气体吸附对煤层安全钻井液密度的影响

煤岩中割理极为发育,导致煤层非均质性极强,在煤层钻井过程中井壁极易垮塌,掩埋钻具,钻井过程中配置合理的钻井液用以保持井壁稳定具有重要的意义。现阶段主要是运用经典连续介质理论模型进行钻井过程中安全钻井液密度窗口预测,导致现场实际效果较差。实际煤层不仅割理发育并且大量CH₄以吸附态赋存于煤层中,将弱化煤岩力学强度,使原本就易失稳的井壁越加不稳定。因此,针对煤层为非连续介质的特殊性,基于非连续介质力学构建的离散元模型分析钻井过程中煤层井壁稳定性,并结合连续介质强度分析法在考虑气体吸附对煤岩力学强度弱化影响的情况下,用以确定煤层最佳防塌钻井液。最后,根据山西省宁武盆地的煤岩数据及现场钻井液资料,利用上述理论进行实例计算,指出研究区煤层防塌需保证钻井液密度大于1.009 g/cm³,并且需在钻井液中添加暂堵剂以提高其封堵能力。     

煤层气钻井井壁失稳机理及防塌钻井液技术

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\     

羌塘盆地天然气水合物钻探试验井工程井壁稳定性分析

基于三维快速拉格朗日有限差分法多孔介质流固耦合理论及弹塑性极限平衡理论,根据羌塘盆地天然气水合物钻探试验井工程QK-2井实钻资料,分析在渗流条件下井壁失稳机理,并对失稳段井壁稳定性进行了数值模拟分析,研究在不同钻井液密度下井径周围围岩应力分布和井眼坍塌或拉裂变形规律,为羌塘盆地天然气水合物钻探试验井工程确定地层不坍塌（不缩径）、不压漏的钻井液安全密度窗口,以便为钻井井身结构设计及合理钻井液密度的确定提供依据。     

焦页197-4HF井油基钻井液技术

焦页197-4HF井是涪陵页岩气田平桥南区197平台的一口三开制大位移开发水平井。该井长水平段位于志留系龙马溪组页岩地层,在钻井施工中面临着极大挑战,一是长水平井段易形成岩屑床,扭矩摩阻大;二是页岩易水化膨胀,造成井壁失稳;三是页岩地层微裂隙发育,钻井液滤失量大。为保证钻井施工正常进行,前期通过室内对比实验,优选出了合适油基钻井液配方。现场使用情况表明,优选出的钻井液配方完全满足现场施工要求,安全顺利地完成了三开长水平段作业。     

成膜防塌无固相钻井液体系在金鹰矿区ZK1146井中的应用研究

甘肃肃北县金鹰矿区ZK1146井是在甘肃祁连山金矿实施的一口科学钻探井,矿区地层包括砂岩、泥岩、炭质板岩和千枚岩。地层成岩性、胶结性差,倾角大,层理紊乱,井壁强度低。针对现场情况,研制了成膜防塌无固相钻井液体系。该体系主要是针对破碎、坍塌掉块及水敏性地层的钻进施工中遇到的主要难题,具有护壁性、抑制性和胶结性。通过在ZK1146井中的应用,取得了较好的护壁、护心效果,有效地防止了泥岩的分散,保证了该项目的顺利施工。     

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。     

北部湾盆地全油基钻井液技术研究与应用

南海西部北部湾海域地质构造复杂,一直以来是钻完井事故的多发区。面对边际油田开发难度的不断增加,针对该海域涠洲组易垮塌、断层多、易井漏、易发生卡钻和储保难度大等特征,通过室内配伍实验,分析各材料加量比例,确定配方,形成了一套新型全油基钻井液体系。通过现场应用表明,与常规油基钻井液对比,全油基钻井液具有更强的封堵能力和抑制性,润滑性能好,抗污染能力强,井眼清洁好,储层保护效果好,有效提高机械钻速,解决了传统强封堵油基钻井液体系出现的诸多问题,达到了综合提速的效果。     

北部湾盆地防塌型无固相有机盐钻井液技术

南海西部油田的北部湾盆地储层段地质情况复杂,夹层多,泥岩极易水化,钻井液体系维护难度大,难以兼顾井壁稳定与储层保护。以涠洲6-9/6-10油田为例,介绍了北部湾盆地储层段的地质概况和钻井液技术难点;介绍了研发的一种新型无固相有机盐防塌钻井液体系及其实验评价结果。该钻井液体系既有效解决了北部湾盆地复杂储层段砂泥岩互层井壁失稳的问题,又防止了储层污染,还降低了井下复杂情况的发生率。该技术为北部湾盆地的石油勘探开发提供了强有力的技术保障。     

渭北地区小曲率半径定向煤层气井优化设计及应用

鄂尔多斯盆地东缘渭北地区传统定向煤层气井面临抽油杆偏磨、压裂改造效果差、单井产量低等技术瓶颈,通过对该地区煤层地质特点的深入剖析和评价,提出了适合渭北煤层气老井改造的小曲率半径定向井布井方案。在考虑排水采气等煤层气井的特殊条件下,建立了小曲率半径定向井轨迹优化设计模型,并进行了配套定向钻井工具优选。研究结果表明：通过集成应用分段压裂改造技术,小曲率半径定向井纵向上可开采3号、5号、11号三层煤,横向上可在主力11号煤层形成有效的压裂缝网,单井控制面积与常规定向井相比提高37.76%,产气量提高25%;从煤层气排采工艺角度出发,若井口能够产生1.5 MPa稳定套压,沉没度可满足常规杆式泵正常排采作业要求;小曲率半径定向井最优造斜率为11.5°/30 m,需配置1.55°及以上单弯螺杆钻具组合进行定向施工,且139.7 mm套管能够顺利下入。     

无固相KCl聚合物钻井液体系在伊拉克鲁迈拉油田的应用

伊拉克鲁迈拉油田三开地层存在大段的泥页岩,易发生剥落坍塌,储层砂岩段长,渗透性好,易发生渗漏和形成小井眼。钻井液体系从一开始单纯追求井下的稳定性,到兼顾井壁稳定、储层保护、S型和J型井的摩阻降低,最终形成了无固相KCl聚合物钻井液体系。主要从室内实验和现场应用方面详细阐述了体系的形成和现场应用效果。     

煤层气定向井的施工工艺

沁煤盆地郑庄区煤层气井设计为丛式定向井，井身结构设计为直井段、造斜段、稳斜段。其中丛式井直井段设计为二开结构。在不同井段采用不同钻具组合，钻进参数及成井工艺也各不相同。在钻进过程中，为最大限度地发挥煤层气的开采效果，全孔采用清水作为钻井液，并使用了有线随钻测量系统和大功率钻探设备，钻进效果明显，全孔满足设计要求。     

鄂尔多斯盆地大牛地气田水平井A点前钻井液工艺技术

针对鄂尔多斯盆地大牛地气田水平井A点前钻井施工过程中易发生井壁失稳、煤层坍塌等复杂情况的现状,选用＂减少储层损害、减少环境污染＂的＂双保＂（易降解,有利于环境保护;易酸化解堵,有利于保护油气层）天然高分子钻井液体系及分段采取合理的维护处理措施,取得了良好效果。     

洞穴完井工艺在寿阳地区煤层气钻井中的应用

洞穴完井工艺包括钻井、完井、排水采气等工序,为提高煤层渗透率,最大限度的保证煤层气解析与运移,洞穴完井一般要求有效井径3-4m,及一定范围的破碎带。远东能源公司为开采寿阳地区15#煤层中的煤层气,部署了4口生产井．其井身设计为三开结构。钻井主要设备为T685WS顶驱车载钻机及多台不同型号的空压机,采用潜孔锤冲击钻进．以空气、空气泡沫为冲洗介质,钻进至15#目标煤层底板以下46m处完钻,然后利用可伸缩式扩孔器进行扩孔。在扩孔至距三开井底8～10m时．开始采用空气和清水憋压,通过瞬间释放压力,使煤层坍塌,如此反复,至造穴直径达到要求。由于严格按照技术标准及操作流程作业,采取的技术措施合理,4口井均已顺利投入生产,增产效果显著。可见该种洞穴完井技术的应用,不仅可以保护煤层原生结构及环境,并且还能减少煤层气射孔、压裂等环节的费用．对于煤层气井施工具有重要的经济意义。     

车载空气潜孔锤钻进技术在煤层气井施工中的应用

韩城矿区位于陕西渭北石炭二叠系煤田东部,在大地构造位置上处在鄂尔多斯盆地东南缘,边、浅部构造复杂,断裂发育,中深部地层平缓,断裂稀少。矿区煤层气资源丰富。在分析矿区地层及钻进施工难点的基础上,应用空气潜孔锤钻进技术进行煤层井的钻探施工工作。通过对钻进中钻井液技术和钻进参数的介绍,较为详细的说明了空气潜孔锤钻进技术在煤层井的应用情况。结果表明,采用车载空气潜孔锤钻进技术能大大缩小纯钻进时间,提高钻进效率,节约成本,同时也降低了孔内事故风险。     

煤层气扩穴钻头的研制与应用

介绍了一种煤层气钻井用的扩穴钻头的结构和工作原理,并详细介绍了分别使用压缩空气和清水做为钻井循环介质的情况下,在煤层气井钻井施工中使用煤层气扩穴钻头的工程实例。     

欠平衡钻进技术在煤层气水平井施工中的应用

为防止对煤层储层的伤害与污染,欠平衡钻进技术目前被广泛应用于煤层气水平井施工中。本次施工是在水平井与直井,在煤层中连通以后,通过直井注气,降低水平井与竖直井筒中环空内多相流体静液柱压力,达到欠平衡钻进的目的。总结了煤层气欠平衡钻进施工工艺方面存在的问题及解决方法：一是由于在钻进过程中需要停泵加尺造成循环系统的不稳定性（压力波动）,造成井壁的不稳定易坍塌,现场施工时主要通过直井持续注气但适当调整注气量来解决;二是在空压机排气量无法调节的情况下,注气量主要通过旁通阀开通的大小来调节。为该地区以后的煤层气欠平衡钻进技术积累了宝贵的经验。     

低密度钻井液的开发与应用

ＤＭＺ低密度无固相钻井液主要由水、高分子聚合物（防塌剂）、天然高分子物质（降滤失剂）配制而成,其密度稳定在０．９９９～１．００４ｇ／ｃｍ＾３之间,具有良好的防塌护壁和絮凝能力,能有效解决小口径绳索取心钻探中出现的钻杆内结泥皮、携带岩粉能力差、失水量高等问题。