具有广泛的应用前景。

渤海石油职业学院 石油工程系 论文题目：水平井钻井液技术 学生姓名： 所在班级：07钻井工程3年6班 指导老师：王建云 完成时间：2010年5月1日 2 目录 摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.3 关键词⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.3 一、水平井施工技术难点分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...4 二、钻井液方案的制定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 三、钻井液的配置和维护处理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 四、技术措施⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 五、钻井液性能指标和应用效果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 六经济效益分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10 七、结束语⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11 参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯12 3 水

马2井为四川盆地川东北通南巴构造带马路背构造上的第一口预探井,不可预见的因素较多,存在钻遇超高压油气层的可能性。要求每钻开一个产层前,必须对上部裸眼进行承压堵漏试验,在使用核桃壳、锯末、聚合物堵漏剂、非渗透封堵剂、凝胶等材料堵漏后,地层承压仍然不能满足设计要求。选择复合纤维水泥浆体系,优选复合纤维的长度、分布、比例,通过不同长度、不同性能的纤维结网架桥,水泥颗粒充填固化并形成一定强度,取得较好的封堵效果,地层承压当量密度由1.76g/cm3提高到2.11g/cm3。保证了继续安全钻进。实践证明,复合纤维水泥浆体系可以有效堵漏并较大地提高地层的承压能力。

钻井工程-4-钻井液

马2井位于四川省通江县青浴乡9村1组,是中石化勘探南方分公司部署在通南巴构造带马路背构造东高点上的一口预探井,设计井深(垂深)5681m,该井在钻进过程中发生井漏11次,共漏失钻井液3856.21m3。在承压堵漏的过程中运用了桥浆、复合交联、凝胶纤维水泥等多种堵漏方式,取得了良好的效果,保障了马2井的顺利施工,文章对几次关键的承压堵漏进行分析,提出了有意义的认识和建议。

at5井是位于阿克库勒凸起东南斜坡带的一口预探井,其三开盐上裸眼井段可能存在灰岩、砂岩、含砾砂岩、砂泥岩不整合面等漏失类型,要求在钻进盐层前进行承压堵漏作业。从地层资料分析、堵漏浆配方的确定及后期改进、堵漏浆配制与注入、憋堵施工全过程介绍了该井的承压堵漏技术。该井进行了37次打压憋堵,累计憋入198.21m3堵漏浆,憋堵压力可稳定到14.8mpa,钻井液密度被提高到1.71g/cm3,达到了满足钻穿盐岩地层的施工需要的目的。提出了几点认识和建议。

川西地区中深井快速钻井的钻井液应用技术

申请(专利权)人:成都市川锋化学工程有限责任公司申请日期:2000.02.25申请(专利)号:cn00112708.x主分类号:c09k7/02本发明提供了一种石油天然气钻井作业中所使用的钻井液处理剂。由天然单宁抽提物、褐煤腐植酸抽提物、乙烯基单体和有机胺单体按以下

针对固井时油基钻井液与水泥浆掺混易产生接触污染进而影响施工安全的问题,开展了油基钻井液各组分对水泥浆流变性、稠化时间、抗压强度等性能影响的研究,同时结合扫描电镜、x射线衍射仪、红外光谱等手段,初步探索了油基钻井液各组分对水泥浆性能影响的机理。实验结果表明:油基钻井液的掺混会使水泥浆流变性变差、水泥石抗压强度降低,影响顶替效率及水泥环的封隔能力;柴油、主乳化剂、副乳化剂等单组分对水泥浆流变性能的影响不大,而由柴油、内部水相与乳化剂搅拌形成的乳状液则会对水泥浆性能产生几乎与油基钻井液同等程度的影响。研究结果表明:乳状液圈闭了水泥浆中的自由水,导致浆体变稠,使水泥颗粒无法与自由水有效结合,阻碍水泥浆的水化,导致水泥石结构疏松多孔,影响了水泥石的强度。对策建议:可使用添加合适表面活性剂的先导浆、隔离液等措施来缓解接触污染。

duh2井是中国石化西北分公司部署在轮台断裂南盘的一口重点预探井,主要目的是落实评价白垩系下统巴什基奇克组、亚格列木组,奥陶系中、下统为主要目的层,兼顾下第三系、侏罗系、三叠系,探索各目的层段特征及含油性,实现该区新层位、新领域油气突破。该井在5000m多次发生卡钻事故,调整钻井液性能、增强润滑性都没有起到效果,根据卡钻发生的过程,现场判断为压差卡钻,并分析井下存在一段异常低压地层,由于裸眼段穿越多套压力体系,如果降低钻井液密度,会造成井筒内压力不平衡,井壁失稳。面对这一技术难题,技术人员大胆提出了采用承压堵漏,提高异常低压地层的承压能力,堵塞该地层岩石空隙,减少钻井液由于压差作用向该地层滤失,使得井筒与该地层压力保持平衡。

元坝1井是位于四川盆地川东北巴中低缓构造带元坝岩性圈闭的一口重点区域探井,由于该井在嘉陵江组2段存在高压层,为满足下部井段安全快速钻进的需要,需对上部裸眼井段地层进行承压堵漏作业,使其承压能力达到2.15kg/l以上。在室内试验的基础上,优选应用了凝胶复合堵漏剂nfj-1,并给出了适用于不同漏失的堵漏浆配方及现场承压堵漏技术方案。该井须家河组、雷口坡组及嘉陵江组3段底部地层承压堵漏作业获得成功,地层承压能力均达到了设计要求,从而保证了该井的顺利完钻,并为该区块海相地层堵漏方案的确定积累了经验。介绍了该井承压堵漏技术研究、堵漏浆配方的确定、现场堵漏施工过程及效果等。

通过评价不同浓度桥塞堵漏钻井液在不同挤注压力下、不同粒径砂粒配制砂床中的堵漏能力,对长裸眼井段承压堵漏工艺进行了研究,介绍了该工艺在t914和p4-2井的应用情况。应用结果表明,采用承压堵漏技术提高长裸眼井段钻井液安全密度窗口成败的重要因素为:对漏失层的准确判定与认识,对承压堵漏钻井液浓度的选择,对挤注压力的选择与控制等;如果不能准确确定漏失层段,需采用全裸眼井段封堵的承压方法,避免因多层漏失造成的漏失层位无法判断而需重复堵漏造成的损失。

1 第三章钻井液 一口油气井钻井成功在很大程度上取决于钻井液的性质和性能。钻井液始终是为钻井工 程服务的，它的发展与钻井工程的发展紧密相关。由于初期的钻井液是由最简单的泥土和水 组成，“泥浆”就成为钻井液沿用至今的代名词。实际上，这种称呼既不正确更不准确。钻井 液的定义是指具有各种各样功能以满足钻井工程需要的循环流体。 第一节钻井液的功能、组成和类型 一、钻井液的功能 油气钻井的基本功能是打开找油、找气和采油、采气的通道，是实现油气勘探开发的重 要工程手段。为油气钻井、完井服务是钻井液的目的，钻井、完井的需要是钻井液发展的动 力。因此，钻井液的功能就体现在油气井钻井、完井的两个方面，即在整个钻进过程中，要 保持安全优质快速低成本钻井；在进入油气层时，要具有保护储层的作用。所以，钻井液的 功用也就是钻井、完井对钻井液的基本要求。 在钻井方面，钻井液的主要功能有 ①清洗井底，携带岩屑。

通过现场录井实践及资料的分析,认为钻井液流量、体积、出入口密度、出入口温度、出入口电导率等钻井液录井参数的变化通常直接反映井下地层流体的活跃程度及井筒压力与地层压力的平衡情况,重视钻井液参数异常的预报,可以避免井喷、井漏等重大事故的发生,及时处理油气侵、盐侵、水侵,为顺利施工创造条件。钻井事故发生的可能性贯穿于钻井作业的整个过程,它是影响井身质量、钻井速度、经济效益和勘探效益的重要因素,也是威胁钻井安全的主要隐患。综合录井使钻井作业的全过程处于仪器的全天候监控之中,实现了对钻井工程异常的连续检测和量化的分析判断,从后期的被动发现到前期的主动预报,并将井涌预报细分为4个阶段;在检测和预报钻井事故、保证钻井安全方面起到了钻井监视器的作用。分析了钻井液相关事故类型与钻井液录井参数响应特征,有利于提高综合录井操作人员的现场技术水平和工程异常预报准确率,可达到保障钻井施工安全、减少投入、提高勘探开发整体效益的目的。

在辽东湾、渤海湾及其邻近的冀东油田和大港油田东部的钻遇地层中存在易塌的火山岩地层。为了探寻适用于该地层的防塌措施,对冀东油田m27-27井岩心的岩石结构、矿物组成、水分含量、线膨胀率、回收率和稳定指数等进行了分析。结果表明,该套岩层含有大量蛋白石等粘土矿物,且非均质性严重,成分复杂,裂隙发育。因此,在钻进过程中,该井段的钻井液需要有强抑制、强封堵、低失水的性能。基于这一认识,优选出了多元醇防塌钻井液。现场试验结果表明,该钻井液体系有效地保证了玄武岩井段的安全顺利钻进及井眼规则性。

油田地层的承压能力的高低在很大程度上影响开采进程能否顺利进行。如果承压能力降低，容易导致在开采过程中出现钻井液泄漏的情况，从而不利于原油开采效率的提高。主要是在分析承压堵漏机理的基础上，探析提高地层承压能力的钻井液堵漏作用的机理，以期起到抛砖引玉的作用。

低承压地层是由于特殊岩性的形成、压实过程中,未能形成良好的胶结和密闭构造,在后期地质运动中,发生岩变,导致地层承压能力较低,易发生井漏、井塌等风险,还可能造成油气储层的破坏。大港油田官962-17断块位的沙河街组的生物灰岩、玄武岩、中生界安山岩岩体发育地层,为典型低承压地层,钻井中常出现严重漏失；本文针对该区块低承压地层井漏状况和发生井漏的原因进行了分析,依据官962-17断块生物灰岩、玄武岩、安山岩地层特性,在官962-17断利用雷特高承压堵漏剂的现场试验,取得很好的效果。

钻井液堵漏剂在钻井过程中用量大、堵漏效果明显。本文分析了现有产品标准中松散漏层的不足,通过材料、胶结剂、胶结工艺的选择研制了标准砂床,并通过了孔隙度、渗透率、耐酸碱性以及漏失试验验证,其技术指标以及评价方法的重复性、精密度均优于现有产品标准。

针对沁水盆地煤层气钻井中存在的井壁稳定技术难题,采用x射线衍射、扫描电镜、泥页岩膨胀实验、页岩分散实验测试了泥页岩和煤岩体的组构及理化性能,分析了井壁失稳机理。依据"多元协同"防塌原理,研选出了高效包被抑制剂、封堵防塌剂和活度平衡剂,构建了泥页岩地层防塌钻井液体系qsft和煤层钻开液qsmz。评价结果表明,qsft体系的粘度、切力适中,滤失量低、泥饼薄,对200μm裂缝的封堵承压能力达3.0mpa;qsft和qsmz具有较强的抑制水化能力,并能显著增加岩样单向抗压强度,对煤岩体岩心湿测渗透率的损害均低于30%,干测渗透率恢复值达到95%以上,可作为沁水盆地煤层气井的钻井液和储层钻开液。

元坝16井三开井段地层很复杂,易掉块、易漏,引起阻卡、井塌、井漏及压差卡钻等复杂情况,而且掉块硬很难破碎,极易发生卡钻事故。针对这一施工难题,研究了一种强封堵聚硅醇非渗透钻井液体系,室内对该体系的防塌封堵率及抑制性进行了评价,并在元坝16井三开井段进行了应用。室内实验及现场施工应用证明:该钻井液体系具有强的封堵防塌、悬浮携带及润滑防卡能力,解决了该区块易发生的掉快、井塌、井漏难题,避免了压差卡钻等事故,满足了元坝16井三开井段的钻探要求。