钻井液技术的现状_挑战_需求与发展趋势

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探讨钻井工程技术现状及发展趋势

探讨钻井工程技术现状及发展趋势

探讨钻井工程技术现状及发展趋势钻井工程技术是石油钻井的核心技术领域,主要涉及到的内容包括钻井工具和设备、钻井液、钻井作业、井筒完井等各个环节。

随着油气资源的不断开发和需求的增长,钻井工程技术也在不断发展和创新,以提高钻井效率和降低成本。

目前,钻井工程技术主要存在以下几个现状:一、钻井工具和设备的发展钻井工具和设备是钻井工程技术的基础,其发展直接决定了钻井效率和质量。

目前,随着科技的进步和材料技术的发展,钻井工具和设备已经更加先进和智能化。

采用了新型的高硬度合金材料来制造钻头,提高了钻进速度和寿命;应用了新技术和电子设备来实现井底测量和钻井监控,增强了工程师对钻井过程的控制和调整能力。

二、钻井液技术的改进钻井液在钻井作业中起到润滑、冷却、清洗井眼和稳定井壁的作用。

钻井液技术的改进可以降低钻井事故的发生率并提高钻井效率。

目前,钻井液技术已经从常规水基钻井液向油基钻井液、水泥渗漏控制剂、泥浆分离技术、高渗透率井眼防塌技术等方面发展,以适应复杂的地层环境和井眼形态,提高钻井质量和作业效率。

三、钻井作业技术的提升钻井作业技术主要包括钻井方案设计、钻井操作指导、井下作业协调等方面。

目前,随着数据采集和处理技术的进步,钻井工程师可以更加准确地分析地层情况和井下状态,进行钻井方案的优化设计,并实时监测和调整钻井过程。

利用互联网等信息技术手段,提高钻井团队之间的协作和沟通效率,优化钻井作业流程,提高钻井作业的效率和安全性。

一、自动化和智能化随着信息技术的发展,钻井工程技术将越来越智能化和自动化。

采用自动钻井系统可以实现钻井工程的全自动化操作,减少人工干预,提高作业效率和安全性。

采用人工智能、大数据和云计算等技术,可以对采集到的数据进行实时分析和处理,并根据模型进行预测和决策,提高钻井效率和质量。

二、环境友好型技术的应用随着环境保护意识的提升,钻井工程技术也在向环境友好型技术转变。

采用可降解的钻井液来替代传统的钻井液,在钻井作业结束后能够迅速降解和回收,减少对环境的污染。

我国钻井液技术发展现状及展望

我国钻井液技术发展现状及展望
近十年来我国钻井液技术也有较大的发展和进步,但 主要是对现有处理剂及泥浆体系及应用技术的改进、提高和 完善,并无突破性进展:
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⑴.没有产生新的理论(观点)、方法、处理剂、普适性很 强,全国普遍采用的新的泥浆体系及应用技术(公认、新一 代);
⑵.水基泥浆技术整体水平与国外先进水平相差不大,且 有自己特色,但油基泥浆仍未成体系(与国外巨大差距);
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(5).“恶性漏失”主要表现为漏失厉害并且很难堵住。 它常有两种不同的情况: 溶洞及较大的天然裂缝引起的有进无出的严重漏失 井段低承压地层“随机性、多点漏失”问题
⑹. 窄安全密度窗口安全钻井问题:
当漏、喷、塌、…位于同一裸眼井段(同层),则引发出 多种复杂问题:主要归纳为窄或负安全密度窗口的安全钻井 复杂问题,成为目前钻井工程亟待解决的重大技术难题,而 喷和漏构成的窄或负安全密度窗口的安全钻井问题则更为复 杂、困难和危险,是我们当前重点攻关解决的重大难题。。
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1.井壁坍塌应(压)力:P塌
井壁不稳定由井壁坍塌应力P塌引起。 井眼形成后,地应力在井壁上的二次分布所产 生的指向井内引起井壁岩石向井内移动的应力,称 为井壁坍塌应力(P塌>0)。它是引起井壁不稳定的根 本原因(P泥<P塌)。但所钻地层形成井眼不一定必然 会产生坍塌压力(P塌=0) 。
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井壁坍塌应(压)力:P塌 P塌一旦产生(P塌>0)井壁岩石必然逐渐掉( 挤)入井中(缩径、掉块丶垮塌)。钻井过程中P塌 可以(也只能)用井内泥浆柱压力有效平衡:
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井壁坍塌应(压)力:P塌
众所周之井壁稳定是岩石力学-化学相耦合的问 题,所以一般情况下,人们常把井壁稳定问题主要分 成二大类:
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常见现象是井眼缩径、掉 块、井壁坍塌…… 这是一项涉及钻井、泥浆、岩石力学-岩矿学-化学渗流力学相耦合……的综合应用技术。目前仍以经验规律总 结及定性判定(半定量解释)相结合的实用系列技术。 这里只讨论由于井壁坍塌压力而引起的技术难题,不讨 论井壁水化分散、泥浆冲刷、井下扰动以及时间因素……等 引起的不稳定。

探析钻井液技术现状及发展方向

探析钻井液技术现状及发展方向

2019年10月探析钻井液技术现状及发展方向邱文发(中海油田服务股份有限公司油田化学事业部深圳作业公司,广东深圳518000)摘要:钻井液技术是我国石油钻井工程项目关键的技术手段。

基于此,文章首先对钻井液技术的现状进行研究;其次,以具体案例分析了钻井液技术的技术应用和应用成果;最后,对钻井液技术未来发展方向进行了探析。

关键词:钻井液技术;井壁稳定措施;纳米处理剂;无渗透技术在实际发展阶段,我国钻井液技术主要是根据钻井生产方面的实际工作需求,对生产中产生的各类问题进行及时妥善处理,是增强钻井工作安全并提升工作效率的目标。

但是,随着这一领域工作持续深入发展,钻井生产和技术应用中出现了越来越多的问题。

本文对钻井液技术的现状及其未来的发展方向进行研究,具有鲜明的现实意义。

1钻井液技术现状1.1水基成膜技术水基成膜技术是钻井液技术的主要代表,这一技术不仅具有常规钻井液技术的良好性能,而且在实际的施工应用阶段,还不会对大气环境以及地质录井等方面造成干扰。

经过了相关领域技术人员的试验以及应用实践之后,工作人员可以明确地认识到,在井壁上铺设一层保护膜,能够达到井壁稳定以及保护井壁稳定的效果。

而具体应用中,这一技术还可以进一步细化分为水基钻井液成膜、合成基钻井液成膜以及封堵材料成膜等多种不同的技术模式,三者之间既有区别又有着密切的联系,经研究证实,合成基站钻井液成膜的效果最好[1]。

1.2纳米处理剂技术纳米处理技术也是钻井液技术的代表,这一技术最具有特点的要素为纳米粒子。

纳米粒子和一般的粒子相比,具有表面效应的优势,且可以将正电性钻井液技术相互结合,摆脱一般粒子的原子数量多和表面积大的弊端。

从应用效果方面进行分析,可以看出这一技术的应用前景十分广阔。

而且,在未来的发展阶段,相关工作人员还对纳米钻井液技术和正电性钻井液处理剂相互结合,制备成为纳米粒子规格的润滑剂,以此达到优化设计的效果,发挥出纳米粒子和钻井液技术的双重优势,提高技术水平。

探讨钻井工程技术现状及发展趋势

探讨钻井工程技术现状及发展趋势

探讨钻井工程技术现状及发展趋势钻井工程技术是石油勘探与开发的重要环节,它是人类获取地下能源资源的关键技术。

随着全球能源需求的增加和传统能源资源逐渐枯竭,钻井工程技术差异化和先进化的需求也越来越迫切。

本文将就钻井工程技术的现状及其发展趋势进行探讨。

钻井工程技术的现状钻井工程技术在过去几十年里取得了巨大的进步,从传统的手工操作发展到了现代的自动化、数字化和智能化水平。

以下是钻井工程技术的一些重要现状:1. 钻井装备的升级:钻井机械装备从早期的旋转钻和豪华钻井设备,到如今的大功率直驱电机和高效电动机械装备,电液对控制系统,装备的升级提高了钻井效率,并减少了钻井事故的风险。

2. 安全环保技术的应用:近年来,随着环保意识的增强和环境法规的加强,钻井工程技术中的安全环保技术得到了广泛应用。

井下环境监测装置、环境风险评估和预警系统等,有效减少了事故发生的概率,保护了环境的安全。

3. 控井技术的改进:控井技术是钻井工程中至关重要的一环,其安全性和准确性直接关系到井下井上的危险性与环境的安全性。

现如今,随着计算机、通讯和传感系统技术的发展,实时数据采集和处理技术、控井模拟仿真技术和自动化控井系统等都取得了重大突破,提高了控井的准确性和安全性。

4. 水平井技术的突破:水平井技术是近年来钻井工程技术的一大突破。

通过水平钻井技术,油井效率得到了大幅提升,油井储量得到了有效开发。

水平井技术也逐渐应用于非常规能源资源的勘探与开发,提高了非常规油气资源的利用率。

钻井工程技术的发展趋势随着能源需求的不断增加和能源资源的枯竭,钻井工程技术将继续发展。

以下是钻井工程技术的几个发展趋势:1. 数字化和智能化:数字化和智能化技术的发展将在钻井工程中发挥重要作用。

无人机在钻井勘探中的应用、智能井下传感器和智能化自动化控制系统的应用等,将显著提高钻井过程的精确度和效率,减少人工操作的风险。

2. 高效率、低成本:随着能源资源的稀缺性和价格上涨的压力,钻井工程技术将趋向于高效率和低成本。

石油钻井技术现状及发展研究

石油钻井技术现状及发展研究

石油钻井技术现状及发展研究一、引言石油是世界上最重要的能源资源之一,其开采对于全球经济以及能源安全具有至关重要的作用。

而石油钻井作为石油开采的核心技术之一,其技术的发展对于石油产量的提高,成本的降低,以及环境保护都具有重要的意义。

本文将探讨目前石油钻井技术的现状以及未来的发展趋势。

二、石油钻井技术的现状1.传统钻井技术传统的石油钻井技术主要包括旋挖钻井、钻井液技术以及固井技术。

旋挖钻井是最常见的钻井方法之一,通过旋转钻头进行钻孔,在钻井过程中,需要通过钻井液来降温,减少摩擦,并带走岩屑。

而固井技术则是在钻井完成后,通过注入水泥浆来将井壁固定,防止井壁坍塌。

2.水平井、分段压裂技术近年来,随着石油资源的逐渐枯竭以及新的石油储层的发现,水平井以及分段压裂技术逐渐得到了广泛应用。

水平井是指通过钻井技术将井管向水平方向延伸,以便更好地开采储层中的油气资源。

而分段压裂技术则是在水平井中,通过在井管中设置多个射孔段,再通过泵送高压液体进入储层,以破裂岩石,从而提高油气产量。

3.超深井、超深水井钻井技术为了应对全球石油资源日益枯竭的压力,超深井、超深水井钻井技术也成为了当前石油钻井技术的研究热点。

超深井钻井技术是指在地表以上5000米以下的深井,而超深水井则是指在水深1500米以上的水域中进行的钻井。

这种钻井技术相比传统钻井技术,涉及到更加复杂的地质条件以及更高的技术要求,因此对于钻井设备,钻井液以及固井技术提出了更高的要求。

1.钻井技术的自动化与智能化随着人工智能、大数据、云计算等新技术的快速发展,石油钻井技术也将逐渐向自动化、智能化方向发展。

未来,随着智能化钻井设备的广泛应用,钻井过程中的数据采集、分析以及钻井参数的自动调整将更加高效精准,从而提高生产效率,并降低安全风险。

2.环保与节能技术的应用在全球环保意识不断提高的背景下,石油钻井技术也将逐渐向环保、节能方向发展。

钻井液循环技术可以减少钻井过程中对水资源的消耗,并降低钻井液对环境的污染;绿色减阻剂、环保固井材料等环保技术的应用也将逐渐成为钻井技术发展的重要方向。

钻井液技术的现状、挑战、需求与发展趋势

钻井液技术的现状、挑战、需求与发展趋势

钻井液技术的现状、挑战、需求与发展趋势随着石油工业的不断发展,钻井技术作为其中的重要组成部分,已然成为石油勘探与开采的基石。

而钻井液技术,作为钻井技术中的一项重要技术,也随之得到了广泛的应用。

然而,在实践应用中,钻井液技术还面临着很多挑战和需求。

本文将从现状、挑战、需求以及发展趋势四个方面来论述钻井液技术。

一、现状钻井液技术是钻井作业中非常关键的一环,它是为了保证钻井作业的正常进行,同时也是保障钻井设备的正常运转。

目前,钻井液技术主要应用在海洋石油勘探领域,特别是针对深海油田的开发需求。

市面上常见的钻井液有水基钻井液、油基钻井液和气体钻井液等,其中水基钻井液具有成本低、环保等优势,是目前使用最多的一种钻井液。

在钻井液的配制和处理方面,目前采用的是某些特殊并且有毒的化学物质,如羧代酰胺基甲酸钾(K-PAM)、钙镁石、硅胶等。

这些成分的添加帮助控制钻井液的性能,如黏度、密度、pH 值等,使其适应不同的钻井条件。

二、挑战虽然钻井液技术在实际应用中带来了很多好处,但是它也面临着许多挑战。

首先,钻井液技术的环保性得不到保障。

在钻井液制备和处理过程中,需要大量的化学品,这些化学品会和水和土壤中的其他物质形成复合物,使得这些物质在环境中的迁移和转化变得更加复杂和不可控。

因此,制备出符合环保要求且能有效钻井的钻井液,成为了当前技术待解决的问题之一。

其次,随着油气勘探的深入,钻井液性能要求也越来越高。

对钻井液的性能要求越来越复杂,需要涉及到高温、高压、高盐度、高酸碱度等多个因素,而现有的钻井液技术仍无法满足这些要求。

如何优化钻井液成分、提升钻井液性能,是值得深入研究的问题。

三、需求随着石油勘探技术的快速发展和油气资源的进一步枯竭,对钻井液技术的需求也不断增加。

未来将需要更加高效、环保的钻井液;更加具有适应性的钻井液;更加智能化的钻井液等。

四、发展趋势为了应对上述挑战和需求,钻井液技术也正在不断发展和创新。

未来的发展趋势主要包括以下几个方面:1. 钻井液的智能化:随着工业 4.0 的到来,各行各业都在朝着数字化转型,钻井液技术也不例外。

探讨钻井工程技术现状及发展趋势

探讨钻井工程技术现状及发展趋势

探讨钻井工程技术现状及发展趋势钻井工程技术是石油勘探和开发过程中的关键环节,通过钻井技术可以获取地下矿藏的详细信息,以及探明油气储层的位置和性质。

本文将探讨钻井工程技术现状及发展趋势。

钻井工程技术现状:1. 钻井设备和工具:随着技术的不断进步,现代钻井设备和工具变得更加先进和高效。

自动钻机和电液集成控制系统可以实现自动化钻井操作,提高钻井效率和安全性。

钻井工具也不断改进,如超硬合金钻头、高性能钢管等,可以提高钻井质量和降低成本。

2. 钻井液技术:钻井液是钻井中的必备物质,起到冷却钻头、控制地层压力、运送岩屑等作用。

现在,各种新型钻井液技术逐渐发展起来,如超低密度钻井液、纳米钻井液、高温高压钻井液等,这些技术能够更好地应对复杂地质条件和油气井的特殊环境。

3. 钻井方案设计:钻井方案设计是钻井工程的关键环节,现在采用的钻井方案设计越来越复杂和精确。

通过钻井数值模拟、地质数据分析和软件辅助设计等手段,优化钻井方案,提高钻井成功率和经济效益。

钻井工程技术发展趋势:1. 自动化和智能化:随着人工智能和自动化技术的不断发展,钻井工程也将向自动化和智能化方向发展。

自动钻机、无人机勘探、传感器网络等技术将广泛应用于钻井作业中,提高效率和安全性。

2. 精确钻井技术:精确钻井技术是现代钻井工程发展的重要方向。

通过数据采集、实时分析和反馈控制,实现井迹的精确定位和控制,避免钻井偏离目标和降低资源浪费。

3. 环保和节能技术:随着社会对环境保护的重视,未来的钻井工程技术将更加注重环保和节能。

开发和应用新型环保钻井液、提高钻井设备的能源利用率、降低钻井过程中的废弃物产生等。

4. 深水和极地钻井技术:近年来,深水和极地钻井成为石油勘探和开发的热点领域。

未来的钻井工程技术将面临更为复杂和恶劣的环境条件,钻井设备和工具的性能和可靠性将得到更大的考验,这将推动钻井工程技术的进一步发展。

钻井工程技术在设备、液体、方案设计等方面已经取得了长足的发展,未来的发展趋势主要包括自动化和智能化、精确钻井技术、环保和节能技术以及深水和极地钻井技术等。

钻井液技术现状及发展方向

钻井液技术现状及发展方向

问题找泥浆
创新
根 据 实 际 需 要, 同 时 考虑 满 足 环 保、有 关 法 律要 求、注 重 高 性 能 处 理剂研制
集中在概念上, 新名词 带来新体系, 钻井液命外 缺乏科学性和规范性
环保
从源头抓: 处理剂生产 用原料、生产 过 程、处理 口 头 重 视, 不 重 视 源 剂、泥浆体系均要达到要 头。 出 现 问 题 再 考 虑: 求。所 用材 料必 须 有毒 关系、掩盖 , , 性实验数据, 满足要求才 更 多的 情况是 只重 视 能应用。泥 浆性 能 稳定 最后阶段的处理 看作环保的一部分
完井液, 2007.
) 111 )
从表 1 可以看出, 国内外认识上的区别 涉及到各个方面, 只有 当认识上有了改变, 才有 利于国内钻井液的技术进步, 否则 钻井液 技术是很难发展的。
2 钻井液技术发展 进展 围绕钻井液工程技术 和/ 安全、健康、高效0 这一 发展 主题, 国 外一些公 司相继投入 大量的人 力和财力, 以满足 复杂条件 的钻探 技术、油气层保护、油气测录 井与评 价、环保要求 以及提 高油 气勘
井液、甲基葡萄糖苷钻井液和生物可降解钻井液的研究与应用, 并围 绕钻井废水和钻井液无害化开展了大量的卓有成效的工作, 特别是普 光气田的钻井废水和钻井液无害化处理, 有效地保护了环境。
=参考文献> [ 1] 王中华. 超高温钻井液体系研究) 抗高温钻井液处理剂设计思路
[ J] . 石油钻探技术, 2009. [ 2] 张克勤, 何纶, 安淑芳等. 国外高性能水基钻井液介绍[ J] . 钻井液与
很大程度上体现出 21 世纪钻井液 技术发展的方向。 就国内来说, 在实践经验的基础上, 钻井液 技术工作始 终围绕
钻井生产需要, 把解决复杂问题、缩短完 井周期作为 努力方向。特 别是近年来, 在深井、超深井钻井液方面取得了一系列新成果, 解决 了一系列生产难题。在生产 中结合国内 实际, 借 鉴国外新技 术, 逐 步形成了两性离子聚合物钻井液、正电胶钻井液、硅酸盐钻井液、甲

探讨钻井工程技术现状及发展趋势

探讨钻井工程技术现状及发展趋势

探讨钻井工程技术现状及发展趋势【摘要】钻井工程技术是石油勘探开采中的重要环节,它的发展对于提高油气勘探开采效率和降低成本具有重要意义。

本文通过对钻井工程技术现状和国内外发展趋势的分析,探讨了新兴技术和技术创新对钻井工程的影响。

未来,钻井工程技术将朝着智能化、自动化和高效化的方向发展,新兴技术如人工智能、大数据分析等将对钻井工程产生深远影响。

技术创新是推动钻井工程进步的关键,应加强科研合作,加快新技术的研发和应用。

钻井工程技术有着广阔的发展前景,为了更好地服务于油气勘探开采行业,还需继续不断地创新和完善钻井工程技术。

【关键词】钻井工程技术、现状、发展趋势、新兴技术、技术创新、国内外对比、未来发展方向、展望、总结、建议。

1. 引言1.1 钻井工程技术定义钻井工程技术是指利用钻头等工具,通过旋转与推进的方式在地下开采油气或其他矿产资源的过程中所涉及的技术。

其主要任务是在地下将钻孔沿着预定轨迹(井眼)打通,以获取所需的地质信息或直接采掘地下资源。

钻井工程技术涉及地质勘探、钻井液循环、井壁固井、井筒完井等多个方面,要求技术人员具备扎实的地质知识、机械运转技能和工程设计能力。

钻井工程技术的发展对于油气开采和地质勘探至关重要,是实现油气资源有效勘探、开发和利用的关键环节。

随着油气勘探难度的提高和深水、超深水等极端环境条件下钻井需求的增加,钻井工程技术在技术创新和应用方面也面临着新的挑战与机遇。

钻井工程技术不断在技术革新中发展壮大,为油气资源的开发和利用提供了强大支撑。

1.2 研究意义钻井工程技术的研究意义在于促进石油和天然气资源的开发与利用,提高能源自给率,推动国民经济的持续发展。

钻井工程技术的不断创新和提升,能够有效降低钻井成本,提高钻井效率,减少对环境的影响,保障钻井作业的安全和可靠性。

钻井工程技术的发展还能推动相关产业的发展,促进区域经济的繁荣和就业机会的增加。

通过深入研究钻井工程技术,我们可以更好地把握世界能源市场的动态变化,提高我国在全球能源产业中的竞争力,推动我国能源结构的转型升级。

探讨钻井工程技术现状及发展趋势

探讨钻井工程技术现状及发展趋势

探讨钻井工程技术现状及发展趋势钻井工程技术是石油工业的重要环节,对于油气勘探开发具有至关重要的作用。

随着石油资源逐渐进入开发难度较高的阶段,钻井工程技术的发展也面临着新的挑战和机遇。

本文将探讨钻井工程技术的现状及发展趋势。

一、钻井工程技术现状1. 钻井工具和设备:随着科技的发展,钻井工具和设备不断更新换代,从传统的手工操作逐渐转向机械化、自动化和数字化。

常见的钻井工具有钻杆、钻铤、钻头等,而钻井设备则包括钻机、输送机、井口设备等。

2. 钻井方法和工艺:传统的钻井方法主要依靠地面钻机进行,而随着深水和超深水油气勘探的需求增加,深水钻井、水平井钻井等新的钻井方法和工艺不断涌现。

钻井液技术也在不断改进和优化,以适应不同井型和地质条件的需求。

3. 钻井监测和控制技术:钻井过程中的监测和控制技术是保证钻井安全和效率的关键。

流体控制技术、气体检测技术、井底参数监测技术等不断创新和发展,实时监测和控制井下的状况,提高工作效率和安全性。

4. 钻井工程管理系统:随着钻井作业规模的不断扩大和复杂化,钻井工程管理系统也日趋完善。

利用信息技术和互联网技术,实现钻井作业的可视化和自动化,提高钻井作业的管理水平和效率。

二、钻井工程技术发展趋势1. 深水和超深水钻井:随着陆地石油资源的逐渐枯竭,深水和超深水钻井是未来石油勘探开发的重要方向。

这种钻井方式对技术要求高,涉及到水深、海底温度和压力等复杂条件,因此需要发展适应深水和超深水作业的钻井技术和设备。

2. 水平井和多级水平井钻井:水平井是指井眼倾斜角度大于80度的钻井方式,以增加井下开发面积和油气产量。

水平井在油藏开发中得到广泛应用,尤其是在低渗透和致密油气开发中。

未来,水平井钻井技术将继续改进,发展出更多高效、可控的水平井钻井技术。

3. 钻井液技术:钻井液作为钻井过程中的重要介质,对于井下作业的效率和安全性起着至关重要的作用。

未来,钻井液技术将更加强调环保、高效、低成本的特点,研发并应用更多环保型钻井液,降低井下作业对环境的影响。

钻井液技术的现状与发展趋势

钻井液技术的现状与发展趋势

251近年来油田事业的发展十分迅速,钻井液技术获得巨大的发展升级,借助钻井液技术,可以让井下作业安全稳定,让钻速得到提升,但是如今石油井下作业的难度不断提升,在钻井工作中遇到的复杂情况更多,需要对钻井液技术展开进一步的完善,为国内经济的发展提供更多的安全保障。

1 钻井液技术发展现状1.1 井壁稳定技术钻井液技术不断发展中,诸多的公司开发出成本低、性能出色的井壁稳定技术。

井壁稳定,就是在钻井液中注入一定成膜剂,让钻井液可以在井壁的表面生产一层高质量膜。

在石油生产中,这层膜的作用是非常重要的,对钻井液滤液会起到一定的阻止作用,防止钻井液滤液在石油生产中进入到底层,这样可以发挥出固定的效果[1]。

这类的化合物效率是非常高的,在不断开发中有着非常好的前景。

另外是油基钻井液,具备一定的平坦流动性,在深井作业中会起到非常关键的作用,主要的材料是增黏剂、乳化剂以及有机土,在井眼发挥作用,对储层提供保护,解决因为温度的因素,导致井底清洁力不足的问题,在石油井下的实际施工中,满足可持续发展的实际需求。

1.2 防漏堵漏技术钻井液技术中的防漏堵漏是非常重要的部分,解决裂缝以及地层漏失造成的井喷问题。

防漏堵漏可以形成泥饼,对漏层进行封堵,自身也有不错的抗温性能,200℃以上是可以承受的。

钻井液技术可以与钻井产生化学反应,反应的时间很短,无需起下钻,让井下的作业可以更加安全和稳定。

在井眼加固的操作中,需要对裂缝进行加固,钻井液中的封堵物质可以进入到裂缝中,然后在其中就会形成桥塞,从而让渗透率降低,对井眼起到加固的作用。

1.3 抗高温钻井液技术井下作业需要布置防高温的材料,国外钻井液技术,开发出两性离子活性剂,可以作为一种增粘剂,也可以作为降滤失剂,可以抵御150℃的高温。

在抗高温的体系中,甲酸盐无固相钻井液配伍的性能是比较出色的[2]。

2 钻井液技术的发展挑战2.1 钻井液处理剂运用高质量的处理剂,对深井施工是有促进作用的,但是现阶段钻井液技术的发展也有诸多的局限性,在产品的实际生产中,一些特殊的性能以及创新产品,数量还是非常少,多数是换名产品,真正的创新产品并不多,导致钻井液技术的实际发展并不乐观。

石油钻井技术现状及发展研究

石油钻井技术现状及发展研究

石油钻井技术现状及发展研究石油钻井技术一直是石油行业的核心技术之一,它直接影响着石油勘探和生产的效率和成本。

近年来,随着石油资源的逐渐枯竭和全球能源需求的不断增长,石油钻井技术发展的研究也愈发重要。

本文将从石油钻井技术现状和发展研究两个方面展开阐述。

一、石油钻井技术现状目前,随着石油资源的逐渐枯竭,地表油田的开发已经步入尾声,石油勘探的热点逐渐转移到海底油田和页岩油气等非常规油气领域。

在此背景下,石油钻井技术迎来了新的挑战和发展机遇。

1. 海底钻井技术海底油田是当前石油勘探的热门领域之一。

海底环境的复杂性和恶劣条件给钻井作业带来了巨大的挑战,同时也促进了海底钻井技术的不断创新。

传统的陆地钻井平台无法胜任海底钻井作业,因此海底钻井平台的设计和制造成为了石油行业的一个重要研究方向。

目前,深海定向钻井技术、深海水下作业技术等已经初具规模,并在海底油田的勘探和开发中发挥了重要作用。

2. 非常规油气勘探技术随着页岩油气等非常规油气勘探技术的逐渐成熟,对钻井技术提出了新的要求。

传统的钻井技术难以胜任页岩油气等非常规油气资源的勘探和开发,因此需要不断创新和改进。

新型的水力压裂和水平井钻井技术已经成为非常规油气资源开发的主要手段,同时也促进了相关技术的提升和发展。

钻井液作为钻井过程中不可或缺的一部分,其性能对钻井作业和钻井效率起着至关重要的作用。

随着石油勘探深度的不断增加和非常规油气资源的勘探,对钻井液技术提出了更高的要求。

环保型、高温高压、低密度等特殊钻井液技术已经成为钻井液技术研究的热点,同时也推动了相关技术的不断创新。

随着石油勘探深度的不断增加和非常规油气资源的勘探,对钻井工艺技术提出了更高的要求。

新型的钻井工艺技术如超声波导向钻井技术、自适应控制钻井技术等已经在油田勘探和开发中得到了应用,并取得了良好的效果。

1. 制约石油钻井技术发展的瓶颈目前石油钻井技术仍然存在着一些制约其发展的瓶颈,如水平井的连续钻进技术、高温高压环境下的钻井液技术、超深井的定向钻井技术等问题。

简析钻井液技术的现状、挑战、需求与发展趋势

简析钻井液技术的现状、挑战、需求与发展趋势

简析钻井液技术的现状、挑战、需求与发展趋势近几年,我国钻井液技术在技术研发和实际应用两个方面,与国外先进技术相比都有了长足的进步。

但是随着我国“十二五”期间对西部地区复杂地质环境下深井、超深井勘探需求的持续增加,现有的钻井液技术水平已经不能够满足实际生产的需求。

因此,有必要从全局角度出发,对我国钻井液技术现状以及应用难度进行归纳,更加慎重的规划钻井液技术的下一步发展方向。

而本文针对这一情况,主要介绍了国内钻井液技术的应用现状,以及在实际应用过程中存在的突出问题。

并结合我国目前西部地下资源开发规划的实际需求,针对我国钻井液技术应用难度,分析了未来我国钻井液技术的发展趋势。

标签:钻井液技术;现状;发展趋势一、国内钻井液技术现状分析(一)水基钻井液成膜技术针对我国泥页岩地质环境较多客观现状,近几年我国在水基钻井液成膜技术的应用过程中,在水基成膜技术方面有了长足发展。

为了优化泥页岩地质不太理想的水基钻井液成膜现状,需要控制孔隙尺寸。

目前国内主要通过在泥页岩薄层添加适当比例的化学材料来加大其电荷密度,从而达到介绍水压力,适当的改变井下水推动力的受力方向,使得井壁更加稳定,从而实现接近理想的水基钻井液半透膜。

(二)超高温水基钻井液技术考虑超深井采用水基钻井液技术时较易出现的超高温工作环境,国内钻井液技术学术研发界充分考虑超高温对钻井液黏土粒子效用的影响,针对性的增强钻井液处理剂对黏土粒子抗热氧降解以及去水化方面的强度。

国内目前一般采用GBH组昂今夜抗高温处理剂,且该处理剂总还进行了更加细致的针对高温带来的各类隐患的防治配方,能够根据具体地质环境及实际应用条件更加具体的解决高温黏土凝结、塌封等问题。

(三)快速钻井液技术我国石油集团针对西部新疆、青海等地区的特殊地质,研制出了一种能够有效减少钻井液环控摩擦力,提高超深井钻井机械转速的快速钻井液技术。

这一项技术不仅能够提高深井、超深井钻探工程效率,同时还能解决上层黏土吸附钻头,造成下钻阻力加大的问题。

钻井液技术的现状_挑战_需求与发展趋势

钻井液技术的现状_挑战_需求与发展趋势

文章编号:1001-5620(2011)06-0067-10钻井液技术的现状、挑战、需求与发展趋势孙金声, 张希文(中国石油集团钻井工程技术研究院,北京)摘要 介绍了国外钻井液技术的新进展,包括井壁稳定、防漏堵漏、抗高温钻井液、提高机械钻速的钻井液、低密度钻井流体、大位移井钻井液、储层保护、绿色钻井液等技术,以及“十一五”期间中国钻井液技术的主要成果,分析了当前钻井液技术面临的主要挑战及“十二五”发展需求,并讨论了钻井液技术的发展趋势。

关键词 钻井液;现状;发展趋势;综述中图分类号:TE254.3 文献标识码:A近年来,钻井液在保障钻井井下安全、稳定井壁、提高钻速、保护储层等方面的作用日益突出,但随着当前复杂地层深井、超深井及特殊工艺井越来越多,人们对钻井液技术提出了更高的要求。

为此,国外开展了大量的应用基础理论和新技术研究,取得了一系列的研究成果和应用技术,而“十一五”期间中国钻井液技术也取得了较大进展,但与国外相比仍有差距。

因此,为了更好地为钻井作业提供优质高效的钻井液技术,同时也为中国“十二五”钻井液技术发展方向提供科学依据,概述了钻井液技术现状、挑战、需求与发展趋势。

1 国外钻井液技术新进展1.1 井壁稳定技术1.1.1 高性能水基钻井液技术国外各大钻井液公司均研发了一种在性能、费用及环境保护方面能替代油基与合成基钻井液的高性能水基钻井液(HPWM),其典型配方如下。

(2%~4%)聚胺化合物+(1%~2%)铝酸盐络合物+(2%~4%)钻速提高剂+(2%~3%)聚合物(可变形封堵剂)+(0.2%~0.4%)改性淀粉+(0.15% ~0.3%)XC+(0.1%~0.2%)PAC代表性技术有M-I公司的ULTRADRIL体系、哈利伯顿白劳德公司的HYDRO-GUADR TM体系[1-2]。

该钻井液体系中,聚胺盐的胺基易被黏土优先吸附,促使黏土晶层间脱水,减小水化膨胀;铝酸盐络合物进入泥页岩内部后能形成沉淀,与地层矿物基质结合,增强井壁稳定性;钻速提高剂能覆盖在钻屑和金属表面,防止钻头泥包;可变形聚合物封堵剂能与泥页岩微孔隙相匹配,形成紧密填充[3]。

钻井液技术现状及发展方向

钻井液技术现状及发展方向

钻井液技术现状及发展方向王中华(中原石油勘探局钻井工程技术研究院) 摘 要 介绍了国内外钻井液处理剂和钻井液技术现状,对如何提高钻井液处理剂和钻井液的水平,以及今后钻井液处理剂和钻井液的开发方向提出了几点看法,认为钻井液工艺技术应向钻井液工程技术转化,最终形成钻井液工程技术,提高钻井综合效益,有效地保护油气层和提高油井产量。

并讨论了中原油田钻井液处理剂和钻井液技术发展趋势。

关键词 钻井流体 钻井液处理剂 合成 应用引言近年来,随着复杂地层深井、超深井及特殊工艺井油气钻探越来越多,对钻井完井液技术提出了更高的要求。

“安全、健康、高效”的钻井液和逐渐形成的“钻井完井液系统工程技术”的概念,标志着钻井完井液技术研究和应用进入了一个全新的发展阶段。

国内外开展了大量的应用基础理论和新技术研究,取得了一系列的研究成果和应用技术,如新研制成功了聚合醇、多元醇、甲酸盐、稀硅酸盐、合成基等具有国内外先进水平的水基防塌钻井液新体系,以及适应于极复杂地质条件下的、环保性能优良的第二代合成基钻井液新体系,代表了钻井液的发展方向。

这些研究在很大程度上体现出21世纪钻井完井液技术蓬勃发展的总趋势。

就中原油田来说,在20多年实践经验的基础上,钻井液技术工作始终把提高钻井速度、缩短完井周期和油气层保护作为努力方向,解决了一系列的生产难题,保障了高难度复杂井的钻井顺利施工,从而使全局的钻井液技术水平有了明显的进步和提高。

1 国内外钻井液技术1.1 钻井液处理剂[1,2]1.1.1 现状图1是国内外近10a处理剂新品种增加情况。

国内外处理剂新品种的增加量在逐渐降低,特别是国外降低比较明显,这说明国外在新产品的研制方面脚步放慢。

国内在20世纪90年代初期发展较快,90年代后期速度变缓,进入21世纪发展速度又有所加快,但总的趋势是发展放缓。

图1 国内外处理剂新品种增加情况1.1.2 发展方向根据国内外钻井液技术现状,今后钻井液处理剂应重点研究:(1)适用于深井(大于4500m)、抗高温(150~180℃或更高)、抗盐(NaCl至饱和)、抗钙或镁的增粘剂,降滤失剂,降粘剂和流型改进剂。

钻井液技术现状及发展趋势培训讲义课件 (一)

钻井液技术现状及发展趋势培训讲义课件 (一)

钻井液技术现状及发展趋势培训讲义课件(一)首先,钻井液技术是钻井工程中不可或缺的一部分,它的主要作用是在钻井过程中冷却钻头、控制井壁稳定、以及控制油气井层压力等。

然而,钻井液技术的发展也面临着新的挑战、新的变化,需要不断更新和完善。

下面,我们来详细了解钻井液技术现状与发展趋势。

一、钻井液技术现状:1. 钻井液技术的基础研究和应用研究得到了大力支持,并取得了一定的成果。

2. 钻井液技术已经向可控性、高效性和环保性等方向发展,单一的技术已经不能满足钻井工程的需要。

3. 钻井液技术设备的更新换代使它的操作更加智能化、自动化、数字化,很大程度上提高了生产效率和安全性。

二、钻井液技术发展趋势:1. 多技术、全能型:目前行业发展方向要求开展钻井液高性能、多功能、高效、自适应的研究和应用。

这就要求有各类工程师的协同配合,从而提高钻井液培训讲义课件的综合性能。

2. 环保化:石油与环保之间并不是长期对抗关系,石油工业在今后要逐步将环境保护考虑到钻井液技术的设计中去,从而实现石油产业的可持续发展。

3. 资源化:大型石油公司将钻井液技术视为一种“无形资产”,推动高科技、精细化的工艺和技术进一步实现资源节约,促进资源再利用。

4. 新材料化:全球石油工业获得了新的技术突破,涉及到新材料、人工智能、物联网等领域的知识,令未来钻井液技术的研究和应用更加具有前景性。

综上,随着科技的快速发展,钻井液技术也必然经历着前所未有的变革和发展。

未来,行业需要更多的人才参与其中,推动钻井液技术水平的不断提升,进一步深化应用,更好地促进石油产业的高质量发展。

我国石油钻井液的发展现状及展望

我国石油钻井液的发展现状及展望

我国石油钻井液的发展现状及展望摘要:我国的经济实力日益强大,在世界范围内发挥着重要的作用。

由于石油需求的短缺和自然环境的破坏,使得目前的石油勘探和开采技术更加苛刻。

同时,也给钻井液的应用带来了挑战,特别是对环境保护的影响。

关键词:石油;钻井液;发展现状;引言:近几年,随着石油勘探和开采的不断增加,钻井数量和难度也在不断增加,对特种用途钻井液的需求量也在不断增加。

这就导致了钻探废物的数量不断增多,而且其组成也日趋复杂,如果仍然采取简单的固化、填埋等方法,将会对作业区域的环境造成不可逆转的破坏。

胜利油田是典型的东部老油田,其主要油气区块分布较广,河网发育,湿地、自然保护区等,生态环境十分脆弱,一旦受到钻井液的污染,将难以恢复。

通过对水基钻井液环境污染状况的调查,发现单井废弃钻井液产量高,且废弃钻井液存放多年而不能完全恢复原状,造成了长期占用、污染等问题。

1.环保钻井液技术概述由于石油是一种不可再生的能源,因此在使用石油时要注意节约和减少能耗,提高其利用效率。

环保钻井液技术是指在钻探施工中使用的环保钻井液。

目前,国内对油田生产的原油含水率偏高,对原油的脱水造成了很大的损失,而我国的环保钻井液技术发展不够突出,测调技术也不够完善,限制了注水、效率低等问题,导致抽油机节能技术难以控制和挖潜,从而影响了项目的效率和质量。

环保钻井液技术的应用,需要科学地研究其水量的动态变化。

环保钻井液的管理是一项复杂而系统的工作,涉及各种因素的综合分析,任何一个环节的问题都会对项目的安全和质量产生重大的影响。

根据所获得的资料进行合理地分析,并进行方案比较与分析,为环保钻井液的动态管理提供了一种最优的方法,从而估算出了采油后的原油流量和质量。

根据不同的工作任务,分层布置,严格按照有关规定和勘探原则,进行了点面结合、统筹兼顾。

石油是石油工业的重要组成部分,石油的含水量决定了石油的强度、液化能力和抗变性,而地质勘探是石油工程质量的基础和先决条件。

钻井液技术现状及发展方向

钻井液技术现状及发展方向

钻井液技术现状及发展方向经济的快速发展以及人们对能源的过度开发,已经造成了我国能源的匮乏,能源的匮乏给我国地质勘探技术带来了较大影响,因此在勘探中将会对钻井液技术有更高的要求。

因此我国需要不断提高工作人员对钻井液技术的操作熟练度,培养专业型人才,以此来确保地质勘探工作能够顺利进行。

基于此,本文首先对我国钻井液技术近况以及存在的问题进行了分析,然后从两个方面对钻井液技术的发展目标做出了详细论述,以此来供相关人士交流参考。

标签:钻井液技术;发展近况;发展目标引言:随着全球经济的快速发展,越来越多的国家开始对油田的开发有了更高的追求,但是能源的匮乏将会对各国在进行地质勘察时有一定的阻碍作用。

地质勘察是开发的基础工作,因此为确保地质勘察工作顺利进行,越来越多的相关企业开始对钻井液技术有了更高的要求,据调查显示钻井液价格在各国的市场中都普遍较高,因此相关行业以及工作人员在工作中应当不断研究,在价格合适的同时,使钻井液技术做到高效率、无污染。

一、钻井液技术发展近况据调查显示,我国在钻井液的深入研究方面与国外相比存在较大差距。

泥浆工程师在钻井液技术中担任着重要角色,我国部分企业的泥浆工程师缺乏对突发事件的处理能力,部分企业注重理论知识而忽略了实践的重要性。

另外,在工作过程中往往存在商家为提高盈利而减少对处理剂的使用,此种现象的发生会为地层以及油田的开采带来较大影响。

我国没有对钻井液技术的创新工作进行落实,导致我国钻井液技术在近几年中并未有新的突破,因此工作人员必须要意识到创新的重要性,研发出自主钻井液处理剂,推动我国钻井液技术的快速发展。

国外的钻井液技术较国内相比发展较快,国外对泥浆工程师的要求较高,不但对钻井技术有较深的见解,还要有较高的实操能力以及应急能力。

另外,国外有关部门对创新能力较为注重,通过对钻井液技术的不断创新,开发出了工作效率较高并且无污染的钻井液技术。

国外非常注重能源在开采中的环境问题。

基于此,国外采用了污染较小甚至是无污染的物质作为钻井液的原材料,并对生产过程进行监控,解决了环保问题。

钻井液技术的现状及未来发展方向

钻井液技术的现状及未来发展方向

1901 我国钻井液技术发展现状分析我国钻井液技术在发展过程中主要任务就是基于实际工作之上,结合钻井生产方面的实际需求,对生产过程中出现的问题及时解决,最终使得钻井液技术的工作效率逐步提升,加强钻井工作的安全性。

近些年来,我国在深井钻井液及超深井钻井液技术方面获得巨大的发展,钻井生产过程中存在的很多问题得到及时解决。

在实际的生产过程中,我国钻井液技术的发展充分借鉴了国外的技术经验,逐渐开发出很多新的研究成果,如硅酸盐钻井液、聚合醇钻井液、甲基葡萄糖苷钻井液以及两性离子聚合物钻井液等[1]。

除此之外,我国还逐步建立并完善超高密度及超高温钻井液技术体系,大大推动了我国钻井液技术的发展。

值得一提的是,我国在钻井堵漏、防漏以及井壁稳定方面也取得了显著成就,研制并开发出专用抑制剂和凝胶堵漏剂,从而使得钻井渗漏等方面的问题得到有效的解决。

2 我国钻井液技术及发展特点分析第一,水基成膜钻井液技术。

水基成膜钻井液技术是在钻井液中加入一些成膜剂,从而使得这些质地优良的膜能够在地层井壁表层钻井液体系中形成,从而发挥出保护油气层及稳固井壁的作用;第二,无渗透钻井液技术。

对于无渗透钻井液而言,其主要的组成包括润滑剂、动态降滤失剂、增粘剂等,该类钻井液可以有效避免或减轻超低固相含量下对所钻探地层的损害[2];第三,正电性钻井液技术。

大量的研究证实,将正电性钻井液处理剂加入到水基基液之中,就能配制出正电性钻井液,其能够使实际生产中钻井液体系点位超过零;第四,纳米钻井液技术。

纳米钻井液技术对于正电性钻井液技术的各项性能作出了进一步完善,其在未来的钻井生产中必将发挥重要的作用。

当前钻井液技术的发展特征主要为:充分结合各学科技术力量进行钻井液技术研发与创新,更加注重钻井液技术在保护油气层方面的价值,并且在钻井液技术研究指导理论与实践工作方面有所创新。

3 我国钻井液技术未来发展方向预测依据我国钻井液技术的发展现状,在结合国外钻井液技术发展的基础上,未来我国钻井液技术的发展方向应当包括以下几点:①钻井液技术的发展将有助于提升机械钻速的油基、水基钻井液技术;②超低密度钻井液应用更加广泛[3],主要为了满足超低压地层及枯竭地层的钻井需求;③大位移井、水平井、特大位移井钻井液技术的发展更上一层楼;④钻井液废弃物处理技术以及环保型钻井液的研发与完善;⑤新型油基钻井液以及钻井液后续多次利用等方面的技术研究成为重点之一;⑥对井下条件钻井液性能进行动态模拟,使得研究的条件与实际的井下状况更加相近,对于科学的储层保护设计和钻井液技术完善提供更加全面可靠的依据。

国内外前沿钻井液技术发展简介-

国内外前沿钻井液技术发展简介-

中国石油西部钻探工程公司
钻井液流变性能
钻井液的流变性能是钻井液在流动过程的剪切稀释性和静止状态 下触变性的流体力学表现,主要由粘度、表观粘度、塑性粘度、动切 力和静切应力等流变参数表示。 剪切稀释性是指在恒温恒压条件下,流体的有效粘度随着剪切速率的 增加而降低的现象 触变性是流体内部的粘土粒子因其物化原因形成的网架结构力。静止 后,粘土粒子为了满足表面静电饱和,在自由能最小部位自行排列而 形成凝胶结构。搅拌时,凝胶结构随搅拌时间延长而逐步被拆散。
中国石油西部钻探工程公司
4)失水造壁性对钻井作业的影响 在钻井作业中,失水量过大会产生两个害处:①导致水敏性泥页岩缩径、 垮塌;②导致油气层内粘土水化膨胀使产层渗透率下降,从而损害油气 层。 泥饼过厚也至少产生两个害处:①井径缩小,引起起下钻遇阻遇卡;② 泥饼粘附卡钻。因此生产现场上要求泥饼薄、密、韧;失水量适当(并 非越小越好)。
1.碱度调整剂(Alkalinity Control)
2.杀菌剂(Bactericides)
3.除钙剂(Calcium Remover) 4.缓蚀剂(Corrosion Inhibitor) 5.消泡剂(Defoamers)
➢钻井液处理剂消耗量占了油田化学 剂总量50%左右,说明了钻井液处理
6.乳化剂(Emulsifiers) 7.降滤失剂(Filtration Reducer)
❖ 塑性粘度(PV) PV=Φ600-Φ300
中国石油西部钻探工程公司
动切力
❖ 动切力是指泥浆在层流流动时,粘土颗粒之间及高聚合物分子之间的 相互作用力(形成空间网架结构应力)。影响动切力的因素是泥浆中 的固相含量、分散度、粘土粒子的ξ电位和水化程度,粘土粒子吸取 处理剂的情况以及高分子聚合物的使用等。
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文章编号:1001-5620(2011)06-0067-10钻井液技术的现状、挑战、需求与发展趋势孙金声, 张希文(中国石油集团钻井工程技术研究院,北京)摘要 介绍了国外钻井液技术的新进展,包括井壁稳定、防漏堵漏、抗高温钻井液、提高机械钻速的钻井液、低密度钻井流体、大位移井钻井液、储层保护、绿色钻井液等技术,以及“十一五”期间中国钻井液技术的主要成果,分析了当前钻井液技术面临的主要挑战及“十二五”发展需求,并讨论了钻井液技术的发展趋势。

关键词 钻井液;现状;发展趋势;综述中图分类号:TE254.3 文献标识码:A近年来,钻井液在保障钻井井下安全、稳定井壁、提高钻速、保护储层等方面的作用日益突出,但随着当前复杂地层深井、超深井及特殊工艺井越来越多,人们对钻井液技术提出了更高的要求。

为此,国外开展了大量的应用基础理论和新技术研究,取得了一系列的研究成果和应用技术,而“十一五”期间中国钻井液技术也取得了较大进展,但与国外相比仍有差距。

因此,为了更好地为钻井作业提供优质高效的钻井液技术,同时也为中国“十二五”钻井液技术发展方向提供科学依据,概述了钻井液技术现状、挑战、需求与发展趋势。

1 国外钻井液技术新进展1.1 井壁稳定技术1.1.1 高性能水基钻井液技术国外各大钻井液公司均研发了一种在性能、费用及环境保护方面能替代油基与合成基钻井液的高性能水基钻井液(HPWM),其典型配方如下。

(2%~4%)聚胺化合物+(1%~2%)铝酸盐络合物+(2%~4%)钻速提高剂+(2%~3%)聚合物(可变形封堵剂)+(0.2%~0.4%)改性淀粉+(0.15% ~0.3%)XC+(0.1%~0.2%)PAC代表性技术有M-I公司的ULTRADRIL体系、哈利伯顿白劳德公司的HYDRO-GUADR TM体系[1-2]。

该钻井液体系中,聚胺盐的胺基易被黏土优先吸附,促使黏土晶层间脱水,减小水化膨胀;铝酸盐络合物进入泥页岩内部后能形成沉淀,与地层矿物基质结合,增强井壁稳定性;钻速提高剂能覆盖在钻屑和金属表面,防止钻头泥包;可变形聚合物封堵剂能与泥页岩微孔隙相匹配,形成紧密填充[3]。

贝克休斯钻井液公司则把聚胺化合物与聚合醇的浊点和铝的化合作用相结合,形成了一种PERFORMAX高性能水基钻井液体系,该体系利用封堵聚合物MAX-SHIELD™、铝化合物MAX-PLEX™、水化抑制剂MAX-GUARD™及聚合物包被剂NEW-DRILL™的共同作用来封堵泥岩孔隙和微裂缝,阻止钻井液滤液的侵入,减小孔隙压力的传递作用,极大地提高了水基钻井液的抑制性。

在墨西哥湾、美国大陆、巴西、澳大利亚及中国的冀东、南海等地的现场应用效果表明,高性能水基钻井液具备抑制性强、能提高机械钻速、高温稳定、保护储层及保护环境的特点[4-5]。

1.1.2 成膜水基钻井液技术通过在水基钻井液中加入成膜剂,使钻井液在泥页岩井壁表面形成较高质量的膜,以阻止钻井液滤液进入地层,从而在保护储层和稳定井壁方面发挥类似油基钻井液的作用。

第一作者简介:孙金声,教授级高级工程师,1965年生,现为中国石油集团钻井工程技术研究院钻井液研究所副所长。

地址:北京市学院路20号钻井液所;邮政编码100083;E-mail:sunjinsheng@。

68据CSIRO(Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization)和Baroid的报道,他们研制了具有成膜效能的3种新型化合物,它们的膜效率在55%~85%之间,在此基础上形成了具有高膜效率的新型水基钻井液,并在现场取得了良好的应用效果。

目前已肯定几种钻井液体系具有成膜作用,分别为:①聚合醇钻井液体系;②甲基葡萄糖甙钻井液体系;③硅酸盐钻井液体系,其中膜效率最好的为硅酸盐钻井液体系[6-7]。

1.1.3 井壁“贴膜”技术或称井壁“镶衬”技术斯伦贝谢剑桥研究中心提出了一种井壁“贴膜”(或称井壁“镶衬”)技术,即利用树脂的光固化反应性能在井壁上生成井筒衬即井壁“贴膜”,是一种集稳定井壁、防漏堵漏、提高地层承压与保护储层一体化的新技术。

该技术首先通过一种可不断旋转、含有导光管、带有孔眼的工具将光敏感性树脂材料输送到井下,喷射出来的树脂材料可清除井壁上的虚泥饼,同时利用树脂的光固化反应迅速固化形成一层类似壁纸的“贴膜”,称之为可遥控的井筒衬技术,根据实际需要可调整树脂在井壁上的聚合情况,且通过实时的图像传输可以看到井壁上形成的“贴膜”,该贴膜具有较好的弹性,承压能力强,可达到稳定井壁、提高承压能力和保护储层的目的。

1.1.4 油基钻井液技术1)具有平坦流变性能的油基钻井液。

M-I公司研发了一种用于深水钻井、大位移井并具有平坦流变性能的油基钻井液,该体系由少量有机土、适量增黏剂、乳化剂、流型调节剂等组成,其流变性不受温度压力影响,滤失量小、井眼净化能力强,可有效保护储层,能解决随温度和其他环境改变而引起的井底清洁能力下降、环空当量循环密度过大、重晶石沉降和井漏等问题,并满足环境保护的要求。

2)低固相矿物油基钻井液。

该钻井液[8]用溴化钙盐水作分散相,标准矿物油作连续相,液态树脂有机物替代天然沥青作降滤失剂,基本配方如下。

423 kg/m3低芳香族矿物油+30 kg/m3乳化剂+ 10 kg/m3液态降滤失剂+10 kg/m3优质有机土+ 161 kg/m3清水+364 kg/m3溴化钙盐水(密度为1.7 kg/m3)+10 kg/m3石灰在挪威中部Aasgard油田的现场应用效果表明,与传统钻井液相比,该钻井液具有更好的封堵性及热稳定性,井眼净化时间短、保护储层效果好。

3)高密度低固相油基钻井液。

M-I公司用甲酸铯盐水配制了密度为1.66 g/cm3的低固相油基钻井液[9],其基本配方如下。

360 L/m3基油+590 L/m3甲酸铯盐水+35 L/m3乳化剂+2 kg/m3石灰+重晶石在Statfjord油田的现场应用效果表明,该钻井液与常规油基钻井液的差别在于固相含量由22%降低到了1%,不会发生井眼失稳、对地层损害小且能提高油井产能。

4)不含有机土的油基钻井液。

哈利伯顿白劳德公司报道了一种不含有机土的油基钻井液,其基本配方如下[10]。

0.075 m3线性石蜡+34.2 kg/m3乳化剂+8.55 kg/ m3石灰+28.5 kg/m3聚合物降滤失剂+1.425 kg/m3改性脂肪酸+0.02 m3水+43.6 kg/m3氯化钙+22.8 kg/m3纤维类增黏剂+1 484.85 kg/m3四氧化三锰现场应用效果表明,该钻井液可解决高压、高温(204 ℃)和高密度(2.2 g/cm3)条件下重晶石的沉降问题,能降低大位移井中的当量循环密度。

5)无固相钻/完井液。

贝克休斯钻井液公司研发了一种由石蜡、乳化剂、润湿剂、油、氯化钙及溴化钙盐水组成的无固相钻/完井液,该体系可用于活性页岩中钻井和水平井中的砾石充填液,其密度可通过改变油水比、CaCl2或CaBr2水相密度来调节。

1.2 防漏堵漏技术1.2.1 用于严重漏失的堵漏塞M-I公司研发了一种FORM-A-SQUEEZE堵漏塞,可用于解决各种裂缝、孔洞地层漏失及井喷事故,其配制的高滤失/高固相钻井液经过漏层时,液相挤压钻井液而快速形成泥饼封堵漏层,抗温可达232 ℃且环境友好,封堵效果不受速凝剂、缓凝剂、温度及时间的影响。

哈利伯顿白劳德公司研发了一种能够制止严重或完全钻井液漏失、层间窜流及井喷的堵漏剂FlexPlug®,其封堵作用通过堵漏剂与钻井液之间的化学反应而实现,该反应迅速且节省钻进时间,不需要起下钻,在钻头下与钻井液混合后能够很快形成堵漏塞,产生封堵效果[11-13]。

贝克休斯钻井液公司研发了一种由交联聚合物和桥堵剂混合成的刚性凝胶桥塞X-LINK,其在泵入漏层后可形成非常结实的刚性胶质塞,可适用于胶结性差的砂砾岩及裂缝发育的灰岩等地层发生的孙金声等:钻井液技术的现状、挑战、需求与发展趋势69严重漏失。

该产品无毒环保,能依据温度用缓凝剂和速凝剂控制交联速率和时间,不需起钻换钻具组合,且形成的胶质塞很容易被钻穿后由振动筛分离。

1.2.2 弹性石墨类材料弹性石墨为具有弹性、菱角、双组分碳结构的材料,在孔隙和微裂缝的压缩状态下,能够先收缩继而又膨胀,具有较好的弹性、可变形性、韧性和化学稳定性,在扩张填充和内部挤紧压实双重作用下,可自适应封堵不同形状和尺寸的孔隙或裂缝。

代表产品有哈里伯顿白劳德公司的STEELSEAL®、贝克休斯钻井液公司的LC-LUBE和菲利普斯公司的Rebound™ [14]。

1.2.3 井眼加固技术国外提出了通过增大井壁强度并有效提高地层抗破裂能力的方法,用来加固渗透性地层和非渗透性地层,以达到加大井眼稳定窗口,并以较高钻井液密度钻进时不会发生漏失的目的,该方法为解决钻井过程中的漏失问题提供了新的思路。

为了达到井眼加固的目的,需要通过像楔子一样来挤压井眼周围岩石而形成小裂缝,钻井液中的合适固相封堵材料迅速进入裂缝并在裂缝开口附近形成桥塞,桥塞渗透率必须足够低,以便阻隔液柱压力的传递,产生能够封堵裂缝、阻止裂缝进一步扩大、防止压力传递到裂缝末端、提高井眼周向应力的“应力笼”效应,达到防漏堵漏的效果。

代表性的井眼加固技术有,M-I公司的一体化井眼加固技术I-BOSS、哈里伯顿白劳德公司的Wellbore Stress Management™技术等[15]。

1.3 抗高温钻井液技术1.3.1 抗高温处理剂M-I公司研制了一种聚乙烯基吡咯烷酮PVP[16],该聚合物可使钻井液具有良好的剪切稀释性和携带能力,抗温达180 ℃;M-I公司还研制了一种分子量为50万~100万的共聚物Hosta-drill4706,其能改善钻井液的流变性,抗温达230 ℃;M.Samuel 等[17]研制了一种两性离子表面活性剂VIS-PILL,其既可作增黏剂,又可作降滤失剂,抗温达190 ℃;Md.Amanullah等从天然材料中提取了GSP作高温保护剂,其可阻止膨润土钻井液在150 ℃以上的高温下热降解;Luigi F.等[18]研发了一种柠檬酸锆抗高温降黏剂ZRC,其能在204 ℃以上控制膨润土的高温胶凝,提高其它处理剂的热稳定性;美国报道了由AMPS、SMP及AM共聚合成的处理剂COP-1、COP-2,抗温达262℃;德国报道了由钠、锂、镁和氧组成的合成多层硅SIV[19],热稳定性达370 ℃,其结构类似于天然膨胀性微晶高岭石,用其配制的钻井液体系抗温达233 ℃。

1.3.2 抗高温钻井液体系1)甲酸盐无固相钻井液。

常用处理剂在甲酸盐钻井液中配伍性好,且甲酸盐能提高聚合物的高温稳定性和热稳定性。

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