塔里木盆地古近系—白垩系微膨胀防窜盐水泥浆的应用研究

塔里木盆地古近系、白垩系地层含膏、含盐,气显示活跃,固井难度大。在总结前期微膨胀胶乳防窜水泥浆体系固井失利原因的基础上,重点考虑地层岩性特征,以提高二界面胶结质量为目的,优选出微膨胀防窜盐水水泥浆体系。该体系具有API失水量小、SPN值小、水泥石强度大的特点,经现场应用,封固井段固井质量优良,表明该体系有广泛推广的前景。     

微生物-CMC无固相钻井液固壁作用与机理初探

松散破碎性地层孔壁失稳一直是困扰钻探工程界的难题之一,增强该类地层的胶结性,提高其力学性能是有效解决孔壁失稳的技术关键。本文将微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）技术与CMC无固相钻井液相结合,构建微生物-CMC无固相钻井液体系。通过岩心浸泡实验、X射线衍射实验（XRD）以及扫描电镜分析两种微观分析手段对微生物-CMC无固相钻井液的固壁作用与机理进行了初探。结果表明：微生物-CMC无固相钻井液对松散破碎性地层具有较明显的加固作用,且作用时间越长,初始菌种浓度越高,钙源浓度越大,固壁效果越好。在固壁过程中,微生物随钻井液渗透进入试样内部,在松散颗粒之间诱导生成碳酸钙晶体,填充孔隙空间,将松散颗粒胶结成整体,并具有一定的力学强度,从而达到加固孔壁的目的。本研究结果为解决松散破碎性地层孔壁失稳提供了新的钻井液技术方案。     

MTA固井技术在煤层气井中应用的实验研究

MTA固井技术在油气田中的运用已经取得了显著效果,能够提高二界面的抗剪切强度以及抵抗地层水对二界面的冲蚀。通过室内实验,对MTA固井技术在煤层气井中的运用进行探索。实验结果表明,MTA技术在煤层气井的固井模拟实验中,也能够有效的提高二界面的抗剪切强度,实现二界面的整体固化胶结,抵抗地层水对煤层气二界面的冲蚀,这些特点对于提高煤层气井的产能具有重要意义。作为一种施工简捷、效果显著的固井技术,MTA固井方法在煤层气井中的应用前景是极为广阔的。     

水泥浆失重对高压油气井固井质量的影响分析及工艺对策

高压油气井由于存在高压地层,在整个钻井工程中都引起了高度重视。有些高压油气井可能还存在低压易漏层。在固井候凝过程中,水泥浆会产生失重,进而降低了井筒内的液柱压力,如果液柱压力低于失重井段的地层压力,地层流体将会向环空侵入,造成窜槽,甚至会引发井控事故;如果液柱压力高于地层（破裂）压力将引起地层漏失,进而污染油气层,造成水泥浆低返。因此,处理好固井过程中井筒内动态压力和地层压力的关系以及制定相关的应急措施是高压油气井固井成败的关键。分析了水泥浆失重对高压油气井固井质量的影响因素,提出了高压油气井油气水侵的预防措施和固井中相关风险的应急措施和机制。     

“压稳防漏”固井工艺在旬邑-宜君区块的研究与应用

旬邑—宜君区块位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡南与渭北隆起结合部,目前处于开发初期阶段。由于三叠系延长组地层沉积环境及后期构造运动的原因,形成地层不整合接触裂缝和地层应力裂缝,造成在钻井与固井过程中易发生漏失,导致水泥浆上返不足,上部井段未得到有效封固。本文通过对工区地层情况、钻进方式和设备、水泥浆浆柱结构以及施工工艺方面进行研究,探究漏失发生的主要因素。为达到提高油气层封固质量的目的,在工程上针对性地提出防漏措施,优化水泥浆配方,使浆体具有一定堵漏性能,依据“压稳防漏”平衡固井理念,更改浆柱结构和施工工艺。通过采用新技术措施后,工区内油气井环空水泥浆返高及胶结质量满足后期压裂改造要求。     

固井冲洗液室内模拟评价方法研究

针对现有固井冲洗液评价方法对于油基钻井液冲洗情况评价存在不足的问题,运用环空壁面与改进装置内筒壁面处剪切速率相等的原理,研究出了一种适用于油基和水基钻井液条件的固井冲洗液室内评价新方法。室内模拟实验分析表明,该方法能更好地反映冲洗液的冲洗效率,并能模拟评价冲洗效率对固井第一或第二界面处胶结的影响情况。该方法操作方便,适用于油基和水基钻井液固井条件。     

水合物地层低热固井水泥浆用相变微胶囊的制备及应用

当深海固井遇到天然气水合物地层时,由于水泥浆水化放热,导致水合物的相变平衡条件发生改变,诱发水合物分解,引起二界面胶结质量下降等问题。为提高水合物地层固井质量,可向水泥浆中添加具有吸热控温作用的相变微胶囊,可有效降低固井水泥浆的水化升温。基于此,以配比石蜡为控温芯材、碳酸钙为壁材,利用自组装法制备了一种使用于深水水合物地层固井水泥浆控温微胶囊。由于固井水泥浆在达到水合物地层的过程中,外界温度环境复杂,单一相变温度的控温芯材极易失效。为扩展控温区间,选用切片石蜡与白油作为混合芯材,控温区间达到14.8~39.8 ℃。研究表明,该微胶囊表观形态良好、彼此无团聚,在热循环过程中,不易发生泄漏。与水泥浆复配后,对水泥浆流变性能无明显影响。在低掺加量时,微胶囊主要起降低水泥浆峰值温度的效果,并提升水泥石整体力学强度;高掺加量时,微胶囊既可以有效降低水泥浆峰值温度,也可以明显地延缓水泥浆放热速率。     

长庆油田小套管二次固井工艺技术研究与应用

针对长庆油田?139.7 mm生产套管中下?88.9 mm小套管二次固井环空间隙小、固井施工压力高,水泥环薄、密封完整性难以满足后期措施需求,固井前井筒界面环境差、二界面水泥胶结不佳等技术难点,通过技术创新及改进,研制出适用于小套管二次固井的低摩阻耐压防漏水泥浆体系、热固性树脂水泥浆体系,结合自主研发的界面增强型冲洗液和固井压塞液体系,形成一套长庆油田小套管固井工作液体系。优选性能可靠的固井配套工具,优化小套管固井管串结构,按照平衡压力固井原理,采用一次上返固井工艺,总结出了一套小套管二次固井工艺技术。现场应用10口井,固井质量优良率95%,增产效果显著,为长庆油田老井增潜挖效及套损井治理提供了有力的技术支撑。     

管外封隔器在涩北气田钻井中应用的可行性研究

环空气窜是几乎所有天然气井固井都存在的一个潜在问题。涩北气田是第四系中浅层气田,地层成岩性差,泥岩水化分散能力强,储层易分散,具有较强的压力敏感性和水敏特性;含气井段长,气水层间互,气层薄,层数多;地层岩石抗压强度低,致使水泥环第二界面的胶结强度极低,二界面质量难以提高,容易发生气窜、水窜和层间窜槽现象。为此,如何提高环形空间的密封性,提高固井质量,保证气井井筒完整性,成为了亟待解决的问题。针对该气田特殊的地质特点,分析了影响固井质量的因素,研究了固井工艺、防窜水泥浆体系和工艺措施应用的局限性,选择了管外封隔器来解决环空窜槽问题。分析结果表明,管外封隔器不但可以有效防止管外窜槽,而且可以提高固井质量和优化井身结构,保证气井安全和延长使用寿命。管外封隔器在涩北气田钻井中应用于防气窜和提高固井质量是切实可行的,具有很好的应用价值。     

温度对煤层气井固井二界面胶结强度的影响

固井二界面胶结质量是煤层气井高效开采一个亟待解决的工程难题,温度是影响固井二界面胶结强度的一个重要因素。为此,基于取自沁水盆地HD012井的相关样品,实验评价了温度对固井二界面胶结强度的影响规律,并结合环境扫描电镜(ESEM)方法对比分析了不同温度条件下泥饼的断面特征和孔隙结构特征,进而探讨了温度对固井二界面胶结强度的影响机理。实验结果表明,在无泥饼条件下,固井二界面胶结强度,随温度升高而增大,而在有泥饼条件下,则随温度升高而减小;有泥饼存在时,温度升高,泥饼黏土颗粒结合水膜变薄,粒间作用力减小,泥饼中孔洞增大、增多,导致泥饼渗透性增大,固井二界面胶结强度降低。     

微生物无固相钻井液体系构建及其固壁作用机理研究

钻探过程中,常遇到破碎性地层,容易发生井壁失稳而诱发井下复杂事故。增强破碎块之间的胶结力,提升井壁围岩力学强度,是解决该类地层井壁失稳的有效途径之一,微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术为实现这一途径提供了很好的借鉴。为此,通过实验研究,分析了巴氏芽孢杆菌在无固相钻井液体系中的生长情况,得到适合巴氏芽孢杆菌生长的无固相钻井液,由此构建微生物无固相钻井液体系。利用岩心浸泡实验和扫描电镜(SEM)分析方法,探讨了微生物无固相钻井液体系的固壁效果及其作用机理。结果表明：巴氏芽孢杆菌在由植物胶、聚丙烯酰胺(PAM)、羧甲基纤维素钠(CMC)组成且含有培养基的无固相钻井液中的生长情况最好,经过24 h的生长,600 nm波长处的吸光值(OD600)达到1.54。故确定微生物无固相钻井液体系的配方为：0.1%植物胶+0.1%PAM+0.1%CMC+巴氏芽孢杆菌(OD600=0.8)+0.25%氯化钠+1%尿素+0.75%酪蛋白胨+0.25%大豆蛋白胨。在微生物无固相钻井液体系中添加钙源,可以获得更好的固壁效果,固结后试样的抗压强度达到0.183 MPa。该体系的固壁机理是微生物在松散颗粒间诱导生成...     

低固相聚合物钻井液在深层地热井施工中的应用

钻井液是钻井的最关键技术之一,它直接影响钻井作业成果。选取南乐县D3井钻井液施工作为研究对象,施工中采用了低固相聚合物钻井液,探讨出一套适应于大井斜定向井、深层地热井的钻井液。解决了在明化镇组、馆陶组、奥陶系马家沟组的复杂地层中,泥岩吸水膨胀、缩径、坍塌、灰岩漏失、定向段井眼轨迹不易控制、孔内事故多发、处理难度大、成本高等问题。     

汶川地震断裂带科学钻探项目WFSD-2孔防漏固井技术研究与应用

汶川地震断裂带科学钻探项目二号孔（WFSD-2）钻探施工过程中,地层破碎,坍塌、掉块严重,钻进过程中发生多次井漏。为防止固井过程中发生漏失影响固井质量,采用低密度防漏水泥浆常规单级固井工艺。经过多次水泥浆性能试验,调配出了既具有良好流动性、又具有触变性的低密度纤维防漏水泥浆配方。该低密度纤维防漏水泥浆体系在WFSD-2孔Ф168．3mm套管固井中施工顺利,应用效果良好。     

湘西北区域页岩气固井工艺技术参数研究

当前页岩气勘探领域大都引用中石油或中石化领域的技术标准,其应用的前提大都是5 000 m以上、甚至上万m以上的深孔或超深孔钻井工程。而湘西北区域地质条件复杂、裂隙发育,易造成钻井液漏失或地层坍塌。该区域的页岩气钻井深度目的层在3 500 m以内,平均在3 000 m左右,为此对其部分技术参数的选用值得商榷和探讨。结合花垣、永顺、龙山、保靖和桑植五大区块的页岩气资源普查评价与钻井工程的实践资料,采用Eaton法预测地层压力,建立湘西北区块地层压力剖面,推算出该地区的地层压力系数为1.1;通过钻井液、水泥浆和前置液做相溶配伍性试验,取得了该区域固井用水泥浆液性能参数,提出了现场作业的工艺技术参数和水泥环胶结质量评价推荐标准。     

漏失量较大地层“戴帽”固井技术

对漏失量较大的岩溶地层进行“戴帽”固井时,由于打完水泥浆后注入替浆水的过程中及后期稳定液面变化很容易造成水泥浆被稀释,前者直接导致固井失败,后者又受很多因素的影响导致重叠管环空内没有水泥浆或者被稀释而形不成水泥塞。本文主要从钻杆下入位置以及注入替浆水的过程中和后期稳定液面变化这几个方面总结“戴帽”固井的关键,并结合工程实例提出了一些人为控制方法来提高固井的成功率。     

低孔渗储层井周油藏侵入模拟及阵列感应电阻率校正方法

泥浆滤液侵入渗透性地层会改变井周地层流体的原始分布状态,使井周地层电阻率发生变化、储集层电测井响应失真。本文基于油水两相渗流理论和水对流扩散理论,应用数值模拟方法构建地层模型,研究低渗储层泥浆侵入过程中井周地层矿化度、含水饱和度、电阻率变化特征及井周油藏分布特征。对不同渗透率地层泥浆侵入的数值模拟结果表明:在低渗透储层,相同侵入时间内,随着地层渗透率的增加,泥浆侵入深度增加,且同一侵入深度的含油饱和度减小;随着侵入时间的增加,井周地层水矿化度、含水饱和度和地层电阻率的侵入剖面前缘均发生明显的变化。结合3口井的泥浆侵入数值模拟分析,发现阵列感应测井响应特征及其电阻率的幅度差异受泥浆侵入时间和侵入深度影响。不同流体性质层段的井周油藏动态演化规律模拟结果表明,井周油藏的变化情况与储层流体性质有明显关系。利用实例井侵入模拟结果与阵列感应测井响应的相关性,构建了侵入深度的计算公式;根据侵入阶跃剖面,利用几何因子理论构建了原始地层电阻率计算公式,用以辅助储层电阻率校正。正确认识井周地层泥浆侵入特征及井周油藏的分布情况有助于提高阵列感应测井评价储层的准确性。     

冀东油田浅层水平井储层保护工作液

冀东油田浅层水平井钻开储层采用甲酸盐低固相钻井液,减轻钻井过程中固相堵塞及滤液侵入造成的储层伤害;下筛管沿用钻井液主要处理剂,与钻井液、地层流体、储层粘土矿物配伍性良好;替浆时在压井液中加入低粘段塞,满足携带固相、清洁井筒的要求;解堵用工作液采用3%高效降解剂A作为降解用处理剂,补充解堵用工作液加入油溶性屏蔽暂堵剂,确保有效沟通地层.现场31口井的应用结果表明,应用上述储层保护工作液及施工工艺,单井日均增产原油25.96 t,与未实施该方案的邻井相比提高185%.该储层保护工作液体系可较好地保护储层,有效     

渤钻低密度固井水泥浆降低煤层气储层伤害的实验

针对煤层气井传统的固井水泥密度较大,在固井过程中产生较大压差,影响半径较大,且滤液成分矿化度较高,持续对储层产生伤害的问题,通过对比渤海钻探所使用的低密度固井水泥浆(统称渤钻浆)和常规固井水泥浆的失水量、滤液性能和稠化时间,并通过分析其滤液成分、电导率、渗透率回复率和计算污染半径,评价了渤钻浆降低煤层气储层伤害的能力。结果表明:渤钻浆失水量比常规固井水泥浆小一半,并且滤液黏度高、矿化度低和电导率低,使渤钻浆污染的煤样渗透率降低为28.97%(常规水泥浆污染的煤样渗透率降低为65.87%),渗透率恢复率为89.81%(常规水泥浆渗透率恢复率为61.18%)。综合来看渤钻浆不仅密度低,形成压差小,保证煤层稳定,还减小污染半径,降低了对煤层气储层的伤害。      

中俄东线楚州盐穴储气库配套钻井液技术

楚州盐穴储气库是中俄东线配套储气库,具有重要建设意义。在楚州地区钻井施工时,上部东台组、盐城组地层易渗漏,粘土易造浆,下部浦口组含盐地层易溶蚀扩径和坍塌。针对楚州地区地层特点和施工难点提出采用分段钻井液技术：一开采用聚合物钻井液,防止表层漏失和坍塌;二开上部采用盐水聚合物钻井液,防止缩径和石膏侵;盐层段采用饱和盐水聚合物钻井液防止盐岩溶解。通过现场3口资料井对上述钻井液技术进行了验证,3口井钻井过程顺利,井径规则,未发生任何井下复杂情况,井身质量较高,盐层段岩心采取率均在99%以上。所形成的钻井液技术对建库钻井具有很好的指导意义。     

鲁页参1井钻井液技术

鲁页参1井钻遇地层复杂,水敏地层造浆严重,二叠系地层坍塌掉块,出现卡钻事故,导致钻井施工进度慢,风险大。针对钻井施工中存在的技术难题,开展了一系列的技术攻关,确定了一开和二开以及取心段的钻井液体系,形成了一整套钻井液技术和工程技术措施。实践表明,该套钻井液体系解决了鲁页参1井钻井中出现的坍塌、掉块等难题,减少了井下故障的发生,提高了钻进速度,建井周期明显缩短,为以后的钻井施工提供了技术支持。