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强抑制强封堵钻井液技术研究与应用

作　者: 吴强
导　师: 付美龙
学　校: 长江大学
专　业: 石油与天然气工程
关键词: 强抑制强封堵钻井液井壁失稳大位移润滑性
分类号: TE254
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

大港油田通过在滩海建立人工岛,采用大位移井、水平井钻井开发埕海一区埕海二区油田。其中大港油田埕海二区位于河北省黄骅市张巨河村以东的滩涂海域,该地区的水平井钻遇地层从上到下依次为明化镇组、馆陶组、东营组和沙河街组。东营组、沙一段地层为中硬泥页岩,其中黏土矿物含量较高,且主要以伊蒙间层为主,地层岩性十分脆弱,因此在大斜度井段钻进该地层时,由于泥页岩的水化膨胀,容易发生井壁剥落掉块,造成井眼规则,严重时将导致卡钻、井壁坍塌等井下复杂情况。在2008年钻井中遇到严重的井壁坍塌问题,完钻的7口大位移井中有3口井因井壁坍塌造成卡钻事故、侧钻,其中张海21-21L井侧钻5次,张海13-25L侧钻3次。发生井壁失稳的地层为东营组和沙河街,发生井段的井斜角全部大于40。,2008年单井平均事故复杂时效高达22%,严重影响了滩海油田的开发。渤海钻探泥浆技术服务公司根据埕海二区的地层特性和施工难点,针对上述井壁失稳复杂情况,对该地区泥页岩地层的井壁失稳机理进行了研究,明确了埕海二区安全密度窗口,通过大量的调研和室内研究摸索出了强抑制强封堵钻井液体系,该体系主要是利用有机盐基液这种无固相加重流体较高的密度和较强的抑制性,配合强封堵材料解决井壁失稳问题,减少事故复杂,最终达到保护油气层的目的,有效解决了埕海二区泥页岩水化膨胀,井壁剥落掉块,井壁坍塌等井下复杂情况,为该地区的顺利钻井奠定了理论与技术基础。通过在现场的应用,强抑制强封堵钻井液体系在埕海二区钻井过程中体现了良好的抑制性、润滑性、携岩性、具有优异的防塌和油气层保护性能。抑制性强：在强造浆井段未排放钻井液,在易塌层位设备多次出现问题,静止时间长达72小时的情况下,起下钻顺利,说明钻井液抑制性很强；携砂性强：钻进过程中返砂正常,施工顺利,无论是正常起下钻或因设备问题等临时起下钻,井眼总是畅通无阻,说明该体系携砂能力很强；润滑性好：钻进过程中不用加润滑剂,起钻拉力和钻进扭矩均保持在正常范围内,定向出现托压现象,加入3%的BZ-YRH胶液可恢复正常；井壁稳定：加入BZ-YRH、BZ-YFT等封堵防塌材料,使井壁形成致密的泥饼,增强了钻井液防塌性和封堵能力,有效抑制了沙河街泥灰岩地层的坍塌,起下钻通畅、没有出现划眼现象,电测、下套管非常顺利,而邻井在该井段施工中多次出现井壁坍塌及划眼等情况；抗污染能力强：三开钻水泥塞钻井液性能无变化,张海26-26井固完井因浮箍、浮鞋失效,在技套和尾管内共形成397m长的水泥段塞,用该体系钻完性能非常稳定；保护油气层效果好：随着BZ-WYJ-Ⅰ的加入,大大减少了钻井液中惰性固相的含量,使滤液与油气层水相性质相匹配,减少了水堵而造成的油气损害,油气显示活跃。本文取得的主要研究成果如下：(1)进行了埕海二区大位移井井壁失稳原因与对策研究,确定了安全密度窗口；(2)通过项目研究,优选出强抑制强封堵钻井液体系配套处理剂及配方,该钻井液体系满足了埕海二区勘探开发中强抑制、强封堵,井壁稳定、润滑性及携岩性能良好的要求；今后可以推广到类似条件下的新区块施工作业；(3)强抑制强封堵钻井液体系较好解决了钻井中,地层流体污染造成的钻井液性能严重破坏问题,使钻井液在存在高浓度碳酸根(-HCO3-和-CO32-)、氯根(CL-)或钙离子(Ca2+)的条件下,钻井液性能稳定不变；(4)解决了沙河街含大段泥岩地层的井壁稳定性难题；(5)该体系具有突出的油层保护特性,对准确进行油层评价和油藏开发起到良好作用。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-8
目录  8-9
第1章绪论  9-11
  1.1 引言  9
  1.2 大位移井钻井液技术发展现状  9-11
第2章埕海二区完成井情况分析  11-20
  2.1 地层分层、特性及复杂提示  11-12
  2.2 完成井复杂情况统计及分析  12-17
  2.3 事故复杂综合原因分析  17-20
第3章埕海二区井壁稳定性分析  20-22
  3.1 沙河街油页岩地层井壁稳定的力学评估  20
  3.2 大位移井井壁失稳原因与对策  20-22
第4章处理剂的研选与评价  22-34
  4.1 复合有机盐的研选及评价  22-26
  4.2 降滤失剂BZ-REDU-Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ研制与评价  26-27
  4.3 抗盐提切剂BZ-VIS的研制与评价  27-28
  4.4 抑制防塌剂BZ-YFT的研制与评价  28-32
  4.5 抑制润滑剂BZ-YRH的研制与评价  32-34
第5章钻井液体系优选与评价  34-48
  5.1 强抑制强封堵钻井液体系的组成  34
  5.2 抗温稳定性评价  34-35
  5.3 抑制性评价  35-38
  5.4 封堵性评价  38
  5.5 抗污染性能评价  38-40
  5.6 润滑性评价  40
  5.7 储层保护研究与评价  40-43
  5.8 腐蚀性能研究与评价  43-46
  5.9 环境保护研究与评价  46-48
第6章强抑制强封堵钻井液现场应用  48-52
  6.1 张海26-26井概况  48
  6.2 张海26-26井钻井液现场施工工艺  48-52
第7章结论  52-53
致谢  53-54
参考文献  54-57
个人简介  57-58

强抑制强封堵钻井液技术研究与应用

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