中东沙特地区复杂地层钻井液适应性分析与应用
地层漏失钻井处理技术在沙特KHURAIS地区的应用
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杨 鹏 . 层 漏 失 钻 井 处 理 技 术 在 沙 特 KHUR S地 区 的 应 用 地 AL
・9 ・ 3
3 漏 失 问题 的 解 决 方 案
3 1 表 层 裂 缝 性 漏 失 的 处 理 .
c 3的柴油乳化泥浆钻进 ( 4 表 5 , m 表 、 )在钻进过 程 中按 照约 2 0袋/ h的量 往泥浆 中补 充堵漏 剂 ( 锯末 粉 、 ]如
关 键 词 : 漏 边钻 ; 透 性 和 裂 缝 性 漏 失 ; 粘 泥 浆 扫 井 ; 油 乳化 泥 浆 边 渗 高 柴
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20 0 8年 7月
石 油 地 质 与 工 程 PT OE E R L UM O G D E G NE RI G GE [ ) Y AN N I E N (
第2 2卷
第 4期
文 章 编 号 : 6 3—8 1 2 0 0 17 2 7( 0 8)4—0 9 0 2—0 3
乳 化 泥浆 、 级 固 井 等 技 术 及 相 关 的 配 套 技 术 措 施 。 这 些 钻 井 技 术 及 相 关 的 配 套 措 施 的 成 功 实 施 , 快 了 双 加
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地 层 漏 失 钻 井处 理技 术在 沙 特 KHUR S地 区 的应 用 AI
杨 鹏
( 国石 化 胜 利石 油 管 理 局 海 外 工 程 管 理 中 心 , 中 山东 东 营 2 7 0 ) 5 0 1
钾钙基聚合物钻井液体系在玛湖35井研究与应用
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钾钙基聚合物钻井液体系在玛湖35井研究与应用引言随着石油工业的发展,对钻井液体系的要求也越来越高。
传统的钻井液使用中存在着污染环境、浪费资源等问题,为了解决这些问题,研究人员提出了一种新型的环保型钻井液——钾钙基聚合物钻井液。
由于其优良的性能和环保的特点,钾钙基聚合物钻井液在油气田开发中得到了广泛的应用。
本文以玛湖35井为研究对象,对钾钙基聚合物钻井液的性能进行了研究,并总结了其在玛湖35井的应用效果。
通过对比实验,得出了钾钙基聚合物钻井液在玛湖35井的优势和不足之处,并提出了改进建议,为今后钾钙基聚合物钻井液在类似地质条件下的应用提供了参考。
一、钾钙基聚合物钻井液的特点1.环保性能钾钙基聚合物钻井液采用无毒、无害的原料,并且能够在钻井过程中降解,不会对地下水和周围环境造成污染,具有良好的环保性能。
2.良好的稳定性钾钙基聚合物钻井液在高温高压环境下具有良好的稳定性,可以保证钻井的顺利进行。
3.优异的钻井性能钾钙基聚合物钻井液具有良好的抗渗漏性能和减少井壁稳定能力,有利于提高钻井效率和减少事故发生的概率。
二、玛湖35井的地质条件玛湖35井位于中东地区,地质条件复杂,地层较硬,温度较高,压力较大,对钻井液的性能要求较高。
三、钾钙基聚合物钻井液在玛湖35井的研究1.钾钙基聚合物钻井液配方设计根据玛湖35井的地质条件,设计了一套适合的钾钙基聚合物钻井液配方,包括基础液体、分散剂、稠化剂和降滤剂等成分。
2.钾钙基聚合物钻井液性能测试对配方设计的钾钙基聚合物钻井液进行了一系列性能测试,包括流变性能、抗渗性能、降滤性能和高温高压条件下的稳定性等。
3.钾钙基聚合物钻井液在玛湖35井的应用效果在玛湖35井进行了钾钙基聚合物钻井液的现场应用试验,对比实验结果表明,该钻井液体系在玛湖35井具有良好的适用性和稳定性。
四、改进建议通过对钾钙基聚合物钻井液在玛湖35井的研究,发现了一些不足之处,如抗渗性能和高温高压条件下的稳定性有待改进。
钻井液封堵剂性能评价及应用
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钻井液封堵剂性能评价及应用一、引言随着石油勘探开采技术的不断发展,钻井液封堵剂在油田开发中扮演着越来越重要的角色。
随着深层、复杂地质条件下油气储层的钻井条件的复杂性不断增加,钻井液封堵剂性能的高低直接关系到钻井效率和油田开发效益。
对钻井液封堵剂的性能进行评价并合理应用,对于提高钻井技术水平、降低钻井成本、保障油井稳定生产具有重要意义。
二、钻井液封堵剂的作用和分类钻井液封堵剂是用来封堵钻井液在井壁和地层中的漏失、防止地层层间窜水和提高井壁稳定性的物质。
其作用主要包括:(1) 填塞漏失孔隙:钻井液封堵剂可以填塞地层中的孔隙,防止钻井液向地层中渗透和漏失,减少钻井液对地层渗透性的破坏。
(2) 稳定控制井壁:钻井液封堵剂在井眼壁上形成封堵层,增加井壁的抗渗能力,提高井眼壁的稳定性,减少井壁的塌陷和崩塌现象。
(3) 防止地层层间窜水:在地层中形成一定的封堵层,阻止地层层间的水、油、气窜动,保持地层的稳定和完整。
根据封堵剂的成分和性质,钻井液封堵剂可以分为物理封堵剂和化学封堵剂。
物理封堵剂主要包括地层水泥浆、泥浆钻井液和封堵球等,其封堵效果主要通过密度和粘度来实现;化学封堵剂主要包括有机高分子物质和胶体颗粒等,其封堵效果主要通过化学反应和吸附作用来实现。
三、钻井液封堵剂性能评价方法1. 封堵效率评价封堵效率是评价钻井液封堵剂性能的关键指标之一。
通过实验室模拟地层条件,可以进行封堵效率的评价。
一般可以采用孔隙压力、渗透率和封堵剂压力等指标来评价封堵效率。
封堵效率越高,表示钻井液封堵剂具有更好的封堵性能。
2. 粘结性评价粘结性是钻井液封堵剂的另一个重要性能指标。
通过实验室试验和现场钻井液测试,可以评价钻井液封堵剂的粘结性。
主要包括粘结力、粘结时间和粘结强度等指标。
粘结性好的封堵剂能够快速在井眼壁上形成封堵层,增强井壁的稳定性。
3. 环境友好性评价钻井液封堵剂在使用过程中应具有较好的环境友好性,不仅要对地层和井眼壁具有一定的封堵效果,还要对环境具有一定的稳定性和不产生毒害物质。
钻井液技术与应用
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对测井解释和储层可能造成严重危害。
××井采用盐水钻井液钻井,测井解释时误把水层解
释为油层。
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前言
钻井液对勘探开发投资效率影响大
• 在钻井过程中,油层被打开后,首先接触的外来液体是 钻井液,钻井液就会对油层产生损害,这种损害在钻开 油层的整个过程中都一直存在。钻井液损害油层后,要
的有二项:钻井液和井下工具。
–钻井液对井壁周围的地层性质和井眼稳定影响最大.
控制和平衡地层压力、浸泡井壁、形成泥饼等。
–钻井液受地层影响及破坏最严重.
钻屑、掉块、地层流体侵入等均直接进入钻井液中。
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前言
钻井液对录井影响大
• 地层物质(包括钻屑、地层流体等)是由钻井液循环带出,因此
润土,对钙、镁等二价离子敏感。
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一、钻井液的组成与体系分类
氯化钾聚合物钻井液 (1) 基本组成 - 高分子量聚丙烯酰胺或部分水解聚丙烯酰胺包被絮凝 剂(PAM、PHPA、KPAM ) - 水解聚丙烯腈降滤失剂(NaPAN、KPAN,NH4PAN) - 低分子量聚合物解絮凝剂或木质素磺酸盐稀释剂(FCLS) - 预水化膨润土 - 烧碱和/或纯碱 (2) 特点 - 强抑制性 - 高温稳定性较好 - 固容能力较强 - 对金属的腐蚀性较强 - 影响电测解释
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一、钻井液的组成与体系分类
聚磺钻井液 (1) 基本组成 - 高分子量聚丙烯酰胺或部分水解聚丙烯酰胺包被絮凝 剂(PAM、PHPA、KPAM) - 水解聚丙烯腈降滤失剂(NaPAN、KPAN,NHห้องสมุดไป่ตู้PAN) - 磺甲基酚醛树脂(SMP)和/或磺甲基褐煤(SMC)和/或褐煤 树脂共聚物(SNPH)降滤失剂 - 磺甲基丹宁稀释剂(SMT) - 磺化沥青防塌剂(FT-1) - 预水化膨润土 - 烧碱和/或纯碱 (2) 特点 - 中等抑制性 - 良好的高温稳定性 - 抗污染能力较强
水敏性复杂地层深孔绳索取心钻进工艺研究与应用
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2024年2月地质装备水敏性复杂地层深孔绳索取心钻进工艺研究与应用李振风(湖南省矿产资源调查所,湖南郴州 423000)摘 要:宝山矿区地质构造较复杂,存在多个断裂破碎带,地层软硬互层交替,炭质页岩厚度大,遇水膨胀,钻孔缩径严重,钻进过程中易发生粘附卡钻㊁坍塌及埋钻等事故,属于典型的水敏性地层㊂针对该类地层在钻进过程中出现的这些问题,通过优化钻孔结构㊁合理钻具级配,采用金刚石绳索取心钻进工艺和低固相钻井液护壁技术,适当控制回次进尺长度和回次进尺时间等措施,保证了钻孔孔壁的稳定性及工程安全,有效地解决了水敏性地层钻进中出现的问题,加快了施工进度,取得了较好的钻进效果,使项目得以顺利完成㊂本次钻探施工完成了钻探进尺9500余米,达到了地质找矿目的,取得了较好的经济和社会效益㊂此外,希望适用于该矿区的钻进工艺方法对其他相似水敏性复杂地层的钻探施工具有一定的参考意义㊂关键词:水敏性地层;低固相冲洗液;粘附卡钻;钻进工艺;钻具组合中图分类号:P 634.4 文献标识码:B 文章编号:1009282X (2024)01004306R e s e a r c h a n d a p p l i c a t i o n o f d e e p h o l e w i r e l i n e c o r e d r i l l i n g t e c h n o l o g yi n w a t e r -s e n s i t i v e c o m pl e x f o r m a t i o n s L I Z h e n f e n gH u n a n P r o v i n c i a l I n s t i t u t e o f M i n e r a l R e s o u r c e s I n v e s t i ga t i o n C h e n z h o u 423000 H u n a n C h i n a Ab s t r ac t T h e g e o l o g i c a l s t r u c t u r e i n B a o s h a n m i n i n g a r e a i s r e l a t i v e l y c o m p l e x w i t h m u l t i p l e f r a c t u r ed z o ne s a n d a l t e r n a t i n gl a y e r s o f s o f t a n d h a r d s t r a t a T h e t h i c k n e s s o f t h e c a r b o n a c e o u s s h a l e i s l a r g e a n d i t e x p a n d s w h e n e n c o u n t e r i n g wa t e r c a u -s i n g s e r i o u sb o r e h o l e s h r i n k a g e D u r i n g d r i l l i n g ac c ide n t s s u c h a s s t i c k i n g c o l l a p s i n g a n d b u r y i n g a r e p r o n e t o o c c u r m a k i n gi t a t y p i c a l w a t e r s e n s i t i v e f o r m a t i o n I n v i e w o f t h e s e p r o b l e m s t h a t o c c u r r e d d u r i n g t h e c o n s t r u c t i o n p r o c e s s i n t h i s t y pe of f o r m a t i o n m e a s u r e s s u c h a s o p t i m i z i ng th e d ri l l i n g s t r u c t u r e r e a s o n a b l e d r i l l i n g t o o l g r a d i n g u s i n g di a m o n d w i r e l i n e c o r e d r i l l i n g t e c h n o l o g y a n d l o w s o l i d -p h a s e d r i l l i n g f l u i d w a l l p r o t e c t i o n t e c h n o l o g y a p p r o p r i a t e l y c o n t r o l l i n g t h e l e n g t h a n d t i m e o f t h e s f o o t a g e p e r r o u n d t r i p e t c w e r e t a k e n t o e n s u r e t h e s t a b i l i t y a n d e n g i n e e r i n g s a f e t y o f t h e d r i l l i n g ho l e w a l l t h e p r o b -l e m s i n t h e d r i l l i n g o f w a t e r -s e n s i t i v e f o r m a t i o n s a r e e f f e c t i v e l y s o l v e d t h e c o n s t r u c t i o n p r o gr e s s i s a c c e l e r a t e d a n d t h e g o o d d r i l l i n g e f f e c t i s o b t a i n e d s o t h a t t h e p r o j e c t c a n b e s u c c e s s f u l l y c o m p l e t e d M o r e t h a n 9 500m o f d r i l l i n g w a s c o m pl e t e d i n t h i s d r i l l i n g p r o j e c t a n d t h e p u r p o s e o f g e o l o g i c a l p r o s p e c t i n g w a s a c h i e v e d w i t h g o o d e c o n o m i c a n d s o c i a l b e n e f i t s I n a d d i t i o n i t i s h o p e d t h a t t h e d r i l l i n g m e t h o d a p p l i c a b l e t o t h i s m i n i n g a r e a w i l l h a v e c e r t a i n r e f e r e n c e s i g n i f i c a n c e f o r t h e d r i l l i n g i n o t h e r s i m i l a r c o m pl e x w a t e r -s e n s i t i v e f o r m a t i o n s K e yw o r d s w a t e r -s e n s i t i v e f o r m a t i o n l o w s o l i d -p h a s e f l u s h i n g f l u i d s t i c k i n g o f t o o l d r i l l i n g t e c h n o l o g y b o t t o m h o l e a s s e m -b l yB H A 收稿日期:20231120基金项目:金属危机矿山接替资源勘查立项(编号:200643043);中国地质调查局地质调查项目(编号:1212011085372) 作者简介:李振风(1986-),男,工程师,从事地质勘探行业钻探施工技术与管理工作,E -m a i l :578724928@q q.c o m ㊂0 引言水敏性地层即溶胀分散地层或水化剥落地层,遇水极易膨胀缩径,造成冲洗液增稠,钻头泥包,继而引起孔壁表面剥落,崩解或垮塌超径㊂本次钻探勘查施工的宝山矿区地质构造较复杂㊂该矿区钻遇地层有两个特点:一是第四纪表土层较厚,并且较松散,有的孔位堆积和回填物较厚,坍塌㊁掉块严重;二是炭质页岩厚度大,遇水膨胀,钻孔缩径严重㊂该矿34李振风:水敏性复杂地层深孔绳索取心钻进工艺研究与应用第25卷第1期区存在多个断裂破碎带,地层软硬交替互层,钻进过程中易发生坍塌㊁埋钻等事故,属于典型的水敏性地层㊂因此,在钻孔施工过程中,孔壁的稳定性和冲洗液的性能指标是影响钻孔施工效率和钻孔质量的重要因素,也是本次钻探施工研究的重点与难点[1-5]㊂1工程概况1.1项目概况湖南省桂阳县宝山铅锌银矿边深部地质勘查工作于2020年9月起,至2021年9月止㊂该项目在实施过程中,基本按照 湖南省桂阳县宝山铅锌银矿边深部地质勘查实施方案 执行,但在实施过程中根据见矿效果及时调整了部分方案㊂主要实物工作量完成情况本次勘查工作主要由湖南省矿产资源调查所完成,宝山矿负责施工坑道和测量工作㊂2020~ 2021年完成的主要工作量有:竣工钻孔22个,共计9560m,主要为坑内钻探,少量地表钻探㊂1.2区域地质概况宝山矿田位于坪宝复式向斜的北端,区内地层比较发育,构造复杂,燕山期小岩体多,矿产资源丰富,地球物理㊁地球化学场特征显著,具长期地质发展历史㊂区域内岩石可钻性级别为4~7级,中等研磨性,岩石破碎㊁水敏性强㊂区内以坚硬至半坚硬的白云岩㊁白云质灰岩及炭质灰岩综合体为主,其次为半坚硬的泥质灰岩及中层状灰岩综合体,岩体完整性及稳固性较好,破碎带稳固性较差㊂灰岩㊁白云岩等碳酸盐岩岩溶化较弱,围岩蚀变以矽卡岩化为主,蚀变围岩硬度加大,但风化后强度显著降低㊂矿山内风化层较厚,一般达30~40m,最厚可达50~ 60m,风化岩石稳固性差㊂2项目施工情况2.1钻孔工程质量要求钻孔设计要求必须严格遵守‘地质岩心钻探规程“(D Z/T0227 2010),开孔采用146m m口径,终孔口径为75m m;钻孔终孔原则为钻穿矿体底板5.00~8.00m㊂钻孔终孔后用水泥全孔严实封孔,孔口标注标记㊂2.2主要施工难点分析据以往地质资料分析,该孔上部为泥质灰岩㊁炭质页岩地层,成岩性较差;下部为白云岩㊁石灰岩且软硬互层,岩性较致密,钻头适应性差,钻进效率低,且局部有溶洞,断层发育,易引起孔内钻井液漏失[6-7]㊂由于岩心采取率要求高,需采用绳索取心钻进工艺;但由于地层因素,岩心破碎㊁取心难度大,易发生钻头泥包㊁粘附卡钻及埋钻事故㊂施工地层炭质页岩水敏性强,钻进过程中井壁易失水缩径㊁坍塌,对冲洗液的抑制性和失水性等性能指标要求高[8]㊂该项目钻探工作量大㊁施工难度高㊁工期紧,对项目部的施工组织能力与技术保障要求也是不小的挑战㊂3钻孔施工工艺研究现以该项目施工的代表性钻孔K Z17402为例,进行钻孔施工工艺的具体阐述㊂3.1施工设备投入情况根据地质设计及技术要求等情况,设备选型㊁配套上把握 先进㊁适用㊁合理 的原则㊂考虑到该项目的任务为300~1200m以浅的钻孔,有斜孔也有水文孔,为确保按时完成任务,项目拟投入岩心钻机4台套(其中1台套为备用钻机),主要钻探设备情况见表1:表1主要钻探设备T a b l e1M a i n d r i l l i n g e q u i p m e n t设备名称型号规格数量额定功率/k W生产能力/m 立轴钻机X Y-6B1台套552000立轴钻机X Y-4T3台套301000柴油发电机组Y C D6Q23H82101台套120柴油发电机组Y C4D140-D313台套90钻塔S G X181副钻塔S G X133副泥浆泵B W-3201台25泥浆泵B W-2503台15绞车S J20004台5.52000 3.2钻孔结构及钻进施工情况分析该孔根据宝山矿区内岩石性质(岩石研磨性在弱~中硬之间),依据矿山地质设计的钻孔深度和终孔孔径,并结合自身设备能力与钻进工艺方法等综合考虑来设计钻孔结构㊂开孔采用直径150m m合金钻头或电镀金刚石钻头开孔,钻穿基岩一定深度后下直径146m m套管作井口管并用橡胶皮封堵好井口;换绳索P Q122m m绳索取心钻进300.00m,采心提钻,并下入直径114m m套管后换H Q96m m绳索取心钻进900.00m,下入直径89m m套管换N Q76m m绳索取心钻进至终孔㊂442024年2月地质装备钻孔一开钻进0.00~36.00m ㊂直径150m m 普通金刚石取心钻进,穿过4.50m 表层黏土后钻见灰岩,钻至36.00m 时,由于表土与岩层界面钻井液漏失严重,钻进困难,下入直径146m m 套管,用水泥固定井口,封闭井口,防止掉块㊁溢流㊂钻孔二开钻进36.00~235.00m ㊂采用P Q122m m 绳索取心继续钻进,钻至235.00m 时,由于灰岩裂隙发育,孔内漏水严重,下入直径114m m 套管㊂钻孔三开钻进235.00~850.00m ㊂下入直径114m m 套管后,采用H Q 96m m 绳索取心继续钻进㊂由于施工区域灰岩㊁炭质页岩遇水膨胀发育,该孔在300.00m ㊁600.00m ㊁700.00m ㊁900.00m 附近均出现不同程度的卡钻㊁井壁掉块㊁憋车㊁钻井冲洗液漏失等情况㊂钻至850.36m 后,孔内情况复杂,卡钻严重,钻机严重憋车,出现停车现象㊂考虑到孔内复杂情况,经研究下入直径89m m 套管㊂钻孔四开钻进850.00~1165.00m ㊂下入直径89m m 套管,最后采用N Q 76m m 绳索取心钻进至井深1165.00m 终孔㊂钻孔结构见图1㊂图1 钻孔结构示意图F i g .1 S c h e m a t i c d i a g r a m o f d r i l l i n g ho l e s t r u c t u r e 3.3 钻具组合及钻头选用情况分析考虑到宝山矿区全孔段地层复杂,水敏性岩层发育,为保证钻孔在钻进过程中安全与稳定,顺利完成钻孔的施工,该孔采用绳索取心钻进工艺㊂选用薄壁孕镶绳索取心钻头及对应扩孔器㊂鉴于岩层情况,选择胎体硬度H R C 30~35,金刚石浓度25%,金刚石粒度46~60目,也可根据地层情况调整胎体硬度及选择金刚石目数㊂如存在地层情况复杂,取心难度大等情况,可采用Q 3系列底喷钻头,使用半合管钻进㊂3.4 钻进技术参数分析钻进技术参数的选择是保证钻孔质量的关键,为确保钻孔6项质量指标,根据以下原则进行钻进参数选择:正常钻进时,应在机械能力㊁钻具管材强度允许的前提下,尽可能提高转速;在孔深㊁钻孔弯曲㊁超径的情况下或钻进强研磨性㊁破碎岩层时,钻压应适当降低;钻进过程中随着硬质合金㊁金刚石的磨钝,适当增大钻压;转速较高㊁岩石研磨性较强㊁岩石颗粒较粗时,选用较大泵量,反之则泵量应减小[9-12]㊂本次钻探施工采用的钻进技术参数如表2所示,并根据实际施工条件作出相应调整㊂表2 钻进技术参数选择T a b l e 2 D r i l l i n g pa r a m e t e r s e l e c t i o n 井段/m 井径/m m钻压/k N转速/(r ㊃m i n -1)泵量/(L ㊃m i n-1)0.00~36.0015012~1630~150150~25036.00~235.0012216~18230~48080~100235.00~850.009617~20350~50090~130850.00~1165.007610~18260~48080~1403.5 冲洗液现场配制与选择应用根据现场地质条件㊁钻进方法㊁钻孔深度和工程技术要求,正确选择使用润滑性能和排粉效果好的冲洗液㊂该孔现场配置钻井冲洗液的主要材料为:膨润土㊁纤维素㊁植物胶㊁P A N ㊁P A M ㊁C M C ㊁纯碱㊁腐殖酸钾㊁润滑剂等㊂配浆步骤如下:先加水,将土粉重量5%~8%的纯碱加到搅拌机内,再加膨润土粉搅拌均匀,静置24h 钠化后加入处理剂㊂用检测仪器测定新浆性能,合格后方可使用㊂若需加入几种处理剂,应按照先加分子量小的无机化学材料,再加有机高分子化学材料㊂3.5.1 冲洗液的选择钻进完整㊁孔壁稳定的地层,采用清水加聚合物的无固相冲洗液㊂钻进较完整㊁有轻度坍塌的地层,采用低固相有胶结性的优质泥浆㊂钻进未胶结或胶结很差的松散覆盖层时,在穿过覆盖层后下入套管护壁㊂钻进破碎㊁裂隙发育㊁掉块㊁坍塌或有不同程度的漏失地层,采用不同的优质泥浆做冲洗液;轻微漏失时可用增粘泥浆或堵漏泥浆,严重漏失时先进行54李振风:水敏性复杂地层深孔绳索取心钻进工艺研究与应用第25卷 第1期堵漏,然后再进行钻进㊂3.5.2 冲洗液的应用表土覆盖层为第四纪层,钻探施工冲洗液首先为泥浆,钻入完整基岩,下好套管后,再换低固相泥浆㊂遇到岩石破碎㊁孔壁坍塌时使用植物胶 腐植酸钾低固相的冲洗液,随孔深增加添加适量润滑剂或乳化剂;在中深孔施工中,为减轻钻进过程中的摩擦阻力及提高冲洗液携带岩粉能力,采用H P A N -H P A M 不分散低固相冲洗液㊂如遇到破碎带㊁小裂隙,采取灌注水泥浆封堵护壁;遇到井壁坍塌㊁缩径时,使用防塌剂或超重泥浆作冲洗液,控制井壁失水量来保护井壁;遇到大的断层或溶洞时,只有通过下套管来把它彻底隔离,然后换径继续向下施工㊂4 钻遇问题及解决措施矿区岩层水敏性发育,岩石破碎,取心难度大,易发生钻头泥包㊁粘附卡钻及埋钻事故,严重影响了钻探施工的进度,给安全高效绿色施工带来极大的挑战㊂通过对矿区地层情况分析和对岩性的初步识别判断,并结合钻孔施工所遇的具体问题,采取如下解决措施:(1)调整泥浆性能㊂矿区覆盖层较厚,一开钻进时采用单管取心工艺,起下钻时间多,辅助时间长㊂且由于岩性松软,黏土质成分较多,泥浆造浆严重,滤失量大,孔内缩径严重,致使钻井效率低,反复扩孔,施工效果不佳㊂针对此种问题,在扩孔时对泥浆性能进行了调整,提高泥浆p H ,循环净化除砂,全井彻底循环更换,降低滤失量及含砂量,提高了钻进效率㊂(2)优化钻孔结构㊂针对钻孔憋泵㊁取心困难等问题,采取优化钻孔结构的措施,增大开孔口径,增加套管程序,同时实际施工中采用超前裸眼钻进优化钻孔结构,为下部孔段留足安全储备口径㊂在复杂地层钻进时可适当增加钻头外径,如采用N Q+1或N Q +2的方式,增大外环状间隙,降低缩径和卡钻风险,也降低了循环压耗㊁憋泵等问题㊂在取心困难的岩层中钻进时应降低转速㊁压力和泵量,应适当控制回次进尺长度和回次进尺时间㊂(3)针对粘附卡钻的现象采取措施㊂加强泥浆的封堵防塌能力,控制滤失量,钻孔上部采用粗分散泥浆护壁,中下部采用低固相冲洗液护壁,确保在孔壁形成薄而韧的优质泥皮㊂严格控制起下钻速度,减轻抽吸作用所造成的孔壁失稳㊂(4)面对矿区钻探施工工作量大㊁难度高㊁工期短等施工挑战,制定完善切实可行的施工保障方案㊂以技术管理为支撑,严格落实安全㊁质量㊁进度㊁环保等各项要求,为项目的安全高效实施奠定坚实的基础㊂5 绿色施工及创新应用针对该项目施工地层及矿区环境特点,从人员㊁机械设备㊁材料㊁方法㊁环保㊁监测6个方面,建立完整的环境保护保障管理体系㊂在该项目实施过程中,加强绿色施工建设,充分分析评估该项目对生态环境可能造成的影响,在钻探施工过程中制定并做好详细的环境保护措施㊂(1)减少对植被㊁土地㊁地下水资源的破坏㊂在满足施工要求的前提下,减少场地占用,保护好不影响施工的树木,影响施工的树木做移栽处理㊂(2)减少施工对环境的污染㊂对钻探施工现场泥浆冲洗液循环系统沟槽做好防渗处理,设置废浆池,废浆静置沉淀后,取回上层浆水重复利用,减少废浆排放,不能利用的废浆委托第三方清运处理,现场做好各滴漏油液收集,减少对环境的污染㊂(3)采用绿色㊁无害㊁环保型低固相冲洗液㊂减少施工中泥浆冲洗液对矿区以及周边环境的影响,钻探施工中所用冲洗液尽量采用低固相冲洗液,遇复杂地层必须使用泥浆时,才可使用泥浆作为冲洗液进行钻进施工,尽量选择不改变土壤性质㊁不伤害植被㊁不破坏水质的泥浆材料㊂6 施工效果与经济分析针对该矿区地层水敏性发育,钻进过程中井壁易失水缩径㊁坍塌,易发生钻头泥包㊁粘附卡钻及埋钻事故等复杂地层钻进难点[13-16],通过优化钻孔结构㊁合理钻具级配,采用金刚石绳索取心钻进工艺和低固相钻井液护壁技术,适当控制回次进尺长度和回次进尺时间,保证了钻孔孔壁的稳定性及工程安全,加快了施工进度,取得了较好的钻进效果㊂在本次坪宝地区宝山矿区钻探施工过程中,由于工艺合理,措施得当,通过科学部署,精细施工,每台钻机台月效率达到450m ,纯钻时间利用率达到80%以上,具体施工进度分析如图2所示㊂经现场验收,钻孔各项质量技术指标均满足地质设计要求,达到了本次地质找矿的目的,并赢得了业主方的好评,取得了较好的经济和社会效益㊂642024年2月地质装备图2 施工进度分析F i g .2 C o n s t r u c t i o n p r o g r e s s a n a l ys i s 7 结语通过本次坪宝地区宝山矿区水敏性复杂地层的钻探施工,积累了以下几点经验体会:(1)在项目施工进场前,应通过现场踏勘㊁查阅矿区以往地质资料等方式了解矿区工程地质㊁水文地质㊁环境地质等资料,全面准确地掌握矿区地质概况与岩层属性等基本情况,从而为现场施工方案的编制与实施提供指导性意见㊂对施工中可能遇到的问题,应采取针对性措施,以利于项目的实施㊂(2)针对项目施工过程中遇到的粘附卡钻㊁埋钻等技术难题,通过加强管理㊁优化钻进工艺等措施进行技术攻关,取得了良好的施工效果㊂同时,在地层条件允许的情况下,通过钻孔结构优化设计和选择合理的钻探设备及施工工艺可有效提高钻探施工效率㊁降低施工劳动强度和节约施工成本,也有利于项目的组织管理㊂(3)该孔钻探施工钻井冲洗液采用不分散低固相泥浆,对钻进中破碎㊁分散㊁水敏性地层具有较强的封堵㊁抑制孔壁坍塌掉块作用,能够满足现场施工的要求㊂该泥浆冲洗液携砂能力强㊁流动性好㊁配制简单㊁维护方便,能有效地保证了钻孔取心质量和施工进度㊂(4)应加强组织管理,钻孔事故主要在于预防,预防主要靠人㊁靠责任心,有了责任心就能减少一些由于责任心不强而造成的孔内事故㊂遇到井内情况不明时,不要忙于进尺,要先把钻具提上来,分析情况,做好预防再进尺㊂参考文献(R e f e r e n c e s):[1] 王达,何远信.地质钻探手册[M 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yf o r s m a l l d i a m e t e rg e o l o g i c a l s u r v e y we l l s i n n o r t h e r n A n h u i [J ].D r i l l i n g E n g i n e e r i n g,2021,48(S 1):143147.[12]张伟.科学深孔复杂地层钻进技术难题与对策[J ].探矿工程(岩土钻掘工程),2014,41(9):712.Z H A N G W e i .T e c h n i c a l p r o b l e m s a n d c o u n t e r m e a s -u r e s f o r t h e d r i l l i n g o p e r a t i o n i n c o m pl e x f o r m a t i o n s o f s c i e n t i f i c d e e p d r i l l i n g p r o j e c t s [J ].E x p l o r a t i o n E n gi -n e e r i n g (R o c k &S o i l D r i l l i n g A n d T u n n i n g),2014,41(9):712.[13]苏舟,张绍和,王文彬,等.黔水地1井钻探施工技术难点及对策[J ].钻探工程,2021,48(5):5459.S U Z h o u ,Z H A N G S h a o h e ,W A N G W e n b i n ,e t a l .T e c h n i c a l d i f f i c u l t i e s i n d r i l l i n g of W e l l Q i a n s h u i d i -1a n d t h e i r s o l u t i o n s [J ].D r i l l i ng E n g i n e e r i n g,2021,48(5):5459.[14]祁新堂,谢永德,刘梁,等.河南省洛宁上宫金矿复杂地层钻探施工技术[J ].探矿工程(岩土钻掘工程),2020,47(3):3843.Q I X i n t a n g ,X I E Y o n g d e ,L I 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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。
沙特高温高压钻井难点与技术应用研究

质情 况, 深入分析该 区块复杂地质情 况, 相应地制定合理 井身结构 、 选用配套钻井工艺技术 , 配套 固 井技 术 , 提 高该地 区钻 井 速度 与效 率 、 低 钻 井作 业成 本 , 提 高勘 探 开发 效 率 。沙特 区块 的勘 探 难 点与 技 术 应 用研 究对其 他 项 目有极 其 重要 的借 鉴 意 义。
高温 高压增 加井控 风 险 。在 下部 地层 钻井 过程 中 ,
将钻遇多个高压气层 , 井底温度超过 1 6 0  ̄ ( 2 , 井底压力超 过7 0 MP a U n — a y z a h 地层和 S a r a h 等高压地层 易发生气侵 、 井涌 , 对井
钻 井液 性 能 的维 护处 理 较 为 困难 , 若 维护 处 理不 当 , 易 造成 井 下复 杂 、 损害储 层 并增 大钻 井 液 的成 本 费用 。 高 温 高压 增 加井 下 工具 选 择难 度 。高 温高 压 对入 井 的井 下 工 具 仪 器 也 是 一项 严 峻考 验 , 特 别 是像 井下 马达 、 尾管 悬挂 器 、 MW D等这 类 专用 工具 仪 器 , 给钻 井
西部 探矿 工程
2 0 1 4 年第4 期
沙特 高温 高压钻 井难点 与技 术应 用研 究
王 学杰
伸 石化 集 团 国际石 油勘探 开发 有 限公 司, 北京 1 0 0 0 2 9 ) 摘 要 : 沙特 B 区块 是 中石 化 国际勘 探 公 司与 沙特 阿 美公 司合 作 的一 个 勘探 区块 , 也是 国 际勘探 公
度大 、 钻 井周 期 长 。已完 钻 井 的井 深 接 近 6 0 0 0 m, 井 眼
金属矿山复杂地层深孔岩心钻探技术分析

管理及其他M anagement and other 金属矿山复杂地层深孔岩心钻探技术分析姜春雷摘要:深孔岩心钻探关键在于地质勘探,创新技术如三维电磁导向、实时地质信息采集、智能化岩心分析、无人机等应用,提升了勘探效率和数据质量。
这些技术的综合应用将推动领域更高效、智能、可持续发展,为地球科学研究和资源勘探提供可靠支持。
本文旨在为科学家、工程师和决策者提供深孔岩心钻探技术发展的新思路。
关键词:深孔岩心;创新技术;地质勘探深孔岩心钻探作为地质勘探和资源开发领域的核心技术之一,在揭示地下结构、研究岩石性质以及勘探油气等自然资源方面发挥着不可替代的作用。
随着科技的不断进步和创新技术的涌现,深孔岩心钻探正经历着一场全面的技术革命,为这一传统领域带来了前所未有的机遇和挑战。
在这一背景下,本文将聚焦于探讨创新技术在深孔岩心钻探中的应用前景,这些技术如何促进勘探效率的提升、数据质量的改善以及科学研究的深入开展。
1 复杂地层特征分析1.1 目标矿区地质特征目标矿区的地质特征对于深孔岩心钻探至关重要,因为它们直接影响着钻井过程中的稳定性和采集到的岩心样品的质量。
了解目标矿区的岩石类型是关键的。
不同类型的岩石在其物理性质、抗压强度以及孔隙结构上都存在差异,这对于选择合适的钻具和工作参数至关重要。
地层结构在目标矿区地质特征中占据重要位置。
地层结构包括地层的厚度、倾角、产状等方面的特征。
了解这些结构特征有助于确定钻探的钻进方向和角度,从而最大程度地提高钻探效率和成功率。
构造特征也是目标矿区地质特征的一部分。
构造特征包括褶皱、断层、褶皱带等地质构造,这些构造对地层的变形和破碎产生重要影响。
在进行岩心钻探时,需要考虑这些构造特征,以避免钻具卡住或遇到其他困难。
对目标矿区的岩石组成、矿物含量以及地层的孔隙度等进行详细分析也是必要的。
岩石的物理和化学性质直接影响岩心样品的采集和后续的实验分析。
孔隙度的了解有助于评估地层的渗透性和储层容积,对矿产资源的评估有着重要的意义。
复杂井眼环境下测井遇阻、遇卡情况分析与对策

复杂井眼环境下测井遇阻、遇卡情况分析与对策汪源,孙建军,彭秀兰【摘要】摘要:详细描述了常见的4种复杂井眼环境:井壁不规则、摩擦阻力过大、井眼轨迹差、吸附粘卡的成因及其特征。
对裸眼井测井中经常遇到的遇阻及遇卡情况进行分析,给出不同情况下遇阻、遇卡的处理方法。
提出了减少测井遇阻、遇卡的措施。
如充分做好测前准备,编制应急预案;第1趟测井时应以较短的仪器组合下井,注意观察张力变化;引进和研发新型复杂井测井工具和工艺等。
【期刊名称】测井技术【年(卷),期】2010(034)005【总页数】4【关键词】关键词:石油测井;复杂井眼环境;井眼轨迹;遇阻;遇卡0 引言江苏油田水网密布,石油地质条件复杂,多属于复杂小断块油田,常采用多靶点、小靶区、大斜度、大位移定向井技术进行勘探开发,井身轨迹控制困难[1]。
由于钻井速度提高,周期缩短,若井眼和泥浆处理不好就会造成井壁不稳定、井眼轨迹差等复杂井眼环境,导致测井遇阻、遇卡情况增多。
2009年因遇阻遇卡造成的通井达153井次,13口井穿心打捞16次,阻卡率达32.5%。
2009年已经有多口井因为井下情况复杂而导致未能取全测井资料。
遇阻、遇卡情况的增多导致测井周期长,通井次数多,不但严重影响了测井及后续施工的进度,加大了勘探、开发成本,也增加了测井的风险。
1 复杂井眼环境的特征1.1 井壁不规则1.1.1 井眼缩径由于某种原因造成井眼直径缩小。
此类情况常导致测井仪器下放遇阻或上提遇卡。
对于216 mm的井眼,当缩径到180 mm左右时,直径89 mm的井下仪下放遇阻不太严重,下放有时会轻微遇阻;而对于微电极井径和固定了扶正器的仪器可能会遇阻。
当缩径小于160 mm时,大多数仪器会遇阻,因为这时缩径形成的台阶较大。
M 35-××井从1 240~1 260 m井段有3处缩径段,该段为泥岩,缩径处井径为160 mm左右。
声波、感应等测井仪器都遇阻,井队通井3次仍测井遇阻,后使用工具将该段进行了扩眼,最终取全所有资料。
超深井钻井技术研究及工业化应用

超深井钻井技术研究及工业化应用张金成;牛新明;张进双【摘要】陆上油气勘探开发正向着超深层领域发展,中国石化钻遇的超深井普遍存在着压力系统复杂、地层岩性复杂、储层流体复杂、工程力学复杂等工程地质特征.钻井工程面临着设计优化难、施工风险大、钻井速度慢、工程质量控制难度大等技术问题.在钻井施工中表现为钻井周期长、复杂情况和故障多、工程投资大,甚至有些井难以钻达目的层.2005年以来,中国石化石油工程技术研究院联合石油高校、油田企业组成“产-学-研”攻关团队,以川东北、塔里木盆地超深层油气勘探开发为依托,紧密围绕“优质、安全、高效”攻关目标,强化室内模拟和理论分析,加强以新型工具和新材料为载体的技术攻关,强化技术集成应用,研究形成了多信息综合反演钻井地质环境因素精细描述技术、基于钻井工程风险评价的井身结构优化设计方法、大尺寸井眼气体钻井及流体安全转换技术、高效破岩工具及配套技术、基于常规导向的超深水平井井眼轨迹控制技术、超高温及超高密度钻井液技术、高酸性气田胶乳防气窜水泥浆固井技术等7项技术创新成果,并开展了现场试验及工业化应用,形成了超深井钻井配套技术,使我国超深井钻井技术跨入了世界先进行列.【期刊名称】《探矿工程-岩土钻掘工程》【年(卷),期】2015(042)001【总页数】9页(P3-11)【关键词】超深井;钻井;高温高压;工业化【作者】张金成;牛新明;张进双【作者单位】中国石化石油工程技术研究院,北京 100101;中国石化石油工程技术研究院,北京 100101;中国石化石油工程技术研究院,北京 100101【正文语种】中文【中图分类】TE243;P634.51 超深井钻井钻遇的主要难题近几年来,随着我国向深层油气资源勘探开发步伐的加快,尤其是中国石化加快对四川盆地、塔里木盆地超深层油气勘探开发的步伐,对超深井钻井技术的需要越来越迫切,对超深井钻井技术提出了更高的要求。
然而超深井钻井工程地质环境极为复杂,钻遇了诸多世界级钻井技术难题,给“优质、安全、高效”钻井带来了很大挑战,主要表现在以下几个方面。
处理井下复杂情况的钻井液技术

G.钻井液的组成与性能
钻井液中所含有机处理剂和可溶性盐的类别及含量、滤液 的pH值等均会影响粘土的水化膨胀。
②地层水化膨胀对井壁稳定的影响
A.孔隙压力升高
钻井液滤液进入地层后,由于压力传递和滤液与地层粘土 矿物之间通过水化作用产生水化应力,均会引起井壁地层孔 隙压力的升高。
(3)压裂的现象
当钻井液的循环压力大于地层的破裂压力时, 就会压裂地层,使地层出现裂缝,从而导致泵压 下降,钻井液漏入地层,井筒中液柱压力下降。 如液柱压力降至上部易塌地层的坍塌压力或孔隙 压力之下,就可能发生井塌或井喷等井下复杂情 况。
二.井壁不稳定的原因分析
井壁不稳定的实质是力学不稳定,当井壁 所受应力超过其本身强度就会发生井壁失稳 其原因十分复杂,主要可归纳为三个方面: 1.力学因素 (1)原地应力状态 (2)地层钻开后引起井眼围岩应力状态的变化 • 当井眼被钻开后,地应力被释放,井内钻井液作 用于井壁的压力取代了所钻岩层原先对井壁岩石的 支撑,破坏了地层和原有应力的平衡,引起井壁周 围应力的重新分布。
0.731
高岭石
48.6
2.7
0.122
伊利石
105
6.6
0.184
蒙脱石
633
6.7
0.179
图1—3 各种黏土膨胀率与时间的关系
小时/h
图中各种粘土矿物的膨胀率与时间的关系可见,各 种粘土矿物膨胀能力的顺序如下: 蒙脱石>伊蒙间层矿物>伊利石>高岭石>绿泥石。 则由此看来,地层的水化作用强弱主要取决于地
进一步的研究表明,井眼围岩的应力水 平与井眼液柱压力有关。若钻井液密度降 低,井眼围岩差应力(径向应力减小,切向 应力增大)水平就升高。当应力超过岩石的 抗剪强度时,就要发生剪切破坏(对于脆性 地层就会发生坍塌,井径扩大;而对于塑 性地层,则发生塑性变形,造成缩径)。
钻井液堵漏材料分析与防漏堵漏技术探讨

钻井液堵漏材料分析与防漏堵漏技术探讨摘要:石油钻井是一项复杂而系统性的过程。
在钻井勘探的过程中将会受到诸多复杂因素的影响,而由地下复杂地层(如衰竭地层、破碎地层、裂缝发育地层及多套压力层等)所引发的井漏问题直接影响着钻井井壁的稳定性与可靠性。
做好钻井液堵漏材料与防漏堵漏技术的研究与应用对于遏制因井漏所导致的一系列问题有着极为重要的意义。
本文在钻井液堵漏材料的基础上对钻井液防漏堵漏技术进行了分析阐述。
关键词:钻井液;堵漏材料;防漏技术1、钻井液堵漏材料的分类及其应用1.1、桥接堵漏材料桥接堵漏材料包括各类形状不同、大小各异的单一惰性材料及级配而成的复合材料,具有操作简单、取材方便、不影响钻井液流变性等特点,可减少由孔隙和裂缝造成的部分漏失和失返漏失,如国外的C-SEAL系列颗粒复合堵漏剂、MAX-BRIDGE材料等,在中国以果壳、云母、纤维及它们复配的形式为主,各种廉价化工副产品、废弃化工原料也作桥堵材料。
其作用原理包括挂阻架桥、堵塞和嵌入、渗滤、拉筋、膨胀堵塞、卡喉等作用。
在英国布伦特油田,研制出了一种由涂有表面活性剂和分散剂的玻璃丝纤维组成的新型改性纤维材料,能抗232℃高温,解决了该地区的井漏问题。
1.2、高滤失堵漏材料高滤失堵漏材料主要由渗滤性材料、纤维状材料、硅藻土等的堵漏性材料按照一定的比例混合而成,适用于因渗漏、漏失而引发的井漏事故。
高滤失堵漏材料应用于堵漏作业时,其能够在漏失层压差的作用下迅速滤失并聚集变稠形成滤饼进而作用于渗漏、漏失的通道完成堵漏。
高滤失堵漏材料应用广泛且在国内外型号众多。
1.3、柔弹性堵漏材料柔弹性材料具有较好的弹性、一定的可变形性、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,自适应封堵不同形状和尺寸的孔隙或裂缝。
LC-LUBE系列、STEELSEAL系列、Rebound等均为弹性石墨材料。
这些材料具有双组分碳结构,均有多种规格和广泛的粒度分布,可随着井下压力的改变而扩张和收缩,能滞留在裂缝中形成有效封堵。
复杂情况预防及钻井液处理

二、发生井漏的必要条件
井筒工作液的压力大于地层孔隙、裂缝 或溶洞中液体的压力,对地层存在正压 差;
地层中存在着漏失通道及较大的足够容 纳液体的空间。
漏失通道的开口尺寸大于外来工作液中 固相的粒径。
三、确定漏层位置
观察钻进情况 观测岩心、钻屑情况 观测钻井液性能变化情况 综合分析对比
Hale Waihona Puke 三、井漏的预防3、提高地层承压能力
通过人为办法封堵近井筒漏失通 道,增大泥浆进入漏失层的阻力来提 高地层承压能力。
三种方法: (1)调整泥浆性能 (2)随钻堵漏 (3)先期堵漏
(1)调整泥浆性能 钻进空隙型漏层时,可通过增加泥
浆中膨润土含量或加入增粘剂来提高泥 浆粘度、动切力、静切力,达到提高漏 失层承压能力来实现防漏的目的。
和泥浆塑性粘度; b、选择合理的钻具结构,增大环空间隙,使
用不膨胀的胶皮护箍,尽可能不使用大尺 寸扶正器; c、加强固控,改善净化条件,减少钻屑含量, 降低环空当量泥浆密度;
d、在软的易漏地层中钻进时,控制机械钻速, 力求使环空钻屑浓度小于5%;
e、在高渗透地层钻进时,降低泥浆滤失量, 改善泥饼质量,防止因形成厚泥饼而引起 环空间隙减小,导致环空压耗增加;
单向压力封闭剂2%~3%+狄塞尔堵漏剂 1%~3%;
加入单向压力封闭剂或石棉绒等堵剂 时,应严防井内产生负压,起下钻时 应避免发生抽吸作用。
C、裂缝型漏失层可选用下述配方
复合桥接堵漏材料(例如 FDJ—1等)2%~4%
(3)先期堵漏
下部存在高压层,其孔隙压力超过上 部地层漏失压力或破裂压力,且这类井又 受各种条件制约而无法采用下套管将上部 地层封隔时,进入高压层前,必须采用按 下部高压层的孔隙压力确定的泥浆密度钻 进,由此必然引起上部地层漏失。为了防 止因上部地层漏失而引起的井涌、井喷等 复杂情况的发生,在进入高压层之前必须 进行先期堵漏,提高上部地层承压能力 (例如:塔河油田盐膏层钻进)。
绳索取芯钻探工艺在复杂地层应用分析肇宇蒙

绳索取芯钻探工艺在复杂地层应用分析肇宇蒙发布时间:2023-05-10T07:13:43.553Z 来源:《科技新时代》2023年5期作者:肇宇蒙[导读] 随着我国经济建设的快速发展,能源需求量日益增加。
为满足国家对油气资源勘探开发的需要,各种类型的钻井工程不断涌现。
特别是深部煤层气、页岩气等非常规天然气的开采已成为当前石油与煤炭行业研究和关注的焦点之一。
新疆煤田地质局综合地质勘查队新疆乌鲁木齐市 830009摘要:随着我国经济建设的快速发展,能源需求量日益增加。
为满足国家对油气资源勘探开发的需要,各种类型的钻井工程不断涌现。
特别是深部煤层气、页岩气等非常规天然气的开采已成为当前石油与煤炭行业研究和关注的焦点之一。
由于这些非常规天然气储集层具有低孔隙度、低压缩性、高含硫化氢等特点,因此其钻进过程中井壁稳定问题显得尤为突出。
传统的泥浆护壁防塌方法存在诸多不足之处,而采用绳索取芯技术则能够有效地解决这一难题。
本文以新疆地区某矿区煤系地层为例,通过理论计算及现场试验,系统地介绍了绳索取芯钻具组合、钻头选型以及钻进参数的确定原则,并针对该地层的特殊性质提出了相应的应对措施,取得了较好的效果。
关键词:绳索取芯;钻探工艺;复杂地层;应用引言:近年来,国内外关于绳索取芯钻探工艺在复杂地层应用方面的研究还比较少,尤其是在煤系地层中的应用更加薄弱。
本课题主要多个方面进行探讨:(1)绳索取芯钻具组合设计,希望能够为今后类似地质条件下的绳索取芯钻探施工提供一定的参考价值。
一、绳索取芯钻探工艺在复杂地层的不足(一)取心质量差由于破碎带或裂隙密集发育,造成岩心采取率低或者根本无法采取到完整的岩心。
由于钻孔弯曲导致岩心长度偏短,使得样品不能完全代表整个地层情况。
当遇到松散易坍塌地层时,岩粉会大量涌入孔内,严重影响了后续的实验室测试工作。
(二)卡埋钻事故多由于地层松散软弱易坍塌,加之冲洗液性能不稳定,致使钻孔容易被埋住甚至掉钻。
高性能环保水基钻井液技术研究新进展

高性能环保水基钻井液技术研究新进展LIU Junyi【摘要】油基钻井液是复杂地层钻井施工的首选钻井液体系,但其配制成本较高且存在环保问题,井漏处理困难,一旦发生井漏问题,往往造成较大经济损失.为此,国外石油公司陆续研发了高性能环保水基钻井液体系,并提出了“客户定制式”高性能水基钻井液设计理念,而我国在高性能环保水基钻井液方面仍与国外成熟专利技术存在较大差距.本文从高性能环保水基钻井液体系、环保型钻井液关键处理剂、钻井液环保性能评价方法等3个方面,综述了国内外高性能环保水基钻井液技术研究新进展,展望了高性能环保水基钻井液技术发展趋势,以期为高性能环保水基钻井液体系与关键处理剂研究提供参考.【期刊名称】《精细石油化工进展》【年(卷),期】2018(019)006【总页数】6页(P29-34)【关键词】水基钻井液;环保;研究现状;发展趋势【作者】LIU Junyi【作者单位】【正文语种】中文钻井液工艺技术是油气钻井工程的重要组成部分,在钻井工程施工中起着关键性作用,而研发高性能钻井液体系一直是钻井工程技术领域的研究重点与热点。
随着油气勘探开发难度的增大以及对经济和环境效益的不断追求,“安全、快速、优质、环保、高效”已成为钻井技术发展的更高目标,这必然对钻井液、完井液提出更全面更高的技术要求[1-4]。
现阶段,聚合物钻井液、聚磺钻井液等传统水基钻井液体系的性能均无法满足复杂结构井的钻井施工要求,环保与抗高温等性能有待全面改进提高,而油基钻井液则具有强抑制性、优良润滑性以及高温稳定性等优点,已成为复杂结构井钻井施工的重要技术手段[5-6]。
但随着我国环保法律法规的不断完善及环保要求的不断提高,钻井工程环保形势日益严峻,尤其在环境敏感和生态脆弱地区,钻井液已成为钻井工程的主要污染源之一,大量废弃钻井液与含油钻屑无法直接排放,需要利用特殊工艺进行无害化处理,相关工艺技术复杂,设备投入大,处理成本高,大大限制了油基钻井液的推广应用[7-8]。
钻井液封堵剂性能评价及应用

钻井液封堵剂性能评价及应用
1. 封堵剂的物化性能
封堵剂的物化性能包括颗粒度分布、比表面积、润湿性、稳定性等指标,这些指标直接影响着封堵剂的封堵效果和处理效率。
在评价封堵剂的性能时,必须充分考虑其物化性能指标的符合程度,并进行相应的实验检测。
封堵剂的封堵性能是评价其效果的重要指标,主要包括封堵速度、封堵强度、封堵持久性等。
封堵剂的封堵性能直接关系到其在地层中的作用效果,因此在评价时需通过模拟实验或现场试验来进行验证。
钻井液封堵剂广泛应用于复杂多变的地层环境中,因此其环境适应性也是评价其性能的关键指标。
封堵剂在高温、高压、酸碱、盐度等异质环境中的稳定性和封堵效果将直接影响其在实际工程中的应用效果。
二、钻井液封堵剂的应用
1. 地层漏失修复
地层漏失是钻井施工中常见的问题,严重影响了工程的安全性和施工效率。
钻井液封堵剂可以通过封堵漏失孔隙来修复地层漏失问题,保障钻井作业的顺利进行。
2. 钻井液污染控制
随着钻井液的不断循环使用,钻井液中会逐渐积累各种污染物质,如固相颗粒、有机物、金属离子等,严重影响了钻井作业的效率和后续油气开采的质量。
钻井液封堵剂可以有效地对钻井液中的污染物质进行封堵和固定,从而实现钻井液的污染控制。
3. 井下水驱油藏封堵
在油田开发中,为了提高采油效果,常常会进行井下注水以增加油藏的压力,促进原油的采集。
井下水驱过程中,常常会出现水汽穿透地层、影响采油效果的问题。
钻井液封堵剂可以应用于井下水驱油藏封堵工程中,有效地封堵水汽穿透通道,保障油藏的有效开采。
沙特阿拉伯NYYM—133三底水平井钻井技术

沙特阿拉伯NYYM—133三底水平井钻井技术摘要:NYYM-133井位于沙特NYYM区块,是一口140度扇形内的三底水平井,主要是探明NYYM地区油气产量。
介绍了三底水平井井身结构、钻具组合、钻井液性能、开窗方法及施工工艺;直井段优选大功率螺杆塔式钻具结构,解决了直井段防斜,分支井段采用SMITH WHIPSTOCK套管开窗技术,实现定向、开窗、修窗一次完成,水平井段采用SPERRY-SUN公司旋转导向技术;优选油基钻井液,采取低粘、高粘交替循环清洗井底,及防卡、降摩等措施,安全快速地完成了施工,对国内外同类井的施工提供了借鉴。
关键词:钻井;技术;三底井;多底水平井;开窗;分支;全油基钻井液;防卡工艺;增斜稳斜;NYYM-133井;沙特阿拉伯1 前言NYYM-133井位于沙特阿拉伯国家NYYM区块,设计开发UNAIZA-A-RESERVOIR油层,产层连通油层达6000英尺,主要目的是探明NYYM地区产层产油气量,为下一步油气开发积累宝贵经验和地质资料;为了提高单井油气产收率和单井控制油气储量,阿美公司在NYYM区块部署的是一口140度扇形内的三井底水平井,提高水平段的泄油通道,达到增加产量的目的。
扇形水平井形成的油气通道,可提高单位面积内的气液两相流的导流能力,大幅提高井眼与油气的泄油面积,降低油气田的投资费用。
2 多底水平井技术难点3 现场施工主要技术3.1直井段防斜技术从一开到早斜点的直井段,均采用的是典型的塔式钻具结构:钻头+近钻头扶正器+ 减震器+9?”DC x1根+钻柱形扶正器+9?” DC x 2根+,8?”DC x8根+5” HWDP x 15根+5” DP.。
为了保证钻进更加安全,采用磙子扶正器和减震器来降低井下扭矩和震动,并起到了修整井壁的作用。
钻井液为搬土和石灰,比重63pcf (0.99 g/cm3,),并配足够用高粘,用于洗井和封底。
在进人WASIA地层之前确保有足够容量的75pcf泥浆帽。
钻井施工技术的复杂地层应用

钻井施工技术的复杂地层应用提纲:1. 钻井施工技术的复杂地层应用概述2. 复杂地层对钻井施工技术的影响分析3. 解决复杂地层问题的常用钻井工艺及技术手段4. 钻井液的选择与处理在复杂地层中的应用5. 复杂地层应用钻井施工技术案例分析1. 钻井施工技术的复杂地层应用概述在钻井施工过程中,地层的复杂性经常会导致一系列问题,例如钻头磨损、工具卡钻和井壁塌陷等。
因此,如何在复杂地层中成功地进行钻井施工,成为了钻井操作中的一个重要课题。
而对于建筑专家而言,对复杂地层的钻井施工技术应用的深入研究,则至关重要,因为良好的钻井施工能保证建筑基础的稳定性。
2. 复杂地层对钻井施工技术的影响分析钻井液是钻井施工中重要的工艺手段。
不同类型的地层在不同钻井阶段中,对钻井液的物理化学性质和使用要求有着不同的要求。
因此,针对不同地层进行不同的钻井施工操作和钻井液的选择及控制处理就变得相当重要。
这样既可以保证了整个钻井施工过程的高效性,同时更好地保护了钻井井壁和井筒,防止了钻井过程中产生的不良地质灾害。
3. 解决复杂地层问题的常用钻井工艺及技术手段技术手段上,钻井过程中的旋转速度、压力和方向的调整变得非常关键。
调整井下工具的斜度和方向,可以使钻头稳定地移动,避免卡钻现象的发生。
此外,喷射泥浆和减少泥浆循环系统中的压力差等操作手段,也是解决井壁稳定性的关键因素之一。
4. 钻井液的选择与处理在复杂地层中的应用钻井液的作用是辅助钻头进入地层,减小钻头与地壳的摩擦,以及维持井眼稳定。
在复杂地层钻井中,常常需要使用高密度钻井液,以增加井筒的稳定性。
在钻井中,不仅要保证钻井液的质量,还需要更好地控制液位和密度等因素。
5. 复杂地层应用钻井施工技术案例分析1、某高层建筑基础钻井,地下水位深,地质沉积岩层复杂,利用高密度钻井液辅助,采用调整钻头方向斜度等技术,顺利完成工程。
2、某市金属矿采矿区深井钻井,地下水位深,地层复杂,采用钻井液循环恒压工艺,并辅以钻井进度控制技术,提高整个钻井施工效率。
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中东沙特地区复杂地层钻井液适应性分析
与应用
摘要:沙特区块存在流沙层、石膏层、完全漏失层、易塌易卡的泥岩层、高压盐水层、含硫化氢层、高温高压气层,因此对钻井液的要求高。
根据地层情况在上部大井眼流沙层施工中,使用高浓度膨润土一聚合物钻井液;在软泥岩、砂泥岩、石膏层施工中,使用高膨润土含量的KC1-PHPA不分散钻井液;在白云岩完全漏失层施工中,采用清水盲钻技术;在深部地层使用无膨润土相KC1抗温钻井液;使用含有随钻堵漏剂的堵漏浆进行随钻堵漏,保证了该区块强渗漏性砂岩地层的正常钻进。
现场应用结果表明,该套钻井液体系具有性能稳定、抑制性强、润滑性能好的特点,携岩洗井效果好,可有效防止钻井液对疏松地层井壁的冲刷,维护井眼稳定,并具有良好的防塌效果,抗盐、抗钙、抗硫化氢污染能力强,保证了深部复杂地层的快速钻进,满足了沙特B区块复杂地层钻井的要求,有效提高了钻井速度。
关键词:水基钻井液;井眼稳定;抗污染;井眼净化;沙特B区块
沙特王地区地层复杂,钻井周期长,勘探开发难度大,没有取得实质性进展。
随着近年油价上涨和钻井技术的进步,对该区块进行风险勘探开发。
B区块表层复杂,采用大
量技术套管封固复杂地层,以保证顺利钻达目的层。
1 钻井液技术难点
1)上部地层。
沙特B区块井深0~200 m为流沙层,井深200- 600 m 为严重水敏性的砂泥岩层,井深600~800 m为纯石膏层,井深800~1100 m为裂缝发育的灰岩、白云岩地层,井深1100~1 500m为水敏性强的淤泥层和易坍塌掉块的硬脆性泥岩层。
施工中均发生表层套管遇阻、遇卡的情况。
在流沙层钻进时,井壁极易坍塌,导致下表层套管困难和卡套管事故不断。
严重水敏性的砂泥岩地层极易发生钻头泥包,影响钻井速度及井下安全。
在较纯石膏层钻进时,钻井液不同程度地出现石膏污染,引起钻井液流变性变差,滤失量变大,泥饼质量变差等复杂情况。
所有的井在上部白云岩地层都发生过井漏,漏失段长达300 m,漏失速度从渗漏到有进无出,使用随钻堵漏、桥塞堵漏、静堵、水泥堵漏等方法均无效。
2)下部地层。
沙特区块下部地层容易发生缩径、垮塌、卡钻事故,Wasia、Aruma、Buwaib层位含有较多硬脆性泥页岩且裂隙发育,水分子进入裂隙后,在水化膨胀应力作用下,很容易诱发井壁失稳。
在Wasia、Shuaib等地层含H S 气体。
在钻井过程中钻井液会受到H2s的气侵。
Sudair、Unazah地层含高压盐水层,易污染钻井液。
Qusaiba、Sahra 地层含有高压天然气,容易产生溢流、井涌等复杂情况。
该
区块主要目的层为致密碎屑岩气层,其最高地温梯度为3.18°C/100 m,该储层埋深大于5000m,井底温度高达180~190℃。
2 优化钻井液配方
1)一开和二开采用MI―GEL钻井液,并在二开井段使用LUB167作润滑剂,不控制该体系的黏度、滤失量等性能指标。
配方如下:膨润土+0.2 降滤失剂PAC(R)+0.1纯碱+0.1 烧碱;2)三开用聚合物低固相钻井液,其密度为1.03g/cm3。
滤失量为10 mL、黏度为60~69 S、塑性黏度为5~9 mPa・s、动切力为13~17 Pa,配方如下。
井浆+4 增黏剂MI―GEL+0.2 PAC(R)+0.2 9/6增黏剂XC―Polymer+2 降滤失剂Polysal+2 抑制剂Asphasol3)四开用抑制防塌性能良好的无膨润土相KC1聚合物钻井液。
用XC―Polymer、Polysal、PAC(R)控制钻井液滤失量;用防塌剂Soltex、Asphasol等优化泥饼质量,提高钻井液的封堵防塌能力;用KC1抑制地层造浆,用PAC(R)、XC-Polymer调节钻井液流变性,严格控制膨润土含量。
使用固控设备尽量降低钻井液中有害固相含量,维护钻井液性能稳定,保持钻井液密度为1.02~1.33 mPa・s。
,黏度为46~65 s,API滤失量为5 mL,塑性黏度为15~40mPa・S,动切力为842 Pa,配方如下。
0.3 XC~Polymer+ 5 KC1+ 0.4 9/6 PAC(R)+2 Polysal+2 9/6Asphasol4)五开、六开使用无膨润土相KC1
抗高温钻井液,使用XP一2O调节流变性,KC1抑制地层造浆,用重晶石对钻井液进行加重。
严格控制钻井液膨润土含量,利用固控设备尽量降低钻井液中有害固相含量,优化钻井液性能,保持钻井液密度为1.6~1.88 g/cm3。
黏度为46~60 mPa・S,滤失量为4 mL,塑性黏度为15~40 mPa・S,动切力为8~20 Pa。
3 钻井液技术
聚合物低固相钻井液在4口井施工中,其性能基本能满足钻进要求,保证了连续施工,特别是在完全漏失层和下部高温高压地层中施工正常。
3.1 三开
该井段是完全漏失层,使用聚合物低固相钻井液。
在井深672.39~1 266.44 m 白云岩地层钻进时,钻井液完全漏失,每天漏失200m。
钻井液。
采用清水盲钻,环空注入钻井液帽稳定井壁,接单根前使用7.95 m。
稠浆携砂洗井,多次短程起下钻通井使井壁畅通等技术措施,保证了完全漏失层的连续施工。
配制密度为1.2g/cm3。
黏度大于100 mPa・S,含有Asphasol的稠浆洗井,防止下部Aruma泥岩缩径、坍塌,顺利下人473 mm套管。
3.2 四开、五开(1 200~4 220 m井段)
在1 529~2 430 m井段将钻井液密度从1.08提高为1.28 mPa・S。
压稳了含硫化氢地层;将密度提高为 1.43
g/cm3。
防止了Sudalr地层坍塌;将密度提高为1.54 g/cm3。
压稳了Unazah地层高压盐水层;使用纯碱清除石膏污染,使用碳酸锌清除硫化氢等技术措施,保证了在钻进过程中的钻井液性能稳定。
通过及时维护和处理钻井液,保持其性能稳定,满足了井下安全,钻进、取心正常,测井、下入 339 mm和 244 mm套管顺利。
FRAS一1井四开1 450~2 385 m 井段为严重漏失层,在砂岩地层钻进时,配制的新浆中含有LCM(中细云母)、细粒核桃壳、随钻堵漏剂C-Seal,降低了钻井液漏失量。
在钻井液中加入降黏聚阳离子纤维素PAC―UL、Asphasol、Supreme和KOH,改善了泥饼质量,降低滤失量为5~7 mL,解决了砂岩地层缩径。
4 钻井液技术改进
一开套管在41 m被卡;二开钻至井深415 m 时,钻头完全泥包, 762 mm套管不能通过井深113 m。
MI―GEL钻井液在上部地层钻进过程中及钻井液性能控制方面存在如下问题。
4.1 抑制性差.使用PAC、改性淀粉、XC聚合物,由于分子量太低,分子结构不适合于对泥岩地层进行强抑制。
4.2 滤失量偏高.下套管前钻井液滤失量为22 mL,造成泥岩水化膨胀使钻头泥包、砂岩段形成虚厚泥饼,起下钻遇阻。
原因是配制钻井液时,膨润土预水化时间不够,过早加入聚合物,导致膨润土不能继续水化,滤失量根本无法控
制。
4.3 黏度和切力太低.由于钻井液黏度和切力太低,对井壁冲刷严重,易造成流沙层井塌及砂泥岩互层段形成糖葫芦井眼。
提高钻井液黏度时,过分依赖聚合物。
现场实验表明,在钻井液中膨润土含量低的情况下,聚合物对提高漏斗黏度有效,但对提高切力及携砂能力效果较差。
根据该区上部地层特点及钻井液存在的不足,改换了钻井液体系。
在流沙层钻进时采用了膨润土一聚合物体系,保持膨润土含量大于9,黏度大于100 mPa・S,防止了流沙层坍塌;在砂泥岩、软泥岩段采用了KCI―PHPA不分散钻井液体系,严格控制钻井液滤失量小于12 mL,保持膨润土含量大于6,PHPA 聚合物含量大于0.3,防止砂、泥岩地层缩径;保持黏度大于100 mPa・S、润滑剂LUB167含量为2 ,保证井眼畅通。
高浓度(>10 )膨润土浆必须采用淡水配制,预水化时间应超过16 h。
参考文献
[1]秦疆,杨顺辉,宋战培,张果.沙特B区块高温高压深气井配套钻井技术[J]. 石油钻探技术. 2010(05)
[2]路保平,苏勤.中国石化海外油气勘探开发的工程技术难题与对策[J]. 石油钻探技术. 2010(05)。