HDD钻井液排渣效果影响因素分析

钻井液排渣效果是影响水平定向钻进（HDD）成孔成败的重要因素,已有工程经验表明,泵压、泵量和扩孔钻速等对排渣效果影响甚大的参数同样对成孔质量、地层冒浆、铺管回托阻力等有重要影响。根据单颗粒和群颗粒的不同受力及运移形式,对HDD钻孔排渣机理及岩屑运移规律进行分析;基于两层稳定流动模型建立HDD孔岩屑运移稳定流动模型,结合工程实例对其精确性进行了对比分析和总结。     

上海地区淤泥粉砂土层HDD钻井液优化

针对非开挖水平定向钻在上海地区钻遇的复杂地层一淤泥粉砂土层,设计高端、低端两种不同钻井液的配方体系,满足工程现场对泥浆各性能指标的要求,包括：适宜的比重、较小的失水量、高稳定性、强悬渣性、润滑性等。在达到要求的前提下,进行多种复配,以期在质量上优于目前国内外相应钻井液体系的前提下尽量降低成本,在保护周围的城市环境下,安全的钻进。     

塔里木顺北深层岩石强度与工作液浸泡关系研究

温压和工作液浸泡是影响岩石力学参数的重要因素,塔里木顺北油气田储层超深高温高压环境使储层岩石力学参数变化更为复杂,给钻完井和储层改造施工带来新的问题。为研究工作液浸泡对顺北油气田储层岩石力学参数的影响,对顺北S-f1井7 652～7 656 m层段超深层高温高压环境下的岩样进行了完井液、钻井液和酸液浸泡前后抗压强度,杨氏模量,泊松比和黏聚力等参数的测试。结果表明,岩样在3种工作液浸泡后抗压强度、杨氏模量和抗剪强度均出现明显下降,酸液浸泡对岩样的岩石力学参数影响最大,钻井液和完井液影响相对较小;高围压时岩样的岩石力学参数下降幅度明显小于低围压时。试验结果与现场施工现象相吻合,研究结果对于塔里木盆地顺北油气田超深储层的钻完井及酸压改造施工提供了参考意见。     

定向钻进水平段钻屑运移浅谈

在定向钻进时水平段的岩屑运移问题一直没有得到重视,由此引发的各种孔内事故时有发生,本文介绍了岩屑在定向钻进水平段时的运移方式,建立了钻杆不偏心和偏心的力学模型,同时针对水平定向钻中各因素对岩屑携带的影响分别讨论。     

海底天然气水合物钻井液性能

在分析了海底天然气水合物地层钻井液特点的基础上,为获得确保在水合物地层安全钻进的钻井液,利用"天然气水合物微钻模拟实验系统"对部分钻井液处理剂及聚合醇无粘土海水钻井液进行了水合物抑制性实验和低温流变测试。提出了应合理选择钻井液处理剂,确保钻井液具有良好的低温性能和有效抑制水合物生成的能力。     

斜井钻井卡钻事故处理及钻井液混油后的录井

卡钻作为一种比较严重的钻井事故,会造成钻井施工遇阻和经济损失。某斜井在钻井施工中发生泥浆粘附卡钻。根据钻井现场情况,着重对其中的卡点深度及泡油量进行计算,经计算卡点深度约667 m,泡油量为32.0 m3,卡钻发生约11 h后,解卡成功。在整个卡钻事故及钻井液混油后录井中进行了系统思考和总结,提出了相应的录井措施,气测基值变化结果表明此次混油后录井的成功。该井的钻井卡钻事故及钻井液混油后录井措施以期为类似斜井卡钻事故处理提供借鉴。      

盐水钻井液配制方法对其性能的影响

随着钻井技术的发展,深井、超深井钻遇复杂地层的情况越来越多,对钻井液性能提出了越来越高的要求。通过对盐水钻井液的配制方法进行理论分析和对比,并结合现场应用,利用已有抗盐材料,基于预水化对钻井液性能影响机理及预水化时间的长短对钻井液性能的影响进行了研究。试验得出,预水化对钻井液的性能起着至关重要的作用,且随预水化时问的变化,钻井液性能产生不同的变化趋势,根据钻井液要求的侧重点不同,为配制不同性能指标的钻井液提供实践指导和理论依据。     

稳定盐膏层井眼的不饱和有机盐水钻井液新技术

从力学和物理学角度分析,人们一般采用油基钻井液、饱和盐水钻井液或欠饱和盐水钻井液钻盐膏层,但油基钻井液因为自身缺陷无法大规模使用,而且井下经常出现事故或复杂情况。在成本可接受的情况下,采用适当密度的不饱和有机盐钻井液,可使钻井液在满足地层盐岩适当溶解的同时又具有较强的抑制性,从而达到盐膏层井眼稳定的目的。在室内进行了以密度为1.30 g/cm3和1.36 g/cm3有机盐水溶液为基液配制而成的两套钻井液常规性能、抗污染性能和盐溶量实验,认为两套钻井液都能够满足盐膏层的钻井需要,且在Y5-2井也进行了现场试验,表明与同构造上的其它完成井相比,无事故或复杂情况,综合成本低。     

S/D-2井欠饱和盐水钻井液技术

S/D-2井在井深2480 m以后钻遇了大段复杂的盐膏层,由于盐的溶解而造成井径扩大及盐析而结晶造成卡钻。针对上述问题,应用了聚磺欠饱和盐水钻井液体系,解决了钻遇盐膏层后的井壁失稳、钻井液污染等技术问题。详细介绍了该井聚磺欠饱和盐水钻井液的应用技术。     

辽东湾某油田大斜度井清除岩屑床技术的探讨

针对辽东湾某区块大斜度井出现的钻井液粘切高、起下钻困难、钻井液流变性不易控制的问题,从清理岩屑床入手,提出通过改善泥饼质量,保证井眼光滑、井壁稳定和保证钻屑携带的基础上,改变钻井液的流变性,使钻井液在钻铤处达到紊流,并及时使钻屑均匀分散在钻井液中,减少形成岩屑床的机会,达到清理岩屑床目的的新方法。该技术在该区块8口水垂比小于2的井上进行了施工,取得了理想的效果。     

横观各向同性水敏性地层斜井眼坍塌压力确定

在以泥页岩为目标储层的非常规油气藏水平井开发中, 钻遇井壁的稳定性问题突出, 一方面是由于在设计钻井液密度时简单采用各向同性介质模型和Mohr-Coulomb强度准则, 另一方面则是由于选用的钻井液性能欠佳, 难以保证建井全过程的井壁稳定。为此, 将地层视为横观各向同性介质, 采用Mogi-Coulomb强度准则判别岩石基体和层理面的稳定性, 同时考虑泥页岩水化作用对岩石力学强度参数的影响, 建立了水敏性地层井壁稳定分析模型, 分析了坍塌压力随井斜、方位、钻井液性能、钻井时间等因素的变化规律。研究结果表明:对于具有显著层理面结构的泥页岩地层, 采用横观各向同性模型比各向同性介质模型更能描述强度的各向异性;采用Mogi-Coulomb准则比Mohr-Coulomb强度准则得到的坍塌压力值与实际吻合程度更高, 在保证井壁稳定的前提下有利于降低钻井液密度, 实现钻井提速;提高钻井液封堵能力、减小泥页岩吸水扩散能力, 有利于延长坍塌周期。利用东濮、威远、焦石坝等工区多口页岩气水平井的实钻资料对本文方法进行了验证, 证实本文方法确定的钻井液密度窗口下值更能满足安全钻井需求。     

基于单片机技术的钻井液流量异常报警器

钻井液在钻进过程中起着至关重要的作用,进入钻孔的钻井液量的异常容易引发烧钻、埋钻等孔内事故。介绍了一种基于单片机技术的钻井液流量异常报警装置。     

水基钻井液在陕北石油钻井中的应用

针对陕北地层特征的差异性,在分析、研究陕北靖边、甘泉、安塞、延长油区等地区100多口直井和定向丛式井的基础上,总结出一套适应该地层特征的低固相(固相含量≤8%)及无固相水基钻井液配方:在施工直井时,配制低固相水基钻井液;在施工定向丛式井时,配制无固相水基钻井液。在陕北石油钻井施工中,根据地层差异性配制的水基钻井液,解决了因地层原因引起的缩径、粘钻、坍塌和掉块等常见的钻进难题,避免了起下钻拉活塞现象和粘钻、卡钻、埋钻事故,提高了平均机械钻速和钻月效率。     

基于钻井液流变性的涡轮钻具性能预测研究

为探究钻井液流变性变化对涡轮钻具性能的影响,针对Ф89 mm取心涡轮钻具涡轮级进行叶片建模,采用CFX进行不同钻井液性质下的多级涡轮仿真。流场及数值模拟结果表明：随着钻井液粘度增加,涡轮级的转矩呈对数增长、压降增大,效率降低,钻井液在涡轮级的出口速度减小;而钻井液密度的增加增大了其在涡轮定转子中的流速及压降,同时涡轮效率有所提高。结果为优化涡轮叶片的设计提供依据;现场使用涡轮钻具,也应考虑其对钻井液流变性变化的适应能力,及时调整泵压、钻压保证最佳工况。     

御道口油页岩矿区钻井液的研究与实践

油页岩矿区地层结构复杂,钻孔施工中常有坍塌、掉块、缩径、钻井液漏失等现象发生,易造成埋钻、卡钻、烧钻等事故,且取心困难。通过综合分析并进行实验室试验研究,选择对御道口油页岩地层有较好抑制性的钻井液配方,在生产中选择正确的配制方法并保持好钻井液的性能。通过施工验证,取得了较好的施工效果和经济效益,并收集了大量经验数据,为今后在类似矿区钻探施工提供了技术支撑。     

GYx地热井钻井液技术

高阳地热田GYx地热井,钻遇新近系及古近系地层较齐全,完钻井深3920 m,是一口三开井,目的层为蓟县系雾迷山组,施工中存在卡钻、漏失、掉块、坍塌及油气的风险。二开施工是钻井液的重点和难点,钻井液采用以大分子包被剂为主的聚合物泥浆及抗高温硅基防塌泥浆,使用耐高温的钻井液材料,按照地层压力控制钻井液密度,使用页岩抑制剂抑制页岩的水化膨胀,严格控制钻井液的失水量,使用润滑剂提高泥浆润滑性;采用四级钻井液固控设备并合理使用;所用钻井液性能良好,解决了施工中存在的风险问题,同时取得了较高的机械钻速。     

固结钻井液对湘西北页岩气储层的护壁机理研究

文中提出了一种液态离子固结剂,该处理剂能够有效提高页岩气井井壁的力学强度。通过开展室内实验以及进行相关分析,初步了解了添加液态离子固结剂的钻井液的基本性能,并探究了该体系钻井液对炭质页岩膨胀的抑制性以及对炭质页岩力学强度的影响。发现钻井液滤失量随液态离子固结剂含量的增加先减小后增大;在各配方钻井液中的压制岩心膨胀率明显低于在清水中的,但液态离子固结剂含量增加使得钻井液中的压制岩心膨胀率越来越高;各钻井液处理的岩粉所制成的剪切试样抗剪强度高于经清水处理的,随着液态离子固结剂含量的增加,试样抗剪强度总体上先升高再下降,且试样单轴抗压强度增大。实验结果表明,在适宜的含量范围内,液态离子固结剂有助于增强钻井液维护井壁稳定的能力。     

高模数水玻璃钾基抑制冲洗液在蠕变坍塌地层中的应用

在青海埃坑南矿区钻遇含角砾石的断层泥地层,孔壁坍塌、掉块,卡钻事故时有发生,几乎无法继续钻进,使用水玻璃与相关钻井液处理剂配合使用制备水玻璃钾基抑制冲洗液,用来平衡地层压力保护孔壁,并且加大金刚石钻头及扩孔器外径,解决了钻孔坍塌、缩径以及卡钻等问题,使施工顺利进行,为后续施工提供了参考方法。     

卤水钻井液在青海钾盐矿层钻探中的应用研究

在青海柴达木盆地卤水钾盐钻探中,钻遇地层为新近系干盐湖沉积地层,上部孔段岩性是粘土层,其特征是水敏性强,在施工中产生易缩径、造浆,下部孔段为砂砾碎屑岩,孔壁易出现掉块、坍塌等现象,给钻探施工带了困难。针对钻遇地层特点,采取先在室内进行卤水钻井液实验,选择出适合的钻井液配方,再到野外现场应用试验的研究方法。为了评价卤水钻井液的性能,选择淡水防塌钻井液、不饱和盐水钻井液、饱和盐水钻井液、卤水钻井液四种不同种类的钻井液进行钻井液抑制性、泥皮质量和润滑性能对比测试,结果表明,卤水钻井液性能优于其他类型钻井液。该钻井液的研制,有效保持了孔壁稳定和较高的岩心采取率,并取得了较好的经济技术效果。     

钾铵聚合物钻井液在地热钻井中的应用研究

贵州地热井钻遇地层以灰岩和白云岩为主,夹杂泥岩、砂岩及煤层等不稳定地层,为满足井壁稳定及配合螺杆钻进工艺的需求,确定采用强抑制聚合物钻井液体系。通过正交试验确定了室内配方,并对配方的综合性能进行了室内测评。FT-1与QS-2协同作用可有效改善泥皮质量,白油润滑剂在1%加量时即可将润滑系数降低至0.2以下。其综合性能测试结果表明：该钻井液体系具有良好的流变性,抑制性强且润滑性良好。相比于无固相聚合物钻井液,井眼清洁能力明显增强,机械钻速提高了129%,漏失风险有所下降,取得了良好的实钻效果。