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新型白油基油包水钻井液体系研究

钻采工艺 2015年第4期38卷 85-88,11页

作者：李建成中国石油长城钻探公司工程技术研究院钻井液所

为了满足深井、超深井、页岩气井等复杂结构井的钻井要求,优选了油基钻井液用处理剂,确定了新型白油基油包水钻井液体系配方,并通过室内实验研究了钻井液体系的性能。通过研究各主要处理剂加量对油包水钻井液体系性能的影响,确定了各组... 详细信息

为了满足深井、超深井、页岩气井等复杂结构井的钻井要求,优选了油基钻井液用处理剂,确定了新型白油基油包水钻井液体系配方,并通过室内实验研究了钻井液体系的性能。通过研究各主要处理剂加量对油包水钻井液体系性能的影响,确定了各组分的加量,研制的不同密度不同油水比的油包水钻井液均有良好的基本性能。室内实验评价结果表明,研制的白油基油包水钻井液沉降稳定性较强,抗温可达220℃,密度在0.95~2.2g/cm3可调,抑制性能强,抗伤害和润滑性能较好,储集层保护效果好,具有泥页岩水化抑制作用。

关键词：油包水钻井液高温稳定性井壁稳定

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威远区块页岩气水平井固井技术难点及其对策

天然气工业 2016年第3期36卷 55-62页

作者：袁进平于永金刘硕琼徐明李连江沈吉云中国石油集团钻井工程技术研究院中国石油长城钻探工程公司固井公司

针对四川盆地威远一长宁国家级页岩示范区威远区块页岩气水平井固井中所面临的油基钻井液与水泥浆不相容、高密度油基钻井液驱替困难、水泥环在大型体积压裂条件下易破坏等问题,有针对性地开展了水泥环密封力学参数理论依据、保证界面... 详细信息

针对四川盆地威远一长宁国家级页岩示范区威远区块页岩气水平井固井中所面临的油基钻井液与水泥浆不相容、高密度油基钻井液驱替困难、水泥环在大型体积压裂条件下易破坏等问题,有针对性地开展了水泥环密封力学参数理论依据、保证界面胶结的驱油前置液、满足压裂条件的韧性水泥石和有利于井筒密封的固井工艺技术等研究,取得了如下成果:①建立了考虑水泥环塑性特征及界面胶结强度的水泥环密封完整性理论模型,可指导页岩气水平井水泥石力学性能设计,减小微间隙的发生;②开发了驱油前置液,其对油基钻井液的冲洗效率超过90%且与油基钻井液及水泥浆相容性好;③根据水泥环密封完整性理论模型所开发的韧性水泥石,在保证相对较高抗压强度的同时杨氏模量降低30%;④确定了清水顶替等适用于页岩气井的固井技术,有利于保证井筒的密封性能。该研究成果应用于现场的12口井,水平段平均固井优质率达到92%,后期压裂效果良好,有效地保证了井筒的密封完整性,为页岩气高效开发提供了技术支撑。

关键词：四川盆地威远—长宁国家级页岩示范区威远区块页岩气水平井井筒完整性驱油前置液韧性水泥理论模型固井

GW-CP194-80A型保压取心工具的研制

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天然气工业 2020年第4期40卷 91-96页

作者：杨立文苏洋罗军孙少亮中国石油集团长城钻探工程有限公司工程技术研究院

保压取心技术可以使取出的岩心保持在原始地层压力状态下,能最大限度地减少岩心中油气等组分的损失,进而准确求取井底条件下储层流体饱和度等重要地层参数,是目前最先进且技术难度最高的钻井取心技术。但是,较之于国外同类产品,国内现... 详细信息

保压取心技术可以使取出的岩心保持在原始地层压力状态下,能最大限度地减少岩心中油气等组分的损失,进而准确求取井底条件下储层流体饱和度等重要地层参数,是目前最先进且技术难度最高的钻井取心技术。但是,较之于国外同类产品,国内现有的保压取心工具在岩心直径和保压能力两项主要技术指标方面尚存在着明显的差距,尤其是在保压能力方面,难以满足深海钻探、陆上深井和水平井保压取心作业的需求,限制了该技术的应用范围和普及率。为此,基于已有的GWY194-70BB型保压取心工具,设计研发了GW-CP194-80A型起钻式保压取心工具(以下简称新工具)。现场应用效果表明:①通过采用可受控转动的大通径球阀密封装置和高强度保压内筒,新工具所取岩心直径由原来的70 mm提升到80 mm、额定保压能力由原来的20 MPa提升到60 MPa;②新工具的内提式差动总成和上下同步密封机构,有效地解决了大斜度井、水平井取心作业过程中球阀关闭、保压成功率低的难题;③新工具共应用于现场5口井27筒次,取心平均收获率为87.5%、保压成功率达92.6%。结论认为,新工具达到了岩心直径和保压能力的设计目标,满足了深海、深层、非常规油气藏保压取心作业的需求,可为常规及非常规油气藏的储层评价、增产改造等提供技术支撑。

关键词：钻井取心保压取心工具岩心直径保压能力大通径球阀密封装置保压内筒岩心收获率

页岩气井强化封堵全油基钻井液体系——以长宁—威远国家级页岩气示范区威远区块为例

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天然气工业 2020年第6期40卷 107-114页

作者：王晓军白冬青孙云超李晨光鲁政权景烨琦刘畅蒋立洲中国石油长城钻探工程有限公司工程技术研究院中国石油长城钻探工程有限公司钻井一公司中国石油辽河石化公司第一联合运行部

为了破解四川盆地长宁—威远国家级页岩气示范区威远区块钻井过程中井壁失稳引起的复杂事故频发难题,在分析测定该区下志留统龙马溪组页岩的矿物组成、孔缝构造、表面润湿性和岩样吸液率的基础上,分析了井壁失稳的机理,通过对基础配方... 详细信息

为了破解四川盆地长宁—威远国家级页岩气示范区威远区块钻井过程中井壁失稳引起的复杂事故频发难题,在分析测定该区下志留统龙马溪组页岩的矿物组成、孔缝构造、表面润湿性和岩样吸液率的基础上,分析了井壁失稳的机理,通过对基础配方的深度优化,以及多种类、多级配复合封堵剂的优选,形成了一套密度介于1.80~2.40 g/cm3、抗温150℃以上的强化封堵全油基钻井液体系。室内性能评价结果表明:①该钻井液体系具有良好的高温高压流变性、沉降稳定性和电稳定性;②该钻井液体系抗污染能力较强,在含页岩岩屑20%、含水10%时的综合性能依然保持稳定;③对龙马溪组页岩岩屑的一次回收率和二次回收率分别为100.00%和99.98%;④添加封堵剂的全油基钻井液能有效地封堵400 mD渗滤砂盘、快速地阻缓流体压力在页岩内部的传递,具有更好的井壁稳定效果。结论认为,该钻井液体系能够满足该区页岩气钻井施工的技术需求,为降低复杂事故发生率、提高页岩气资源开发效率提供了技术思路和解决路径。

关键词：四川盆地威远区块早志留世页岩气井壁稳定硬脆性页岩微纳米孔缝封堵剂全油基钻井液

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油基钻井液用有机土质量评价实验

天然气工业 2022年第S01期42卷 110-116页

作者：杨新张鑫胡亚楠姚如钢中国石油集团长城钻探工程有限公司钻井液公司北京市100101

随着四川盆地南部页岩气勘探开发的深度和难度不断增加,油基钻井液现场技术服务也暴露出诸多问题,如处理剂与体系类型繁多、性能指标不规范、处理剂和体系标准不统一等,加之作为油基钻井液主要材料的有机土,虽然有石油天然气行业标准《... 详细信息

随着四川盆地南部页岩气勘探开发的深度和难度不断增加,油基钻井液现场技术服务也暴露出诸多问题,如处理剂与体系类型繁多、性能指标不规范、处理剂和体系标准不统一等,加之作为油基钻井液主要材料的有机土,虽然有石油天然气行业标准《油基钻井液有机土技术规范:Q/SY 1817—2015》,但该标准已不能满足实际生产的需要,施工现场有机土质量参差不齐。这在一定程度上制约了油基钻井液技术的长远发展和有形化建设。为了进一步扩大油基钻井液用有机土标准的适用性、提升其规范性、给后续标准的制定提供参考,从油田施工现场收集了26种油基钻井液用有机土样品,按照理化性能和钻井液性能分别进行了评价实验。其中,理化性能着重讨论了烘失量、筛余、灼烧残渣、堆积密度、胶体率等项目的检测方法和指标制定;钻井液性能分别讨论了有机土在0号柴油和5号白油钻井液中120℃热滚前后的ϕ3读值、动切力、动塑比和中压滤失量。基于对实验数据的分析,提出了油基钻井液用有机土质量控制技术指标建议:①修订胶体率检测方法;②增加灼烧残渣、堆积密度两项检测项目;③提高筛余量的标准筛目数;④修订钻井液性能评价项目。

关键词：有机土油基钻井液质量评价实验灼烧残渣堆积密度控制指数指标

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提高四川盆地页岩气开发效益的工程方案

天然气工业 2019年第5期39卷 93-98页

作者：刘乃震高远文王廷瑞黄志强高玮王西贵刘锦霞中国石油集团长城钻探工程有限公司中国石油集团长城钻探工程有限公司工程技术研究院

四川盆地川南地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组海相页岩是该区页岩气开发的目的层,甜点主力气层为龙马溪组龙_1~1小层,其上的龙一_1~3—龙一_2非主力气层因水平井压裂裂缝缝高延伸受限未能得到充分的改造,采用新井开发又不经济,导... 详细信息

四川盆地川南地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组海相页岩是该区页岩气开发的目的层,甜点主力气层为龙马溪组龙_1~1小层,其上的龙一_1~3—龙一_2非主力气层因水平井压裂裂缝缝高延伸受限未能得到充分的改造,采用新井开发又不经济,导致大量页岩气资源(约占总储量的2/3)无法动用。为此,提出了"生产套管合理封固+套管切割+高效段铣+常规侧钻钻完井与压裂"的方案,并分析了关键技术的可行性和方案的经济性。研究结果表明:①确定合理封固段长度,配套井口安全阀、井下环空封隔装置等,确保满足后续压裂和生产要求,新井生产套管水泥返至技术套管内合适位置即可;②机械式套管切割技术成熟,较之于常规技术,高效段铣的段铣效率、工具寿命均提高2倍以上;③高效低成本井筒处理和常规侧钻钻完井与压裂技术,可支撑方案目标的实现;④较之于钻新井,该方案可节省建井成本30%左右,非主力气层预计单井测试日产气5.2×10~4m^3,10年累计产气0.49×10~8m^3,经济性良好。结论认为,该方案为页岩气非主力气层经济有效开发提供了一条新思路,有助于实现我国页岩气快速上产和长期稳产。

关键词：四川盆地页岩气早志留世非主力气层生产套管合理封固套管切割高效段铣侧钻水平井

页岩气水平井大型体积压裂套损预测和控制方法

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天然气工业 2019年第4期39卷 69-75页

作者：李凡华董凯付盼乔磊杜卫强孙清华中国石油集团工程技术研究院有限公司中国石油长城钻探工程公司中国石油大学(北京)

大规模体积压裂导致的页岩气水平井套管损坏(简称套损)或套管变形(简称套变)在现场施工过程中一直都存在,极大地影响了现场施工效率和开发项目的经济效益。为了解决上述问题,通过分析四川盆地威远页岩气区块100余口水平井的压裂资料,探... 详细信息

大规模体积压裂导致的页岩气水平井套管损坏(简称套损)或套管变形(简称套变)在现场施工过程中一直都存在,极大地影响了现场施工效率和开发项目的经济效益。为了解决上述问题,通过分析四川盆地威远页岩气区块100余口水平井的压裂资料,探讨了该区页岩气水平井套损或套变的原因和规律,并据分析结果提出了预测和控制的方法。研究结果表明:①发生套变的主要地质因素为储层地质特点、地应力和压裂规模;②对于岩石物性非均质性特别强、甜点区厚度小、压裂时储层难以吸收大规模体积压裂的"能量"的上奥陶统五峰组水平井段、A靶点附近井段、钻遇井漏的天然裂缝带井段等容易套损井段可依据录井和测井解释来预测套变;③产量受水平段轨迹所控制的页岩气水平井应提高水平井段钻进时的导向水平,让水平井段的轨迹都落在地质气藏工程精确刻画的甜点区;④对于水平井段非均质性强的储层,宜采用"分段完井、分段固井"、优化井网井距、适当降低压裂规模等工程技术措施。

关键词：四川盆地威远区块页岩气水平井压裂地应力套管变形套管损坏预测控制

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控制水基钻井液高温高压滤失量的方法及途径

钻井液与完井液 2022年第4期39卷 406-414,422页

作者：张高波李培海乔汉赵同林中国石油集团长城钻探工程有限公司钻井液公司北京100101 中国石油集团工程技术研究院有限公司钻井机械研究所北京102206

高温高压滤失量是钻井液性能的重要指标之一,该指标对现场井下安全、稳定至关重要。如何有效、合理地降低高温高压滤失量,通过合适的方法和途径把高温高压滤失量降到8mL以下,值得思考和研究。在调研了近几年报道的低高温高压滤失量钻井... 详细信息

高温高压滤失量是钻井液性能的重要指标之一,该指标对现场井下安全、稳定至关重要。如何有效、合理地降低高温高压滤失量,通过合适的方法和途径把高温高压滤失量降到8mL以下,值得思考和研究。在调研了近几年报道的低高温高压滤失量钻井液体系相关文献的基础上,提出降低钻井液高温高压滤失量的综合措施,分析了高温降滤失剂和封堵剂的现状,探讨了控制高温高压滤失量的方法和途径,包括研究高温高压降滤失剂和封堵剂的作用机理及其配伍性,达到处理剂种类尽量少且高效,从而降低成本和工作量的目的;合理使用酚醛树脂、褐煤类处理剂、磺化沥青、高温抗盐降滤失剂SPX树脂或含有AMPS单体的聚合物降滤失剂及含有有机、无机成分的较低成本的聚合物降滤失剂,来控制高温高压滤失量。

关键词：高温高压滤失量水基钻井液降滤失剂封堵剂

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机理约束下钻井机械钻速智能预测泛化方法