中國(guó)石油大學(xué)（華東）現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目：水平井無(wú)固相鉆井液應(yīng)用及研究 學(xué)習(xí)中心：大港油田學(xué)習(xí)中心 年級(jí)專(zhuān)業(yè)： 學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師：職稱(chēng)： 導(dǎo)師單位：中國(guó)石油大學(xué)（華東） 中國(guó)石油大學(xué)（華東）遠(yuǎn)程與繼續(xù)教育學(xué)院 論文完成時(shí)間：年月日 摘要 本文介紹了無(wú)固相鉆井液體系在勝利油田水平井中的應(yīng)用，室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表 明無(wú)固相鉆井液體系由于無(wú)固相鉆井液固相含量低，濾液抑制性強(qiáng)、鉆井液性能優(yōu)良， 能夠滿足水平井鉆井施工及其他相關(guān)工作的要求，油層保護(hù)效果好，具有良好的社會(huì)和 經(jīng)濟(jì)效益。 關(guān)鍵詞：無(wú)固相、鉆井液、儲(chǔ)層保護(hù) 目錄 第1章前言.........................................................................................................4

1 長(zhǎng)慶油田吳起區(qū)塊水平井鉆井液工藝技術(shù) 胡祖彪、駱勝偉、何恩之、簡(jiǎn)章臣 （長(zhǎng)慶石油勘探局鉆井總公司） 摘要：針對(duì)長(zhǎng)慶油田吳起區(qū)塊水平井鉆井施工過(guò)程中易發(fā)生井壁坍塌、粘吸卡鉆，井漏 等復(fù)雜情況的現(xiàn)狀，分段選用適合的鉆井液體系。上部井段采用強(qiáng)抑制無(wú)固相聚合物鉆井液 體系，以獲得最大的機(jī)械鉆速。斜井段和水平段采用低固相強(qiáng)潤(rùn)滑聚合物鉆井液體系，既有 利于油層的保護(hù)，也有利于斜井段和水平段安全快速鉆井的要求。 關(guān)鍵詞：水平井吳起區(qū)塊井眼穩(wěn)定潤(rùn)滑油層保護(hù) 前言 與常規(guī)定向井相比，水平井具有明顯的優(yōu)勢(shì)：?jiǎn)尉a(chǎn)量高，可鉆穿多個(gè)層位 的油層，采收率高，開(kāi)采時(shí)間長(zhǎng)，綜合效益高。所以，對(duì)于低產(chǎn)低滲透油層，水 平井鉆井具有極大的意義和價(jià)值。近年來(lái)，在長(zhǎng)慶油田水平井鉆井?dāng)?shù)量迅速增加， 特別是在吳起區(qū)塊的廣泛分布，為“三低”油藏的高效開(kāi)發(fā)提供了更為有利的技 術(shù)手段，經(jīng)過(guò)不斷的摸索和

牛東油田區(qū)塊是吐哈油田新開(kāi)主區(qū)塊,行政區(qū)劃分隸屬哈密地區(qū)伊吾縣管轄。地表為戈壁灘,地面海拔490m左右。構(gòu)造位置:三塘湖盆地牛東2號(hào)構(gòu)造。該區(qū)塊井井別為采油井,井型為水平井,設(shè)計(jì)井深:2400-3400m,目的層:石炭系。開(kāi)發(fā)目的:通過(guò)壓裂提高本區(qū)塊油藏動(dòng)用,現(xiàn)探討牛東區(qū)塊水平井鉆井液施工技術(shù)。

從鉆井液影響水平井井眼凈化的根本原因出發(fā),分析了正電膠鉆井液流變性方面的獨(dú)特性,證明其完全符合水平井井井眼凈化的要求,并用現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的實(shí)例證實(shí)了這一分析的正確性。

大位移井鉆井技術(shù)是伴隨著水平井、定向井逐步興起的一種高科技鉆井技術(shù),是水平井、定向井、深井、超深井等技術(shù)的綜合表現(xiàn),基本完全涵蓋了當(dāng)前鉆井界上最為先進(jìn)的技術(shù)[1-3].當(dāng)前大位移水平井的位垂比是相對(duì)接近1:1的水平井,為了最低限度降低和客服井下磨阻扭矩,充分優(yōu)化井眼軌道鉆井工藝設(shè)計(jì)、施工方案、鉆具組合、相關(guān)鉆井參數(shù)、以及對(duì)鉆井液泥漿性能調(diào)控等關(guān)鍵技術(shù),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)井眼軌跡的有效控制.

伴隨著水平井與定向井等諸多先進(jìn)鉆井技術(shù)的興起,大位移井鉆井技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,其是集水平鉆井技術(shù)、定向井鉆井技術(shù)、深井鉆井技術(shù)以及超深井鉆井技術(shù)的一種綜合體現(xiàn),從技術(shù)涵蓋內(nèi)容的角度來(lái)講,大位移水平井鉆井技術(shù)是當(dāng)前鉆井技術(shù)中最為全面的一項(xiàng)技術(shù).目前階段,大位移水平井鉆井技術(shù)與普通水平井鉆井技術(shù)之間的位垂比為1:1,為了能夠達(dá)到使井下磨阻扭矩降低的目的,并在此技術(shù)上有效優(yōu)化相關(guān)井眼軌道鉆井工藝設(shè)計(jì)、施工的具體方案以及鉆井參數(shù)等關(guān)鍵技術(shù),就一定要實(shí)現(xiàn)對(duì)井眼軌跡進(jìn)行有效控制的目標(biāo).

由于水平井的鉆井周期和生產(chǎn)井段較長(zhǎng),鉆井液污染較為嚴(yán)重,部分水平井完井后投產(chǎn)效果沒(méi)有預(yù)期理想,而常規(guī)酸化處理只能解除鉆井液中的無(wú)機(jī)堵塞。通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究了生物酶對(duì)鉆井液中淀粉、羧甲基纖維素、聚丙烯酰胺、黃原膠等聚合物及鉆井液濾餅的降解作用,介紹了生物酶浸洗清除水平井鉆井液污染的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)效果,表明該技術(shù)是解除水平井鉆井液污染的可行方法,具有擴(kuò)大試驗(yàn)和推廣應(yīng)用前景。

塔河油田深井穿鹽膏層鉆井液技術(shù)

86阿姆河右岸定向水平井鉆井工藝技術(shù)實(shí)踐

水平井鉆井優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)研究

遼河油田水平井施工技術(shù)以前多數(shù)是在稠油、超稠油油藏中應(yīng)用。近幾年在古潛山油藏進(jìn)行水平井施工,特別是在深層潛山設(shè)計(jì)施工水平井取得良好效果。

針對(duì)蘇里格地區(qū)低孔低滲砂巖氣藏的特點(diǎn),依據(jù)ass-1全酸溶鉆井(完井)液在該地區(qū)探井的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),研制出了復(fù)合鹽水低傷害鉆井完井液。該鉆井液在常規(guī)條件下對(duì)地層的平均傷害率僅為5.9%,在特殊模擬井下條件下,對(duì)氣層的平均傷害率為13.64%,暫堵性好,井壁上形成的暫堵濾餅通過(guò)氣層壓力完成解堵,簡(jiǎn)化了完井、投產(chǎn)作業(yè)。該鉆井液在桃7-9-5ah井水平段施工過(guò)程中,起下鉆無(wú)阻卡,井底無(wú)沉砂,解決了因泥頁(yè)巖水化膨脹而引起的縮徑和坍塌、高摩阻大扭矩、pdc鉆頭泥包等一系列技術(shù)難題,創(chuàng)造了長(zhǎng)慶區(qū)塊水平段一只φ152.4mm鉆頭810m進(jìn)尺的記錄,并獲得無(wú)阻流量150×104m3/d的高產(chǎn)氣流。

q2-31h井是青西油田第一口套管開(kāi)窗側(cè)鉆的小井眼水平井,通過(guò)優(yōu)化鉆具結(jié)構(gòu)、優(yōu)選鉆井參數(shù)、強(qiáng)化鉆井液的潤(rùn)滑、攜帶能力以修正井壁和破壞巖屑床,總結(jié)出適合青西油田小井眼水平井的配套鉆井技術(shù),成功完成了q2-31h井的施工。

小井眼開(kāi)窗側(cè)鉆水平井鉆井技術(shù)是在定向井、水平井、小井眼鉆井技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種綜合鉆井技術(shù),在一定程度上代表了鉆井工藝的發(fā)展水平。應(yīng)用小井眼開(kāi)窗側(cè)鉆水平井鉆井技術(shù)進(jìn)行老井重鉆,使老井復(fù)活并增加產(chǎn)能,市場(chǎng)前景廣闊,經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益好,因而該技術(shù)在未來(lái)具有廣闊的發(fā)展前景。tk846ch水平井是由塔河油田老油區(qū)部署的一口小井眼開(kāi)窗側(cè)鉆水平井,該井是塔河油田小井眼開(kāi)窗側(cè)鉆成功的一個(gè)典型范例。

q2—31h井是青西油田第一口套管開(kāi)窗側(cè)鉆的小井眼水平井,通過(guò)優(yōu)化鉆具結(jié)構(gòu)、優(yōu)選鉆井參數(shù)、強(qiáng)化鉆井液的潤(rùn)滑、攜帶能力和加密短拉以修正井壁和破壞巖屑床,總結(jié)出適合青西油田小井眼水平井的配套鉆井技術(shù),成功完成了q2—31h井的施工。

阿密1h井是華北油田針對(duì)致密油領(lǐng)域在二連油田部署的第1口預(yù)探水平井,完鉆井深為2700m,水平位移長(zhǎng)1218m,水平段長(zhǎng)970m,水平井段巖性以大段硬脆性泥巖或砂泥巖為主。用鄰井泥巖掉塊做實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),掉塊在有機(jī)鹽/聚胺高抑制性溶液中的回收率很高,但浸泡實(shí)驗(yàn)表明,巖屑?jí)K仍然在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)明顯的裂紋,長(zhǎng)時(shí)間浸泡后掉塊水化分散明顯;掉塊在有機(jī)鹽/鋁合物封堵劑溶液中浸泡20h后,鋁合物在掉塊表面或裂縫處析出白色沉淀,緊密附著在巖屑上。因此決定采用具有良好抑制性的有機(jī)鹽鉆井液鉆井,并且引入了鋁合物封堵劑封堵硬脆性泥頁(yè)巖微裂縫。在現(xiàn)場(chǎng)施工中,該強(qiáng)封堵強(qiáng)抑制鉆井液克服了井眼水平位移大、井壁易垮塌、井眼軌跡復(fù)雜、完井作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)等諸多難題,滿足致密油特殊地層開(kāi)發(fā)的鉆井需求。

分析了甲基葡萄糖苷的作用機(jī)理并構(gòu)建了無(wú)粘土相甲基葡萄糖苷水平井鉆井液體系。確定無(wú)粘土相甲基葡萄糖苷水平井鉆井液體系配方為:甲基葡萄糖苷基液∶海水(4∶6)+0.2%na2co3+0.5%流型調(diào)節(jié)劑vis+1%降濾失劑hfl+0.1%抗氧化劑,用caco3將體系密度調(diào)整到1.15g.cm-3。室內(nèi)研究結(jié)果表明,無(wú)粘土相甲基葡萄糖苷水平井鉆井液體系具有良好的動(dòng)、靜態(tài)攜砂能力和流變性能、優(yōu)異的抑制能力、抗污染能力、潤(rùn)滑能力以及儲(chǔ)層保護(hù)能力。

隨著石油開(kāi)采量的不斷增大,鉆井技術(shù)不斷提高,為了更好的保持井壁的穩(wěn)定,防塌鉆井液成為了當(dāng)前國(guó)內(nèi)外鉆井界重要的研究課題。鉆井液設(shè)計(jì)的首要目標(biāo)就是保持鉆井井壁的穩(wěn)定,并且鉆井液好壞的主要判斷標(biāo)志也是抑制防塌能力的大小。本課題根據(jù)防塌鉆井液和防塌抑制劑在穩(wěn)定井壁和防止地面塌陷方面具有的良好作用,介紹了防塌鉆井液和抑制劑的種類(lèi),并闡明了防塌鉆井液的防塌機(jī)理。通過(guò)分析研究不穩(wěn)定巖層的特點(diǎn)、井壁塌陷和控制的機(jī)理方法,分析了當(dāng)前國(guó)內(nèi)防塌鉆井液技術(shù)的現(xiàn)狀和未來(lái)鉆井液發(fā)展研究的方向。本文研究了流變性優(yōu)于油包水鉆井液體和聚軌氟鉆井液的硅基陽(yáng)離子鉆井液,分析了該鉆井液對(duì)低滲巖心的損害情況,發(fā)現(xiàn)具有良好的防止巖泥水化和防止井壁塌陷的能力。

根據(jù)頁(yè)巖水平井水平段頁(yè)巖裂縫發(fā)育、井壁坍塌問(wèn)題,對(duì)油基鉆井液的封堵性進(jìn)行了優(yōu)化,使用了多種剛性、柔性以及成膜的油基封堵材料進(jìn)行了評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)形成了強(qiáng)封堵的油基鉆井液體系。泌頁(yè)hf1頁(yè)巖油氣水平井現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明,該油基鉆井液體系封堵防塌能力強(qiáng)、濾失量低、破乳電壓高,具有較強(qiáng)的攜帶能力,避免了水平井段井壁垮塌問(wèn)題,中石化河南油田泌頁(yè)hf1井三開(kāi)水平段長(zhǎng)1044m,鉆進(jìn)、電測(cè)、下套管順利。

泌頁(yè)hf1井斜井段eh3ⅱ、eh3ⅲ地層以泥頁(yè)巖為主,黏土礦物含量高,頁(yè)理、裂隙發(fā)育,采用的水基聚合物鉆井液抑制性不強(qiáng)、封堵頁(yè)理、裂隙能力差。研究出一種強(qiáng)抑制強(qiáng)封堵水基鉆井液,其對(duì)泌頁(yè)2hf井eh3ⅱ段、eh3ⅲ段地層有強(qiáng)的抑制水化膨脹效果,在鉆井液中16h膨脹率分別為6%和0.88%;封堵能力強(qiáng),api濾失量、高溫高壓濾失量低,井徑擴(kuò)大率為2.17%,沒(méi)有發(fā)生鉆頭泥包、托壓和井壁垮塌現(xiàn)象;潤(rùn)滑性好,摩阻系數(shù)低,只有0.0787。

焦石壩龍馬溪組非常規(guī)頁(yè)巖氣開(kāi)采是中石化集團(tuán)公司涪陵頁(yè)巖氣產(chǎn)能示范區(qū)開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目,首批非常規(guī)頁(yè)巖氣水平井水平段以油基鉆井液鉆進(jìn)為主。該區(qū)塊已發(fā)現(xiàn)多處易漏地層,水平段漏失情況尤其復(fù)雜,不僅加大了施工難度,更增加了鉆井成本。為有效解決水平段油基鉆井液堵漏難題,室內(nèi)研究開(kāi)發(fā)了一種水平井油基鉆井液水泥漿堵漏技術(shù),該技術(shù)的特點(diǎn)是采用柴油與淡水的混合物配制堵漏水泥漿,其與現(xiàn)場(chǎng)油基鉆井液可以任意比例混合而不會(huì)產(chǎn)生配伍性問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)室對(duì)該堵漏水泥漿性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究,結(jié)果顯示,該堵漏水泥漿密度、稠化時(shí)間和抗壓強(qiáng)度均可調(diào),具有沉降穩(wěn)定性好、流動(dòng)能力強(qiáng)的特點(diǎn)。試驗(yàn)結(jié)果充分說(shuō)明,該水泥漿堵漏技術(shù)在油基鉆井液水平段裂縫堵漏中具有廣闊的應(yīng)用空間。

研究水平井井壁穩(wěn)定與鉆井方位之間的關(guān)系是正確設(shè)計(jì)水平井鉆井液安全密度窗口的重要內(nèi)容。在介紹水平井井壁力學(xué)分析的基礎(chǔ)上,使用測(cè)井資料計(jì)算水平井鉆井液安全密度窗口的一套系統(tǒng)方法,對(duì)川西氣田水平井施工井壁穩(wěn)定性進(jìn)行了判斷,并計(jì)算出了在沿不同方位鉆進(jìn)情況下的鉆井液安全密度窗口值。這對(duì)確保井壁穩(wěn)定,減少由井漏、井塌而引起的井下事故,促進(jìn)水平井施工成功有著重要意義。