浅谈新型钻井液的研发及运用

2022-09-10

非渗透钻井液系一种全新的钻井液, 它拥有保护油气储层的功效。该钻井液系于常规钻井液里加入非渗透处理剂研制而成, 可以较好地减少钻井液滤失比率, 封堵漏层, 促进地层承压水平的提升, 以解决钻遇各类复杂地层过程中易出现的漏失及坍塌等诸多技术难题。

1 性能优势介绍

非渗透钻井液系于水基钻井液及油基钻井液中添加非渗透处理剂构成, 其处理剂通常可分成两部分:第一部分, 非渗透井眼稳定剂;第二部分, 防漏堵漏非渗透井眼稳定剂。非渗透井眼稳定剂一般于中、低孔隙和微裂缝地层里使用;而防漏堵漏非渗透井眼稳定剂则一般用于大孔喉和裂缝地层。相比传统钻井液而言, 非渗透钻井液具有如下优势:其一, 可减小地层伤害;其二, 可提高地层承压水平;其三, 可避免压差卡钻;其四, 可堵漏等。

(1) 避免地层伤害非渗透钻井液的封堵层具有如下特点:第一, 形成速度快;第二, 泥饼薄。大多数固相汇聚于渗透性地层表面, 不会朝储层深处渗透, 因此只需降低平衡压力, 那么封堵膜的作用便会随之减小。如果有反向流动, 封堵膜即会被消除。所以在完井及生产时, 封堵层容易清除, 不会造成永久堵塞伤害储层。

(2) 促进地层承压水平的提升非渗透钻井液借助聚合物胶速等因素, 可以封堵岩石表面稍大范围的孔喉, 于井壁岩石表面生成致密超低渗透封堵膜, 实时封堵各类渗透性地层及微裂缝泥页岩地层。于进入地层浅层的孔喉通道时快速生成凝胶状渗透率差不多为零的封堵层, 极大地促进了岩心承压水平的提升。

(3) 避免压差卡钻压差卡钻系因为钻井液液柱压力和地层孔隙压力之差太大, 钻杆和易渗透地层相连接, 钻井液形成的过平衡压力作用于钻杆上, 钻杆顶接触井壁而引发的。非渗透钻井液于井壁表面生成的薄封堵层阻碍了压差传至地层, 所以较好地防止了压差黏附卡钻情况的出现。

(4) 避免钻井液漏失非渗透钻井液中有气泡及泡沫, 此类气泡及泡沫使过平衡压力降至最低, 能够桥塞各类孔径的喉道, 并于特别短的时间里生成非渗透层, 把钻井液和地层完全分开, 避免钻进液流失及地层层理裂隙增大的情况出现, 确保了油气层的原始物性。

2 渗滤性能评估手段

有效减少滤失量系非渗透钻井液最关键的特性。当下评估非渗透钻井液渗滤性能的手段通常有以下四种:第一种, API滤失仪测试法;第二种, 专业的非渗透钻井液滤失仪测试法, 可有效地模拟地层情况;第三种, 注射器测试法;第四种, 试管测试法。鉴于我国对非渗透钻井液评价手段的研究时间并不长, 对其机理的认识也不是特别全面, 因此目前国内并未形成一种兼具科学性及全面性的非渗透钻井液渗滤性能评估手段。所以, 创建砂床试验法及拟定评估标准系钻井行业未来需要引起高度重视的一项工作。

3 运用情况分析

(1) 国外运用情况十多年前, 美国于远东二井区中选用传统钻井液进行钻井, 钻井过程中, 其钻井液的漏失量特别高, 一口井的漏失量为345.49L·m-1, 另一口井的漏失量则为155.65L·m-1。随后, 美国又以非渗透钻井液对此两口井进行了重新钻进, 结果显示此次钻井液的损失率降低了许多, 分别仅为22.76L·m-1及79.66L·m-1。

在美国, 针对自然的碳酸岩层裂隙储层及弱胶结砂岩胶层, 选用非渗透钻井液进行漏失事故的治理已有5a。如果我们在以油基钻井液进行天然碳酸盐裂隙储层的钻探过程中出现了井漏, 那么此种情况下, 我们只需添加适量浓度为142.6~214.0kg·m-3的非渗透钻井液LCP2000便可以了。在治理严重漏失事故过程中, LCP2000能够让漏失量减少八成至九成之高。

就位于美国的Atoka盆地而言, 借助传统钻井液建一口井一般需18个月, 而以非渗透钻井液一般则仅需4个月。孟买滨海的碳酸盐岩段存在断层, 于7口井的钻探过程中出现了大量钻井液漏失的情况, 以传统钻井液弥补此漏失需27小时, 而以非渗透钻井液则仅需6小时。

(2) 国内运用情况2004年, 胜利油田借助如下三口井对非渗透钻井液展开了现场试验:第一口井, 盐100-1井;第二口井, 盐100-2斜井;第三口井, 商852井, 试验收获了特别好的效果。结果显示, 盐100-1井的井径比同区块盐100井规则许多。而在以非渗透钻井液进行商852井的钻探过程中, 全井未出现一次井漏, 但是选用传统钻井液的商850井及商851井却均出现了相应的井漏。非渗透钻井液的优质性能确保了商852井的顺利完工。完工电测结果表明:商852井井壁平稳, 井径规则且扩大率小。即便在电测完成后直接展开井壁取心, 也没有出现复杂的事故。

4 结语

综上所述, 非渗透钻井液属于一种性能良好的新型钻井液, 它可以于地层里快速生成非渗透性保护层, 同时侵入地层特别浅, 较好地减少了滤失量和滤液侵入深度, 促进了地层承压水平的提升, 防止了井漏及卡钻等不良情况的出现, 有利于钻井工作的顺利进行。

摘要：钻井液隶属于石油试剂, 其性能优势可以对钻井液的工艺技术及使用效果造成直接的影响。近年来, 鉴于社会对钻井作业技术要求的持续升高, 人们对钻井液的要求也日趋严格, 在此种环境下, 石油试剂钻井液技术也以前所未有的速度发展着, 非渗透钻井液便是在此种环境中研制而成的一种新型钻井液。本文对非渗透钻井液性能优势进行了详细的阐述, 简要分析了其渗漏性能评估手段, 并对非渗透钻井液在国内外的运用展开了相应的介绍。

关键词：新型钻井液,非渗透钻井液,性能优势,评估手段,运用