正电聚醇/KCl钻井液体系室内研究
氯化钾_聚合醇钻井液体系的研究及性能评价
2007年 11月 Journal of Southwest Petroleum University Nov 2007
文章编号 : 1000 - 2634 (2007) - 11 - 0082 - 03
氯化钾 /聚合醇钻井液体系的研究及性能评价3
林 集 ,廖 刚 ,李勇波
(西南石油大学化学化工学院 ,四川 成都 , 610500)
摘要 : 研制了复合聚合醇处理剂 ,复合聚合醇的浊点可以通过改变组分的比例进行调节 。利用聚合醇与氯化钾的协 同增效作用 ,研制了氯化钾 /聚合醇钻井液体系 ,对钻井液体系性能进行了评价 。结果表明 :该钻井液体系具有流变 性好 、失水量较低 、抑制页岩水化膨胀的能力强 、能显著降低钻井液体系的摩阻系数 、热稳定性好等优点 ,可用于 140℃的高温 。 关键词 : 聚合醇 ; 钻井液 ; 氯化钾 ; 抑制性 ; 润滑性 中图分类号 : TE254. 1 文献标识码 : A
0. 0 50. 8 64. 3 66. 0 68. 6
表 5表 6数据表明 ,随 KCl加量的增加 ,页岩回 收率明显提高 ,而膨胀率明显下降 。当基浆中复合 聚合醇含量为 3% , KCl加量 7%时 ,页岩回收率达 95. 9% ,较清水提高了 51. 2% , 24 h线性膨胀率较 清水降低 68. 6%。由此说明该氯化钾 /聚合醇钻井 液体系能有效抑制页岩水化分散 、降低膨胀率 ,减轻 地层中粘土矿物因水化造成的不稳定性 。 2. 7 钻井液体系润滑性评价
[ 2 ] 张灵霞. 聚合醇钻井液技术室内研究与现场应用 [ J ]. 河南石油 , 2002, 16 (4) ; 33 - 35.
[ 3 ] 李辉. 聚合醇在钻井液中的作用 [ J ]. 油田化学 , 2003, 20 (3) ; 280 - 284.
正电聚醇钻井液的室内实验研究
PV
m Pa. S
电聚醇 分 子 的浊 点效 应使 水基 钻井 液形 成 的泥饼 类
似 油基 钻井 液 的泥 饼 , 电聚 醇 分 子 能形 成 胶 团而 正
降低 泥 饼 的渗透 率 , 能有 效地 封堵 岩石孔 隙 , 阻止水
YP
分 渗入 地层 , 因而具 有 稳 定 井 壁 和保 护油 气 层 的作
用 一 。
YP/ V FL75 FL3 P o
.
Pa Pa mP / …
m
L
m
L
基 浆
9 0 2 . 0 2 . 5 0 .8
10 . 3. 5. 0 0 10 . 3. 5 5 .0 0. 16 0. 4 1
9 0 1. . 70
3 8.2 .0 4 9 .2 .9 4 8.7 .4
SPN H H F2- 01 "2 NPA N
0. 7. 1 .0 . 0. 6 0 5 21
褐 煤 降 滤失 剂 硅 腐 钾
10 3 0 2 5 . . . 10 3 0 . . 0
0 0 .8 0
4 8 1. . 1 2 5 2 1. . 2 0
防塌 降粘 降滤 失 剂
LV— CM C
10 3 5 . .
0
0
0. 3 1
4 0 90 . .
4 94 .6 .
合 稳定 剂 D YW 为 8 . , . %乳 液 大分子 R 为 48 0 4 G
8 . % , %防塌 降粘 降 滤失 剂 为 7 . 5 ,. 乳 03 1 07 0 4 液 大分 子 +0 2 . %DY 为 9 . 5 ,. 乳 液大 分 W 1 7 0 4
青海油田KCL防塌钻井液的维护使用工艺
KCL防塌钻井液的日常维护使用工艺KCL防塌钻井液体系是一种具有强抑制、强封堵、抗盐污染、抗温性强、适合高密度特点的钻井液体系,其中提供的钾离子能够抑制水敏性地层水化膨胀,防止水敏性地层坍塌掉块,能有效的保护井壁,以保证钻探施工的安全性。
一、KCL防塌钻井液的优点KCL具有调节流型抑制页岩分散,抗无机离子污染,降低钻井液滤矢量,提高钻速,减少井下复杂情况及降低钻井成本等优点,不但可用于低固相不分散聚合物体系也可以用于分散钻井液体系。
1.KCL防塌钻井液体系具有很强的抑制钻屑分散能力,体系中的K+能很好的吸附和嵌入,使黏土层紧密结合在一起,减弱了软泥岩地层缩径、拉井壁困难等问题,有效的缩短了钻井周期。
2.KCL防塌钻井液体系抗污染能力强,能通过化学防塌和物理封堵相结合的方式,保证井下安全。
3.KCL防塌钻井液体系固相容量大,固相含量小,流变性好,有利于提高机械钻速和保护油气层。
4.KCL防塌钻井液体系更容易与其他处理剂配伍,体系容易维护,性能稳定。
5. KCL防塌钻井液体系低粘高切特性,能满足易垮、破碎地层井底携砂需求。
6.KCL防塌钻井液体系滤饼薄且坚韧,泥饼摩阻小,有效降低井下粘卡风险。
7 KCL防塌钻井液体系热稳定性强,抗温效果超过200℃。
二、KCL防塌钻井液的配比KCL防塌钻井液多用于本井段以水敏性泥岩、盐岩、泥质灰云岩或富含盐膏的地层,其表现为地层易盐溶,易蠕变,易井塌等特点。
通常的配方为:水+(3-4)%抗盐膨润土+0.3%烧碱+0.3%纯碱+(0.3-0.5)%包被剂+(0.4-0.6)%水解聚丙烯睛+(0.4-0.6)%Redu+(2-3)%防塌类材料+(2-3)%聚合醇+(3-4)%磺化材料+20%KCL。
根据所处地区不同配比略有不同。
1.包被剂起到控制粘切,提高固控设备清除效果,提高钻井速度的作用。
2.水解聚丙烯睛和Redu具有良好的降滤失作用、增稠作用和絮凝作用,由于遇到浓度较高的高价阳离子时易产生沉淀,所以它的抗盐效果很强,抗温性能好,可达220℃-240℃。
KCl-聚胺强抑制性高密度钻井液体系室内研究
21 年第 1 期 01 2
西部探矿工程
8 1
表 5 盐污染实验
表 6 钙污染实验
为了模 拟钻 井过 程 中钻遇 石膏 层 的状 况 , KC 一 在 1 聚胺 体 系 中分 别 加 入 0 1/ 0 2 、. 、. 的硫 . 、. 0 3 0 4 9 6 酸钙 , 6的实 验结果 显 示 , 入硫 酸钙 后 , 井液 粘切 表 加 钻
4 66 5.
25 ~2 6 75 7O 3 1 ~ 3 1 3O 35
3 5~ 33 33 40
5 .0 15
5 5 7. 0
4.8 4 9
1 74 o.
由表 3可 以看 出 , 屑 清水 回收率 很低 , 岩 容易 水 化
3 2 3 抗 污染性 能评 价 ..
分散 , C 一聚胺强抑制性高密度钻井液体系抑制性与 K l 清水相 比, 回收率有很大 的提高, 并且 高于 K 1 H C 一P — P A聚合醇体系, 明其抑制性优于 K 1 P P 聚合 说 C- H A 醇无固相体系。同时 , 做浸泡实验发现 , 钻屑在清水 中 浸泡 2h , 4 后 钻屑完全散开 , 说明钻屑具有很强的水敏 性; 而在钻井液中浸泡 2h , 4 后 其形状保持完好 , 明钻 说 井液具有很强的抑制性 , 以有效阻止钻屑水化分散 。 可 体系具有很强的抑制性 , 能够有效的保持井壁稳定 、 防
摘 要: 聚胺类材料是 当今钻井液材料 中的一个热点, 其分子 中的胺基吸附覆盖在粘土表 面, 防止 活 性粘土的水化膨胀。在国外, 聚胺类材料 已经成功的运用于高水敏层、 复杂地层的钻井作业。通过 大 量 实验 摸 索 出一 套 密度 迭 22 /m3流 变性 好 、 制性 强 、 污染 、 护 油 气层 的 K l 聚胺 强抑 制 . gc 、 抑 抗 保 C一 性 高密度钻 井液体 系, 并对其各项性能进行 了室内评价。 关 键词 : 高密度钻 井液 ; 聚胺 ; 制性 ; 变性 抑 流 中图分 类号 : 2 文献 标识 码 : 文章 编号 :0 4 51 (0 11一 O7一 O TE A 10- 76 21 )2 O 9 4 高密度钻井液在钻井过程中会存在着一个矛盾 , 为了 维护体系稳定我们必须保持其具有较强的分散性 , 但是强 分散体系会造成钻屑细分散侵入钻井液 , 导致钻井液密度 上涨, 粘切上升 , 流变性变差, 在钻井过程中导致起下钻不 通畅, 甚至引起钻头泥包、 粘附卡钻等严重钻井事故。针 对复杂地层钻井 过程 中 出现 的掉块严 重 、 壁坍塌 、 井 井径 不规则的问题, 我们摸索出了一套能够满足现场应用, 解 决高密度和强水敏 陛 地层钻井难题的 K l C一聚胺强抑制性 高密度钻井液体系( 简称 c一聚胺体系) l 。 1 聚胺 类抑 制剂 作用 机理 聚胺类 页 岩抑 制剂 分 子 中具 有 大 量 游 离 的 胺基 基 团, 从而能够很好地镶嵌在粘土层间 , 并使粘土层 紧密 结合在一起 , 降低粘土水化层 的厚度 , 抑制粘土水化分 散 。这种胺基吸附作用机理是 中性 的胺类化合物分子 通过与粘土矿物中金属离子相结合吸附在粘土上 , 或者 是质子态的胺分子通过阳离子交换作用取代粘土矿 物 中的金属离子。分别配置不 同浓度 的聚胺溶液同时加 入粘土 , 对浸泡在溶液中的粘土样品进行 x 一射线衍射 实验 , 结果发现聚胺浓度越高 , 泡在里面的粘土层 间距 越小 , 这也验证 了聚胺抑制剂的作用机理。 2 聚胺 单剂 筛选 聚胺单剂筛选我们采取的实验方法是, 分别配置同 等浓度的聚胺溶液 , 加入膨润土, 充分搅拌后静置 2 h 4, 待其水化完全 , 测六速和失水 ; 经高温老化后再次测六 速和失水 , 从而对各类聚胺产品在常温和高温下抑制膨 润土造浆的能力进行评价。
KCl_聚合醇协同防塌作用机理研究
管移入装水的烧杯中, 用水浴缓慢加热, 并轻轻搅拌
溶液, 直至溶液开始出现浑浊( 溶液的温度应不超过
浑浊温度 10 % ) , 停止加热, 记 录浑浊出现时 的温
度, 记作 T 1 , 取出试管, 轻轻搅拌溶液使其缓慢冷却
( 冷却速度应不超过 0. 5 % / m in) , 记录浑浊消失时
的温度, 记作 T 2 , 平行测定 2~ 3 次, 取平均值, 即为
( 2) 吸附量的测定
用分光光度计测定 CXC 1 在粘土颗粒上吸附
后的光密度 E, 并在工作曲线上查出相应的 CXC 1 浓度, 计算吸附量。计算公式如下:
=
(C1 - C2) G
V
( 1)
式中, 为 CX C 1 在粘土颗粒上的吸附量, mg / g; C1 为吸附前 CXC 1 溶液的 浓度, m g/ L ; C2 为吸附后 CXC 1 溶液的浓度, mg/ L; V 为 溶液体积, L; G 为 粘土的质量, g。
1. 2. 4 活度测定
( 1) 接好探头( SENSOR) , 把功能选择开关转至
测试档位置; ( 2) 接通活度仪电源开关, 等待机器到
达所设置的温度; ( 3) 用注射器抽取测试样品 3~ 5 g
于塑料盒内( 约占塑料盒的 70% 左右) , 放进测试座
内; ( 4) 盖上探头并旋紧( 必须确定旋紧密封) ; ( 5) 等
蒸馏水+ 3% K Cl 蒸馏水+ 3% CXC 1+ 3% KCl
蒸馏水 蒸馏水+ 3% CXC 1
蒸馏水+ 3% K Cl 蒸馏水+ 3% CXC 1+ 3% KCl
回收率 mV % - 42. 1 6. 66 - 36. 2 30. 66 - 22. 3 74. 80 - 9. 5 95. 20 - 45. 6 4. 98 - 40. 2 7. 32 - 31. 8 22. 90 - 26. 6 51. 40 - 39. 0 11. 34 - 35. 3 20. 25 - 26. 2 54. 90 - 9. 4 95. 45
聚合醇钻井液体系的研究与应用
论文题目:聚合醇钻井液体系的研究与应用班级:应化S131学号:201371247姓名:****聚合醇钻井液体系的研究与应用[摘要]:综述了聚合醇作为水基钻井液处理的开发背景,国外现有聚合醇主要剂种的化学结构及推荐用途,聚合醇的主要物化性质溶解性和浊点,聚合醇的抑制机理(浊点效应,协同效应,渗透机理,吸附机理)。
以及国外几种应用效果良好的聚合醇钻井液体系。
[关键词]:聚合醇;钻井液处理剂;抑制润滑剂;水基钻井液;抑制机理;聚合醇钻井液体系聚合醇钻井液自80年代末提出,至今已得到了较大的发展和广泛的应用,最早主要用于钻井液防泥包、润滑防卡等。
通过对其特性的研究,其在稳定井壁、保护油层、协调钻井液与环境之间的矛盾方面也发挥了作用。
美国贝克·休斯INTEQ公司认为,聚合醇钻井液的作用效果与其浊点有直接关系,要充分发挥聚合醇钻井液的特性,必须根据不同井深及地层特性优选出不同浊点温度的聚合醇,配制相应的钻井液体系。
在我国,江汉石油学院于90年代初研究开发出聚合醇产品和聚合醇钻井液体系,在渤海油田得到广泛应用,在安全快速钻井、保护油层和保护环境等方面均取得良好的效果,继之在南海油田得到了推广应用。
到目前为止已成功钻成各类深井、大斜度大位移井及水平井数百口。
随着石油勘探开发区域的拓宽,深井、大斜度大位移井及环境敏感地区和低压低渗油藏的钻井数量大幅度增加,钻井液技术所面临的安全快速、油层保护等问题更加突出。
针对河南油田深井、大斜度井、水平井钻井的井壁稳定、润滑防卡问题,河南油田研究出聚合醇一两性聚合物钻井液体系和聚合醇一钾基聚磺钻井液体系,针对低压低渗油藏的油层保护问题,研究出聚合醇一KCI聚合物钻井液体系,先后在两口不同井型的生产中进行了先导性试验,对安全快速钻井,减少井下复杂情况,保护油层方面发挥了积极作用,初步取得了良好的效果。
聚合醇也被称为多元醇、复合醇,是90年代初发展起来的一种新型水基钻井液添加剂,兼具易维护、易降解、无荧光、与其他处理剂配伍性好等特点,被看作是协调钻井工程技术、储层保护技术与环境保护需要之间矛盾的产物,是逆乳化钻井液和高电解质体系的取代产品,是钻井液水基处理剂研究中的新秀。
KCL聚璜防塌钻井液技术
KCL聚璜防塌钻井液技术摘要:阳101H3-8井是位于四川省泸州市泸县奇峰镇玉田村6组的一口水平评价井,目的层位为龙马溪,设计井深5697m,完钻井深6000m。
本文分析了四川页岩气水平井的地层特点及钻井液技术难点,通过室内实验优化钻井液配方,对钻井液性能进行评价,结果表明优化后的钻井液体系具有较强的抗温稳定性、润滑性、抑制性、抗污染能力。
通过在阳101H3-8井的成功应用,表明该钻井液体系较好的满足了该区块的钻井需要。
关键词:四川页岩气田;水平评价井;井壁稳定;钻井液1 概况阳101H3-8井是位于四川省泸州市泸县奇峰镇玉田村6组,构造位置为九奎山构造南翼鞍部,依次钻遇地层为:沙溪庙组、凉高山组、自流井组、须家河组、嘉陵江组、飞仙关组、长兴组、龙潭组、茅口组、栖霞组、梁山组、韩家店组、石牛栏组、龙马溪组。
水平段长达1950m,井底位移2421.99m。
嘉四段及嘉二段有石膏层,沙溪庙组、凉高山组、自流井组、须家河组、飞仙关组、龙潭组、梁山组~龙马溪组具有厚层泥页岩,易发生垮塌。
区域分析表明,本区从上至下均存在气测显示,浅层可能存在天然气,实钻过程中加强观察和做好地质预报工作。
2 地质特点及钻井液技术难点(1)沙溪庙地层邻区大塔场构造在表层沙溪庙组已获得了浅层气藏,预测本井含有浅层气。
加强油气水监测,做好钻遇浅层气的准备。
(2)凉高山以下的泥岩、页岩,易垮塌根据邻井实钻过程分析,凉高山、须家河组、飞仙关组、龙潭组、梁山组的泥岩和龙马溪组页岩,易垮塌,易形成台阶和大肚子井段,测井数据也显示相应层段井径较大,易造成起下钻、电测、下套管过程中遇阻,因此钻井液密度应根据实际情况进行适当调整,确保钻井安全。
(3)雷口坡、嘉陵江组含石膏层本井雷口坡、嘉陵江组含石膏层,钻井液极易受污染,应适当加入纯碱调整,保持泥浆性能。
同时应调整好钻井液性能,防止钻头泥包和缩径卡钻等风险。
应以“进一退二”边打边划的方法钻进;坚持勤划眼,每钻进 50 m~100 m 后,短程起下钻拉刮井壁一次。
KCL—聚胺聚磺混油钻井液体系在TH12518CH小井眼套管开窗侧钻井的应用
KCL—聚胺聚磺混油钻井液体系在TH12518CH小井眼套管开窗侧钻井的应用摘要:塔里木工区小井眼套管开窗侧钻井定向钻遇大段易塌泥岩井段时,井壁稳定性差,井下复杂情况多发,TH12518CH采用KCL-聚胺聚磺混油钻井液体系后,很好的解决了斜井段大段泥岩井壁稳定性问题。
关键词:套管开窗侧钻井KCL-聚胺聚磺体系应用效果TH12518CH小井眼侧钻井,斜井段长992m,最大井斜44°,采用KCL-聚胺混油聚磺泥浆后,抑制能力、封堵能力和防塌能力进一步提高,定向施工顺利,井下无复杂,满足了钻井要求。
一、工程概况和钻遇地层特性TH12518CH井用165.1mm钻头从石炭系巴楚组井深5806m开窗侧钻,斜深进入奥陶系恰尔巴克组18m即井深在6798m中完,定向斜井段钻遇石炭系、泥盆系、志留系和奥陶系大段水敏强易坍塌泥岩地层。
邻井TP20井使用聚磺钻井液体系,钻至志留系柯坪塔克组和奥陶系桑塔木组泥岩段时井壁垮塌严重,出现井下严重阻卡,开泵困难,大段划眼等复杂情况。
二、钻井施工难点及对钻井液技术要求1.TH12518CH井斜井段长992m,最大井斜44度,岩屑容易形成岩屑床,存在井眼净化问题,要求钻井液具有较好的流变性。
2.斜井段长,钻具紧贴下井壁,定向钻进易发生脱压和粘卡,要求钻井液具有良好的润滑性能和优质的泥饼质量。
3.定向井段5806m~6798m井段穿过石炭系、泥盆系、志留系和奥陶系地层,有大段水敏强易坍塌硬脆性泥岩,特别是志留系柯坪塔克组和奥陶系桑塔木组泥岩段垮塌严重,要求泥浆具有强的护壁稳定性。
三、钻井液体系的选择KCL-聚胺聚磺钻井液体系的配方优选。
取邻井TP20井志留系柯坪塔格组地层井深约6250m处岩屑样品,将钻屑烘干,取大颗粒钻屑50g,分别按下表中的配方,加入到盛有350mL实验介质的老化罐里密闭,在100℃温度下混动养护16h,然后用40目分样筛回收岩屑,烘干称重,计算滚动回收率如下:①聚磺体系,31.5%;②聚磺体系+3%KCL,48.8%;③聚磺体系+0.5%聚胺,53.5%;④聚磺体系+3%KCL+0.5%聚胺;82.9%。
KCl-聚胺钻井液技术研究与应用
约为 100℃,在该温度下对优化后的钻井液体系做了抗
温性试验,优化后的钻井液体系的抗温性稳定,当岩屑
表2
体系优化前后膨胀率的对比评价
污染达到 15%时,钻井液性能依然表现良好(见表 3)。
3.2.5 油气层保护
配方
回收率(%)
膨胀率(%)
清水
43.3
40.5
优化前
87.0
18.4
加入了磺化沥青,有效地改善了泥饼质量,提高了油层
2020 年,为实现提速目标,通过大量的室内实验和现场
量,对体系进行进一步升级优化。
实践,对无固相 KCl 聚合物钻井液体系做了全面的优
(1)优选降滤失剂。无固相氯化钾钻井液的失水
化,研制出新型的 KCl-聚胺钻井液体系,该体系不但
控制是比较困难的,因为在有固相(采用膨润土配浆)
流型易调整、井眼净化能力好、油层保护能力强,而且
段易分裂的层状页岩,极易发生剥落坍塌,造成井下复杂,Mishrif 和 Zubair 两个储层渗透性好,易发
生渗漏和形成小井眼。通过对页岩地层井壁稳定机理研究,优选页岩抑制剂、水基润滑剂等处理剂,
通过室内实验和现场应用,形成一套适用于鲁迈拉页岩层的 KCl-聚胺钻井液体系。
关键词:
鲁迈拉;KCl;聚胺
二是包被作用,使用长链大分子聚合物,利用其产生多
经过反复的实验验证,我们最终优选出白油和 Non
点吸附,包被粘土表面,阻止泥页岩与钻井液中自由水
foaming E.P. Lubricant 作 为 液 体 润 滑 剂 ,Graphite
的接触,抑制泥页岩的水化膨胀、分散。通过室内评
Powder 作为固体润滑剂。
3.1
KCl-聚胺钻井液体系的室内研究
鲁迈拉油田无固相KCL钻井液体系的研究及应用
鲁迈拉油田无固相KCL钻井液体系的研究及应用
于海波;王峰;邸百英
【期刊名称】《中国石油和化工》
【年(卷),期】2015(000)005
【摘要】为了保护油层,鲁迈拉油田在三开油层段钻井液体系中不允许使用膨润土和重晶石,出现页岩地层井壁稳定、高渗透率层厚泥饼、盐水体系中水基润滑剂不适应等方面问题.本文通过室内研究及现场试验,形成了一套鲁迈拉区块三开井眼无固相KCL聚合物钻井液体系,解决了鲁迈拉区块三开井段页岩井壁稳定问题,解决了高渗储层厚泥饼问题,解决了体系润滑性问题,现场应用效果良好.
【总页数】2页(P62,64)
【作者】于海波;王峰;邸百英
【作者单位】大庆钻探工程公司国际事业部,黑龙江大庆,163411;大庆钻探工程公司国际事业部,黑龙江大庆,163411;大庆钻探工程公司国际事业部,黑龙江大
庆,163411
【正文语种】中文
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3.基于EDTA解除电潜泵堵塞在鲁迈拉油田的应用 [J], 徐浩;李濛;王喻雄
4.过油管桥塞堵水技术在鲁迈拉油田的应用 [J], 徐浩;李濛;王喻雄
5.过油管桥塞堵水技术在鲁迈拉油田的应用 [J], 徐浩;李濛;王喻雄;;;
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KCl-BPS聚合物钻井液体系
KCl-BPS聚合物钻井液体系
王富华;邱正松;冯京海;陈永浩;顾法钊;梁国昌
【期刊名称】《石油钻采工艺》
【年(卷),期】2002(024)003
【摘要】针对冀东油田高104-5区块高孔、高渗、疏松稠油油藏的特点,以黑色有机正电胶为油层保护主剂,按照屏蔽暂堵新原则选择不同类型的暂堵保护油层材料,并加入氯化钾和聚合物配制成一种保护油气层机理全面的新型广谱屏蔽暂堵保护油层钻井液体系--KCl-BPS聚合物钻井液.室内研究和现场试验表明,该体系携岩能力强,抑制性好、润滑防塌效果显著,钻井液性能易于维护和调整,暂堵保护油层效果好.【总页数】4页(P16-19)
【作者】王富华;邱正松;冯京海;陈永浩;顾法钊;梁国昌
【作者单位】石油大学,山东东营,257061;石油大学,山东东营,257061;冀东油田,河北唐海,063003;冀东油田,河北唐海,063003;胜利石油管理局,山东东营,257064;胜利石油管理局,山东东营,257064
【正文语种】中文
【中图分类】TE2
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5.聚合物钻井液体系在松辽盆地油气井中的应用 [J], 孙飞飞;宋世杰;葛晓华
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04氯化钾聚合醇保护油层钻井液研究与应用
氯化钾聚合醇保护油层钻井液研究与应用彭春耀何睿黄桂洪骆小虎刘德胜(中油长城钻井有限责任公司钻井液分公司,北京)摘要:储层岩心敏感性实验结果表明,JABUNG区块储层潜在损害的主要因素是水敏和盐敏。
为此室内优选出了具有较强抑制性和较高矿化度的氯化钾聚合醇钻井液体系。
现场应用结果表明,井壁稳定,井眼扩大率显著降低,钻井周期缩短40%,表皮系数降低了83.9%。
关键词:氯化钾聚合醇钻井液表皮系数保护油层一、储层物性和特点JABUNG区块位于印度尼西亚苏门塔拉岛的南部,由六个油田组成,埋深1768~1950m。
各油田储层都为砂岩油藏,储层岩性主要为粉砂岩和细砂岩,岩石中的碳酸盐含量为4.95~24%,泥质含量为10~25%,胶结物以泥质和钙质为主,储层的孔喉渗透率中等,非均质性严重且层间非均质较强。
储层粘土矿物组成差别不大,都以伊利石为主,相对含量为54~70%,其次为伊/蒙混层,相对含量为25~41%,平均含量为34.44%,蒙托石层比占5~28%,高岭石和绿泥石的含量相对较低,其平均含量分别为1.7%和2.2%。
二、储层敏感性实验按照“砂岩储层敏感性评价试验方法”SY/T 5358-94中的步骤,评价了该区块的储层敏感性。
实验结果表明,水敏性实验岩心渗透率恢复值为18.94%,属于强水敏性范围;随注入水的矿化度降低,岩心的渗透率也明显降低,岩心临界矿化度为36720 mg/L,渗透恢复值为20.81%;流速敏感性中等;酸敏性实验岩心渗透率恢复值为79.98 %;pH大于10后,岩心的渗透率明显降低,因而储层岩心的临界pH值pHc为10。
注碱液后岩心的渗透率恢复值为85.27%,显示弱碱敏性。
如果储层为气层,水锁发生后在初始平衡压差下很难将水锁段塞驱开,提高驱替压差到初始平衡压力的3.78倍,水锁段塞被驱开,但气流量低。
如果储层为油相,岩心的渗透率损失为7%左右,最终的水锁损害程度较小。
三、钻井液体系研究由于JABUNG区块储层潜在损害以水敏为主,盐敏次之,所以,选用的钻井液体系应具备以下特征:具有很强的抑制性,较高的矿化度,较低的滤液表面张力和较高的抗温能力(地温梯度5-7℃/100m)。
聚合醇钻井液体系的应用研究
聚合醇钻井液体系的应用研究摘要:随着油田的持续开发生产,油藏地质环境变得愈加多样化和复杂化,大位移定向井、超深井、水平井等钻井技术的广泛应用,对钻井液的性能要求也越来越高。
实践证明,聚合醇钻井液体系作为一种新型的钻井液,具有较强的页岩抑制性能和润滑性能,能有效降低钻井摩阻、保护油气层不受伤害、并对强水敏地层环境等复杂情况具有较强的稳定性,是目前技术条件下油基钻井液体系的优良替代产品,对定向钻井更具实用性。
为此,本文对聚合醇钻井液体系的应用研究进行分析和阐述。
关键词:聚合醇钻井液体系研究1引言聚合醇钻井液体系是一种新型钻井液体系,实践证明,聚合新婚钻井液体系的抑制性能和润滑性能非常强,对于复杂底层环境条件下的钻井施工,能较好地保护油气层、提高钻井速度、有效缩短钻井完井周期而不干扰地质路径工作,具有良好的技术发展前景[1]。
2聚合醇钻井液体系的实验室实验2.1泥页岩滚动回收实验室试验本项研究分别按照2.5%的聚合醇、5.5%的KCl、2.5%的聚合醇+2.5%的KCl 水溶液进行实验,实验方法:第一,取50克岩屑分别放入老化罐之中,老化罐预先注入样品溶液,将老化罐置于滚子炉之中加热并保持65℃炉温下15小时后取出并冷却;第二,将冷却好的样品溶液和岩屑同时用自来水冲洗、过筛后将其置于表面皿之上,在108 ± 2℃的温度下烘干3.5小时后取出,再置于空气中静止放置24小时后,对剩余岩屑进行称重并计算出岩屑的回收率[2]。
第三,计算公式:K = m2 / m1× 100%公式中:K——岩屑回收率,m2——所回收岩屑质量,m2——初始岩屑质量。
实验室实验结果见表1。
表1. 泥页岩滚动回收实验室实验结果钻井液类别实验温度/℃ 1次回收率% 2次回收率%2.5%聚合醇 65 66.12 69.875.5%KCl 65 79.94 85.272.5%聚合醇+2.5%KCl 65 39.65 44.58通过表1得知,2.5%聚合醇+5.5%KCl的移植性能最好2.2润滑性能评价实验证明,聚合醇钻井液体系的粘附系数因聚合醇添加量(质量分数)的增加导致迅速降低,说明聚合醇钻井液体系的润滑性能非常强,详见表2。
KCl聚磺钻井液在TP338H井三开的应用
KCl聚磺钻井液在TP338H井三开的应用范落成;王杰东;何小明;胡林【摘要】在TP338H井的几口邻井施工时,三开井段均采用常规聚磺钻井液体系,在钻井过程中,PDC钻头泥包、井壁失稳垮塌、下钻大段划眼等复杂情况时有发生,严重影响了钻井施工进度。
通过查询和调研相关钻井液资料,决定在TP338H 井三开使用KCl聚磺钻井液体系,以聚磺钻井液为基础,通过加入KCl来增强其抑制性和防塌性能。
室内性能评价表明,KCl聚磺钻井液的抑制防塌性、高温稳定性、抗污染性、润滑性及流变性能均优于常规聚磺钻井液体系。
该井三开井段施工顺利,未出现钻头泥包、严重垮塌等复杂情况,KCl聚磺钻井液体系在该井取得了良好的应用效果,对以后该区块的钻井液施工具有很好的参考意义。
%In the construction of adjacent wells of well TP338H, the third drilling sections all adopted the conventional polysulfo⁃nate drilling fluid. In the process of drilling, some complex situations often occurred, including PDC bit balling, wellbore instability and long section reaming, which affected the drilling construction schedule seriously. Through researching the related materials of drilling fluid, in the third drilling of well TP338H, KCl polysulfonate drilling fluid system was adopted. Using polysulfonate drilling fluid as the foundation, the inhibition and anti collapse properties were enhanced by adding KCl. The indoor results show that, the performances of KCl polysulfonate drilling fluid system are superior to those of conventional polysulfonate drilling fluid system, among them, the performances include inhibition and anti collapse, high temperature stability, anti pollution ability, lubricity and rheological properties. The third drilling constructionof this well was smooth, and the complex situations including bit balling and serious collapse were not happened. KCl polysulfonate drilling fluid system achieves good results in the well, thereby offering good references for future construction in this block.【期刊名称】《油气藏评价与开发》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】5页(P64-68)【关键词】KCl;聚磺钻井液;抑制性;高温稳定性;TP338H井【作者】范落成;王杰东;何小明;胡林【作者单位】中国石化华东石油局钻井工程公司,江苏镇江 212009;中国石化华东石油局钻井工程公司,江苏镇江 212009;中国石化华东石油局钻井工程公司,江苏镇江 212009;中国石化华东石油局钻井工程公司,江苏镇江 212009【正文语种】中文【中图分类】TE254近些年来,在塔河油田中生界的三叠系和古生界各地层的钻井施工过程中,主要使用的是聚磺防塌钻井液体系,该体系具有较强的抗温能力和不错的防塌性能,基本上能够满足钻井施工的要求,为塔河油田的勘探开发发挥了重要的作用。
塔河油田超深定向井KCl-阳离子乳液聚磺钻井液技术
塔河油田超深定向井KCl-阳离子乳液聚磺钻井液技术王立锋;王杰东;冯纪成;陈亮;沈青云【摘要】塔河油田超深定向井钻井主要使用聚磺混油钻井液,该钻井液虽然能满足超深定向井的钻井要求,但无法满足环境保护和油气层保护的要求.因此,以阳离子乳液聚合物钻井液为基础,通过引入磺化材料提高其抗温性,加入KCl提高其抑制性,优选出了KCl-阳离子乳液聚磺钻井液.室内性能评价表明,KCl-阳离子乳液聚磺钻井液的高温润滑性、抑制性、稳定性与聚磺混油钻井液相当.现场应用表明,KCl-阳离子乳液聚磺钻井液能够满足塔河油田超深定向井的携岩、防塌、润滑和环保要求,可以替代聚磺混油钻井液,同样也适用于与塔河油田地质特征相似的超深定向井.%Polymer-sulfonate oil-mixed drilling fluid was used in ultra-deep directional wells in Tahe Oilfield. Although this drilling fluid can meet the requirement of ultra-deep directional drilling.it is unable to satisfy the requirements of environment and reservoir protection. Therefore, on the basis of cationic emulsion polymer drilling fluid,KC1-cationic emulsion polymer-sulfonate drilling fluid was selected by introducing sulfonated material to improve the temperature resistance, adding KC1 to improve its inhibitory properties. Laboratory performance evaluation showed thatKC1- eationic emulsion polymer-sulfonate drilling fluid was similar with polymer-sulfonate oil-mixed drilling fluid in high temperature lubricity,inhibition and stability. Practical application showed KC1- cationic emulsion polymer-sulfonate drilling fluid could satisfy the requirements of cutting carrying,anti-sloughing, lubrication,and environmental protection of ultra-deep directional wells in Tahe Oilfield,replaced polymer-sulfonateoil-mixed drilling fluid,and was suitable for ultra-deep directional wells in similar geological conditions with Tahe Oilfield.【期刊名称】《石油钻探技术》【年(卷),期】2012(040)003【总页数】5页(P73-77)【关键词】超深井;定向井;乳化钻井液;聚合物钻井液;钻井液性能;塔河油田【作者】王立锋;王杰东;冯纪成;陈亮;沈青云【作者单位】中国石化华东石油局钻井工程公司,江苏镇江212009;中国石化华东石油局钻井工程公司,江苏镇江212009;中国石化华东石油局钻井工程公司,江苏镇江212009;中国石化华东石油局钻井工程公司,江苏镇江212009;中国石化西北油田分公司工程技术研究院,新疆乌鲁木齐830011【正文语种】中文【中图分类】TE254塔河油田超深定向井钻井主要采用聚磺混油钻井液,该钻井液的应用效果虽然较好,但存在以下缺点:1)污染环境;2)有明显黏度效应;3)侵入油气层对油气层造成损害;4)不利于发现油气层;5)应用不方便;6)不利于劳动防护。
几种钻井液体系的其本配1
几种钻井液体系的其本配方1、聚磺钻井液钠坂土 15-40kg/m3 Na2CO3 3-6kg/m3 LV-CMC 5-10kg/m3 MAN-101 4-8kg/m3 NaOH 3-5kg/m3 SMP 10-20kg/m3 FT-1 10-20kg/m3 SMC 10-20kg/m3原油和润滑剂视情况加重剂按需要2、聚合物三磺饱和盐水钻井液钠坂土 15-40kg/m3 Na2CO3 3-6kg/m3 LV-CMC 5-10kg/m3 MAN-101 5-10 kg/m3 NaOH 4-6kg/m3 SMP 15-25kg/m3 FT-1 15-25kg/m3 SMC 10-20kg/m3 Nacl 饱和,过饱和 FCLS 5-10 kg/m3原油和润滑剂视情况加重剂按需要3、聚合物钻井液钠坂土 15-40kg/m3 Na2CO3 3-6kg/m3 LV-CMC 5-10kg/m3 MAN-101 4-6 kg/m3 NaOH 4-6kg/m3 NPAN 4-6 kg/m3 FT-1 15-25kg/m3 FCLS 5-10kg/m3 原油和润滑剂视情况加重剂按需要4、正电胶聚合物钻井液钠坂土 35-45kg/m3 Na2CO3 2-5kg/m3 LV-CMC 5-10kg/m3 MAN-101 3-6 kg/m3 NaOH 2-4kg/m3SMP 15-25kg/m3 FT-1 15-25 kg/m3 SMC 15-20kg/m3 MMH 2 -3kg/m3原油和润滑剂视情况加重剂按需要5、聚磺盐水钻井液钠坂土 15-40kg/m3 Na2CO3 3-6kg/m3 LV-CMC 5-10kg/m3 MAN-101 5-8 kg/m3 NaOH 3-6kg/m3SMP 10-20kg/m3 FT-1 10-20kg/m3 , SMC 10-15kg/m3 Nacl 按要求 FCLS 5-10kg/m3 原油和润滑剂视情况加重剂按需要6、低固相聚合物钻井液钠坂土 20-35kg/m3 Na2CO3 2-5kg/m3 LV-CMC 3-6kg/m3 MAN-101 2-5kg/m3 NPAN 4-6kg/m37、聚合物钾盐钻井液钠坂土 25-40kg/m3 Na2CO3 2-5kg/m3 LV-CMC 5-10kg/m3 MAN-101 5-8kg/m3 NPAN 5-10kg/m3 NaOH 4-6kg/m3 KCL 30-50kg/m3原油和润滑剂视情况加重剂按需要8、聚磺钾盐钻井液钠坂土 25-40kg/m3 Na2CO3 2-5kgLV-CMC 10-20kg/m3 MAN-101 5-8kg/m3 NaOH 3-5kg/m3 SMP 15-25kg/m3 FT-1 15-25kg/m3 SMC 15-20kg/m3 KCL 30-50kg/m3原油和润滑剂视情况加重剂按需要9、油包水钻井812有机土 25-30kg/m3 柴油 750-800L/m3 Cacl2水溶液 100-250 L/m 3 油酸 20-35kg/m3(500g/l)YNC 20-40kg/m3 ABS 20-25kg/m3生石灰粉 15-30kg/m3 加重剂按需要备注:1、进入油气前,一般加入10-30kg/m3 的QS-2。
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果明显 , 甲酸 盐价格 较 高 , 钻井 液 费用 较高 。为 但 使
降低钻井液成本 , 需研 制性 能优 良、 本 合理 的钻 井 成
液体系 。
地层 粘 土 矿 物分 析
对张 20 7 3井 、 2 X1 的 明 化 镇 组 和 沙 河 街 张 7 井
2. 82
表 2
*
粘 土 矿 物 x射 线 衍 射 分 析 结 果
收 稿 日期 : 0 7 1 - 8 改 回 日期 :0 8 0 一 l 20-21; 2 0 - 4 l 基 金 项 目: 育 部 “ 江 学 者 和 创 新 团 队 发 展 计 划” ( 准 教 长 批
张 2 X1 11 8 14 1 4 4 4 4 5 7 1 . 7 8 7 8 ~ 2 3 . . . 2 8 .
张 2 X1 4 1 0 42 1 3 0 7 0 1 . 1 . 3 3 7 3 ~ 1 3 . . 4 5 3 6 .
3. 49
张 2 0 15 2 16 0 5 0 6 2 7 3 4 ~ 4 2 . . 张 2 0 31 5 32 8 7 8 0 7 7 3 0  ̄ 5 1 . .
正交试 验设 计是研 究 和处理 多 因素试验 的一种
科 学 方 法 , 用 正 交 表 来 安 排 试 验 。 由 于 正 交 表 的 利
全 岩 矿 物 x射 线 衍 射 分 析 结 果
%
利 于抑制性 的提 高 , 甲酸钾 和 氯 化钾 对 明化 镇组 地 层 的抑制 效果 基本 相 同 。 由于氯 化 钾 成本 低 , 选 故
用氯 化钾 。
m
段 石 长 斜石 解 白石 篓 英钾 石 长 方 石 云 志
91 . 41 . 64 . 4 . 92 5. 77 28 1. 5 6 . 5 4 .
矿 物平 均含 量 超 过 了 4 , 伊 蒙 混层 为 主 , 且 0 以 而 在 明化 镇组 地层 中层 间 比甚 至 高达 8 , 明该 层 O 说 位 地层 易水 化 、 易膨 胀 。因此 , 采用强 抑制性 钻井 液 体 系是 确保 安全钻 进 的必 要条 件 。
易剥落 掉块 , 造成坍 塌 、 下钻 阻卡等 复杂情 况或 事 起
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第3 6卷 第 5期
20 0 8年 9月
石 油 钻 探 技 术 P ETROLE M DRI I U LL NG TECH NI QUES
Vo . 6, . I 3 No 5
. .固井与泥 浆
正 电聚 醇/ l 井液体 系室 内研 究 KC 钻
南部滩 海是大 港油 田的 重点勘 探 区域 之一 , 该
由 表 1 2可 看 出 , 化 镇 组 和 沙 河 街 组 地 层 粘 土 、 明
地 区地 层条件 复杂 , 明化 镇 组地 层 岩性 主要 为 大段
泥砂 岩互层 , 且泥 岩胶 结 疏 松 、 分散 均 匀 、 吸水 造 浆 能力强 ; 营组 地层 岩性 主要为 大段泥 页岩互 层 , 东 地 层矿物 以伊/ 混层 为主 , 蒙 砂岩胶 结疏松 , 有微 裂缝 ,
组地层 岩屑进 行 了 X射 线衍 射 分析 , 点 分析 了全 重 岩 和粘土矿 物 , 析结果 见表 1 2 分 、。
表 1
井 ห้องสมุดไป่ตู้ 井
钠/ 钾 中 的 回 收 率 分 别 为 3 . O 、 O 8 、 氯 5 3 2 . 5
3. 5 3 3 %和 3 . 0 。 由此 可 看 出 , 盐 量 的 增 大 有 1 2 含
降低 钻 井液 成 本 , 过 分 析 该 地 区地层 粘 土矿 物 , 合 地 层 特 征 对 处 理 剂 进 行 评 价 , 利 用正 交 设 计 试 验 , 化 出 通 结 并 优
了适合 于 该 地 区的 正 电聚 醇/ KC1 井液 体 系。 其 作 用 机 理 主 要 为 浊 点 机 理 、 附效 应 、 同效 应 、 格 作 用和 润 钻 吸 协 晶
故[ 。该地区应用 甲酸 盐/ 电聚 醇钻 井液 体 系 , 1 ] 正 效
2 处 理 剂 评 价
通 过页 岩 回收率试 验评价 甲酸钾 、 甲酸钠 、 氯化
钾、 甲酸 钠 / 化 钾 对 明 化 镇 组 地 层 粒 径 3 3 ~ 氯 .5 4 7 . 5mm 岩 屑 的 抑制 性 , 果 为 : 水 中 的 回收 率 结 在 为 1 . ; 3 甲酸钾 、 26 在 甲酸钠 、 化钾 和 甲酸钠/ 氯 氯化 钾 中的 回收 率分 别 为 2 . 5 、 4 9 、 1 5 2 8 1 . 2 .
湿反 转 作 用 , 尤其 是 正 电聚 醇 与 K l 有 很 好 的 协 同效应 , 正 电 聚醇/ C 钻 井 液体 系能 够很 好地 抑 制 页岩水 化 分 c具 使 Kl
散 , 到 稳定 井壁 的作 用 。评价 结 果表 明 , 起 该钻 井液 体 系的抑 制性 、 变性 、 失性 、 污 染性 和 润滑性 等性 能优 良。 流 滤 抗 关 键 词 :水基 钻 井液 ; 聚合 醇 ; 化钾 ; 井 液 性 能 氯 钻 中 圈分 类 号 : E 5 . T 24 3 文 献标 识 码 : A 文 章 编 号 :0 10 9 ( 0 80 - 0 80 10 - 80 2 0 ) 50 5 -4
李 胜 鄢捷 年 李 志 勇 李 怀科 曹 明 李 礼
( 国 石 油 大学 石 油 工 程教 育 部 重 点 实 验 室 , 京 昌平 中 北 1 24 ) 02 9
摘
要 : 解决 大港 油 田 南部 滩 海地 区 因泥 岩 地 层 易剥 落 掉 块 而 造 成 坍 塌 、 下 钻 阻 卡 等 复 杂 事故 的 问 题 , 为 起 并