硬脆性泥页岩水化裂缝发展的CT成像与机理 被引量：76

1

作者 石秉忠 夏柏如 +1 位作者 林永学 徐江 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期137-142,共6页

硬脆性泥页岩地层井壁失稳问题是一个十分复杂的难题。外来流体侵入后,岩石内部将会产生一系列的微观物理化学变化而影响地层的稳定性。采用CT成像技术,微观揭示硬脆性泥页岩水化过程中裂缝的发展规律及其对岩石的破坏,并结合扫描电镜... 硬脆性泥页岩地层井壁失稳问题是一个十分复杂的难题。外来流体侵入后,岩石内部将会产生一系列的微观物理化学变化而影响地层的稳定性。采用CT成像技术,微观揭示硬脆性泥页岩水化过程中裂缝的发展规律及其对岩石的破坏,并结合扫描电镜等测试手段,分析其机理和对井壁失稳的影响,进而制定出井壁稳定技术对策,为硬脆性泥页岩井壁稳定性研究提供一种新的思路。结果表明,硬脆性泥页岩具有较显著的毛细管效应,岩石矿物颗粒间微孔缝自吸水后产生较强的水化作用,促使次生微裂纹的产生、扩展与连通,微裂纹不断发展成裂缝直至贯通,岩石发生宏观破坏。自吸水化产生次生裂缝破坏是硬脆性泥页岩地层井壁失稳的主要原因之一。强化封堵、控制滤失量和降低滤液表面张力是防止硬脆性泥页岩地层自吸水化破坏的有效措施。 展开更多

关键词 硬脆性泥页岩 毛细管效应 自吸水化 裂缝演变 CT成像技术

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微纳米封堵技术研究及应用 被引量：40

2

作者 邱正松 王伟吉 +2 位作者 董兵强 王洪伟 暴丹 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2015年第2期6-10,97,共5页

KL3-2油田开发井中东营组下段和沙河街组泥页岩易剥落掉块,导致严重的井下复杂情况。通过X射线衍射、扫描电镜、孔径分布测试、理化性能分析、岩样浸泡实验、岩样自吸水实验等,分析了该地层井壁失稳机理。结果表明：该地层脆性矿物含量... KL3-2油田开发井中东营组下段和沙河街组泥页岩易剥落掉块,导致严重的井下复杂情况。通过X射线衍射、扫描电镜、孔径分布测试、理化性能分析、岩样浸泡实验、岩样自吸水实验等,分析了该地层井壁失稳机理。结果表明：该地层脆性矿物含量高达60%以上,膨胀性黏土矿物含量低,基质微孔隙、微裂缝、层理发育,属于典型的硬脆性泥页岩。钻井液滤液在毛细管力和压差作用下沿微裂缝侵入地层内部,微裂缝、微裂隙的延伸、扩展是泥页岩地层井壁失稳的主要原因。钻井液技术对策为加强微孔、微裂缝的封堵,加强抑制,研选了微纳米封堵剂HSM和页岩抑制剂胺基硅醇HAS,构建了防塌钻井液体系。评价表明,该体系能够有效地封堵泥页岩微孔、微裂缝,阻缓压力传递。现场应用表明,微纳米封堵钻井液能显著改善滤饼质量,降低滤失量,大大减少了钻井液滤液由于压差作用侵入地层,防止由其引起微裂缝、微裂隙延伸、扩展而导致井壁不稳定和各种井下复杂情况的发生。 展开更多

关键词 井壁稳定 硬脆性泥页岩 微纳米封堵 胺基硅醇 防榻钻井液

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硬脆性泥页岩微米-纳米级裂缝封堵评价新方法 被引量：32

3

作者 侯杰 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期32-37,共6页

为解决应用常规封堵评价方法优选的封堵材料对大庆油田致密油裂缝性地层封堵效果差的难题,选用由不锈钢粉末经特殊工艺压制成的薄片作为封堵介质来模拟微米和纳米级裂缝,并自主设计加工了封堵评价装置,形成了微米-纳米级微裂缝封堵评价... 为解决应用常规封堵评价方法优选的封堵材料对大庆油田致密油裂缝性地层封堵效果差的难题,选用由不锈钢粉末经特殊工艺压制成的薄片作为封堵介质来模拟微米和纳米级裂缝,并自主设计加工了封堵评价装置,形成了微米-纳米级微裂缝封堵评价新方法。室内试验结果表明,封堵评价新方法可替代高温高压滤失试验对钻井液的封堵性能进行评价,且优选的钻井液配方对微米级和纳米级裂缝都具有较强的封堵能力。应用该方法对封堵材料配方及加量进行了优化,形成了强封堵型水基钻井液配方,并在大庆油田F38-P1井进行了现场试验,解决了青山口组地层在钻进过程中的井壁剥落、掉块等井壁失稳问题。研究结果表明,裂缝封堵评价新方法可以模拟井底温度条件下对钻井液的封堵性能进行评价,且具有操作简单、评价精度高等优点,为大庆油田致密油藏高效开发提供了技术支持。 展开更多

关键词 致密油 硬脆性泥页岩 微裂缝 不锈钢粉末 井壁稳定 封堵性能 大庆油田

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微裂缝封堵剂评价新方法及强封堵钻井液配方优选 被引量：31

4

作者 张洪伟 左凤江 +4 位作者 李洪俊 李立昌 刘彦妹 李海彪 张雅欣 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2015年第6期43-45,49,共4页

硬脆性泥页岩井壁失稳问题是致密油气等非常规资源钻井过程中的常见难题,目前普遍认为增强对泥页岩微纳米裂缝的封堵,是减少井下复杂的关键。选用一种孔径与泥页岩的微裂缝比较匹配的新型混合纤维素滤膜,替代滤纸做滤失实验,通过对比瞬... 硬脆性泥页岩井壁失稳问题是致密油气等非常规资源钻井过程中的常见难题,目前普遍认为增强对泥页岩微纳米裂缝的封堵,是减少井下复杂的关键。选用一种孔径与泥页岩的微裂缝比较匹配的新型混合纤维素滤膜,替代滤纸做滤失实验,通过对比瞬时滤失量大小,评价了单一处理剂溶液对滤膜的封堵效果。利用该方法进行评价,优选出微纳米粒径的石灰石和二氧化硅复配使用,辅以聚胺、铝合物等抑制封堵剂,构建了一种无黏土相微纳米强封堵钻井液。评价结果表明,该体系在较低表观黏度下,具有较高的动塑比和φ6、φ3读数,有利于水平井井眼净化;具有较低的滤失量,岩屑滚动回收率接近100%,封堵能力远高于常规聚合物体系,可用于致密油气、页岩气等非常规能源的钻进。 展开更多

关键词 硬脆性泥页岩 井壁稳定 瞬时滤失 纤维素滤膜 微纳米封堵钻井液 纳米二氧化硅

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硬脆性泥页岩微裂缝封堵可视化模拟试验与评价 被引量：27

5

作者 石秉忠 胡旭辉 +2 位作者 高书阳 徐江 林永学 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期32-37,共6页

为了揭示钻井液对硬脆性泥页岩微裂缝的封堵机理，利用自行研制的可视化微裂缝封堵能力评价仪，采用单一和复合封堵材料，以相同时间内的滤失量和承压能力为标准，并结合观察缝内封堵状况，对7种缝宽的模拟微裂缝进行了封堵效果评价。... 为了揭示钻井液对硬脆性泥页岩微裂缝的封堵机理，利用自行研制的可视化微裂缝封堵能力评价仪，采用单一和复合封堵材料，以相同时间内的滤失量和承压能力为标准，并结合观察缝内封堵状况，对7种缝宽的模拟微裂缝进行了封堵效果评价。数据处理分析认为，滤失量与封堵压差不是线性关系；缝宽对应于封堵材料粒径分布曲线上的 D50～ D58时封堵效果较好；封堵效果不随刚性封堵颗粒质量分数增加而提高；可变形溶胀微粒质量分数为0.5％～0.7％时，封堵效果最好；封堵试验表明，封堵的位置有3种，其中在缝内喉道处形成的封堵层相对较致密，承压能力相对较强。研究表明，硬脆性泥页岩微裂缝封堵模拟试验评价方法是可行的，能够对微裂缝封堵机理进行深化研究。 展开更多

关键词 微裂缝 封堵 井壁稳定 硬脆性泥页岩

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硬脆性泥页岩水化过程的微观结构变化 被引量：25

6

作者 石秉忠 夏柏如 《大庆石油学院学报》 CAS 北大核心 2011年第6期28-34,124,共7页

为解决硬脆性泥页岩地层的井壁失稳问题,利用X线衍射仪、扫描电子显微镜和CT成像数字岩心分析等,测试川西地区须家河组三段的岩样,分析硬脆性泥页岩水化过程中微观结构变化的过程和规律.结果表明:矿物颗粒间天然微孔缝的毛细管效应促进... 为解决硬脆性泥页岩地层的井壁失稳问题,利用X线衍射仪、扫描电子显微镜和CT成像数字岩心分析等,测试川西地区须家河组三段的岩样,分析硬脆性泥页岩水化过程中微观结构变化的过程和规律.结果表明:矿物颗粒间天然微孔缝的毛细管效应促进内部矿物水化,水化作用又促进次生孔缝的产生扩展,是导致微观结构发生变化直至宏观破坏的主要原因之一;初始微观结构破坏主要发生在矿物颗粒间面面或点面接触结构界面;微观结构变化本质上表现为微观裂纹的扩张、扩展演变. 展开更多

关键词 硬脆性泥页岩 微观结构 水化作用 变化规律 颗粒界面

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硬脆性泥页岩井壁稳定渗流-力化耦合研究 被引量：24

7

作者 梁利喜 丁乙 +1 位作者 刘向君 许丽 《特种油气藏》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期140-143,158,共4页

硬脆性泥页岩发育弱面结构且具有水化特性,易造成钻井过程中井壁失稳问题。在室内定量分析了钻井液对岩石弱面强度、基体强度、孔隙空间的影响程度。基于实验结果,利用线弹性理论和单一弱面准则,建立了考虑弱面结构、水化和渗流作用的渗... 硬脆性泥页岩发育弱面结构且具有水化特性,易造成钻井过程中井壁失稳问题。在室内定量分析了钻井液对岩石弱面强度、基体强度、孔隙空间的影响程度。基于实验结果,利用线弹性理论和单一弱面准则,建立了考虑弱面结构、水化和渗流作用的渗流-力化耦合井壁稳定模型。实例计算表明:弱面结构的存在使得坍塌压力上升;弱面结构产状变化,造成坍塌压力分布复杂,不再存在单调变化的井斜方位;渗流应力变化对钻井初期坍塌压力影响较小,但在后期影响明显。该模型能准确地计算硬脆性泥页岩地层坍塌压力,对钻井工程有一定指导意义。 展开更多

关键词 硬脆性泥页岩 井壁稳定 坍塌压力 力化耦合 渗流应力

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反渗透型低自由水钻井液体系 被引量：21

8

作者 陈金霞 阚艳娜 +2 位作者 陈春来 卢淑芹 王荐 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2015年第1期14-17,97-98,共4页

为了解决南堡油田深层硬脆性泥页岩井壁失稳问题,研究了反渗透型低自由水钻井液体系。该体系针对泥岩纳微米级孔喉引入纳微米封堵技术,在近井壁地带形成半渗透膜,配合键合水技术降低钻井液水活度,产生反向渗透压差,平衡液柱压差和毛管力... 为了解决南堡油田深层硬脆性泥页岩井壁失稳问题,研究了反渗透型低自由水钻井液体系。该体系针对泥岩纳微米级孔喉引入纳微米封堵技术,在近井壁地带形成半渗透膜,配合键合水技术降低钻井液水活度,产生反向渗透压差,平衡液柱压差和毛管力,提高体系的井壁稳定效果。纳微米封堵材料包括胶束剂HSM和固壁剂HGW,HSM在水中呈球状、层状、棒状,尺寸在1~100 nm之间,其通过亲水基团多点吸附缠绕在井壁上,其疏水基团裸露在外相互黏结,在井壁上形成一层疏水膜;HGW是憎水性的亚微米级乳液,其覆盖在井壁岩石表面,在压力作用下堆积形成一层憎水膜,通过加入3%HGW+2%HSM、再加入20%键合剂,钻井液的膜效率可以从0.11提高到0.30和0.50。室内评价表明,该体系具有类似于油基钻井液的防塌抑制性、润滑性和储层保护性能。该体系在南堡2-35和南堡4-65井进行了应用。现场应用效果表明,应用井井壁稳定、井径规则,与邻井相比,钻井液密度由1.26降低至1.20 g/cm3,机械钻速提高了49.62%,实现了深层泥页岩的井壁稳定、油层保护与优快钻井的多重目的。 展开更多

关键词 井壁稳定 水基钻井液 低自由水 反渗透 膜效率 纳米封堵剂 键合剂 硬脆性泥页岩

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硬脆性泥页岩钻井液封堵性评价方法 被引量：18

9

作者 宋碧涛 马成云 +4 位作者 徐同台 徐浩 何竹梅 彭芳芳 曾甘林 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2016年第4期51-55,共5页

调研了钻井液封堵性评价方法,并针对硬脆性泥页岩的特点,筛选出4种方法进行对比实验。研究发现:高温高压滤失量能表征钻井液泥饼渗透性;高温高压砂床、渗透性封堵(PPT)等评价方法,能评价钻井液对泥页岩微米级固定裂缝或孔喉的封堵效果,... 调研了钻井液封堵性评价方法,并针对硬脆性泥页岩的特点,筛选出4种方法进行对比实验。研究发现:高温高压滤失量能表征钻井液泥饼渗透性;高温高压砂床、渗透性封堵(PPT)等评价方法,能评价钻井液对泥页岩微米级固定裂缝或孔喉的封堵效果,但不能够准确地评价纳米级封堵剂的封堵效果,也不能反映钻井液与泥页岩相互作用过程中,岩石裂缝或孔喉发生变化情况下封堵剂的封堵效果;而压力传递实验能够评价各种类型封堵剂对硬脆性泥页岩裂缝或孔喉的封堵效果,还能反映不同类型的封堵剂在钻井液与泥页岩相互作用过程中,发生裂缝或孔喉尺寸变化情况下的封堵效果。 展开更多

关键词 硬脆性泥页岩 封堵性评价 压力传递 渗透性封堵仪(PPT) 钻井液

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硬脆性泥页岩井壁稳定性研究 被引量：17

10

作者 罗诚 吴婷 朱哲显 《西部探矿工程》 CAS 2013年第6期50-52,共3页

硬脆性泥页岩地层在钻井过程中易发生井壁剥落掉块、钻具遇阻等井下复杂情况。对国内部分区块硬脆性泥页岩地层矿物组成、微观结构进行了归纳分析,并分析矿物组成、微观结构对井壁稳定性的影响,并提出相应的钻井液对策。研究结果表明:... 硬脆性泥页岩地层在钻井过程中易发生井壁剥落掉块、钻具遇阻等井下复杂情况。对国内部分区块硬脆性泥页岩地层矿物组成、微观结构进行了归纳分析,并分析矿物组成、微观结构对井壁稳定性的影响,并提出相应的钻井液对策。研究结果表明:硬脆性泥页岩粘土矿物含量在30%～40%之间甚至更低,主要以伊利石为主,含少量伊蒙混层与高岭石,具有水化膨胀性弱、易剥落的特点;硬脆性泥页岩层理、微裂缝十分发育,微裂缝是钻井液进入地层内部的主要通道;钻井液除考虑合理的密度以及较好的抑制性以外,对微裂缝的封堵性是钻井液防塌性能的关键。 展开更多

关键词 硬脆性泥页岩 井壁稳定 矿物组成 微观结构

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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 被引量：16

11

作者 王晓军 白冬青 +5 位作者 孙云超 李晨光 鲁政权 景烨琦 刘畅 蒋立洲 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期107-114,共8页

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... 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。 展开更多

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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新型无荧光防塌封堵剂HSH的研制及机理研究 被引量：8

12

作者 黄书红 蒲晓林 +3 位作者 陈勇 赵正国 苏俊霖 韩玮 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2013年第1期9-12,89-90,共4页

以伊利石、伊蒙混层为主的硬脆性泥页岩微裂缝发育,容易引起井壁失稳,在钻井液中加入防塌封堵剂能阻止水进入近井壁地带,从而有效地解决这一问题。依据防塌封堵过程分析,实验室研制了一种在高温高压条件下可变软变形的新型热塑性封堵剂... 以伊利石、伊蒙混层为主的硬脆性泥页岩微裂缝发育,容易引起井壁失稳,在钻井液中加入防塌封堵剂能阻止水进入近井壁地带,从而有效地解决这一问题。依据防塌封堵过程分析,实验室研制了一种在高温高压条件下可变软变形的新型热塑性封堵剂HSH。通过与传统封堵剂乳化沥青、聚乙二醇、乳化石蜡的封堵性能和封堵机理对比,HSH在高温条件下软化变形,在压差作用下挤入微裂缝,与黏土颗粒一起形成致密封堵层,其封堵能力与乳化沥青相当,而优于聚乙二醇和乳化石蜡;HSH无荧光性,解决了乳化沥青荧光强度高在探井中应用受限的问题,且与钻井液配伍性好,抑制性强,在较宽温度范围内(90～150℃)具有优异的封堵效果,可以很好地替代传统封堵剂,广泛应用于各种探井和深井中。 展开更多

关键词 硬脆性泥页岩 井壁稳定 防塌 封堵剂 荧光性

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适用于硬脆性泥页岩的钻井液井壁稳定性评价方法 被引量：8

13

作者 陈金霞 《油田化学》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期527-532,共6页

为了提高硬脆性泥页岩的井壁稳定效果,通常强调钻井液的封堵能力,而未考虑钻井液水化作用对泥岩力学强度的影响。在传统钻井液封堵性能评价方法的基础上,重点考察了钻井液对岩石力学强度的保持能力,开展了钻井液水化作用对岩石抗压强度... 为了提高硬脆性泥页岩的井壁稳定效果,通常强调钻井液的封堵能力,而未考虑钻井液水化作用对泥岩力学强度的影响。在传统钻井液封堵性能评价方法的基础上,重点考察了钻井液对岩石力学强度的保持能力,开展了钻井液水化作用对岩石抗压强度、抗张强度以及地层坍塌压力增量影响等评价实验,形成了一套适用于硬脆性泥页岩的井壁稳定性评价方法。结果表明,优良的井壁稳定性能不仅要具备较低的渗透封堵滤失量、良好的延缓压力传递能力,对岩心裂缝较高的封堵率,而且要具有较强的岩石力学强度保持能力(钻井液作用后岩石力学强度降幅最小,且地层坍塌压力增量最低)。建议初步开展PPT渗透封堵实验、压力传递实验及岩心裂缝封堵实验等,初选性能较好的钻井液配方,再进行钻井液作用对岩石力学强度的影响实验,结合钻井液作用对坍塌压力、破裂压力的影响分析,进一步确定井壁稳定钻井液最佳配方。该套评价方法从岩石力学角度全面评估了钻井液的井壁稳定性能,为体系的优化提供了借鉴。 展开更多

关键词 硬脆性泥页岩 钻井液 井壁稳定性 封堵性 力学强度保持能力

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泥页岩微裂缝模拟新方法及封堵评价实验 被引量：8

14

作者 杨决算 侯杰 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2017年第1期45-49,共5页

目前泥页岩微裂缝模拟方法较多,但都存在一定局限性,且不能真实模拟高温高压下泥岩与钻井液接触后水化分散过程。针对该难题,在对平滑钢块模拟法、砂床封堵实验法、劈裂岩样人造裂缝模拟法和透明钢化玻璃模拟法进行分析的基础上,采用干... 目前泥页岩微裂缝模拟方法较多,但都存在一定局限性,且不能真实模拟高温高压下泥岩与钻井液接触后水化分散过程。针对该难题,在对平滑钢块模拟法、砂床封堵实验法、劈裂岩样人造裂缝模拟法和透明钢化玻璃模拟法进行分析的基础上,采用干法钻取取样岩心以获得标准岩心柱,对岩心柱进行造缝,并在岩心缝面垫上不同厚度的锡纸,模拟宽度为10~100μm的微裂缝;将岩心柱放入夹持器中,与动态失水仪相连,可形成一套泥岩微裂缝封堵能力评价装置。介绍了封堵评价实验装置的组装和实验操作步骤,及其功能和优点,给出了微裂缝缝宽的推导公式,并通过精确测量数据换算出了等效裂缝宽度。室内实验表明,该微裂缝模拟方法有精度高、重复性好等优点。研究结果表明,该方法及评价装置不仅能模拟泥页岩与外来液相接触后的水化分散、膨胀等过程,还能真实模拟井底高温高压条件下钻井液对微裂缝的封堵情况,为深入研究微裂缝的封堵机理、封堵材料优选及钻井液配方优选提供可靠的实验方法和数据支撑。 展开更多

关键词 硬脆性泥页岩 微裂缝 井壁稳定 取样岩心 封堵能力

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专项封堵防塌技术在塔中油田的应用 被引量：7

15

作者 陈富全 夏荣徽 +2 位作者 聂强勇 何涛 曾健 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2015年第2期58-60,101,共3页

塔中油田白垩系、三叠系、二叠系和石炭系地层在压实过程中形成巨厚硬脆性泥岩层段,层理裂缝发育,为避免在起钻和短提时发生垮塌、卡钻事故,针对易垮塌层制定了专项封堵防塌施工方案。并优选出了如下的专项封堵防塌钻井液配方：井浆＋（... 塔中油田白垩系、三叠系、二叠系和石炭系地层在压实过程中形成巨厚硬脆性泥岩层段,层理裂缝发育,为避免在起钻和短提时发生垮塌、卡钻事故,针对易垮塌层制定了专项封堵防塌施工方案。并优选出了如下的专项封堵防塌钻井液配方：井浆＋（2%~3%）SY-A01＋（1%~2%）TYRF-1＋（1%~2%）PGCS-1＋（3%~5%）KCl＋（0.5%~1%）TP-2＋（3%~5%）超细碳酸钙＋（2%~3%）油溶性润滑剂＋加重剂,利用不同种类、不同粒径防塌剂的＂多元协同＂作用,在井壁上形成一层具有防渗透和防冲刷能力的封堵层。中古431-H4井针对易垮塌层段进行4次专项封堵,在长达55.3 d浸泡况下,5次起下钻和3次短程起下钻过程中井壁稳定。该技术能够解决硬脆性泥岩和玄武岩引起的井壁失稳问题,能有效降低钻井液防塌成本,不影响纯钻时效。 展开更多

关键词 硬脆性泥岩 封堵防塌 多元协同 井壁稳定

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适用于辽河致密油地层的高性能钻井液技术 被引量：7

16

作者 于盟 王健 王斐 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2020年第5期578-584,共7页

根据辽河油田沈北区块致密油储层的特点,对该区块沙河街组四段灰色硬脆性泥页岩易水化膨胀、垮塌掉块等问题进行了研究。通过对致密油页岩进行黏土矿物分析、纳米CT扫描成像和SEM电镜扫描实验,确定了油页岩的黏土矿物含量、平均孔隙半... 根据辽河油田沈北区块致密油储层的特点,对该区块沙河街组四段灰色硬脆性泥页岩易水化膨胀、垮塌掉块等问题进行了研究。通过对致密油页岩进行黏土矿物分析、纳米CT扫描成像和SEM电镜扫描实验,确定了油页岩的黏土矿物含量、平均孔隙半径和微裂缝的发育情况。根据致密油页岩地层的特点,针对性地进行了纳米级封堵剂的复配实验,在此基础上构建了一套强封堵、强抑制和弱冲刷的高性能钻井液体系,该钻井液在泥页岩岩屑中的一次回收率为93%以上,三次回收率接近80%,渗透率降低超过50%。现场应用2口井,成功解决了油页岩地层水化坍塌、井壁失稳导致的划眼、卡钻等技术难题。2口井应用结果表明,“高黏度”和“高切力”高性能钻井液体系使用后,易垮塌地层未出现井壁坍塌,恶性事故得到了有效控制,事故复杂率下降17%,完井周期减少150 d,提速效果明显。 展开更多

关键词 硬脆性泥页岩 井壁坍塌 高性能钻井液 强抑制

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徐闻区块复合有机盐钻井液技术 被引量：7

17

作者 吴再绪 王亚宁 +1 位作者 郑和 顾克江 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2015年第3期93-95,110,共3页

徐闻区块位于北部湾盆地,由涠西南凹陷、乌石凹陷、迈陈凹陷、福山凹陷和雷东凹陷组成。该地区下部地层岩性以微裂隙发育的硬脆性泥页岩为主,坍塌压力系数较大,易发生井壁坍塌,导致钻井过程中井下复杂、事故频繁发生。针对以上地层特点... 徐闻区块位于北部湾盆地,由涠西南凹陷、乌石凹陷、迈陈凹陷、福山凹陷和雷东凹陷组成。该地区下部地层岩性以微裂隙发育的硬脆性泥页岩为主,坍塌压力系数较大,易发生井壁坍塌,导致钻井过程中井下复杂、事故频繁发生。针对以上地层特点,在该区块积极推广应用了复合有机盐钻井液体系。现场应用表明,该体系具有很强的抑制性和防塌能力。推广应用的3口井与同区块的邻井相比,机械钻速提高了44%,平均钻井周期缩短了近26 d,复杂事故时效大幅度降低,平均井径扩大率减小了50%。说明徐闻区块流沙港组地层的井壁失稳问题得到了明显改善,电测成功率也大幅提高,很好地满足了该区块钻井施工的需要。 展开更多

关键词 复合有机盐钻井液 井壁稳定 硬脆性泥页岩 钻井液性能 徐闻区块

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南堡中深层复杂岩性地层井壁失稳机理及技术对策 被引量：7

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作者 赵亚宁 陈金霞 +3 位作者 卢淑芹 朱宽亮 邢道宽 靳志铁 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2015年第5期41-45,103-104,共5页

南堡3号构造东二段以下地层在钻井过程中频繁发生井壁失稳现象。通过黏土矿物分析、FMI成像测井、电镜扫描、浸泡及CT扫描分析可知,中深层泥岩微裂缝发育,在钻井压差作用下,微裂缝发生自吸水效应,一方面使得近井壁的孔隙压力升高,另一方... 南堡3号构造东二段以下地层在钻井过程中频繁发生井壁失稳现象。通过黏土矿物分析、FMI成像测井、电镜扫描、浸泡及CT扫描分析可知,中深层泥岩微裂缝发育,在钻井压差作用下,微裂缝发生自吸水效应,一方面使得近井壁的孔隙压力升高,另一方面,地层发生水化作用,由于岩石的受力不均使得微裂缝进一步开启;同时流体压力产生的尖劈效应会导致近井壁岩石的崩落和掉块,甚至井塌与井漏相互作用及影响。实验结果表明,井壁稳定技术的关键是对裂缝的封堵,使用了3%高软化点的抗高温封堵剂FT3000,以及SPNH、SMP和0.8%增黏降滤失剂DSP。形成的KCl抗高温封堵钻井液具有较好的封堵性能,可以形成致密的泥饼,渗透失水、砂床失水均较低,回收率大于90%,可以满足现场要求。该钻井液在现场应用后,井眼质量得到有效改善,井径规则,复杂事故率低,钻井周期从2012年开发初期的119.25 d缩短至目前的46.4 d,机械钻速从最初的6.65 m/s提高到12.05 m/s,提速效果显著。 展开更多

关键词 井壁稳定 硬脆性泥岩 强封堵钻井液 南堡油田

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国内页岩气长水平井JY2-5HF井钻井液技术 被引量：6

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作者 朱宝忠 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2018年第6期60-64,共5页

JY2-5HF井是中石化在重庆涪陵页岩气田部署的一口开发评价井,完钻井深5965 m,水平段长3065 m。该井二开中下部钻遇地层主要为泥页岩井段,存在井壁垮塌、卡钻、漏失等潜在风险,使用多元协同防塌水基钻井液(BT-200钻井液)钻井,主要处理剂... JY2-5HF井是中石化在重庆涪陵页岩气田部署的一口开发评价井,完钻井深5965 m,水平段长3065 m。该井二开中下部钻遇地层主要为泥页岩井段,存在井壁垮塌、卡钻、漏失等潜在风险,使用多元协同防塌水基钻井液(BT-200钻井液)钻井,主要处理剂有抑制剂BT-200、K-HPAN、KCl、井壁稳定剂、乳化沥青、非渗透处理剂、聚合醇、多功能固体润滑剂和QS-2。水平段要求钻井液除了具有较强的化学及物理防塌能力,还须具有良好的润滑及悬浮性能,采用了油水比为90∶10的油基钻井液,水相为26%CaCl2水溶液,破乳电压控制在900 V以上。现场实践表明,该套钻井液较好地满足了井下和钻井工程的需要;页岩气井长水平段钻进较适宜采用旋转导向和油基钻井液;压裂后测出的地层压力系数普遍比钻进时高0.1～0.2,建议设计钻井液密度时减去。 展开更多

关键词 页岩气井 长水平井 硬脆性泥页岩 井壁稳定 油基钻井液

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纳微米防塌钻井液技术的研究与应用 被引量：6

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作者 陈金霞 《油田化学》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期402-407,共6页

为了解决南堡深层泥页岩因纳微米级孔缝发育而易发生井壁失稳的问题,通过对纳微米级封堵材料的优选,确定了配方为3%膨润土浆+1.2%增黏剂DSP-2+6%降滤失剂SPNH+3%降滤失剂SMP-I+1%降黏剂SMT+0.5%聚胺抑制剂AI-1+0.8%热稳定剂Na_2SO_3+1%... 为了解决南堡深层泥页岩因纳微米级孔缝发育而易发生井壁失稳的问题,通过对纳微米级封堵材料的优选,确定了配方为3%膨润土浆+1.2%增黏剂DSP-2+6%降滤失剂SPNH+3%降滤失剂SMP-I+1%降黏剂SMT+0.5%聚胺抑制剂AI-1+0.8%热稳定剂Na_2SO_3+1%微米封堵剂FT3000+5%抑制剂KCl+2%防水锁剂HAR-D+2%纳米封堵剂HSM+3%亚微米固壁剂HGW的纳微米防塌钻井液体系,研究了该钻井液体系的滤失性、封堵性以及防塌抑制性等性能。结果表明,2%纳米级胶束封堵剂HSM与3%亚微米级固壁剂HGW复配使用可使基浆的膜效率从0.21提高到0.38,使纳微米级滤膜的滤失量降低35%以上,同时能降低PPT滤失量和初始滤失速率,大幅度减缓了对泥页岩的压力传递时间。该钻井液体系具有良好的降滤失性、封堵性和抑制性,在150℃下老化16 h后的API滤失量和HTHP滤失量分别为3.7 mL和11 mL,膨润土压片在该钻井液中的24 h线性膨胀率仅为13.29%,泥岩岩屑在该钻井液中150℃下热滚16 h后的回收率高达93.3%。该体系在南堡油田矿场试验中取得了显著效果,井眼质量得到有效改善,未发生垮塌、掉块等井壁失稳情况,机械钻速较邻井提高了35.29%,实现了深层泥页岩的井壁稳定与优快钻井的多重目的。 展开更多

关键词 井壁稳定 纳微米封堵 防塌钻井液 硬脆性泥岩

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