高温高压钻井液技术

高高压井液技

高温高压钻井液技术

中海油服油田化学事业部

苗海龙

提纲

HTHP HTHP井概述井概述一

HTHP HTHP钻井液技术钻井液技术二HTHP HTHP钻井液评价技术钻井液评价技术三HTHP HTHP钻井液关键技术钻井液关键技术

四

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高温高压井定义

预计或实测井底温度大于150℃和井底压力大于68.9MPa（10000lb／in2）或地层孔隙压力梯度

大于1.80g／cm3的井，称为高温高压井。

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当今世界油气钻井作业由勘探领域的扩大和向世界高温高压井的分布

当今世界油气钻井作业，由于勘探领域的扩大和向深层发展，钻高温高压井成为钻井作业中最突出的技术难题之特别是在海上钻井高温高压所带技术难题之一。特别是在海上钻井，高温高压所带来的安全问题更加重要，其风险更大，困难更多。南海莺琼地区、英国北海的谢尔瓦特地区和墨西哥湾是目前世界海上三大高温高压地区

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欧洲深层HTHP油气藏主要集中在英国北海和挪威的海上

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美国的HTHP井主要分布在墨西哥湾北部和落基山脉

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中国的HTHP井主要分布在塔里木盆地和莺琼盆地

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莺琼盆地高温高压井分布

异常高压区约

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25000km

LT321

DF1-1

DF11LT32-1

YC16-1/11-2

DF29-1LD15-1

YC21-1

8 LD8-1YC26 -1/26-2

高温高压井钻井有别于常规钻井作业的主要特点

对钻井平台提出更高的整体要求。

必须使用适合高温高压的热稳定性能好的高密度优质钻井液。

必须使用适合高温高压的热稳定性能好的高密度优质钻井液 选择合理的井身结构设计。

坚持平衡钻井，搞好压力监测及管理。

地层压力变化幅度大，容易引发地层压力敏感问题。

地层压力变化幅度大容易引发地层压力敏感问题

必须重视和处理好钻井作业中地层流体侵入井眼对钻井液性能和固井质量的影响。

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高温高压井钻井的挑战

井控技术

安全密度

工具耐温窄

耐腐蚀

钻井液抗挑战

温性

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HTHP井概述
高温高压井钻井对钻井液的要求
高温稳定性
‡在一定温度条件下，保持钻井液性能不发生高温老化。在海 上钻井 由于受台风的影响 一般要求钻井液性能至少保持 上钻井，由于受台风的影响， 般要求钻井液性能至少保持 7天不发生高温老化
高密度钻井液的流变性
‡有效地防止起下钻引起的压力激动和循环压力降的增加，避 免压力敏感地层发生喷漏复杂情况，要求钻井液在高密度条 件下保持较好的流变性能 件下保持较好的流变性能；
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HTHP井概述
抗污染能力强
‡地层中常含高浓度氯、钙、镁离子和二氧化碳、硫化氢等酸 性气体 在高温条件下 要求钻井液具有较强的抗污染能力 性气体。在高温条件下，要求钻井液具有较强的抗污染能力。
良好的防塌性能
‡使用高密度钻井液的井段存在泥页岩时，需要严格控制失水， 以防止泥页岩膨胀 缩径或垮塌 以防止泥页岩膨胀、缩径或垮塌
密度控制
‡坚持平衡钻井，加强压力管理，主要是对钻井液密度的控制
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HTHP井概述
高温高压井钻井对钻井液的具体技术要求
‡条件允许的前提下要求低粘低切---ECD的控制要求。 ‡采用较高的PH值 ‡尽可能的减少材料加量和种类 ‡较强的封堵防塌能力 ‡钻进高压油、气、水层时，应连续不断地测定返出的钻井液 密度和漏斗粘度，随时监测钻井液性能变化； ‡进入高温高压和复杂井段，应定时定量取样送基地化验室进 高 高 复 行分析试验。特别要作好钻井液高温高压老化试验。
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---抗老化和防气体污染 抗老化和防气体污染。

提纲
一 二 三 四 HTHP井概述 HTHP 井概述 HTHP钻井液技术 HTHP 钻井液技术 HTHP钻井液评价技术 HTHP 钻井液评价技术 HTHP钻井液关键技术 HTHP 钻井液关键技术
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HTHP井钻井液技术
高温高压钻井液发展现状
z从世界范围内看油基泥浆体系在高温高压井应用居多。 z阿科公司在南海所钻高温高压井采用SYN-TEQ和PAO合
成基钻井液 成基钻井液。 z南海西部海域自营高温高压井主要是水基Duratherm泥 浆体系 曾使用溴盐作为测试液 浆体系，曾使用溴盐作为测试液。 zDuratherm水基高温高压钻井液体系在世界范围内应用 已十分成熟。 十分成熟

HTHP井钻井液技术
甲酸盐钻井液 所有者：Mobil德国 说明 说明： 一价甲酸盐能够作为常规聚合物如XC的高温稳定剂。 价甲酸盐能够作为常规聚合物如 C的高温稳定剂
1996年首次用甲酸盐钻井液钻高温高压井并获得了 成功 在甲酸盐的作用下 聚合物可以抗154℃的高 成功。在甲酸盐的作用下，聚合物可以抗154℃的高 温
特点： 钻井液能高效地清洗井底，机械钻速较常规钻井液提 钻井液能高效地清洗井底 机械钻速较常规钻井液提
高20％，无油层损害，表皮系数为零，泥饼薄且易 清除，黏土抑制性好 清除，黏土抑制性好。
应用：
Mobil用甲酸钾聚合物钻井液在德国北部钻15口深 气井，均取得了较好的效果。
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HTHP井钻井液技术
应用：
• Belanak油田在印度尼西亚的沿海(Natuna海)，该油田油层温 度达157℃，水平井段为1 064 --1 1 368 m，其中有特别弯曲的 井段。用低固相甲酸钠钻井液钻了6口井。 • Kvitegjorn气藏是北海地区挪威区块上的另一个高温高压凝析 气藏，井底温度为145℃。在2004至2005年，已经使用密度为 2.02 g／cm3的甲酸铯钻井液钻进多口井的高压高温油气层，钻 进中循环当量密度很低。
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