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致密油水平井用高效封堵油基钻井液体系的研制与应用

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精细石油化工进展 2024年第1期25卷 1-4页

作者：高文龙中国石油集团长城钻探工程有限公司北京100020

油气勘探开发逐步向深层、非常规等油气藏发展,在辽河致密油等非常规油气资源开发中,面临大段泥页岩井壁坍塌、超长水平段岩屑携带困难、摩阻大等难题。本研究构建了高效封堵油基钻井液体系,该体系的微纳米封堵性、抑制性、抗温性和抗... 详细信息

油气勘探开发逐步向深层、非常规等油气藏发展,在辽河致密油等非常规油气资源开发中,面临大段泥页岩井壁坍塌、超长水平段岩屑携带困难、摩阻大等难题。本研究构建了高效封堵油基钻井液体系,该体系的微纳米封堵性、抑制性、抗温性和抗污染性能均满足现场施工要求,可有效解决微裂缝普遍发育地层井壁失稳、垮塌及携岩等难题。在辽河重点风险探井钻探现场应用表明,该体系表现出良好的封堵和防塌能力,低温稳定性较好,为非常规致密油地层钻探提速和规模开发发挥了至关重要的作用。

关键词：致密油高效封堵油基钻井液非常规致密油地层水平井

苏里格硬脆性泥岩地层井壁失稳机制及钻井液技术对策

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精细石油化工进展 2023年第4期24卷 21-25页

作者：王丽君中国石油长城钻探工程有限公司工程技术研究院辽宁盘锦124010

苏里格区块石盒子组与山西组泥岩基本不含极易水化的蒙皂石,膨胀性不高,但沿微裂缝侵入的滤液会使得泥岩内部膨胀不均,产生膨胀压,加剧微裂缝扩张,继而导致井壁失稳。在此基础上,优选了微纳米封堵剂MAT,能够改善硬脆性泥岩微裂缝的封堵... 详细信息

苏里格区块石盒子组与山西组泥岩基本不含极易水化的蒙皂石,膨胀性不高,但沿微裂缝侵入的滤液会使得泥岩内部膨胀不均,产生膨胀压,加剧微裂缝扩张,继而导致井壁失稳。在此基础上,优选了微纳米封堵剂MAT,能够改善硬脆性泥岩微裂缝的封堵效果,减缓泥岩岩心的压力传递;优选了胺基硅醇抑制剂,加强钻井液抑制性能,减轻泥岩受钻井液浸泡后内聚力降低的程度,并构建了纳米封堵高效抑制水基钻井液体系。现场应用表明,该体系具有较好的流变性、滤失性、封堵性、抑制性,在苏53-X井取得成功应用。

关键词：苏里格区块井壁失稳微纳米封堵剂抑制剂钻井液

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油基钻井液用改性锂皂石增黏提切剂

钻井液与完井液 2022年第2期39卷 133-138页

作者：倪晓骁史赫程荣超张家旗王建华中国石油集团工程技术研究院有限公司北京102200

以正辛基三乙氧基硅烷和锂皂石为原料,利用溶胶-凝胶法一步合成了油基钻井液用增黏提切剂改性锂皂石MLap-1,分别利用红外光谱、热重分析、透射电镜和表面润湿性对其单体进行表征,证明其合成成功。通过对改性锂皂石MLap-1单剂评价发现,... 详细信息

以正辛基三乙氧基硅烷和锂皂石为原料,利用溶胶-凝胶法一步合成了油基钻井液用增黏提切剂改性锂皂石MLap-1,分别利用红外光谱、热重分析、透射电镜和表面润湿性对其单体进行表征,证明其合成成功。通过对改性锂皂石MLap-1单剂评价发现,该剂能够提高油水比为80∶20乳液的乳化效率和破乳电压,在0.3%加量下,乳液破乳电压值达到1200 V以上,使得乳液的表观黏度和动切力由12 mPa·s和0 Pa增大至23 mPa·s和10 Pa,同时能够抗200℃高温。以改性锂皂石MLap-1为基础构建的高密度油基钻井液在200℃老化后,其动切力维持在4 Pa以上,低剪切速率切力维持在3 Pa以上,破乳电压高于1000 V,滤失量低于5.0 mL,很好地维护了钻井液的悬浮稳定性,保持了良好的乳化稳定性和降滤失效果。为油基钻井液进一步钻探深井、超深井提供了技术支持。

关键词：增黏提切剂油基钻井液悬浮稳定高密度

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油基钻井液用改性碳纳米管纳微米封堵剂

油田化学 2023年第4期40卷 578-584页

作者：倪晓骁史赫闫丽丽王建华程荣超张家旗刘雨艳中国石油集团工程技术研究院有限公司北京102206 航天系统部后勤部工程代建管理办公室北京100094

为改善页岩油气水平井钻进过程中因钻井液封堵性能差而引起的井壁失稳问题,首先,对川南龙马溪组页岩组成和井壁失稳的原因进行了分析;然后,以十六烷基三乙氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷和活性碳纳米管为原料,合成了油基钻井液用纳微米... 详细信息

为改善页岩油气水平井钻进过程中因钻井液封堵性能差而引起的井壁失稳问题,首先,对川南龙马溪组页岩组成和井壁失稳的原因进行了分析;然后,以十六烷基三乙氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷和活性碳纳米管为原料,合成了油基钻井液用纳微米封堵剂(NP-1),分别利用红外光谱分析、热重分析、透射电镜和表面润湿性测试分析其结构和物理化学特性,考察了其与油基钻井液的配伍性;最后,通过岩心突破压力、压力传递、三轴抗压强度等测试评价其封堵性能,分析了纳微米封堵剂的作用机理,并进行了现场应用。结果表明,川南龙马溪组页岩纳微米孔喉较发育,毛细自吸现象严重,使得液相不断侵入井壁,最终导致井壁失稳。NP-1的直径为30~50nm,长度处于微米级别,表面疏水亲油,在385.2℃以下的热稳定性良好。NP-1与油基钻井液具有良好的配伍性和稳定性。在常规油基钻井液中加入3%NP-1,在180℃下老化热滚16 h后的高温高压滤失量由2.8 mL降至1.8 m L。含有NP-1的油基钻井液能有效封堵岩心端面,从而提高岩心突破压力,阻止岩心压力传递,稳定岩心内部结构和抗压强度,实现维持井壁稳定的目的。现场应用结果表明,NP-1能有效改善邻井因钻井液封堵能力弱而引起的井漏、井壁失稳等技术难题,处理后的平均井径扩大率仅为5.61%。该纳微米封堵剂在油基钻井液中对页岩具有优异的封堵效果,为川南类似复杂页岩气井的高效钻探提供了借鉴。

关键词：纳微米封堵剂碳纳米管油基钻井液井壁稳定封堵

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苏里格气田苏53区块防塌钻井液技术研究

辽宁化工 2022年第9期51卷 1264-1266,1298页

作者：王丽君中国石油集团长城钻探工程有限公司工程技术研究院辽宁盘锦124010

苏里格气田苏53区块在水平井开发过程中容易发生井壁掉块,经常需要通过划眼来解决,严重时甚至需要填井,严重制约了开发效益。为了提高钻井液的井壁稳定性能,通过优选了压差成膜封堵剂GCM、抑制剂胺基硅醇、润滑剂LUBE,优化了复合盐钻井... 详细信息

苏里格气田苏53区块在水平井开发过程中容易发生井壁掉块,经常需要通过划眼来解决,严重时甚至需要填井,严重制约了开发效益。为了提高钻井液的井壁稳定性能,通过优选了压差成膜封堵剂GCM、抑制剂胺基硅醇、润滑剂LUBE,优化了复合盐钻井液体系的封堵性能、抑制性能、润滑性能,减少钻井过程中的压力传递作用、泥岩水化膨胀、定向钻进的摩阻,从而降低井壁失稳风险。优化后的复合盐钻井液体系配方为:1%膨润土浆+0.2%NaOH+2%改性淀粉+0.3%LV-PAC+2%SMP-Ⅱ+1%胺基硅醇+2%膜封堵剂GCM+3%KCl+2%润滑剂,NaCl加重至1.20 g·cm^(-3)。该体系具有较好的流变性、滤失性、抑制性、润滑性、封堵性等性能,可以满足苏里格气田苏53区块的钻井需求。

关键词：井壁稳定性封堵性抑制性润滑性

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抗高温高密度油基钻井液在DS1井的应用

新疆石油天然气 2023年第2期19卷 56-61页

作者：崔小勃张家旗闫丽丽邹军杨海军刘政中国石油集团工程技术研究院有限公司北京昌平102206 中国石油集团川庆钻探工程有限公司四川成都615000

DS1井是四川盆地蜀南地区DS潜伏构造上的六开预探井,井底温度高达197℃,存在油基钻井液高温高密度条件下流变性和稳定性难控制、高温低密度条件下携岩困难以及井壁失稳风险大等技术难题。通过研发纳米抗高温悬浮剂,结合乳化剂、提切剂... 详细信息

DS1井是四川盆地蜀南地区DS潜伏构造上的六开预探井,井底温度高达197℃,存在油基钻井液高温高密度条件下流变性和稳定性难控制、高温低密度条件下携岩困难以及井壁失稳风险大等技术难题。通过研发纳米抗高温悬浮剂,结合乳化剂、提切剂、降滤失剂等处理剂,构建了一套抗高温高密度油基钻井液体系。实验表明,纳米抗高温悬浮剂因其“乳化效应”和“小尺寸效应”可在油基钻井液中形成三维网络结构,能显著提高油基钻井液在高温下的稳定性。该油基钻井液体系在200℃下静置7 d无明显沉淀,高温下沉降稳定性和携岩能力得到显著提升。该体系在DS1井成功应用,表现出优异的高温沉降稳定性和良好的小井眼携岩能力,在高温深井中推广应用前景广阔。

关键词：超深井抗高温悬浮剂油基钻井液沉降稳定性携岩能力

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抗低温油基钻井液在辽河油区的研究与应用

辽宁化工 2023年第4期52卷 525-528页

作者：洪伟中国石油集团长城钻探工程有限公司工程技术研究院辽宁盘锦124010

辽河油区冬季低温对油基钻井液的有机土成胶率以及流变性能会造成很大的影响,导致施工不顺利而影响钻井进度。因此为满足辽河油区冬季钻井需求,通过筛选抗低温油基钻井液基础油、乳化剂以及有机土,建立了新型抗低温油基钻井液配方:基础... 详细信息

辽河油区冬季低温对油基钻井液的有机土成胶率以及流变性能会造成很大的影响,导致施工不顺利而影响钻井进度。因此为满足辽河油区冬季钻井需求,通过筛选抗低温油基钻井液基础油、乳化剂以及有机土,建立了新型抗低温油基钻井液配方:基础油+4%乳化剂+CaCl2溶液+3%有机土+4%CaO+3%超细碳酸钙+3%降滤失剂+0.5%润湿剂+重晶石。同时对其性能进行了室内评价。结果表明:新型抗低温油基钻井液体系在-20℃情况下流变性较好;静置24 h,仍保持流动性;具有较强的抗污染性能。现场应用结果表明,抗低温油基钻井液性能稳定,具有较强的抗低温能力。

关键词：油基钻井液抗低温流变性

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