2013泥浆公司成果——混原油阳离子钻井液技术

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塔中113H井钻井液施工技术

表１地质情况
地层第三＋第四系侏罗系三叠系二叠系石炭系志留系奥陶系井深（ｍ）０１６～９８岩性特征黄泥岩粉砂岩夹红泥备注易垮塌造浆重
此井段井眼大、速快。配浆１０方，用双泵大排量混浆钻钻０采进，级固控全开，液大量补充，至５１５充分循环钻四胶钻０．ｍ井液，已配好的稠浆一次性潜入井内，用下套管及固井顺利。
合物、当的滤失量和般土含量。适
２工程简况
塔中１３井使用 ‘ １．５ｍ钻头钻至井深５１５，１Ｈ｝１１ｒ３ａ０．ｍ
（）井段中部（９０３０ｍ）用聚合物防塌体系，２此２０～７０采下入４４．ｒｍ＊５０４表层套管。二开使用２５９ｍ按配方在原浆基础上逐渐补充降失水剂、塌剂，钻井夜２４５ａ０．ｍ１．ｒａ防使的钻头钻完导眼段４０ｍ后回填至４１ｍ，造斜钻进、５０２０再定失水量逐渐变小，饼质量逐渐变好，壁防塌能力逐渐变泥护向钻进和水平钻进，钻进到水平段井深至４７．２时，强，将钻井液密度逐渐由１１ｇｃ当６１４ｍ并．０／ｍ０提到１１～１１ｇ．７．８／经测井测试、定提前完钻。下人套管４７．８ｍ商１７ｒａ

浅薄层水平井钻井技术

浅薄层水平井钻井技术作者：宋炳义来源：《中国石油和化工标准与质量》2013年第03期【摘要】浅薄层水平井在钻井施工中，容易发生划眼出新眼、卡钻、完井工艺失败等复杂情况和事故。

通过对地层特点、轨迹控制、完井工艺等分析，确定了浅薄层水平井的钻井施工难点和要点，制定了技术措施，在施工中实施并取得了较好的效果。

【关键词】浅层水平井固井完井1 概述随着油田的不断开发，浅层薄层油气层越来越得到重视。

而浅层薄层油气层由于油气层薄、油性粘稠、开采出砂严重等情况，给采油工艺造成困难，采用热采水平井筛管完井工艺可以解决浅层薄层油气层的开发难的问题。

由于地层埋藏浅、地层松软、地层造浆性强，油层薄、特殊工具使用多等因素，浅薄层水平井的施工给钻井技术提出了更高的要求。

通过对地层特点、钻井工艺的要求的分析，确定了施工要点，制定了施工措施。

2 地层及水平井完井工艺简介胜利油田施工的浅层水平井大多开采井深（垂深）在1500米以内的油层，这些井大多钻遇地层为平原组、明化镇组、馆陶组、东营组，地层地质年代新、埋藏浅、地层松软、造浆性强、易垮塌。

胜利油田的浅层水平井水平位移多在260米～700米，水平延伸段在100米～400米之间，完井套管串为：177.8mm盲板+防砂补偿器+充填防砂装置177.8mm防砂筛管串+177.8mm套管X1根+盲板+短套管1根+管外封隔器+短套管1根+管外封隔器+短套管1根分级箍+套管串+热应力补偿器+套管串+水泥胀封管外封隔器+套管串。

3 施工难点分析地层埋藏浅、地层松软，容易造成井径扩大率大，固井质量受到影响；地层造浆性强，井眼清洗困难，容易造成复杂情况和事故；地层松软，油气层薄，井身轨迹控制难度大；高造斜率和松软的地层，在定向段易形成键槽，造成携砂困难和卡钻事故；井眼曲率大，动力钻具的使用，对钻具管理和使用提出了较高要求；特殊工具的使用，给钻井施工提出严格要求；完井工具多、工艺要求不统一，容易造成工艺失败或复杂情况；直井段短、井眼曲率大，套管下入困难；钻分级箍和盲板，影响固井质量及造成套管破损和断开。

征11井钻井液施工技术

开井段
４钻井液体系优选
上部聚合物抑制体系：般土＋０４ＫＰ７．ＡＭ十０３．
～
二开上部井段１１ —１１３～４１一ｌ．３．５５００５二开下部井段．５．７４～５８ｌ１１ —１１ＯＯ一Ｏ三开上部井段．６．８４０５＜５１１一１１５ —５三开下部井段．８ｌ２５ — ６＜３１１一＿０００＜ｌ５＜１２
丁河组
４５～４４泥岩、砂、２Ｏ５０细粉砂、砂岩砾
易掉易漏
２工程简况
征１】井一开用４４５ｍ钻头钻至１９下人ｑ３．４．ｒａ４ｍ，，９３
（）在７ｍ＊１８３表套。二开用 ‘ １．１ｒｍ钻头钻至易侵易漏；５保证润滑性能有难度。具体施工是：原浆ａｒ４．０ｍｌ１５３ａ基础上逐渐加入ＨＱ一１ＳＮＨＷＪ１Ｓ、ＰＰ、一、ＭＰ一１和ＫＦＴ２０ｍ，人￣４．ｒｍ＊２０．７技套。三开用２５９４２下ｚ４５ａ４０１ｍ１．２使钻井液有强的抗温能力和防塌润滑能力，进一步，更ｒｉ钻头钻至４４ｍ完钻，测一次成功，入１７８ｍｆｌｌＴ５０电下７．ｒａ
ＮａＣＯ３０３ＫＰ２＋．ＡＭ＋３ＳＰＮＰ＋３ＫＦＴ一２十４

油基钻井液技术

2、组分与性能
2.9.2 国内配方 75% 矿物油 + 3.8%主乳化剂 +1.2％辅乳化剂 +1% 润湿剂 + 3%有机土 +0.5% 增黏剂 + 25%CaCl2（25%溶液）+2 %CaO + 2%降滤失剂 + 加重至1.0～1.60 g/cm3
2.9.3 国内外配方性能对比
基浆与性能密度
3、油基钻井液的配制方法
3.1 双罐混合配制方法
3.1.5 加重：乳状液形成后可以加入重晶石以达到所需的密度。加重晶石时适当控制速度，一般每小时10~15吨。如果使用的混合装置不良，应降低速度，若发现重晶石有水润湿的迹象，应该再降低加入速度，同时加入润湿反转剂。被油润湿的重晶石将会促进乳状液的稳定性。 3.1.6 体系的活度：可以将粉末状的CaCl2直接加到整个乳状液中。应该避免把片状的CaCl2直接加入乳状液中。若用块状CaCl2则先配成所需浓度的水溶液。开始时先用70％配成乳状液并加重后，再把剩余的30％溶液加到乳状液中。
具有油基钻井液的各种优点，同时环境友好，特别适用于海上钻井。
1、概述
1.6 油基钻井液的发展趋势
油基钻井液的发展取决：需求与成本、环境要求的平衡需求：性能上几乎可满足任何地层钻进的需要。成本：成本高、对环境毒性大等缺点，决定了该类体系只有特殊要求时，才考虑使用。由于环境要求越来越严格，尤其海上钻井作业排放物毒性限制严格，以柴油为基油的油基泥浆体系不能满足环境保护部门提出的毒性指标要求。所以近年来发展了低毒和无毒油基钻井液以满足生态环境方面的要求。油基泥浆的毒性主要来自基础油中的芳香烃。芳香烃含量越多，毒性越大。芳香烃的含量一般用苯胺点来表示，苯胺点越低，则芳香烃的含量越高，毒性也越大。在环保要求更加严格的地方，使用合成油配制的油基泥浆，则是低毒的。需要强调的是毒性越低，所需的费用就越高。低固相以及具有新型封堵材料的油基钻井液是针对新问题的新改进。所以应该使用哪种油基泥浆应视实际情况综合考虑。

阳离子聚合物钻井液体系研制及现场试验

阳离子聚合物钻井液体系研制及现场试验毛伟汉【摘要】阳离子聚合物钻井液体系的抑制、包被、絮凝效果显蓍。

对包被剂、抑制剂性能的评价有两种方法：一是测定岩屑回收率，回收率越高，抑制分散效果越好；二是岩心膨胀量的测定，膨胀量越低，抑制性越好。

确定钻井液处理剂配方为：0.2%～0.3%HX-D+0.2%～0.3%NW-1+0～0.3%NPAN-2+0.2%～0.4%HPNH+0.2%～0.3%DJ-C （或0.2%FPS）。

大、小阳离子聚合物钻井液是一种优良的聚合物钻井液体系，该体系对抑制大庆油田上部地层大段泥岩造浆和井壁泥岩水化膨胀效果显著，可有效减少缩径、井眼不畅、下钻遇阻、钻具泥包等井下复杂现象。

该钻井液体系性能稳定，固相含量低，外排钻井液量少。

【期刊名称】《油气田地面工程》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】3页(P23-24,25)【关键词】大阳离子;小阳离子;聚合物钻井液;黏度;实验【作者】毛伟汉【作者单位】大庆油田钻探工程公司钻井三公司【正文语种】中文大庆油田油层以上为大段泥岩层，埋深最小达到800m，最大到1 000m。

嫩江组从嫩4段到嫩1段长600～800m，黏土矿物含量达到50%以上，其中以蒙脱石和伊利石为主。

2000年以后，通过使用钾铵聚合物钻井液体系和乳液高分子聚合物钻井液体系地层造浆得到有效控制，同时泥岩吸水膨胀导致的缩径和井壁剥落坍塌现象大幅度减少。

但是钻井液稳定性还不理想，钻井液外派量大，还存在下钻遇阻、泥包问题。

通过对国内外有关聚合物钻井液文献的研究，阳离子聚合物钻井液体系的抑制、包被、絮凝效果显著。

经过对大阳离子、小阳离子性能以及与其他处理剂的配合性进行研究，合成了一种适合强抑制钻井液配方体系，现场应用取得了显著效果。

抑制剂包括聚丙烯酸钾K—PAM、乳液包被剂GJ—2、两性离子聚合物FA368、大阳离子聚合物包被絮凝剂XW—D、小阳离子NW—1。

防塌降滤失剂包括铵盐NPAN、复合铵盐NPAN—2、磺化沥青FTD2、高温高压降滤失剂HPNH、褐煤树脂SMLP。

阜宁X1井钻井液技术

ＮＩＨＰＡＮ４，
ＰＭＨＡＩ细水长流” —Ｉ“ 式补充，保持钻井液漏斗粘度５ — ５、力０５ｓ切０５２１５之间，．— ／— 钻井液携砂良好。每钻进２００ｍ使用Ｉ％ＫＤ２一３和ｌ％Ｑ一ｓ２封堵地层，改善泥饼质量，提高井壁承压能力。工程上配合加快接单根速度、大排量钻进，钻完一开井深充分大排量循环，采用１％ＭＶＣ — ＭＣ的稠浆清扫井眼。起钻、下表层套管、固井顺利。
３１管（一５．导Ｏ３ｍ）钻井液配方：清水＋ — ％钠土粉＋．— ．％Ｎ￣Ｏ２３０２０３ａＣ保持大排量钻进，钻完后循环充分，下入导管，固封顺利。
３２一开（５７６．３ — ０ｍ）
钻井液配方：原浆＋．— ．％ＰＡ０３０５ＭＨ一Ⅱ＋．－．％ＫＣ３０４０５０１０２２Ｏ＋．— ．％
段硬脆泥岩井壁稳定问题。
（）３古生界高地温易引发钻井液性能易突变，地层硬、可钻性差易导致钻井液长期浸泡使井壁失稳，要解决高温下井壁稳定问题。ｆ）４预探井材料使用要利于发现和保护油气层。２２－技术思路（上部井段采用复合金属离子聚合物钻井液，１）保持钻井液高粘度、低粘切，确保携砂。（）２下部阜宁组、泰州组井段使用防塌钻井液，提高钻井液防塌封堵能力；提高钻井液密度，采用近平衡钻井技术，确保裸眼井段硬脆泥岩
钻井液配方：原浆＋．－．ＭＨＡ０２ｏ３％Ｐ一Ⅱ＋．％ＣＷ—Ｉ＋．２０＋Ｏ１ＳＩ０１Ｃ３％Ｋ０５ＨＨＡＮ２Ｓ４１Ｌ一＋．— ．．％Ｎ４Ｐ＋％Ｑ一＋％ＫＧ１１２％石蜡纳米乳液０Ｏ（ＰＨ —Ｉ１ＭＡＩ）加量控制在１￣ｍ配合使用０１Ｋｌ，．Ｋｍ的ｃａｒ提５ｏｔ，ｅ高抑制包被性。ｆ）２进入阜宁组后提高密度，保持在１７／ｍ，．Ｉｃ振动筛上返砂大小规２ｇ则、垮塌垮塌掉块。无（）３使用１％ＯＡＭ— ＩＹ．Ｓ５Ｋ、％ＬＤ进行防塌处理，配合适量０２Ｏ．Ｃ％Ｋ每钻进１０１００ — ５ｍ补充一次防塌剂ＱＡＫ，ＳＭ— 总含量保持在３％以上。（）４定向成功后使用Ｏ％一％石蜡纳米乳液替代原油作为润滑剂，．２５利于油气层发现。根据摩阻变化 “ 少食多餐 ” 式补充，提高润滑、减少钻具对硬脆泥岩摩擦碰撞。（在钻至油层前５ｍ，５）０使用２％石蜡纳米乳液、．Ｌ — 和３１％ＫＧｌ５％Ｑ一，ｓ２利用石蜡纳米乳液和ＫＧ１Ｌ－形成的油膜屏蔽带对油气层实施屏蔽暂堵保护。（）６控制中压失水ＡＩ５ｌ防止因地质、程原因，成钻井液长Ｐ＜ｍ，工造期浸泡井壁，起井壁不稳定。引ｆ起钻前加入ＩＲ０，强钻井液的润滑性，７）ｔＨ１２增确保下技术套管固封顺利。

预防井漏及压差卡钻钻井液技术

便可自行堵漏，如果还漏，则按配方配制堵漏浆，专门堵漏，封井浆封裸眼井段，保证了电测五趟都一次性成功、下套管
｛
ｋｅｙｐｒｅｓｓ＝ｋｅｙ
＿
— ＿
回状态ｓＯ
ｉｎｐｕｔ；
／／读按键输入
ｂｒｅａｋ；
三开井段的钻探要求。
关键词：井塌；井漏；钻进液；油气层
中圈分类号：ＴＢ
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７２ — ３１９８（２０１３）２２－０１８８ — ０２
ｌ三开钻井液难点及对策
直至堵漏成功，恢复生产。（３）由于井下压差大（地层压力
添加１～２ＷＳＤ非渗透抗压处理剂缩径。（２）本段地层防裂缝性地层易漏失，应先期做好防漏透技术保护油气层：工作；本开一次开钻就要加入１～２非渗透处理剂、２形成无渗透保护膜，利用沥青的“ 封堵” 作用和聚合醇 “ 键随钻堵漏剂，增加地层承压能力，预防漏失。本开漏失多合 ” 作用，封堵裂缝，既能有效防漏又能有效保护储层。（６）地层微裂缝出现的渗漏，发现漏失后可静止一段时间一般完钻后，充分循环干净，用３液体润滑剂＋４玻璃微珠的
｝
ｓｗｉｔｃｈ（ｋｅｙｓｔａｔｅ）

钻井液技术

粘土胶体化学：在一般胶体化学规律指导下，专门研究粘土胶体的生成、破坏和物理化学性质的科学。
狭义胶体：胶体大小（三维中任一维尺寸在1100nm之间）的微粒分散在另一种连续介质中所形成的分散体系。
广义胶体：包括粗分散体系（悬浮体、乳状液、泡沫）；溶胶；高分子真溶液；缔合胶体。
学习本章的意义:
Keep the newly drilled wellbore open untill steel casing can be cemented in the hole.
Cool and lubricate the rotating drillstring and bit.
概论——钻井液不应具有
气体：用高速气体或天然气清除钻屑
概论——钻井液的组成
概论——钻井液技术发展概况
发展
水基钻井液
清水分散钻井液抑制性钻井液不分散聚合物钻井液
油基钻井液
原油柴油为连续相钻井液油包水乳化钻井液
预测
钻井液强化井壁技术复杂地质条件下深井、超深井、大位移井钻井液技术新型钻井液体系及其处理剂的研制与应用废弃钻井液的处理技术保护油气层的钻井液技术
晶层间靠微弱的分子间力连接，连接不紧密，水分子容易进入两个晶层之间发生膨胀（全脱水时晶格间距为9.6A，吸水后可达21.4A），水化分散性能较好（造浆能力强），是配制泥浆的优质材料。
粘土矿物的晶格构造和特点
伊利石
伊利石的晶体构造和蒙脱石相类似，不同之点在于伊利石中硅氧四面体中有较多的硅被铝取代，因取代所缺的正电荷由处在相邻两个硅氧层之间的K+补偿，因K+存在于晶层之间并进入相邻氧原子网格形成的孔穴中，使各晶胞间拉得较紧，水分不易进入层间，因此它是不易膨胀的粘土矿物。

车古208-斜1井四开小井眼钻井液技术

４）在井段３７９２～３９４０１ＴＩ、４７７０～４８１９ｍ存
１工程地质简况
车古２０８一斜１井位于济阳坳陷埕南断裂带车
古２０潜山车古２０８区块．该钻井深４８８８．Ｏ０ｍ．四开使用 ①１４９．２ｍｍ钻
Ｖｏ１．２０Ｎｏ．４Ａｕｇ．２０１３
车古２０８－斜１井四开小井眼钻井液技术
邱春阳
（胜利石油管理局钻井工程技术公司泥浆公司，山东东营２５７０６４）
摘要：车古２０８斜１井位于济阳坳陷埕南断裂带车古２０潜山车古２０８区块，设计井深
钻井液体系适应本区块地层特点，有助于本区块的进一步勘探开发．
关键词：车古２０８一斜１井；小井眼；岩屑床；井壁失稳；润滑防卡
中图分类号：ＴＥ２５４．３车古２０８－斜１井是富台油田新区的一口生产
在泥质灰岩，邻井地层灰岩与泥岩交结性差，地层
收稿日期：２０１３－０４－２４作者简介：邱春阳（１９７８．），男，辽宁铁岭人，工程师
第４期
邱春阳：车古２０８．斜１井四开小井眼钻井液技术
・４７・
相对不稳定，易造浆，吸水膨胀后垮塌掉块，造成卡钻．一旦卡钻，则会造成难以处理的复杂局面．５）在斜井段，井眼的上侧井壁处于悬空状态，仅靠钻井液的液柱压力平衡地层应力和上井壁岩石的重力．当发生抽吸时，上井壁失去力的平衡，加剧了井眼的坍塌；在斜井中，钻井液对井眼浸泡的时间比直井长，进一步促进了井壁失稳．６）储层埋藏较深，井底温度相对较高，达到１５０

油基钻井液介绍及应用

油基钻井液介绍及应⽤油基钻井液⼀、油基钻井液发展概述1、定义及类型油基钻井液是指以油作为连续相的钻井液。

两种油基钻井液——全油基钻井液和油包⽔乳化钻井液。

在全油基钻井液中，⽔是⽆⽤的组分，其含⽔量不应超过10%；⽽在油包⽔钻井液中，⽔作为必要组分均匀地分散在柴油中，其含⽔量⼀般为10~60%。

2、油基钻井液的优缺点与⽔基钻井液相⽐较，油基钻井液具有能抗⾼温、抗盐钙侵、有利于井壁稳定、润滑性好和对油⽓层损害程度较⼩等多种优点。

⽬前已成为钻⾼难度的⾼温深井、⼤斜度定向井、⽔平井和各种复杂地层的重要⼿段，并且还可⼴泛地⽤作解卡液、射孔完井液、修井液和取⼼液等。

油基钻井液的配制成本⽐⽔基钻井液⾼得多，使⽤时往往会对井场附近的⽣态环境造成严重影响。

为了提⾼钻速，从20世纪70年代中期开始，较⼴泛地使⽤了低胶质油包⽔乳化钻井液。

为保护环境，适应海洋钻探的需要，从80年代初开始，⼜逐步推⼴使⽤了以矿物油作为基油的低毒油包⽔乳化钻井液。

3、油基钻井液的发展阶段⼆、油基钻井液的组成1、基油(BaseOil)油包⽔乳化钻井液是以⽔滴为分散相，油为连续相，并添加适量的乳化剂、润湿剂、亲油胶体和加重剂等所形成的稳定的乳状液体系。

在油包⽔乳化钻井液中⽤作连续相的油称为基油，⽬前普遍使⽤的基油为柴油(我国常使⽤零号柴油)和各种低毒矿物油。

为确保安全，其闪点和燃点应分别在82℃和93℃以上。

由于柴油中所含的芳烃对钻井设备的橡胶部件有较强的腐蚀作⽤，因此芳烃含量不宜过⾼，⼀般要求柴油的苯胺点在60℃以上。

苯胺点是指等体积的油和苯胺相互溶解时的最低温度。

苯胺点越⾼，表明油中烷烃含量越⾼，芳烃含量越低。

为了有利于对流变性的控制和调整，其粘度不宜过⾼。

各种基油的物理性质注：Mentor26、Mentor28、Escaid110、LVT和BP8313均为常⽤矿物油的代号。

2、⽔相(WaterPhase)：淡⽔、盐⽔或海⽔均可⽤作油基钻井液的⽔相。

永1平1井四开钻井液施工技术探讨

１施工情况简介
一
：
一
足够的含量。每趟钻坚持做钻井液高温老化、高温沉降和成隐患。钻井液容水限等实验，以判断钻井液的抗高温稳定性和抗（）岩段的粘卡问题（７５６７ｍ垂深５３ — ２砂５６ — １２６５高温材料是否充足，以便及时补充。５３ｍ）６８。 ②对钻井液进行部分置换并给以净化。在施工中，发西山窑组砂岩段岩性主要是灰色细砂岩和棕褐色细砂现钻井液有老化或劣质固相增多迹象，是对钻井液进行先岩，渗透性好，容易形成厚泥饼，发生粘卡。由于前期造易后是在循环罐里配制与井浆性能完全一致的新的钻斜率低，四开使用旋转导向工具增斜效果差，在施工中被迫清罐，以确保钻井液干净且性能稳定。使用了２０度的螺杆全力增斜，致井身轨迹很差。随着井液进行部分置换，．导水平位移越来越长，钻进中的传压、卡、屑床等问题会参考文献粘岩
摘要：卜平１井位于新疆昌吉州境内，永进油田的第一口超深科学实验水平井，计井深７９１。钻探目的是永是设４１＂２１
勘探侏罗系西山窑组油、藏。该地区在钻井施工过程中，地层极其复杂，气因易发生掉快、阻卡、塌等复杂情况，起长井井引段划眼、至卡钻等复杂事故。针对该井的复杂情况和难点，取了阳离子聚磺混油钻井液体系。现场实钻表明：套钻甚采该

2013泥浆公司成果——鸭K总包井钻井液优快保障技术

鸭K总包井钻井液优快保障技术
国际钻井泥浆技术服务公司 2013年12月
目录
一、成果背景
1.1 成果概况
一、成果背景
1.2区域地层岩性组合
砂泥岩互层、含石膏
砂泥岩互层、含石膏
石油沟段易缩径
白垩系含粒、砂泥岩不等厚互层、层里发育大段纯泥岩
一、成果背景
1.3 区域钻井情况
井号
队号完钻时间完钻井深m
鸭N540
50718 2012 3720
鸭K1-1
50718 2012 3738
鸭K1-2
50068 2013.1.7 3790
鸭K1-3
50552 2012.12.23 3600
井型
最高密度钻井液体系事故%
直井
1.40 阳离子 0
25.96°
1.32 阳离子 0
21.15°
1.30 阳离子 5.11（测井）
1
0.5 0 酒泉组牛沟套胳塘沟白杨河中沟组下沟组
通过室内评价—不同岩屑在不同井段钻井液中16小时膨胀率均小于 5%，钻井液抑制性能满足长裸眼钻井需要
二、主要研究内容
2.6钻井液配方形成及评价——粒度分析
自二开到完井以及液相欠平衡阶段钻井液固相粒度在0.2~90um之间，微分分布呈现两个明显的波峰，分别为坂土和加重材料峰，波形明显粒度相对集中，说明钻井液具有较强的抑制分散和絮凝能力。
通过综合分析和比较，制定如下润滑方案：
2800m以内井段采用KX-1； 2800~完井井段采取LRQ-1、JXFQ-6、FT-1复合润滑剂并在地面充分乳化和浸泡后使用；井斜超过30度井段使用JXFQ-1并在地面乳化后使用。定向井段提高CHM浓度至2%，抑制和辅助润滑

深井超深井钻井液及固井技术

深井超深井钻井液及固井技术目录第一节深井超深井钻井液技术 (3)一、我国深井超深井钻井液技术概述 (4)二、国外深井超深井钻井液技术概述 (5)三、油基钻井液在深井超深井中的应用情况 (11)四、水基钻井液在深井超深井中的应用情况 (13)五、新型耐高温水基钻井液 (26)六、抗高温处理剂 (39)第二节国内外深井超深井固井完井技术 (45)一、国内固井基础理论研究 (46)二、国内常规固井技术 (46)三、国内深井固井技术 (47)四、国内深井固井实例 (49)五、国内深井完井技术 (53)六、深井固井完井问题原因探讨 (56)七、深井固井完井技术措施探讨 (57)八、国外深井超深井固井技术 (59)九、国外超深井完井技术 (69)第一节深井超深井钻井液技术由于普通泥浆高温高压下会发生降解而失效,因此,钻深井超深井必须使用专门的泥浆，这种泥浆必须具有：高温稳定性、良好的润滑性和剪切稀释特性，固相含量低、高压失水量低、抗各种可溶性盐类和酸性气体的污染,有利于处理、配置、维护和减轻地层污染。

现已研制出各种适合于钻深井超深井的泥浆，新的泥浆也在不断出现。

深井超深井钻井液技术的特点:①井愈深,井下温度压力愈高，钻井中泥浆在井下停留和循环的时间愈长，使深井超深井泥浆的性能变化和稳定性成为一个突出的问题,而且井愈深,井下温度愈高,问题就愈突出。

②深井钻井裸眼长,地层压力系统复杂，泥浆密度的合理确定和控制则更为困难，且使用重泥浆时，压差大因而经常出现井漏、井喷、井塌、压差卡钻以及由此而带来的井下复杂问题,从而成为深井超深井泥浆工艺技术的难点之一。

③深井钻遇地层多而杂，地层中的油、气、水、盐、粘土等的污染可能性增大,且会因高温作用对泥浆体系的影响而加剧,从而增加了泥浆体系抗污染的技术难度。

④泥浆对深部油层的损害，因高温而加剧, 从而对打开油层钻井完井液的技术要求更加严格。

⑤浅井已取得成效的各种先进钻井工艺技术及先进工具,在深井井段应用受到很大的限制。

AT1—14X井阳离子悬乳液钻井液技术研究与应用

按照上述配方，配基浆，价其抗温、老化、评抗抗钠土污染、抗盐抗钙污染性能，验该体系的实用性。检１２１阳离子悬乳液体系抗温抗老化实验．．将基浆做１０、４℃ 、６ ℃ 的抗温实验，价其２ ℃ １０１０评
表４阳离子悬乳液体系加重稳定性
表８不
２１年第９期０１
西部探矿工程
６９
阳离子悬乳液体系静态渗透率恢复值最高可以达
到９．，于通常认为具有较好油气层保护效果的６５高聚丙烯酸钾钻井液体系，态渗透率恢复值平均达到动８，于聚丙烯酸钾钻井液体系７，明该钻井液７高６说
系、侏罗系、三叠系泥页岩的水化分散，保证了井壁稳
性能参数，结果如表１所示，从实验结果可以看出，该体系抗温可达１０。４℃
表１阳离子悬乳液体系抗温实验
条件
（ｍＬ）
５．２
５．２５．２９．６
ＦＬ
３ｏｏ
８５
８２
９３
（Ｆａ・ｓｍ）
！Ｖ
３Ｏ３２
３０
ＹＰ
（ａＰ）
１．２５
９
５５
５Ｏ５６
２５１．．／２５１５２５．／．
９９９
１．２５
３
１３／
０５１．／
４４

石油工程专家王卫国

石油工程专家王卫国佚名【摘要】王卫国，男，高级工程师，1970年生，新疆石河子人，1991年石油大学（华东）钻井泥浆专业毕业，历任吐哈油田钻井公司泥浆技术员，泥浆技术服务公司副经理、经理，西部钻探国际钻井公司副总工程师，现任西部钻探国际钻井公司副经理。

【期刊名称】《新疆石油地质》【年(卷),期】2012(033)005【总页数】1页(PI0004-I0004)【关键词】石油工程;石油大学（华东）;钻井泥浆;专家;高级工程师;新疆石河子;油田钻井;服务公司【正文语种】中文【中图分类】TE21王卫国，男，高级工程师，1970年生，新疆石河子人，1991年石油大学（华东）钻井泥浆专业毕业，历任吐哈油田钻井公司泥浆技术员，泥浆技术服务公司副经理、经理，西部钻探国际钻井公司副总工程师，现任西部钻探国际钻井公司副经理。

王卫国同志自参加工作以来，先后在国内吐哈、玉门、青海等油田及乌兹别克和哈萨克斯坦等国家从事钻井技术研究和服务工作，根据不同的地质情况，研发了有针对性的钻井液技术20余项，发表技术论文40余篇，现为西部钻探技术专家。

王卫国同志根据生产工作的需要，研究形成了系列化钻井液技术，包括多套复杂地层的钻井液、螯合金属离子钻井液、可循环微泡沫钻井液、乳化原油钻井液、水包油钻井液、油包水钻井液、欠饱和盐水钻井液、复合盐水及饱和盐水钻井液体系、超低渗透钻井液、隔离膜钻井液、无黏土相钻井液和甲酸盐钻井液等技术，满足了各种复杂地质情况下的安全、高效钻井的需要，创造了良好的经济效益。

仅乳化原油钻井液、水包油钻井液、油包水钻井液系列技术在吐哈油田特殊工艺井中的应用，就创经济效益800余万元。

针对吐哈油田古近-新近系盐膏层，乌兹别克斯坦和哈萨克斯坦的巨厚盐岩层，塔里木油田的盐膏层，开展了技术攻关，研制出欠饱和盐水、复合盐水，饱和盐水钻井液体系，解决了盐膏层的缩径、卡钻等技术难题，节约资金1500万元之多。

吐哈油田的白垩系之下的层位在钻井过程中坍塌严重，给钻井安全带来极大隐患，严重影响了吐哈油田的钻井效益和勘探进度，在他的建议下，引进了超低渗透钻井液、隔离膜钻井液技术，在神北6、葡11、葡15、连4-S等井应用取得成功。

钻井液工艺原理

名词解释 1. 晶格取代2. 钻井液:用于钻井的具有各种各样功用以满足钻井工作需要的循环流体3. 钻井液的阳离子交换容量：每100ml 钻井液所能吸附亚甲基蓝的量，用()m CEC 表示粘土的阳离子交换容量CEC ：在分散介质的PH 值为7的条件下，100g 粘土所能交换下来的阳离子总量4. 粘土的水化作用：粘土矿物遇水后，在其颗粒外表吸附水分子形成水化膜，经层间增大的过程5.造浆率:1t 粘土所能配出的表观黏度为15mPa*s 的钻井液体积6. 取代度d :纤维素分子每一葡萄糖单元上的三个羟基中,羟基上的氢被取代而生成醚的个数称为取代度7. 剪切速率：垂直于流速方向上单位间隔流速的增量剪切应力：单位面积上的剪切力8.表观粘度：又称有效粘度，是在某一剪切速率下，剪切应力与剪切速率的比值，a τμγ=宾汉：0a p ττμμγγ==+ 幂律：1n ak τμγγ-==a γμ增加，减小9. 剪切稀释性：塑性流体和假塑性流体的表观粘度随着剪切速率的增加而降低的特性钻井液的触变性：指搅拌后钻井液变稀，静置后又变稠的性质〔一般用终切力与初切力之差表示〕 10.钻井液的造壁性：钻井液滤失过程中，其自由水进入岩层，固相颗粒附着在井壁上形成泥饼，减小浸透性阻止或减慢钻井液继续侵入地层填空SMP/SMC/SMT动切比 0.36-0.48pa/〔mpa*s 〕流性指数n 控制在0.4-0.7 试验渗滤压差 0.89mpa影响粘土阳离子交换容量大小的因素：粘土矿物的本性；粘土的分散度；溶液的酸碱度电动现象的存在说明胶粒外表总带有电荷，其主要来源：电离作用，晶格取代作用，离子吸附作用，未饱和键简答1. 钻井液的组成:由膨润土,水.各种处理剂,加重材料,及钻屑所组成的多相分散体系钻井液的功用：携带和悬浮岩屑；稳定井壁和平衡地层压力；冷却和光滑钻头、钻具；传递水动力此外钻井液还要做到：与所钻遇的油气层相配伍，满足保护油气层的要求；有利于底层测试，不影响对地层的评价；防止对钻井人员和环境发生伤害和污染；不腐蚀井下工具及地面装备或尽可能减轻腐蚀钻井液分类：分散钻井液〔细分散〕；钙处理钻井液，盐水钻井液，饱和盐水钻井液〔粗分散〕；聚合物钻井液，甲基聚合物钻井液〔不分散〕；油基钻井液；合成钻井液；气体型钻井液；保护油气层钻井液2.静电稳定理论〔DLVO理论〕：溶胶在一定条件下是稳定存在还是聚沉，取决于胶粒之间存在的两种相反的作用力，即互相吸引力与静电斥力，当胶体颗粒在布朗运动中互相碰撞时，吸力大于斥力，溶胶就会聚结，反之，斥力大于吸力时，粒子碰撞后又分开，保持其分散状态3.粘土水化膨胀受三种力制约：外表水化力；浸透水化力；毛细管作用力影响粘土水化膨胀的因素：粘土晶体的部位不同，水化膜厚度不一样；粘土矿物不同，水化作用的强弱不同；粘土吸附的交换性阳离子不同，其水化程度有很大差异泥浆中可溶性的盐类及泥浆处理剂的影响温度和压力的影响粘土水化膨胀作用机理：粘土矿物外表吸附水分子和补偿阳离子吸附水分子，增大晶层间距的过程4.丹宁的稀释机理:单宁酸钠苯环上相邻的双酚羟基可通过配位键吸附在粘土断键边缘的铝离子处，而剩余的—ONa和—COONa均为水化基团，他们又能给粘土颗粒带来较多的负电荷和水化层，使粘土颗粒端面处的双电层斥力和水化膜厚度增加，从而拆散和削弱了粘土颗粒间通过端--面和端—端连接形成的网架构造，使粘度和切力下降5.不同交换性阳离子引起水化程度不同的原因P42粘土单元晶层间存在两种力：膨胀力和带负电荷的晶层之间的斥力，—层间阳离子—粘土单元晶层之间的静电引力假设静电引力大于晶层间的斥力，即2〉1，那么粘土只能发生晶格膨胀假设晶层间斥力大于静电引力，即2〈1，粘土发生浸透膨胀6.对抗高温钻井液处理剂的一般要求1）高温稳定性好，在高温条件下不易降解2）对粘土颗粒有较强的吸附才能，受温度影响小3）有较强的水化基团，使处理剂在高温下有良好的亲水特性4）能有效抑制粘土的高温分散作用5）在有效加量范围内，抗高温滤失剂不得使钻井液严重增稠6）在PH较低〔7-10〕时也能充分发挥其效力，有力与控制高温分散，防止高温胶凝和高温固化现象的发生7．聚合物钻井液的特点1．固相含量低而且亚微粒子所占比例也较低2．具有良好的流变性3．钻速快4．井壁稳定民井径规那么5．对油气层伤害小，有利于发现和保护气层6．防止井漏7．钻井本钱低阐述1.影响聚结稳定性的因素并举例（1）电解质浓度的影响1）在高浓度电解质存在时，除了胶粒非常靠近以外，在任何间隔上都是吸引能占优势，在这种情况下聚结速度最快2）在中等电解质浓度下，由于存在远程斥力能的作用，聚结过程被延缓了3）在低电解质浓度下，由于存在明显的远程斥力能的作用，聚结过程很慢例：钻井时发生盐侵或钙侵时，易导致钻井液性质发生变化，应采用饱和盐水钻井液体系（2）反离子价数的影响电解质中起聚沉作用的主要是与胶粒带相反电荷的反离子，反离子价数越高，聚沉值越低，聚沉率越高，聚沉才能越强例：（3）反离子大小的影响水化离子半径越小越容易靠近胶粒，越容易发生聚沉，尤其对低价离子影响显著例：钾基聚合物钻井液中钾离子起页岩抑制剂的作用（4）同号离子的影响同号离子对胶体有一定的稳定作用，可以降低反离子的聚沉才能，但有机高聚物离子例外例：HPAM在膨润土颗粒上吸附，可增加粘土颗粒的电动电位（5）互相聚沉现象带一样电荷的两种溶胶混合后没有变化，除个别例外，而两种相反电荷的溶胶互相混合那么发生聚沉例：正电胶MMH参加水基钻井液中，使得其切力增加，滤失量也增加2．无机处理剂在钻井液中的作用机理(举例说明)〔1〕离子交换吸附在配置预水化膨润土时，参加适量碳酸钠，使钠离子与钙蒙脱土颗粒外表的钙离子发生交换，从而使粘土的水化和造浆性能进步，分散成更小的颗粒，使钻井液粘度和切力升高，滤失量降低〔2〕调控钻井液的PH值添加适量的烧碱进步钻井液的PH值，以应对PH值下降的现象3〕沉淀作用如有过多的钙离子或镁离子侵入钻井液，那么会削弱粘土的水化和分散才能，破坏钻井液性能，这时可先参加适量烧碱出去镁离子，然后用适量纯碱除去钙离子〔4〕结合作用在受到钙侵的钻井液中参加足量的六偏磷酸钠，可生成稳定的络离子，将钙离子束缚起来，相当于从钻井液中除去钙离子(5) 与有机处理剂生成可溶性盐单宁腐殖酸等有机处理剂在水中溶解度很小，不易吸附在粘土颗粒上，参加适量烧碱，使之转化为可溶性盐，如单宁酸钠和腐植酸钠，才能发挥其效能〔6〕抑制溶解的作用在钻遇岩盐和石膏地层时，常使用盐水钻井液和石膏处理的钻井液，甚至是使用饱和盐水钻井液，来增强钻井液抗污染才能，以及防止可溶性岩层的溶解，使井径保持规那么推导静滤失方程：假设：泥饼厚度与钻井直径相比很小，泥饼是平的且厚度为定值，泥饼不可压缩且其浸透率不变滤失速率：f mcdV kA Pdth μ∆=〔1〕 K —泥饼浸透率 2m μsm m sc mc f V f h A ⋅=⋅⋅ μ--滤液粘度 amP s ⋅()sm f mc sc mc f V h A f h A +⋅=⋅⋅ f V --滤液体积 3cm 于是有 ()1sm f f mc sc sm sc sm f V V h A f f f A f ⋅==-⎛⎫- ⎪⎝⎭〔2〕 m V --钻井液体积 3m将〔2〕带入〔1〕中得：1f scf sm dV f kA P A dtV f μ⎛⎫∆=- ⎪⋅⎝⎭将上式积分得：022112fV tscf f sm f sc sm f f kA P V dV A dtf V f kA Pt f V μμ⎛⎫∆=- ⎪⎝⎭⎛⎫=-∆ ⎪⎝⎭==⎰⎰分析静滤失量的影响因素：1〕滤失时间；2〕压差越大，滤失量越大；3〕滤液的粘度；4〕温度〔T 增大，粘度减小，滤失量增大〕；5〕固相含量，钻井液中固相含量越高，泥饼中固相含量越小，钻井液滤失量越小；6〕岩层的浸透性；7〕泥饼的压实性，泥饼越薄，浸透性越小，滤失量越小；8〕钻井液的絮凝和聚结，可进步泥饼浸透率，从而增大滤失量7. 流变参数的计算11/min 1.703r s -= 0.511τθ= Pa τ-0.51130010001.703N Na r N Nθθτμ==⨯= a a mP s μ-⋅ :N N θ转速为时的读数60012a μθ=宾汉流体：()6003006003006003006003000.51110001022511p θθττμθθγγ--==⨯=---()()60030006006006003000.51110220.5111000p p θθττμγθθμ-=-=-⨯=-假塑性流体：6003003.322lg n θθ= 3000.511511n k θ=2.几种主要粘土矿物的晶体构造特点及其对储层的影响（1）高岭石1〕1:1层型粘土矿物；2〕几乎无晶格取代，CEC很小，负电量少；3〕晶层与晶层之间容易形成氢键，故晶层间连接严密；4〕水化性能差，造浆性能不好影响：1）在钻井过程中，含高岭石的泥页岩地层易发生剥蚀掉块2）高岭石常见疏松地层，在砂岩空隙中常以分散质点式存在且颗粒较大，附着力弱，是储层中产生微粒运移的根底物质3）流体以较高流速流向油层时，因剪切力作用使其从砂岩颗粒外表脱落随流体一起流动，在喉道上产生堵塞4）当储层中有较多高岭石成分时，应控制流体流速（2）蒙脱石1〕2:1型粘土矿物2〕晶格取代多在八面体中，CEC大，负电量大3〕晶层间引力以分子间力为主，因力弱，晶层间距较大，水分子易进入晶层，引起晶格膨胀4〕晶层的内外外表均可进展水化及阳离子交换，吸水性强，造浆率高影响：1）钻井时易导致缩径，卡钻事故2）易出如今浅层，以薄膜形式粘附在碎屑颗粒外表3）亲水性强，比外表高其水化膨胀会降低储层浸透率，降低产量（3）伊利石1）2:1层型粘土矿物2）晶格取代多发生在四面体中，其晶胞平均负电荷比蒙脱石高，产生的负点主要由钾离子平衡3）晶层间引力以静电引力为主，比氢键强，晶层间距较小是非膨胀型粘土矿物4）水化作用仅限于外外表影响：1）多是搭桥式，有很多微细孔隙，产生强吸水区，外来液体侵入后，易造成含水饱和度增加，使油层的相对浸透率下降2）一些毛发状的伊利石在流体流动时有可能被粉碎，并运移至喉道外形成阻塞，其单向阀作用，从而伤害油气层的浸透率（4）绿泥石1）2:2层型粘土矿物2）层间有水镁石晶片，静电核数很低3）非膨胀性粘土矿物影响：1）富含铁，具有酸敏性2）酸化时被溶解，释放铁离子，当酸耗尽时会形成氢氧化铁沉淀，其粒度比一般底层喉道尺寸大，易堵塞喉道而损害油层，造成酸化失败3. 调整钻井液宾汉形式流变性参数的一般方法可概括为：〔1〕降低p μ：1〕通过合理使用固控设备，加水稀释，减少固相含量2〕用化学絮凝方法降低粘土分散度〔2〕进步p μ：1〕参加低造浆率粘土，重晶石，增加固相含量 2〕混入原油或适当进步PH 值 3〕增加聚合物处理剂的浓度〔3〕降低0τ：1〕参加降粘剂，拆散钻井液中已形成的网架构造2〕如因2a C +，2Mg +等污染引起的0τ升高，可用沉降方法去除这些离子3〕用清水或稀浆稀释也可起到降低0τ的作用〔4〕进步0τ：1〕可参加预水化膨润土浆，或增大高分子聚合物的加量2〕对于钙处理钻井液或盐水钻井液，可通过适当增加2a C +和aN +浓度来进步0τ8. 钻井液在井内发生滤失的全过程由三个阶段组成：瞬时滤失；动滤失；静滤失瞬时滤失：地层刚钻开尚未形成泥饼之前的滤失特点：时间短；滤失速率最大；利于钻井动滤失：钻井液循环时的滤失特点：压差较大；泥饼薄；滤失量由较大减小至定植静滤失：钻井液停顿循环时的滤失特点：压差较小；泥饼较厚；滤失量较小结论:静滤失比动滤失的滤失速率小，但泥饼厚控制滤失量应控制动滤失，控制泥饼厚度应控制静滤失。