長(zhǎng)慶油田鉆井液現(xiàn)狀分析

1、延安職業(yè)技術(shù)學(xué)院石油工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）延安職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè) 論 文題 目：長(zhǎng)慶油田鉆井液現(xiàn)狀分析 所屬系部： 石油工程系 專 業(yè)： 鉆井技術(shù) 年級(jí)/班級(jí)： 07(五)鉆井班 作 者： 趙文田 學(xué) 號(hào)： 071395002023014 指導(dǎo)教師： 評(píng) 閱 人： 2012年 5 月27日目 錄第1章 緒論1第2章 長(zhǎng)慶油田儲(chǔ)層特征和鉆井難點(diǎn)32.1 長(zhǎng)慶油田儲(chǔ)層特征32.2 長(zhǎng)慶油田鉆井問題分析4第3章 長(zhǎng)慶油田常用鉆井液體系分析63.1 低固相聚合物鉆井液63.1.1 體系的配方63.1.2 體系的特點(diǎn)63.1.3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用分析73.2 雙鉀離子聚合物鉆井液73.2.1 體系的配方73.2

2、.2體系的特點(diǎn)73.2.3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用分析83.3 無土相低傷害暫堵鉆井液93.3.1 體系的配方93.3.2 體系的特點(diǎn)93.3.3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用分析103.4 環(huán)保鉆井液體系103.4.1 體系配方處理劑103.4.2 體系特點(diǎn)103.4.3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用分析11第4章 結(jié)論12致謝13參考文獻(xiàn)14摘 要： 根據(jù)長(zhǎng)慶油田儲(chǔ)層特征，認(rèn)為在油氣田開采過程中涉及的鉆井液性能，必須注意以下幾點(diǎn)：(1)對(duì)儲(chǔ)層傷害?。?2)必須有較好的抑制性能和濾失性能；(3)低毒或無毒，對(duì)環(huán)境污染小；(4)對(duì)油品污染小。通過對(duì)現(xiàn)有鉆井液進(jìn)行歸納，并對(duì)長(zhǎng)慶油田近年來使用的鉆井液進(jìn)行總結(jié)，將長(zhǎng)慶油田鉆井液體系歸納為：一開時(shí)，鉆穿

3、表層黃土層，主要用清水或低固相聚合物鉆井液，提高鉆井速度，鉆井液主要組成有膨潤(rùn)土、高分子聚合物(如KPAM、PAC-H、HV-CMC)等，防止坍塌及有效清洗井眼，使表層套管下入順利；二開以防塌、防漏、安全快速鉆進(jìn)為目的，以低固相聚合物體系或雙鉀聚合物鉆井液體系為主；若遇水平井段，使用無土相低傷害暫堵鉆(完)井液體系。在此基礎(chǔ)上分別對(duì)各個(gè)鉆井液體系的組成、特點(diǎn)及應(yīng)用進(jìn)行了分析。關(guān)鍵字：長(zhǎng)慶油田；儲(chǔ)層特征；鉆井第1章 緒論鉆井液是指油氣鉆井過程中以其多種功能滿足鉆井工作需要的各種循環(huán)流體的總稱。鉆井液總是隨勘探技術(shù)的需要和鉆井工藝的不斷提高而不斷發(fā)展的。從最初的清水鉆井到現(xiàn)在的不滲透鉆井液等先進(jìn)的

4、鉆井液技術(shù)，鉆井液工藝技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展1。國外鉆井液技術(shù)大致經(jīng)歷了以下四個(gè)階段：(l)19141916年，清水作為旋轉(zhuǎn)鉆井的洗井介質(zhì)，即開始使用“泥漿”。(2)20世紀(jì)2060年代，以分散型水基鉆井液為主要類型的階段。在這期間，經(jīng)歷了從細(xì)分散體系向粗分散體系的轉(zhuǎn)變，同時(shí)也出現(xiàn)了早期使用的油基泥漿和氣體型鉆井流體。(3)70年代以后，以聚合物不分散鉆井液為主要類型的階段。聚合物鉆井液是國外水基鉆井液發(fā)展最快的一類，它的出現(xiàn)標(biāo)志著鉆井液工藝技術(shù)進(jìn)入科學(xué)發(fā)展階段，同時(shí)在抗高溫、深井鉆井液方面也得到了很大的發(fā)展。(4)20世紀(jì)90年代，陽離子聚合物鉆井液和正電膠鉆井液以及其它新型鉆井液也得到了很快

5、的發(fā)展，鉆井液技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的發(fā)展階段。我國鉆井液技術(shù)的發(fā)展可分為三個(gè)階段：鈣處理鉆井液階段，20世紀(jì)6070年代初基本上都使用鈣處理鉆井液；三磺鉆井液階段，所謂“三磺”即是磺化酚醛樹脂(SMP)、磺化褐煤(SMC)和磺化拷膠(SMK)，三磺鉆井液的研制成功，是中國在深井鉆井液技術(shù)上的一大進(jìn)步；聚磺鉆井液階段，“聚磺鉆井液”是將“聚合物鉆井液”與“三磺鉆井液”結(jié)合在一起而形成的一種鉆井液體系。在三磺水基鉆井液的基礎(chǔ)上引入陰離子型聚丙烯酞胺類作為流變性及濾失性處理劑是中國在深井鉆井液技術(shù)上的第二個(gè)進(jìn)步。進(jìn)而，將陽離子型有機(jī)聚合物引入三磺鉆井液作為強(qiáng)抑制劑是中國深井鉆井液技術(shù)上的第三個(gè)進(jìn)步。近

6、五年來，作為鉆井工程“血液”的鉆井液技術(shù)得到高度重視，鉆井液技術(shù)得到快速發(fā)展并取得了許多重要成果，為提高勘探開發(fā)速度、增產(chǎn)增儲(chǔ)起到重要作用。近年來，隨著復(fù)雜地層深井、超深井及特殊工藝井油氣鉆探越來越多，對(duì)鉆井完井液技術(shù)提出了更高的要求?！鞍踩?、健康、高效”的鉆井液和逐漸形成的“鉆井完井液系統(tǒng)工程技術(shù)”的概念，標(biāo)志著鉆井完井液技術(shù)研究和應(yīng)用進(jìn)入了一個(gè)全新的發(fā)展階段。隨著世界石油工業(yè)的迅速發(fā)展，鉆井技術(shù)對(duì)鉆井液提出了更高、更新的要求，特別是在鉆井液技術(shù)發(fā)展受到環(huán)保政策及法律、法規(guī)限制的情況下，研究滿足鉆井工程技術(shù)和環(huán)境保護(hù)需要的新型鉆井液體系更顯得非常必要。為了滿足環(huán)境保護(hù)的需要，同時(shí)又不失去鉆井

7、液所必需的性能，國內(nèi)外鉆井工作者均在競(jìng)相研究開發(fā)新的環(huán)保型鉆井液體系，國內(nèi)外先進(jìn)水平的水基防塌鉆井液新體系，以及適應(yīng)于極復(fù)雜地質(zhì)條件下的、環(huán)保性能優(yōu)良的第二代合成基環(huán)保鉆井液新體系，代表了鉆井液的發(fā)展方向。這些研究在很大程度上體現(xiàn)出21世紀(jì)鉆井完井液技術(shù)蓬勃發(fā)展的總趨勢(shì)滿足油氣層保護(hù)、環(huán)境保護(hù)、油品保護(hù)、低成本、高效鉆井液新體系、新技術(shù)的要求。長(zhǎng)慶油田勘探區(qū)域主要在陜甘寧盆地，勘探總面積約37萬平方公里。累計(jì)探明油氣地質(zhì)儲(chǔ)量54188.8萬噸（含天然氣探明儲(chǔ)量2330.08億立方米）。長(zhǎng)慶油田是中國石油油氣儲(chǔ)量快速增長(zhǎng)的領(lǐng)跑者，每年給國家新增一個(gè)中型油田，我國陸上最大產(chǎn)氣區(qū)和天然氣管網(wǎng)樞紐中心

8、，原油產(chǎn)量占全國的1/10，天然氣產(chǎn)量占全國的1/4。2013年，長(zhǎng)慶油田有望實(shí)現(xiàn)油氣當(dāng)量5000萬噸，建成中國“西部大慶”。長(zhǎng)慶油田儲(chǔ)層具有低孔低滲的特點(diǎn)，地層分布情況復(fù)雜，具有易塌、易漏的特點(diǎn)，儲(chǔ)層傷害多產(chǎn)能的影響很大。因此，合理的選擇鉆井液對(duì)油氣田的開發(fā)開采具有重要的意義。本文準(zhǔn)備從長(zhǎng)慶油田儲(chǔ)層特征入手，并對(duì)現(xiàn)有的鉆井液體系進(jìn)行分類，總結(jié)長(zhǎng)慶油田近年來使用的鉆井液，將長(zhǎng)慶油田鉆井液體系進(jìn)行歸納分析。通過文獻(xiàn)調(diào)研和分析，將長(zhǎng)慶油田鉆井液體系歸納為：一開時(shí)，鉆穿表層黃土層，主要用清水或低固相聚合物鉆井液，提高鉆井速度，鉆井液主要組成有膨潤(rùn)土、高分子聚合物(如KPAM、PAC-H、HV-CMC

9、)等，防止坍塌及有效清洗井眼，使表層套管下入順利；二開以防塌、防漏、安全快速鉆進(jìn)為目的，以低固相聚合物體系或雙鉀聚合物鉆井液體系為主；若遇水平井段，使用無土相低傷害暫堵鉆(完)井液體系。在此基礎(chǔ)上分別對(duì)各個(gè)鉆井液體系的組成、特點(diǎn)及應(yīng)用效果進(jìn)行了分析。第2章 長(zhǎng)慶油田儲(chǔ)層特征和鉆井難點(diǎn)2.1 長(zhǎng)慶油田儲(chǔ)層特征長(zhǎng)慶油田工作區(qū)域處于鄂爾多斯盆地北部的伊蒙隆起、中部的陜北斜坡、南部的渭北隆起、西緣的逆沖帶與相鄰的天環(huán)凹陷以及東部的晉西撓褶帶(小部分)。地層填隙物的主要組成包括原生沉積雜基、碳酸鹽巖膠結(jié)物、硅質(zhì)膠結(jié)物、長(zhǎng)石質(zhì)膠結(jié)物和自生粘土礦物。其中碳酸鹽巖膠結(jié)物以鐵方解石為主，占1%3%；硅質(zhì)膠結(jié)物主

10、要為自生石英，占0.2%0.5%；自生粘土礦物以伊利石、綠泥石和高嶺石為主，有一定的伊/蒙間層礦物，未見蒙脫石；原生沉積雜基在巖石孔隙中分布較為普遍。另外，還含有少量的重晶石和黃鐵礦等。粘土礦物類型以伊利石和綠泥石為主，見少量伊/蒙間層礦物，高嶺石含量極少。伊利石38.3%66.3%，平均49.5%；綠泥石26.7%57.6%，平均43.6%；伊/蒙間層0.4%13.8%，平均6.9%，蒙脫石間層比小于10%。文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示2：長(zhǎng)慶油田目前已探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量中滲透率大于l0mD占14.2%，滲透率310mD占3.8%，滲透率l3mD占59.2%，滲透率0.5lmD占13.4%，滲透率0.30

11、.5mD占9.2%，滲透率0.10.3mD占0.2%，絕大部分是特低滲透層。低滲透整體發(fā)育在西傾的單斜緩坡背景上，儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)。低滲透油藏油水分異差，含油飽和度低，電阻率低，測(cè)井不易識(shí)別。 圖2.1 長(zhǎng)慶油田油層綠泥石、伊利石和高嶺石發(fā)育特征，SEM總的來說，長(zhǎng)慶油田儲(chǔ)層為低壓、低滲、低豐度；且非均質(zhì)、性差，無初產(chǎn)；必須經(jīng)過改造才能獲得產(chǎn)能。因此，在完成鉆完井作業(yè)后，必須進(jìn)行壓裂、酸化等油氣井改造作業(yè)，才能進(jìn)行開采。鑒于長(zhǎng)慶油田儲(chǔ)層礦物的特點(diǎn)，所以在油氣田開采過程中涉及的鉆井液性能，必須注意以下幾點(diǎn)：(1)對(duì)儲(chǔ)層傷害??；(2)必須有較好的抑制性能和濾失性能；(3)低毒或無毒，對(duì)環(huán)境污染??；(

12、4)對(duì)油品污染小。2.2 長(zhǎng)慶油田鉆井問題分析長(zhǎng)慶油田主要地質(zhì)分層及存在的問題分析(見表2.1)(l)表層井段的第四系存在流沙層垮塌及井口塌陷問題。表層黃土層欠壓實(shí)，膠結(jié)性差，極不穩(wěn)定，極容易發(fā)生漏失和竄漏現(xiàn)象；(2)二開直井段直羅組、延安組以及延長(zhǎng)組中上部砂巖井段存在縮徑而泥巖井段又存在垮塌、起下鉆阻卡等井下復(fù)雜現(xiàn)象；紙坊組地層分散造漿；劉家溝組存在區(qū)域行漏失，“雙石”主要硬脆性泥巖跨塌。(3)垮塌層位石千峰組和石盒子組處于大斜度井段，更加劇了井眼失穩(wěn)，特別是石盒子組硬脆性泥巖處于入窗前位置，井斜將達(dá)到88度以上，又進(jìn)一步增加了鉆井液的防塌難度。表2.1長(zhǎng)慶油田地層分層與鉆井事故對(duì)應(yīng)分析表2

13、.2長(zhǎng)慶油田鉆井各階段鉆井液性能要求第3章 長(zhǎng)慶油田常用鉆井液體系分析長(zhǎng)慶油田現(xiàn)有的區(qū)塊鉆井所使用的鉆井液體系歸納為：一開時(shí)，鉆穿表層黃土層，主要用清水或低固相聚合物鉆井液，提高鉆井速度，鉆井液主要組成有膨潤(rùn)土、高分子聚合物(如KPAM、PAC-H、HV-CMC)等，防止坍塌及有效清洗井眼，使表層套管下入順利；二開以防塌、防漏、安全快速鉆進(jìn)為目的，以低固相聚合物體系或雙鉀聚合物鉆井液體系為主；若遇水平井段，使用無土相低傷害暫堵鉆(完)井液體系。3.1 低固相聚合物鉆井液針對(duì)表層井段的第四系存在流沙層垮塌及井口塌陷問題。表層黃土層欠壓實(shí)，膠結(jié)性差，極不穩(wěn)定，極容易發(fā)生漏失和竄漏現(xiàn)象，選用此鉆井液

14、。3.1.1 體系的配方不分散低固相聚合物鉆井液自20世紀(jì)60年代引入我國以來，得到大力推廣。這種鉆井液是利用人工改性鈉土或天然鈉土配制而成，加入丙烯酸系列處理劑，如PHPA，控制粘土的分散度，形成的鉆井液類型。再根據(jù)鉆進(jìn)工作時(shí)鉆井液的性能要求，加入一定量的處理劑調(diào)整鉆井液的性能。鉆井液中含有一定濃度的高分子聚合物，聚合物在孔壁上產(chǎn)生強(qiáng)烈的作用，形成一層縱橫交錯(cuò)的聚合物薄膜，這種薄膜不但具有很強(qiáng)的吸附作用，還將進(jìn)一步阻止自由水在地層中的滲透，從而產(chǎn)生抑制粘土的水化和分散的作用。聚合物鉆井液中的其它組分也將與其共同作用，使孔壁粘土向不分散的狀態(tài)轉(zhuǎn)變，從而達(dá)到穩(wěn)定孔壁的目的5。低固相聚合物鉆井液的

15、性能及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的要求如下：選用的高分子聚合物與其它組分共同作用，對(duì)鉆井液中的粘土、孔壁和巖屑不產(chǎn)生分散作用，護(hù)壁效果好。鉆井液的回收率在90%以上，經(jīng)過處理后可以重復(fù)使用。易于保持現(xiàn)場(chǎng)的文明施工。工程綜合成本低。性能指標(biāo)為：粘度20s，含水率1%，密度1.02g/cm3，膠體率大于95%，失水量不大于11ml/30min，泥皮厚度小于0.5mm，pH值7.58。3.1.2 體系的特點(diǎn)低固相聚合物鉆井液是一種非常穩(wěn)定的抑制性鉆井液，不但有很強(qiáng)的自身凈化能力，還能起到很好的護(hù)壁效果。實(shí)踐證明，這種類型的鉆井液有如下優(yōu)點(diǎn)：鉆井液的膠結(jié)能力強(qiáng)，對(duì)孔壁和巖屑沒有分散作用，有良好的護(hù)壁作用。鉆井液的配

16、方簡(jiǎn)單，且降低了工程的成本。鉆井液對(duì)鉆進(jìn)質(zhì)量影響較小，巖心的質(zhì)量得到了有效的保證。鉆井液粘度適中，使用過程中密度上升比較慢，有很好的流動(dòng)性，不易產(chǎn)生鉆頭“泥包”現(xiàn)象，加之該鉆井液不分散的特點(diǎn)，因此對(duì)地層的侵蝕性很小。便于文明施工的管理。鉆井液的外運(yùn)量很小，大部分可以回收循環(huán)，大大地減少了鉆井液處理的費(fèi)用，工地的清潔也容易保持。比重低，固相含量低，固相呈不分散狀態(tài)，可以提高鉆速。3.1.3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用分析在長(zhǎng)北氣田某口井的應(yīng)用中，針對(duì)表層地層特點(diǎn)，配制高粘度高切力的膨潤(rùn)土漿，提高攜砂能力，穩(wěn)定井眼，防止漏失.開鉆前配制足夠的預(yù)水化膨潤(rùn)土漿，加入適量的CMC和生物聚合物提高鉆井液的粘度和切力。采用這

17、種鉆井液，攜砂能力強(qiáng)，井眼穩(wěn)定，鉆進(jìn)順利。鉆進(jìn)中采用粘度4550s 的膨潤(rùn)土漿，提高攜砂能力，穩(wěn)定井壁，清洗井眼。鉆完一開井深后下套管順利。二開后地層以泥巖和砂巖為主，鉆進(jìn)中補(bǔ)充聚合物膠液加以維護(hù)。充分使用振動(dòng)篩、除砂器和離心機(jī)，清除有害固相，保持鉆井液低密度、低固相。至686m完鉆，鉆井液性能如下：密度1.05g/cm3，粘度30 32s，切力0.51.0Pa，API失水8ml，泥餅0.5mm，含砂0.1%，固相質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%，pH值7.全井鉆井液性能良好，井眼穩(wěn)定，鉆進(jìn)正常，電測(cè)、下套管順利。3.2 雙鉀離子聚合物鉆井液針對(duì)二開直井段直羅組、延安組以及延長(zhǎng)組中上部砂巖井段存在縮徑而泥巖井段又

18、存在垮塌、起下鉆阻卡等井下復(fù)雜現(xiàn)象，采用此鉆井液。3.2.1 體系的配方主要成分：水解聚丙烯酰胺(PHP)、聚丙烯酸鉀(K-PAM)、水解聚丙烯腈銨鹽(NH4 -HPAN)、水解聚丙烯腈鉀鹽(K-HPAN)、羧甲基纖維素(CMC)或PAC、腐植酸鉀(KHm)、純堿(Na2CO3)或KOH、氯化鉀(KCl)等。3.2.2 體系的特點(diǎn)特點(diǎn)是性能易控，不但適于淡水，也適于鹽水。流變性好，攜屑能力強(qiáng)，并且對(duì)泥頁巖的水化膨脹有很好的抑制力。成本低，保護(hù)油氣層，對(duì)環(huán)境污染小。泥頁巖縮徑的原因是其中含有較高的蒙脫石粘土礦物，其吸水膨脹率是自身的23倍，且連接力很強(qiáng)，不易脫落。因此，要解決井壁的縮徑問題，一定

19、要將鉆井液的密度、固相含量和失水量降下來，提高K+、NH4+等陽離子的含量，控制泥頁巖的表面水化力和滲透力，盡可能降低泥頁巖的吸水深度和膨脹率。聚丙烯酰胺：聚丙烯酰胺作絮凝劑抑制地層造漿，絮凝沉淀鉆屑，改善鉆井液的防塌能力和流變性。其防塌機(jī)理是，長(zhǎng)鏈的聚丙烯酰胺在泥頁巖井壁表面產(chǎn)生多點(diǎn)吸附，并可橫過裂縫，從而阻止泥頁巖的剝落；聚丙烯酰胺濃度較高時(shí)，在泥頁巖井壁表面形成較致密的吸附膜，減緩自由水向泥頁巖滲透的速度，對(duì)泥頁巖的水化膨脹起到抑制作用。聚丙烯酸鉀：是一種白色或淡黃色粉末，易吸潮，耐熱性好，溶解后溶液的粘度很高，能起絮凝、提粘、降失水、防塌和堵漏作用，其防塌機(jī)理和聚丙烯酰胺相似，而且對(duì)鉆

20、屑能產(chǎn)生有效的包被作用，抑制地層造漿。水解聚丙烯腈鹽：通過酰胺基吸附在粘土顆粒表面，而羧鈉基在粘土表面形成吸附水化膜，降低了失水。同時(shí)羧納基水化基團(tuán)可以拆散粘土網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，降低了鉆井液的粘度切力。鉀、銨陽粒子：鉀、銨等陽粒子可以抑制粘土礦物水化膨脹。K+、NH+4進(jìn)入粘土礦物硅氧四面體六角環(huán)中的空穴后，使上下晶包連接得更緊，水分子不能進(jìn)入晶包層間，從而完成蒙脫石礦物向高嶺石礦物的轉(zhuǎn)變。讓鉆井液中的礦化度維持在等于或稍大于泥頁巖中的含鹽量，使鉆井液內(nèi)的水分子不能向井壁滲透，同時(shí)，井壁上的粘土礦物也不易向井內(nèi)擴(kuò)散，從而全面預(yù)防泥頁巖的吸水膨脹，使井壁保持穩(wěn)定。3.2.3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用分析2008年至20

21、09年復(fù)合鉀鹽生物聚合物鉆井液體系在長(zhǎng)北氣田12口井均取得成功應(yīng)用，獲得十分良好的效果。 井下復(fù)雜情況和事故大大減少。由于體系具有強(qiáng)烈的抑制性，大幅度減少鉆頭泥包、井下復(fù)雜情況和事故率急劇下降，在長(zhǎng)北氣田整個(gè)鉆井中，平均每口井的下鉆次數(shù)由15.5次降到9.5，下降率38.7%；平均每口井的遇阻劃眼時(shí)間由213.4h降至36.8h，減少80.6%；平均下技術(shù)套管時(shí)間節(jié)約63.4%。 平均機(jī)械鉆速得到突破性提高。鉆井液表現(xiàn)出良好流變性能和合理的技術(shù)措施的實(shí)施，該體系采用后長(zhǎng)北氣田12口井中8口井機(jī)械鉆速超過6m/h，其中CB5-2 最快達(dá)到7.8m/h，該體系采用后12口井的平均機(jī)械鉆速也由以前舊

22、體系的4.64 m/h 提高至6.53m/h，提高達(dá)40%。 潤(rùn)滑性能的創(chuàng)新。將聚丙烯酰胺作為主潤(rùn)滑劑，改變傳統(tǒng)水基鉆井液對(duì)潤(rùn)滑劑的強(qiáng)依賴性，從其絮凝降低固相和改善井壁濾餅兩個(gè)方面實(shí)行潤(rùn)滑減阻技術(shù)。在新的體系中，創(chuàng)新性的大膽加大PHP處理劑的用量，通過PHP絮凝降低固相，改變鉆井液體系潤(rùn)滑性同時(shí)，還通過PHP本身改變井壁濾餅的潤(rùn)滑性兩個(gè)方面降低了鉆井中的扭矩和摩阻，使加入的潤(rùn)滑劑量大幅度下降，為此節(jié)約大量的扭矩成本。平均每口井PHP用量上升到4.33t，潤(rùn)滑劑的平均用量反而降至4.59t，平均每口井PHP 和潤(rùn)滑劑的總費(fèi)用較以前的79.62萬元下降至目前的20.38萬元，平均每口井節(jié)約59.2

23、4萬元，節(jié)約百分比達(dá)74.4%。3.3 無土相低傷害暫堵鉆井液針對(duì)長(zhǎng)慶油田低孔低滲，儲(chǔ)層易傷害的特點(diǎn)，在水平井段，為降低鉆井液對(duì)儲(chǔ)層傷害，有效保護(hù)儲(chǔ)層，采用此鉆井液。3.3.1 體系的配方利用有機(jī)高分子聚合物增粘劑，以提高無土相鉆井液的懸浮能力，利用惰性級(jí)配適當(dāng)?shù)某?xì)碳酸鈣作為骨架粒子，利用在一定溫度下具有可變形性的乳化硬質(zhì)瀝青作為封堵粒子，使之能迅速形成封堵層，阻止鉆井液侵入產(chǎn)層，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)層的屏蔽暫堵6。 增粘劑與降濾失劑的選擇。增粘劑要能達(dá)到攜帶巖屑與暫堵骨架粒子的目的，降濾失劑要達(dá)到能降低鉆井液濾失量的目的，防止鉆井液侵入深部產(chǎn)層對(duì)產(chǎn)層造成傷害，一般的鉆井液降濾失劑在無土相中均不降失

24、水。研究表明，從增粘來考慮K-PAM最好，BY-1次之，F(xiàn)A367次之。 骨架粒子與可變形粒子的選擇。骨架粒子需選擇剛性強(qiáng)、密度低、能被無土相鉆井液懸浮的粒子；可變形粒子則需要選擇沒有剛性、變形性能良好的封堵性強(qiáng)的粒子。3.3.2 體系的特點(diǎn)屏蔽暫堵技術(shù)是利用適當(dāng)粒徑的骨架粒子與變形粒子通過“架橋+填充+壓實(shí)”，在液柱壓力作用下，在井壁表面(或淺層)形成一層致密的封堵層，阻止鉆井液中的顆粒與液相浸入地層，從而降低損害；在液柱壓力解除后，由于地層壓力原因能迅速破壞屏蔽層，從而達(dá)到暫堵的目的。 無土相、密度低，失水低，性能穩(wěn)定、流變性好該體系密度能保持低密度1.031.08g/cm3，API失水穩(wěn)

25、定地控制在3.64.6 ml之間，并且抑制性強(qiáng)，長(zhǎng)時(shí)間鉆進(jìn)過程中，流變性能維護(hù)優(yōu)良，攜砂效果好，濾餅酸溶率高，為以后用低密度優(yōu)質(zhì)鉆井液鉆開古生界碳酸鹽巖儲(chǔ)層，發(fā)現(xiàn)和保護(hù)儲(chǔ)層以及儲(chǔ)層防漏等提供了可行而有效的技術(shù)手段。 潤(rùn)滑性好該體系未加任何潤(rùn)滑劑的條件下具有良好的潤(rùn)滑性性能，滑塊摩阻系數(shù)在0.07 左右，現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)水平段打鉆過程中加入配伍的潤(rùn)滑劑，潤(rùn)滑系數(shù)基本維持在0.0349，為超過2000m 的分支水平段的安全、快速鉆進(jìn)提供了有力保障。 能有效的保護(hù)產(chǎn)層無土相低傷害暫堵鉆井(完井)液體系對(duì)低滲透氣曾平均傷害率為11.25%，屬于輕度傷害，暫堵性好，完鉆后可以采取裸眼完井，井壁上形成的暫堵濾餅通過

26、氣層壓力完成解堵，并直接氣舉投產(chǎn)，很大程度上簡(jiǎn)化了完井、投產(chǎn)作業(yè)。3.3.3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用分析無土相低傷害暫堵鉆井(完井)液體系目前為止已經(jīng)成功的在殼牌長(zhǎng)北項(xiàng)目的CB11等20口井成功應(yīng)用。特別是能夠適應(yīng)長(zhǎng)水平段鉆進(jìn)，其中CB32井216mm大井眼安全順利鉆過2245m水平段分支，超過預(yù)先2000m的設(shè)計(jì)，CB23井152mm小井眼分支成功鉆達(dá)1920 m。長(zhǎng)北項(xiàng)目完井或正鉆的雙分支、多分支水平井已達(dá)到20口，裸眼完井并直接氣舉投產(chǎn)，多數(shù)都為高產(chǎn)井，其中CB11井獲得無阻流量超過200104m3/d的單井高產(chǎn)，創(chuàng)造了氣田新紀(jì)錄，保護(hù)儲(chǔ)層效果明顯。3.4 環(huán)保鉆井液體系鉆井施工中所產(chǎn)生的鉆屑及鉆井液

27、等廢棄物極易污染環(huán)境，特別是鉆井液廢棄物和污水滲透到地下，造成地下水源的嚴(yán)重污染。在分析研究現(xiàn)有的鉆井液與完井液添加劑及體系的化學(xué)毒性、生物毒性及生物降解性的基礎(chǔ)上，長(zhǎng)慶油田開展了鉆井液的環(huán)保性能、油層保護(hù)及防塌性能的協(xié)同研究，研制出了一系列的環(huán)保鉆井液。3.4.1 體系配方處理劑環(huán)保鉆井液各處理劑的主要原材料為天然物，通過對(duì)它們進(jìn)行改性，構(gòu)成一套既滿足鉆井施工、油氣層保護(hù)要求，又保護(hù)環(huán)境的體系。該體系由天然高分子包被劑、天然高分子降濾失劑、無熒光白瀝青、聚合醇防塌劑等組成，分別代替了傳統(tǒng)配方中的絮凝劑、降濾失劑、防塌劑和潤(rùn)滑劑。為了使鉆井液能滿足環(huán)境保護(hù)的要求，首先使選用的每種處理劑都具有環(huán)

28、境保護(hù)性能。3.4.2 體系特點(diǎn)天然高分子包被劑IND30通過對(duì)天然植物膠進(jìn)行接枝，一方面增加了天然聚合物的鏈長(zhǎng)(分子量在500萬以上)，另一方面使抑制性基團(tuán)接枝在分子鏈上，提高了聚合物的包被能力。該天然高分子包被劑易生物降解，能夠降解成分子鏈短的物質(zhì)。天然高分子降濾失劑NAT20通過將植物膠、淀粉等天然高分子物質(zhì)預(yù)膠化、接枝水溶化和化學(xué)處理，使其具有抗溫、抗鹽、抗鈣、防發(fā)酵能力，且在鉆井液中不增稠。無熒光白瀝青NFA25是油溶性的多元脂肪醇脂水溶化的產(chǎn)物，其部分溶于水，部分溶于油，且較易生物降解，該處理劑為有一定軟化點(diǎn)的多組分物質(zhì)，抑制性更強(qiáng)，可有效抑制泥頁巖的水化分散，防止井壁坍塌，具有更

29、強(qiáng)的封堵和保護(hù)油氣層能力及良好的潤(rùn)滑性，而且無毒、無熒光。聚合醇防塌劑PGCS-1有“濁點(diǎn)”效應(yīng)，在鉆井液中可保持“親油疏水分散于水”的狀態(tài)，能夠封堵泥頁巖裂縫，可吸附于鉆屑及粘土顆粒表面，抑制泥頁巖水化、膨脹，具有良好的潤(rùn)滑性。3.4.3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用分析研究的環(huán)保鉆井液在長(zhǎng)慶幾個(gè)工區(qū)應(yīng)用，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)效果表明，環(huán)保型鉆井液體系具有以下特點(diǎn)：（1）該鉆井液體系包被抑制能力強(qiáng)，剪切稀釋特性好，能夠滿足鉆井工程和各種特殊作業(yè)要求；（2）該鉆井液體系可有效抑制泥頁巖分散，有利于井眼規(guī)則和井壁穩(wěn)定，能夠保證鉆井現(xiàn)場(chǎng)施工順利；（3）該鉆井液體系潤(rùn)滑性好，濾餅光潤(rùn)，不粘鉆具，能滿足鉆井液潤(rùn)滑性的要求；（4）該鉆井液體系材料種類少，維護(hù)操作簡(jiǎn)單，流變性易控制，攜砂性強(qiáng)，井眼凈化良好；（5）該鉆井液體系廢液無色而易處理；（6）該鉆井液與相同密度條件下的聚合物鉆井液成本相當(dāng)具有較好的經(jīng)濟(jì)性。第4章 結(jié)論長(zhǎng)慶油田儲(chǔ)層為低壓、低滲、低豐度；且非均質(zhì)、性差，無初產(chǎn)；必須經(jīng)過改造才能獲得產(chǎn)能。鑒于長(zhǎng)慶油田儲(chǔ)層礦物的特點(diǎn)，所以在油氣田開采