玛18井区水平井井壁失稳机理及强封堵钻井液技术研究

作     者：叶成 高世峰 鲁铁梅 屈沅治 戎克生 王常亮 任晗 YE Cheng;GAO Shifeng;LU Tiemei;QU Yuanzhi;RONG Kesheng;WANG Changliang;REN Han

作者机构：中国石油新疆油田公司工程技术研究院 中国石油集团工程技术研究院有限公司 中国石油大庆钻探工程公司钻井一公司 

出 版 物：《石油钻采工艺》 (Oil Drilling & Production Technology)

年 卷 期：2023年第45卷第1期

页      面：38-46页

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 082001[工学-油气井工程] 08[工学] 

基　　金：中国石油天然气股份有限公司科学研究与技术开发项目“准噶尔和柴达木盆地复杂地层垮塌机理及强抑制封堵材料研发”(编号:2021DJ4407) 中国石油天然气集团公司直属院所基础科学研究和战略储备技术研究基金项目“聚合物类钻井液处理剂抗温抗盐机理与关键材料研发”(编号:2021DQ03-15) 

主　　题：井壁失稳机理 封堵性能 纳米封堵剂 油基钻井液 玛18井区 

摘      要：为解决玛湖油田玛18井区致密油气藏水平井钻井过程中存在掉块、垮塌和缩径等井壁失稳问题,对克上组及百口泉组岩心进行了X射线衍射、扫描电镜、接触角、岩石力学实验,分析了该地层的理化性质、微观结构和力学性能。实验结果表明,黏土水化作用、岩石孔缝十分发育、钻井液侵入降低结构面强度是导致井壁失稳的主要原因。根据现场实际,采用油基钻井液增强对岩石的水化抑制效果。针对目的层岩石具有较多微纳米孔隙及裂缝的特征,研发出新型纳米封堵剂聚丙二醇接枝改性纳米SiO_(2),粒径范围为17~197 nm,优选出复合型强封堵剂“3%氧化沥青+2%超细碳酸钙+2%纳米封堵剂,构建了强封堵油基钻井液体系,该体系在120℃热滚16 h后,高温高压滤失量仅为1.2 mL,两次滚动回收率均大于97%,60 min后渗透性封堵滤失量为1.4 mL,具有良好的流变性、抑制性及封堵性。研究成果有效解决了玛18井区水平井井壁失稳难题,具有广阔的推广应用前景。