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油基钻井液为钻井输血dd-【新闻】

发布时间:2021-04-06 05:08:48 阅读: 来源:三轮车棚厂家

油基钻井液为钻井输血

11月27日,中原石油工程公司西南钻井分公司已在黄金坝108H3-2井注入油基钻井液200多立方米。他们使用密度为2.21克/立方厘米的油基钻井液定向钻进,起钻下钻均顺利。

刘明华在笔记本上记下了该井的井号。他的笔记本上已经记录了53个应用油基钻井液的井号。“等应用在100口井的时候,我要带上家人庆祝一下。”

刘明华是中原石油工程公司钻井工程技术院油基钻井液体系研究攻关项目的负责人。2011年1月,中原石油工程公司钻井工程技术院承担了油基钻井液体系研究攻关项目。

3年多以来,该项目历经多次突破,不断传出喜讯。今年7月,经集团公司鉴定,该项目达到国际先进水平,解决了复杂地层的快速钻井,有效保护了储层,确保了井壁稳定,提高了找油的准确性。

千方百计扫除钻井液研发中的障碍

“钻井液被誉为‘钻井血液’,没有它,钻井无从谈起,这个是钻井中至关最要的武器。钻井液好不好,会直接影响打井水平,有时还将严重危及井的‘生命’。” 刘明华说。

刘明华介绍,以前,钻井液靠的是地层自然造浆来携带岩屑,技术含量低。过去大多数井很浅,有的用清水加点药品就可以打井了。

近年来,石油勘探开发逐渐向深部和复杂地层发展,钻深井、超深井、大斜度井、多分支井、水平井等复杂井的数量越来越多。而传统的水基钻井液无法满足这些钻井施工需求,必须配上更合适的钻井液,否则会引发钻井事故。尤其是遇到特殊地层时,极易发生黏土、矿物吸水膨胀导致井壁失稳,造成坍塌埋钻事故,水基钻井液中的滤失作用正是造成井壁失稳的罪魁祸首。这造成了水基钻井液在钻井施工中的局限性。

早在20世纪70年代,美国就针对深井、超深井钻井的需要,研制并应用一系列高温油基钻井液体系。我国则先后在部分油田应用过油基钻井液,但非常规油气藏储层致密、非均质性强,多以长水平段水平井方式开发,且需要以分段酸化压裂方式完井,钻井工程难度大,对钻井液防塌、润滑及携带岩屑等方面要求更高。

“目前,国际上钻井液技术发展迅速,我们必须迎头赶上。”刘明华说。因此,研发适于非常规井和复杂井的钻井液势在必行。

针对油基钻井液研究应用的必要性和迫切性,2011年1月,中原钻井工程技术工程研究院成立项目组,刘明华作为项目长,与项目组成员一起制定出了研究攻关方向,重点研究油基钻井液用梳型弧状乳化剂和支链型调节剂的研制、凝胶微球封堵剂、钻井液配方和现场配制及技术规范。

为钻井配上合适武器

2011年10月,经过10个月的研究,刘明华与同事的油基钻井液在濮深18-侧1井应用。

刘明华心里一直悬着,虽然经过无数次实验室的检验,但还是紧张。该井是一口开窗侧钻井,属深层高压稠油井,目的层为易坍塌的泥岩地层。

一个星期后,刘明华与同事开心笑了。在密度高达2.1克/立方厘米的油基钻井液,在排量达5升/秒时,仍具有良好的携砂能力。

在新疆施工的顺902H井,四开时,井壁严重坍塌,越钻越浅,无法钻井,准备报废填井时。他们听说了刘明华与同事研制的该油基钻井液人,抱着试试的态度转换成了该钻井液,经过划眼复杂解除,顺利钻井,直至顺利完钻。

这次成功钻探为新型油基钻井液做了免费广告。新疆顺南3井等10口采用水基钻井液出现复杂,无法顺利施工。采用该油基钻井液处理井下复杂,平均缩短钻井周期30天,节约费用3600万元。

油基钻井液难控制的就是高温悬浮性和低温流变性。在高温条件下,钻井液流动性好,但影响携岩屑效果,悬浮性变差;在低温条件下,钻井液黏稠,悬浮性好,但流动性会相应变差。

针对这一难题,刘明华与项目组成员经过7个多月的研究与试验,终于成功研制出密度为0.9克~2.2克/立方厘米、抗高温达180摄氏度的油基钻井液。

油基钻井液在高温下悬浮性变差,一直是困扰科研人员的难题。虽然项目组研发出具有一定控制能力的钻井液配方,但并不能满足所有施工要求,钻井液有时依然出现水土不服现象。

顺9CH井在施工后期及完井作业中,出现携砂效果不佳等问题。科研人员为此优选弧状梳性结构乳化剂,大幅提高了油基钻井液在高温下的黏度系数。该乳化剂在塔里木盆地玉北6-A井现场应用中表现优异,动塑比(该指标反映悬浮性好坏)由0.18提至0.3以上,较好地满足了携岩屑要求。

油基钻井液有了升级版,降低成本15%

为打破国外技术垄断,让油基钻井液技术成熟、稳定,刘明华与项目组成员在实践中发现问题,边研究,边应用,边完善。

2012年1月,他们开始研发油基钻井液升级版——油包水钻井液。

“油包水钻井液是以水为分散相、油为连续相的乳状液体系,我们起了个名字叫油基乳化钻井液。”刘明华说。

国内目前常用的乳化剂是油酸、硬脂酸、烷基苯磺酸及盐,这些乳化剂配制的油基钻井液存在流变性、电稳定性和携岩能力有效期,现场维护复杂和频繁。针对这些问题,刘明华与项目组对乳化剂进行优选,先用梳型弧状结构乳化剂,提高了钻井液动塑比,改善了钻井液流变性,降低成本15%。目前,该钻井液在焦石坝、中原、新疆等地区的40口井应用,收到良好的技术效果。

在卫383-FP2井施工中,他们使用密度为2.07克/立方厘米的油基钻井液定向钻进,起下钻均顺利。但该井裸眼井段长、井眼尺寸大,导致钻井液漏失严重。刘明华与项目组成员大胆采用乳液聚合的方法,研发了凝胶微球封堵剂,形成油基钻井液封堵技术,降低循环漏失量。

“加量3%时,承压能力达到7~11兆帕。卫383-FP2井钻井液日消耗量下降45%。”刘明华高兴地说。

目前,油基钻井液在中原、新疆、西南和陕北进行53口井的应用,成功解决了泥页岩地层的井壁失稳问题,井壁稳定,井径规则,平均井径扩大率小于5%,润滑及携岩能力强,井眼清洁,封堵能力强。还形成了油基钻井液用乳化剂和流型调节剂、降低循环漏失量的凝胶微球封堵剂、油基钻井液体系配方等一系列技术创新点。

中国石化专家组验收时一致表示,与水基钻井液相比,油基钻井液在抗高温、抗盐侵、稳定井壁、润滑防卡、抑制页岩水化膨胀和地层造浆及提高钻井速度等方面具有明显优势,还打破国外技术垄断,降低15%成本,今后在非常规油气藏及复杂地层具有良好的推广应用前景,项目整体达到国际先进水平。

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