838--钻井液技术现状及发展趋势培训讲义PPT

1、钻井液技术现状及发展趋势汇报内容前 言国内外钻井液技术发展现状二大庆油田钻井液技术发展现状三钻井液技术发展趋势四一前 言 作为钻井工程的“血液”，钻井液在钻井施工过程中起着至关重要的作用，一直备受钻井科研工作者的关注，国内外各相关科研机构均投入了较大的精力来进行钻井液以及相关技术的研究。 钻井液及其相关技术的研究都是为了满足安全、快速钻井的需求而开展的，研究主要包括钻井液流变性、井壁稳定、储层和环境保护及防漏堵漏等方面。 二、国内外钻井液技术发展现状u 新型钻井液技术及处理剂u 防漏堵漏技术u 油气层保护技术u 环境保护技术主要内容钻井液技术水基成膜钻井液超临界二氧化碳钻井液 抗高温钻井液高性

2、能水基钻井液 快速钻井液油基泡沫流体新型油基钻井液新型钻井液处理剂（一）新型钻井液技术及处理剂（一）新型钻井液技术及处理剂 新型可循环微泡低固相钻井液 和传统油基泥浆相比q 流变性卓越： 迅速形成切力，避免重晶石沉降（完全无沉降）； 迅速破坏结构，避免开泵时高泵压； 循环当量密度更低，有利于减小井漏风险；q 渗透率恢复100%：可以直接用于产层钻进，保护油气藏；q 抗污染能力更强：更高的固相和水相相容能力；q 更少的处理剂用量，费用更少，性能更加稳定，免维护；q 机械钻速更快；q 适用性更广：钻井、试油通用。1. 1. 新型油基钻井液技术新型油基钻井液技术（一）新型钻井液技术及处理剂（一）新型

3、钻井液技术及处理剂哈里伯顿 高性能油基钻井液 高性能油基钻井液是哈里伯顿专门针对水平井、低渗裂缝型储层钻进等特殊要求而研制的，该体系无有机土和褐煤类处理剂。密 度： 1.051.60 g/cm3流变性： PV： 1525mPa.s YP： 614 Pa 6： 920 3： 715电稳定值： 350 VHTHP 失水： 5ml/30min盐 度： 2025W油 水 比： 70/3085/15高性能油基钻井液体系性能与配方1. 1. 新型油基钻井液技术新型油基钻井液技术（一）新型钻井液技术及处理剂（一）新型钻井液技术及处理剂哈里伯顿 高性能油基钻井液（一）新型钻井液技术及处理剂（一）新型钻井液技术

4、及处理剂有机土和褐煤 - 1960年代粘土技术 - 更高的固相 - 水相和低固相容限低不能作为产层钻井液需要更高开泵压力，井漏的可能性更大更高的固相和漏失 更多的添加剂和基础油脂肪酸与共聚物 - 无有机土材料 - 更低固相，更高的机械钻速 - 水相和固相容限更高优良的渗透率恢复值流变性优良，触变性好，更少的井下漏失使用更少的产品和基础油1. 1. 新型油基钻井液技术新型油基钻井液技术哈里伯顿 高性能油基钻井液传统油基体系高性能无土油基体系q 高性能无土油基体系应用 中石化彭页HF-1井3446/2525m 大段裂缝，漏失严重 页岩气水平井，水平段1896米 中石化涪页HF-1井3570m/22

5、73m 未达到着陆点提前中完后转换为油基泥浆 10次起下钻，无一次有阻卡现象 与钻井计划比较，提前了15天 ，本区域最快钻井记录 中石化 元页HF-1井-4920.4m/3659.5m 井下复杂，未达到着陆点提前中完后转换为油基泥浆 DFG水力学软件辅助钻井参数优化（一）新型钻井液技术及处理剂（一）新型钻井液技术及处理剂1. 1. 新型油基钻井液技术新型油基钻井液技术哈里伯顿 高性能油基钻井液 MEGADRIL油基钻井液是以油作为连续相的低毒逆乳化钻井液，可以提供良好的井壁稳定性能，避免地层水化膨胀，满足裂缝型地层优质快速钻井的要求。l 钻井液抑制能力强l 钻井液润滑性能好，有利于水平井，大位

6、移井钻进l 抗高温230l 切力低，有利于循环当量密度、压力激动和抽吸的控制l 与其他油基钻井液匹配1. 1. 新型油基钻井液技术新型油基钻井液技术MI公司MEGADRIL油基钻井液（一）新型钻井液技术及处理剂（一）新型钻井液技术及处理剂MEGADRILMEGADRIL油基钻井液配方与性能油基钻井液配方与性能1. 1. 新型油基钻井液技术新型油基钻井液技术MI公司MEGADRIL油基钻井液（一）新型钻井液技术及处理剂（一）新型钻井液技术及处理剂配方和性能对比配方和性能对比M-I公司使用甲酸铯盐水配制了密度为1.66 g/cm3的低固相油基钻井液，并在Statfzjord油田进行了试验，与常规油

7、基钻井液的差别在于固相含量由22%降低到1%，取得了以下效果：地层损害小；减小颗粒堵塞振动筛的可能；不会发生井眼失稳问题；完井后油井产能提高。1. 1. 新型油基钻井液技术新型油基钻井液技术MI公司高密度低固相油基钻井液（一）新型钻井液技术及处理剂（一）新型钻井液技术及处理剂 NEXT-DRILL体系是贝克休斯公司研发的一种合成基/油基钻井液体系，该体系机械钻速高，润滑性好，井眼稳定性强。同时配以贝克休斯专利封堵材料，专门对脆性且裂缝发育的地层进行有效封堵，解决了裂缝型油气藏钻井过程中井塌、卡钻的问题。u 受温度影响小，固相容量限高u 低毒，高闪点u 流变性稳定u 沉降稳定性好u 抗污染性强

8、(如地层盐水浸，固相和酸性气体)1. 1. 新型油基钻井液技术新型油基钻井液技术Baker Hughes公司NEXT-DRILL体系（一）新型钻井液技术及处理剂（一）新型钻井液技术及处理剂u CARBOGEL：高效有机膨润土，用于提高钻井液粘度和悬浮力，增强钻井液的井眼清洁能力，同时具有乳化和降高温高压失水能力u OMNI-MUL： 主乳化剂u OMNI-MIX： 辅乳化剂u LIME： 碱度控制剂u MIL-CARB： 封堵剂u MIL-BAR： 加重剂uOMNI-TROL： 合成基钻井液降滤失剂u CALCIUM CHLORIDE：平衡活度，控制井壁稳定1. 1. 新型油基钻井液技术新型油

9、基钻井液技术Baker Hughes公司NEXT-DRILL体系体系组成（一）新型钻井液技术及处理剂（一）新型钻井液技术及处理剂密度 SG1.60 1.65漏斗粘度 S5070塑性粘度 mPas 2030动切力 Pa 510静切力电10 s/min. Pa/Pa23/46HTHP失水cc 600低比重固相 %2000493585/4733/183/2384.51.5/54.82000518660/3425/153/22642/4.54.22000543154/3124/143/22342.5/4.55.62000550055/3120/113/1.5243.52/35.22000抗高温油包水钻

10、井液现场性能数据表 现场应用过程中钻井液破乳电压始终保持在2000V以上，表现出了很强的抗温能力，在钻进过程中井眼畅通，井底清洁，中途电测和完井电测一次到底。1. 1. 抗高温油包水钻井液抗高温油包水钻井液n 现场应用-葡深1井（二）油基钻井液技术 宝岛19-2-2井位于南海西部莺琼宝岛，由大庆油田提供钻井液技术服务，完钻井深5253m，井底最高温度接近230。 使用该体系顺利地完成了钻探任务，现场施工顺利，抗高温油包水钻井液经受住了230井底高温的考验，抗温能力接近国外同类钻井液体系。性 能实 际设 计密度(g/cm3)1.421.601.401.52漏斗粘度(s)50785080PV(mP

11、a.s)20622070YP(Pa)51552010”/10切力(Pa)14/38615/1025API失水(ml)0 1HTHP失水（ml）856800钻井液性能数据及设计指标对比表1. 1. 抗高温油包水钻井液抗高温油包水钻井液n 现场应用-宝岛19-2-2井（二）油基钻井液技术 为解决以斯盘、油酸和环烷酸酰胺为乳化剂的传统油包水钻井液存在粘度高、切力低、长水平段携岩差等问题，借鉴麦克巴油基钻井液处理剂分子结构特点并在此基础上进行改进，自主研发出了具有特殊项行为的主乳化剂、辅助乳化剂，及腐植酸类降滤失剂，形成了新型低粘高切油包水钻井液体系。2. 2. 低粘高切油包水钻井液低粘高切油包水钻井

12、液（二）油基钻井液技术注：实验老化条件为200、16h乳化剂性能数据表主、辅乳类型自主研发的主乳+辅乳Span80+环烷酸酰胺Span80+石油磺酸铁油酸+ABS麦克巴哈里伯顿加量2.5：13：13.5：13:22.5:1.753:2.52.28:2.352.3:2.5破乳电压 V721753785647641639734729降滤失剂类型自主研发的降滤失剂磺化沥青OFCVersatrolDuratone加量 %23454444FLAPI ml1.61.41.00.91.61.50.80.8注：实验老化条件为200、16h 自主研发的油基处理剂抗温200，性能与国外同类产品相当。降滤失剂性能数

13、据表2. 2. 低粘高切油包水钻井液低粘高切油包水钻井液（二）油基钻井液技术低粘高切油包水钻井液性能数据表 条件钻井液性能破乳电压 VAV/PV mPasYPPa动塑比FLHTHPml摩阻系数回收率%常温132721.5/156.50.433.80.0493.8200 老化16h106428.5/208.50.43 抗温200，热稳定性与电稳定性强 具有特殊相行为，携岩能力优异 摩阻系数低 具有低粘高切的特性 抑制性强 综合性能与国外钻井液相当钻井液特点：2. 2. 低粘高切油包水钻井液低粘高切油包水钻井液（二）油基钻井液技术 低粘高切油包水钻井液以其优异的电稳定性和流变性在大庆油田开展了推广

14、应用，先后在汪深1-平2、芳深6-平1分支井、龙26-平48、龙26-平6、齐平2井、汪深1-平3等120口多井进行了应用，井型涉及深层火山岩。现场应用过程中，该体系性能稳定、维护处理简单，。2. 2. 低粘高切油包水钻井液低粘高切油包水钻井液（二）油基钻井液技术2. 2. 低粘高切油包水钻井液低粘高切油包水钻井液（二）油基钻井液技术n 现场应用-龙26-平48井 龙26-平48井井位于松辽盆地齐家-古龙凹陷，该井水平段长2055m，需要钻井液有以及，保障施工顺利 。井深mg/cm3FVSAPI失水mLPVmPasYPPaGelPa/Pa油水比/Esv13681.2562025143/786/

15、1483515801.2560025143/884/1692017861.256002613.53/785/1598023031.2563026144/7822561032134/8832562032133.5/985/151388现场实验数据表该井成功创造了油基钻井液钻水平段最长记录2. 2. 低粘高切油包水钻井液低粘高切油包水钻井液（二）油基钻井液技术n 现场应用-汪深1-平2井 汪深1-平2井是松辽盆地徐家围子断陷上一口深层水平井，水平段长达1704m，目的层为营城组火山岩裂缝性油藏 ，岩性以极易水化、裂缝/层理发育的泥页岩为主，井壁易

16、失稳，要求钻井液有较强的抑制性及抗岩屑污染能力。井深 mFV s g/cm3破乳电压 VPV mPasYP Pa6/3Gel Pa动塑比1747451.067772512.013/126/8.00.482098501.1110353315.516/155/12.00.472827601.1210933418.016/156/13.50.533531601.1311053417.516/156/13.00.51现场钻井液性能数据表钻井液钻井液体系体系井号井号g/cm3FVs破乳电压破乳电压VPV mPasYPPa动塑比动塑比FLHTHPmL新型油基新型油基古深古深-31.151.35068130

17、0174217357.014.00.400.447.2/200传统油基传统油基葡深葡深-11.081.176783200034524.510.00.120.194/150国外油基国外油基古龙古龙-10.981.1355683398812423.09.50.210.33 4.0/135综合性能对比表综合性能对比表 新型低粘高切油包水钻井液与国外同类型体系比较，两指标表现突出，综合性能达到了水平。2. 2. 低粘高切油包水钻井液低粘高切油包水钻井液（二）油基钻井液技术 为了解决柴油基钻井液体系环保压力大的难题，使用芳烃含量低、多核芳烃不超过5%、毒性小的白油作为基液研制出了环保型油基钻井液体系降低

18、油基废弃物处理费用的优点。序序号号老化时间老化时间hAVmPasPV mPasYPPa6/3GelPaYP/PV破乳电压破乳电压VFLHTHPmL116271988/74.0/6.50.426448.6224292097/64.0/6.50.456139.0332302197/63.5/6.00.435489.4注：老化条件注：老化条件150钻井液性能数据表钻井液性能数据表体系经过长时间高温老化后，性能仍较稳定，抗温150。 3. 3. 环保型油基钻井液环保型油基钻井液（二）油基钻井液技术 钻屑处理系统主要是对现场钻进过程中产生出的钻屑进行净化处理，降低钻屑含油量减少排放，保护环境的同时，回收

19、可利用的钻井液，降低成本。含油固相含油固相螺旋螺旋输送器输送器岩屑岩屑甩干机甩干机液体液体高速离心机高速离心机固体固体含油率降低至含油率降低至7%以下以下集中回收，固化集中回收，固化井队井队泥浆罐泥浆罐液体液体存储罐存储罐泵泵固体固体泵泵液体液体循环循环钻屑回收处理系统钻屑回收处理系统完井钻井完井钻井液回收液回收固相一次、二次清固相一次、二次清除（振动筛、联合清除（振动筛、联合清洁器）洁器）固相三次、四次清固相三次、四次清除（清除石粉、微小除（清除石粉、微小固相）固相）钻井液性能钻井液性能调整调整处理后钻井处理后钻井液存储，待用液存储，待用（二）油基钻井液技术4. 4. 油基钻屑处理系统油基钻

20、屑处理系统（二）油基钻井液技术 该系统在齐平2-平10井1452-4506m进行了现场试验，效果显著。回收后的钻井液性能符合标准，可循环利用。 4. 4. 油基钻屑处理系统油基钻屑处理系统取样g/cm3FVSEVVAPImLPVmPasYPPaGELPa/Pa井浆1.1860514027116/8离心净化前1.78138890086259/20离心净化后1.2868920056123.5/7.5净化前后钻井液性能对照表处理后的钻屑未经处理的钻屑具有极强的抑制大段泥岩水化分散和造浆的特性具有较强的抗水浸能力具有满足完井电测需要的高电阻率具有较低的钻井液成本 乳液高分子聚合物钻井液是针对调整井优快

21、钻井而开发的一种钻井液体系。1.1.乳液高分子聚合物钻井液乳液高分子聚合物钻井液（三）水基钻井液技术 有效地抑制了嫩江组地层的造浆 较好地抵抗了高压层聚合物污染和水浸 节省了处理维护的时间 保证了钻井液具有较高的电阻率 截至目前，累计在油田调整井应用8300余口井1.1.乳液高分子聚合物钻井液乳液高分子聚合物钻井液（三）水基钻井液技术 该钻井液是针对调整井出现的新的技术难点，研制的适用性更广的钻井液体系。2.2.钾胺防塌聚合物钻井液钾胺防塌聚合物钻井液（三）水基钻井液技术有效地抑制了嫩江组地层的造浆2.2.钾胺防塌聚合物钻井液钾胺防塌聚合物钻井液（三）水基钻井液技术在高渗层表面快速吸附架桥形成

22、不易被外力破坏的高强度泥饼，且耐碱腐蚀在泥饼中含有适合水泥晶体生长的诱导晶体，有利于泥饼中水泥浆形成水泥晶体，使二界面的泥饼进一步硬化具有较好的防漏堵漏特性 该钻井液是针对提高调整井高渗层固井质量，研制的钻井液体系。3.3.低渗透屏蔽封堵钻井液低渗透屏蔽封堵钻井液（三）水基钻井液技术 泥饼质量好，井身质量高，井径扩大率小 抑制造浆能力较好，流变性易于控制 封堵防漏能力强 提高了高渗透层固井胶结质量 到目前为止，累计应用了460多口井3.3.低渗透屏蔽封堵钻井液低渗透屏蔽封堵钻井液（三）水基钻井液技术 针对大庆油田老区挖潜厚油层剩余油和外围低压低渗透油田开发中存在难以经济有效动用的问题，开发了适

23、用于中浅层水平井钻进的硅基阳离子钻井液体系。 钻井液特点：具有弱凝胶特性、携岩效果好 抑制性和包被能力强 具有良好的润滑性 成本低4.4.硅基阳离子钻井液硅基阳离子钻井液（三）水基钻井液技术 该体系适用于井底温度小于140的常规水平井、开发井及调整井，在大庆长垣及外围油田水平井、分支井等各种井型中累计应用300余口，施工井深最深为2637m，水平段最长为680m，降低了钻井成本，对大庆油田“4000千万吨”稳产发挥了重要作用。 现场施工过程中钻井液各项性能稳定，密度1.10g/cm31.70 g/cm3，漏斗粘度4580s，API滤失量3ml，动塑比0.3，摩阻0.1，含砂量1%，荧光级别小于

24、5级 ，满足了勘探开发的需求。井径对比图井径对比图4.4.硅基阳离子钻井液硅基阳离子钻井液（三）水基钻井液技术具有较强的抗高温能力，室内抗温能力可达到220高温下具有较好的热稳定性、流变性、降滤失性、抑制性等钻井液对环境污染小钻井液成本较低 该钻井液是为了满足大庆深层油气勘探开发需求而研制的抗高温水基钻井液体系。5.5.抗高温有机硅钻井液抗高温有机硅钻井液（三）水基钻井液技术l 现场应用最高温度达到了200l 钻井液具有良好的流变性、热稳定性、抑制性、悬浮携岩性等，满足了深井施工的需要l 废弃钻井液环保处理费用低l 较油包水钻井液成本降低了60%以上抗高温有机硅钻井液累计应用了400多口深井。

25、应用效果：5.5.抗高温有机硅钻井液抗高温有机硅钻井液（三）水基钻井液技术 针对深层水平井使用油基钻井液成本高、影响气测录井、环保压力大等问题，为进一步降低钻井综合成本，发展钻井液技术，研制了深层水平井水基钻井液。 抗温180具有极强的井壁稳定能力润滑性与油基钻井液接近钻井液成本低6.6.深层水平井钻井液深层水平井钻井液（三）水基钻井液技术 目前，该体系已经在大庆徐深气田徐深21-平1、徐深23-平1及徐深9-平3等10余口井中进行推广应用，应用过程中体现出了良好的适用性，有效解决了井底高温、井壁易失稳等问题。体现出良好的抗温性、润滑性及储层保护能力。与油基钻井液相比，成本降低40%以上。20

26、10年首次应用完成了大庆徐深21-平1井，创造了井深最深（斜深4955.13m，垂深3909.42m）、水平段最长（905.13m）、井底温度最高（160）的记录；形成了一套深层水平井水基钻井液现场施工工艺技术；天然气产量较邻井高出天然气产量较邻井高出12.6倍倍；6.6.深层水平井钻井液深层水平井钻井液（三）水基钻井液技术 针对塔东井底温度高，复合盐膏层易缩径坍塌，碳酸盐岩地层易漏失等针对塔东井底温度高，复合盐膏层易缩径坍塌，碳酸盐岩地层易漏失等难题，利用难题，利用“高效抗温抗盐聚合物高效抗温抗盐聚合物”及高酸溶随钻防堵漏剂和高效承压复合及高酸溶随钻防堵漏剂和高效承压复合堵漏剂，研制了抗温性

27、强、抑制能力突出的抗高温抗盐钻井液体系，并形成堵漏剂，研制了抗温性强、抑制能力突出的抗高温抗盐钻井液体系，并形成了适合该地区的随钻防漏技术和复合堵漏技术，该体系抗温达了适合该地区的随钻防漏技术和复合堵漏技术，该体系抗温达200，滚动，滚动回收率在回收率在95%以上。以上。7.7.抗高温抗盐钻井液抗高温抗盐钻井液（三）水基钻井液技术古城古城7 7井创造塔东地区同区块同地质条件下机械钻速的最高纪录井创造塔东地区同区块同地质条件下机械钻速的最高纪录 形成的钻井液技术在古城形成的钻井液技术在古城7、城探、城探1和东探和东探1井进行了现场应用，有效地解井进行了现场应用，有效地解决了井底温度高、复合盐膏层

28、蠕变缩径、碳酸盐岩漏失等技术难题，同区块钻决了井底温度高、复合盐膏层蠕变缩径、碳酸盐岩漏失等技术难题，同区块钻速提高速提高50%以上，古城以上，古城7和城探和城探1井防漏成功率井防漏成功率100%，效果显著。，效果显著。（三）水基钻井液技术7.7.抗高温抗盐钻井液抗高温抗盐钻井液 微泡钻井液具有密度低（0.72g/cm3以下）、屏蔽效果好、携屑能力强、润滑效果好、顶替效率高等优点，在较大幅度地提高机械钻速的同时，能够较好的保护油气层，并具有较强的封堵防漏能力，是低压裂缝易漏地层定向井和水平井施工的理想钻井液体系。微泡沫在裂缝储层及低渗层的封堵情况微泡沫在裂缝储层及低渗层的封堵情况 8.8.微泡

29、沫钻井液微泡沫钻井液（三）水基钻井液技术 微泡沫钻井液在大庆徐家围子、五站、齐家北、古龙北、塔木察格等6个区块共应用了60余口井。在国外印尼KM区块应用了3口井。大量现场应用结果表明，微泡沫钻井液具有密度低、滤失量小、携带岩屑能力强、润滑效果好等优点，能有效减少事故和复杂的发生，能够较大幅度地提高机械钻速，使用微泡沫钻井液的井，平均机械钻速提高了30%以上。井号井号井深井深m密度密度g/cm3FVSPVmpasYPPaGelPa/paFL APImLpH固含固含%KM6004200.885916124/105.897KM6012900.876418133/86106KM6073770.8762

30、18153/6698 微泡沫钻井液在印尼微泡沫钻井液在印尼KMKM油田现场施工性能数据表油田现场施工性能数据表8.8.微泡沫钻井液微泡沫钻井液（三）水基钻井液技术 针对大庆外围火山岩地层压力系数低（1.0左右），常规水基钻井液密度偏高不利于发现油气藏、破坏储层等问题，研制出低密度水包油钻井液体系，从而实现低密度（0.9g/cm3）、抗高温（220）、及时发现并保护储层的目的。 水包油钻井液作为一种低密度欠平衡水基钻井流体，既保持了水基钻井液的特点，又具备了油基钻井液的优点，适合于深井欠平衡钻井作业。 9.9.水包油钻井液水包油钻井液（三）水基钻井液技术 自2000年以来，水包油钻井液体系在大庆

31、、吉林油田已累计应用50余口井，应用过程中性能稳定，确保了深层高温井段的顺利施工，特别是在有利于气层的发现、提高机械钻速、稳定井壁等方面起到了积极的作用，其中应用最深的井为长深17井，完钻井深为5630m，井底温度高达220。水水包包油油2.31常常规规1.8822.9%水水包包油油常常规规68.524.7%85.59.9.水包油钻井液水包油钻井液（三）水基钻井液技术 甲酸盐钻井液是为了有效保护储层而开发的一种新型清洁盐水钻井液体系。与无机盐水钻井液相比具有腐蚀性小、储层保护效果好、抑制性强、低毒、易生物降解、有利于保护环境等优点。u 小井眼深井钻井u 水平钻井 水敏性页岩钻井u 钻储集层u

32、钻盐层和盐膏层u 钻天然气井10.10.甲酸盐钻井液甲酸盐钻井液（三）水基钻井液技术 该体系在榆树林、宋芳屯、海拉尔等油田推广应用了600多口井，在保护储层方面取得了较好的效果。其中海拉尔地区巴2井、巴3井及巴4井采用甲酸盐钻井液井的表皮系数平均为0.1，单井平均日产原油6.44t，平均采油强度2.32t/d.m；而采用普通水基钻井液井的表皮系数平均为0.39；单井平均日产原油5.43t，平均采油强度1.87t/d.m，甲酸盐钻井液保护储层的效果好于普通水基钻井液。10.10.甲酸盐钻井液甲酸盐钻井液（三）水基钻井液技术 该体系具有很强的抑制性和稳定井壁的能力，适用于易造浆地层及硬脆性坍塌泥页

33、层。同时该钻井液具有很好的流变性、较强的携屑能力和较低的失水，处理维护简单、方便。密度密度g/cm3粘度粘度S600/300mPas初初/终切终切PaAPI FlmlPH固含固含%硅离子量硅离子量ppmHTHP失水失水ml1.101.80457078/463/5.571211151200020硅酸盐钻井液性能数据表硅酸盐钻井液性能数据表11.11.硅酸盐钻井液硅酸盐钻井液（三）水基钻井液技术 硅酸盐钻井液在大庆及外围油田萨53井和达深1井、方15井等10余口井进行了现场推广应用，效果良好，上返岩屑棱角分明，井壁无剥落，井径扩大率较相同区块平均降低50%以上，表现出良好的稳定井壁能力。11.11

34、.硅酸盐钻井液硅酸盐钻井液（三）水基钻井液技术 针对伊拉克鲁迈拉油田地质特点，研制了KCl聚合物钻井液体系。该体系适用于大段盐膏层及易水化、强分散、软质砂岩与泥岩互层等复杂地层钻进。鲁迈拉地质特点及施工难点： 一开井段以砂质灰岩与盐膏互层为主，成岩性较差，易发生坍塌卡钻； 二开井段以多孔白云岩、白云岩或灰岩与盐膏互层为主，孔洞和裂缝发育，且存在含硫水层，易发生漏失、盐侵及含硫水侵； 三开井段以灰岩为主，夹杂薄层灰质泥岩，孔隙度较大，局部裂缝发育，易发生渗漏、 井壁剥落及坍塌卡钻。12.KCl-12.KCl-聚合物钻井液聚合物钻井液（三）水基钻井液技术 该体系已在伊拉克鲁迈拉油田累计应用该体系已

35、在伊拉克鲁迈拉油田累计应用35口井口井。应用过程中表现。应用过程中表现出了良好的井眼清洁能力、抑制性和抗污染能力，成功解决了出了良好的井眼清洁能力、抑制性和抗污染能力，成功解决了二开井二开井段段100m巨厚盐膏层及大量含硫水侵（巨厚盐膏层及大量含硫水侵（300m3）地层的安全钻进难题，地层的安全钻进难题，保证了钻井作业的顺利实施，得到了甲方公司的高度评价，并接连获保证了钻井作业的顺利实施，得到了甲方公司的高度评价，并接连获得得22口井钻井承包合同，该体系应用规模也将进一步扩大。口井钻井承包合同，该体系应用规模也将进一步扩大。12.KCl-12.KCl-聚合物钻井液聚合物钻井液（三）水基钻井液技

36、术 针对伊拉克艾哈代布拉油田地质特点，研制了针对伊拉克艾哈代布拉油田地质特点，研制了抗盐聚磺化钻井液体系。该体系适用于大段盐膏层及泥岩层等复杂地层钻进。该体系适用于大段盐膏层及泥岩层等复杂地层钻进。钻井液特点：钻井液特点： 较强的抑制性和井壁稳定能力 抗盐、抗污染能力强 井眼净化效果好 具有良好的储层保护能力 13.13.抗盐聚磺钻井液抗盐聚磺钻井液（三）水基钻井液技术 抗盐聚磺钻井液在伊拉克艾哈代布油田现场累计施工130余口井，在钻遇大段泥岩层时，包被抑制效果良好，岩屑保持完整的切削形状；井壁稳定能力强，在已完工的130口井中，平均井径扩大率小于10%，其中近100口井井径扩大率小于6%。1

37、3.13.抗盐聚磺钻井液抗盐聚磺钻井液（三）水基钻井液技术 针对致密裂缝油气藏钻井过程中时常发生缩径、钻具泥包、井壁剥落和坍塌等井下复杂这一问题，研发了高性能水基钻井液。不同钻井液体系滚动回收率不同钻井液体系滚动回收率钻井液特点：l抑制性强，与油基钻井液性能相当 l封堵效果好、井壁稳定能力突出 l润滑性优异l成本较油基钻井液低40%以上14.14.高性能水基钻井液高性能水基钻井液（三）水基钻井液技术抑制剂抑制剂岩屑回收率岩屑回收率 % %清水清水35.735.7清水清水+0.5%+0.5%小阳离子小阳离子88.688.6清水清水+0.5%AP-1+0.5%AP-193.493.4清水清水+5%

38、KCl+5%KCl73.573.5高性能水基钻井液在在葡平1、敖平1等5口水平井中得到成功应用，在泥页岩长水平段钻进时钻井液性能稳定，抑制了泥页岩的水化膨胀与分散，有效解决了钻井过程中因粘土矿物水化引起的井壁失稳等问题，大幅度提高了钻井时效。其中龙26-平9井创造了应用水基钻井液钻水平井水平段长超过1400m的新纪录。14.14.高性能水基钻井液高性能水基钻井液（三）水基钻井液技术序号序号配方号配方号膨胀率膨胀率% %滚动回收率滚动回收率% %备注备注6 612h12h24h24h一次一次二次二次1 1清水清水2222282834.034.00.870.870 02 21#1#5.85.89.

39、99.912.912.988.788.780801201203 32#2#5.55.59.79.711.7511.7588.088.075.275.2160160 为了降低钻井液对环境的污染，研制出了一种环保型水基钻井液MEG钻井液。该体系在高、低渗透率储层中具有良好的储层保护特性，可以减少水化膨胀和分散运移造成的储层伤害，并且可迅速地生物降解，达到环保要求。MEGMEG钻井液性能数据表钻井液性能数据表15.15.甲基葡萄糖苷（甲基葡萄糖苷（MEGMEG）钻井液）钻井液（三）水基钻井液技术MEG钻井液体系在金38-斜70井、金40-斜70井进行了现场应用。现场应用效果：钻井液性能稳定具有良好的

40、润滑性，摩阻系数小于0.08具有很强的井壁稳定能力，井径扩大率小于8%钻井液可降解，处理费用低15.15.甲基葡萄糖苷（甲基葡萄糖苷（MEGMEG）钻井液）钻井液（三）水基钻井液技术 大庆油田针对不同易漏区块已经形成了随钻防漏、复合堵漏、原钻具堵漏、超高浓度复合堵漏、凝胶堵漏、水泥浆堵漏等系列化防漏堵漏技术。开发出了新型随钻堵漏剂、新型复合堵漏剂、凝胶堵漏剂、可固化堵漏剂等防漏堵漏产品。现场应用1000余口井，大幅度提高了堵漏成功率，其中徐深8-更平1井与邻井相比减少漏失400多方，堵漏时效提高86%；在伊拉克鲁迈拉区块，堵漏成功率高出同区块斯伦贝谢、威德福等公司2-3倍，钻出了“中国速度”。

41、（四）防漏堵漏技术随钻堵漏剂封堵过程示意图随钻堵漏剂封堵过程示意图 针对高渗透性漏失地层，优选酸溶性较好的无定形材料、纤维材料、无机矿物材料及超微细膨胀材料研制出了新型随钻堵漏剂(SZ-)，解决了常规随钻堵漏剂存在的封堵范围窄、对钻井液流变性能影响大及酸溶性差的问题。 1.1.新型随钻堵漏剂新型随钻堵漏剂（四）防漏堵漏技术序号序号配方配方砂床砂床目数目数侵入深度侵入深度cmcm泥饼厚度泥饼厚度mmmm1 1基浆基浆+3%SZ-+3%SZ-1010202012.412.41.01.02 2基浆基浆+3%+3%常规随钻常规随钻15.915.91.01.03 3基浆基浆+3%SZ-+3%SZ-202

42、040402.52.51.01.04 4基浆基浆+3%+3%常规随钻常规随钻4.54.51.01.05 5基浆基浆+3%SZ-+3%SZ-404060605.05.01.01.06 6基浆基浆+3%+3%常规随钻常规随钻5.35.32.02.0 自主研发的随钻堵漏剂的封堵范围、封堵效果均好于现有随钻堵漏剂，并且有利于形成薄而致密的泥饼。 随钻防漏评价设备随钻防漏评价设备新型随钻堵漏剂性能对比表新型随钻堵漏剂性能对比表1.1.新型随钻堵漏剂新型随钻堵漏剂（四）防漏堵漏技术 在3个油田、5种钻井液体系、30多口井的应用过程中新型随钻堵漏剂均发挥了重要作用。 区块区块钻井液钻井液漏失井段漏失井段堵漏

43、情况描述堵漏情况描述吉林吉林乾乾215-1-3215-1-3阳离子阳离子1457-14751457-14751620-18101620-1810一次穿越上部及下部漏层，总漏失一次穿越上部及下部漏层，总漏失5m5m吉林吉林乾乾215-2-3215-2-3阳离子阳离子1418-14301418-14301620-17501620-1750上部：堵漏时率缩短上部：堵漏时率缩短20%20%以上，漏失以上，漏失53m53m下部：一次穿越，漏失下部：一次穿越，漏失1-2m1-2m大庆大庆徐深徐深23-23-平平1 1有机硅有机硅4758-50564758-5056堵漏前漏失堵漏前漏失59m59m，最大漏速

44、，最大漏速44m44m/h/h；加入堵漏剂后漏速加入堵漏剂后漏速0.5m0.5m/h/h大庆大庆徐深徐深8-8-更平更平1 1油包水油包水4267-45454267-4545与邻井相比（与邻井相比（1100m1100m），漏失量降低），漏失量降低37.6%37.6%大庆大庆南二三区南二三区水基水基500-800500-800与使用前相比，漏失发生率降低与使用前相比，漏失发生率降低12%12%伊拉克伊拉克鲁迈拉鲁迈拉聚合物聚合物2238-31002238-3100与使用前相比，平均单井漏失量减少与使用前相比，平均单井漏失量减少124m124m1.1.新型随钻堵漏剂新型随钻堵漏剂（四）防漏堵漏技术

45、 主体材料主体材料改性石棉类物质改性石棉类物质 失水硬化材料失水硬化材料 封堵层封堵层 软质纤维材料软质纤维材料 可硬化性可硬化性悬浮悬浮提高稳定性提高稳定性及封堵能力及封堵能力 助滤膨胀材料助滤膨胀材料 加快封固层加快封固层形成速度形成速度 提高堵漏浆失水率提高堵漏浆失水率 遇水后可发热膨胀遇水后可发热膨胀 填充加固材料填充加固材料 进入由上述材料形成的封堵层微孔隙进入由上述材料形成的封堵层微孔隙 增强封堵增强封堵层的强度层的强度可压缩性可压缩性 失水失水 交联反应交联反应纵横交错，相互拉扯纵横交错，相互拉扯 为解决现有堵漏材料仅通过物理架桥方式封堵漏层，后续钻进过程中封堵层易被破坏导致反复

46、漏失的难题，研发了可在封堵层内发生化学反应，具有高失水、高酸溶、高适应、强封堵特性的新型复合堵漏剂。2.2.新型复合堵漏剂新型复合堵漏剂（四）防漏堵漏技术新型复合堵漏剂性能对比表新型复合堵漏剂性能对比表72.572.585.4185.41酸溶率（酸溶率（% %）7 71010承压能力（承压能力（MPaMPa）1010151524h24h强度（强度（MPaMPa）1 11 1初始强度（初始强度（mmmm）强强度度6 69 9滤饼厚度（滤饼厚度（mmmm）210210220220滤失量（滤失量（mlml）42422727滤失时间（滤失时间（s s）失失水水85859696悬浮稳定性（悬浮稳定性（%

47、 %）高失水堵漏剂高失水堵漏剂新型复合堵漏剂新型复合堵漏剂 浓度，浓度，15%15%性能性能 新型复合堵漏剂的悬浮稳定性、滤失时间、承压强度等多项指标优于常规高失水堵漏剂。2.2.新型复合堵漏剂新型复合堵漏剂（四）防漏堵漏技术 研发的新型复合堵漏剂有效提高了鲁迈拉易漏失地层的近井带承压能力，减少了水泥浆堵漏次数，大幅度提高了堵漏成功率，平均堵漏损失时间1.7d，同比国外公司堵漏效率高23倍。总井数总井数漏失井漏失井打塞井打塞井21211818井数井数平均单井平均单井打塞打塞100m100m3 35050100m100m3 350m50m3 313132 23 316162.22.2平均堵漏损失

48、时间平均堵漏损失时间1.7d1.7d，同比国外公司堵漏效率提高，同比国外公司堵漏效率提高2 23 3倍；倍；R372R372和和R380R380创造了复合堵漏剂创造了复合堵漏剂+ +水泥塞一次堵水泥塞一次堵漏成功的纪录。漏成功的纪录。315大庆大庆威德福威德福1338邻井水泥塞堵漏次数对比邻井水泥塞堵漏次数对比R388R383R384R3902.2.新型复合堵漏剂新型复合堵漏剂（四）防漏堵漏技术 针对常规堵漏剂易被地层流体稀释而导致堵漏失败的问题，研发了由针对常规堵漏剂易被地层流体稀释而导致堵漏失败的问题，研发了由聚合物和交联剂组成的凝胶堵漏剂。堵漏剂泵送至井下漏层中一定时间后稠聚合物和交联剂

49、组成的凝胶堵漏剂。堵漏剂泵送至井下漏层中一定时间后稠化，形成高粘稠的凝胶流体，与漏失通道壁面间产生很高的粘性阻力，即使化，形成高粘稠的凝胶流体，与漏失通道壁面间产生很高的粘性阻力，即使在压差作用下也容易发生滞留进而充满漏失空间，形成封堵层。在压差作用下也容易发生滞留进而充满漏失空间，形成封堵层。聚合物大分子聚合物大分子交联剂交联剂凝胶体凝胶体3.3.无机凝胶堵漏剂无机凝胶堵漏剂（四）防漏堵漏技术 主要用于处理宽度为主要用于处理宽度为8mm8mm30mm30mm的自然横向裂缝、破碎石灰岩及砾石的自然横向裂缝、破碎石灰岩及砾石层的漏失，可与复合堵漏剂复配使用提高堵漏成功率。层的漏失，可与复合堵漏剂

50、复配使用提高堵漏成功率。 3.3.无机凝胶堵漏剂无机凝胶堵漏剂（四）防漏堵漏技术 凝胶堵漏剂在鲁迈拉进行了2口井的现场试验。第一次使用复合堵漏剂与凝胶相配合，第二次使用水泥浆与凝胶相配合，均取得良好效果，为解决恶性漏失以及含异常高压水层的漏层封堵提供了新的思路。 577m发生完全漏失，清水盲钻至670m，完全钻穿漏层。 配40m3复合凝胶堵漏剂（ 0.75%聚合物，0.375%交联剂，2000 kg复合堵漏剂），全部泵入后，起钻至457m静止观察，2.5h后开泵试漏，钻井液正常返出，凝胶堵漏成功。 625m发生完全漏失，清水盲钻至688m。注入18m3水泥浆无效。 注入40m3凝胶（ 0.8%

51、聚合物，0.4%交联剂），15m3水泥浆，侯凝5h，下钻622m探到水泥塞。钻水泥塞从622到688m，无漏失，凝胶堵漏成功，恢复正常钻进。 3.3.无机凝胶堵漏剂无机凝胶堵漏剂（四）防漏堵漏技术固化剂：水硬性材料，在一定条件下被激活达到封固漏失层的目的激活剂：引发固化剂的水化反应使其很快形成强度 分散剂：降低内摩擦力，增加流动度复合堵漏剂：通过占位增加流动阻力，并帮助封堵漏层 可固化堵漏剂4.4.可固化堵漏剂可固化堵漏剂（四）防漏堵漏技术 可固化堵漏剂因胶结体强度高，与地层岩石胶结能力强，适用于可固化堵漏剂因胶结体强度高，与地层岩石胶结能力强，适用于5mm5mm以上裂缝及溶洞型地层漏失。以上

52、裂缝及溶洞型地层漏失。4.4.可固化堵漏剂可固化堵漏剂（四）防漏堵漏技术u 与钻井液技术相关的技术难题u 钻井液技术新要求及发展趋势主要内容四、钻井液技术发展趋势 目前，长水平段水平井及复杂地层深井的钻井问题，目前，长水平段水平井及复杂地层深井的钻井问题，已成为制约我国油气勘探开发事业发展的重要瓶颈。已成为制约我国油气勘探开发事业发展的重要瓶颈。 如何解决长水平段钻进及复杂地层深井如何解决长水平段钻进及复杂地层深井( (特别是深探特别是深探井井) )钻井的主要技术难题，引起了油气勘探和开发界高度关钻井的主要技术难题，引起了油气勘探和开发界高度关注。成为钻井工程所面临的重大挑战和发展机遇，也是当

53、注。成为钻井工程所面临的重大挑战和发展机遇，也是当前钻井工程技术发展的主要方向。前钻井工程技术发展的主要方向。 这同样是泥浆技术所面临的重大挑战和发展机遇，也这同样是泥浆技术所面临的重大挑战和发展机遇，也是当前钻井泥浆工程技术发展的主要方向。是当前钻井泥浆工程技术发展的主要方向。（一）与钻井液技术相关的主要难题（一）与钻井液技术相关的主要难题 井下复杂与事故 提高机械钻速 高温高压条件下钻井液技术问题 储层保护问题（一）与钻井液技术相关的主要难题（一）与钻井液技术相关的主要难题n井下复杂与事故井下复杂与事故 目前，在漏、喷、塌、卡、斜目前，在漏、喷、塌、卡、斜这些井下复杂与事故这些井下复杂与事

54、故中，一般情况下各单项问题都已基本形成有效的解决技术中，一般情况下各单项问题都已基本形成有效的解决技术( (包括相关理论和方法包括相关理论和方法) )，除有待进一步完善提高外，已对，除有待进一步完善提高外，已对钻井构不成普遍威胁钻井构不成普遍威胁. . 但井漏问题但井漏问题( (主要是指泥浆有进无出的恶性漏失主要是指泥浆有进无出的恶性漏失) )至今无至今无一有效可靠的技术。主要由工程经验来解决问题。一有效可靠的技术。主要由工程经验来解决问题。 而复杂地层的井壁稳定问题目前也仍无有效解决的把握。而复杂地层的井壁稳定问题目前也仍无有效解决的把握。 同时，当漏、喷、塌、卡、斜同时，当漏、喷、塌、卡、

55、斜位于同一裸眼井段位于同一裸眼井段( (同同层层) )，则引发出多种复杂问题，则引发出多种复杂问题( (主要归纳为窄安全密度窗口主要归纳为窄安全密度窗口的安全钻井复杂问题的安全钻井复杂问题) )，成为目前钻井工程亟待解决的重大，成为目前钻井工程亟待解决的重大技术难题，它们在复杂地层条件下则表现出过去少见的现技术难题，它们在复杂地层条件下则表现出过去少见的现象和更大的难度。象和更大的难度。（一）与钻井液技术相关的主要难题（一）与钻井液技术相关的主要难题v 漏、喷、塌、卡、斜漏、喷、塌、卡、斜这些井下复杂与事故这些井下复杂与事故是钻井最传是钻井最传统的问题，是钻井工程永恒的难题。为解决它们已集累了

56、统的问题，是钻井工程永恒的难题。为解决它们已集累了非常丰富的经验。但要最终有效解决它们，必须在这些经非常丰富的经验。但要最终有效解决它们，必须在这些经验的基础上，深入研究其作用机理及内在规律，综合应用验的基础上，深入研究其作用机理及内在规律，综合应用其它学科的最新成果，建立新的观点、新的方法新的材料其它学科的最新成果，建立新的观点、新的方法新的材料并形成新的技术，才有可能有效解决并形成新的技术，才有可能有效解决. . 而而以上所述的种种以上所述的种种问题都与泥浆技术直接相关问题都与泥浆技术直接相关, ,且必须主要通过泥浆技术的且必须主要通过泥浆技术的突破性发展才能有效解决突破性发展才能有效解决

57、, ,因此成为泥浆技术发展的主要因此成为泥浆技术发展的主要方向之一。方向之一。（一）与钻井液技术相关的主要难题（一）与钻井液技术相关的主要难题n提高机械钻速 当前、深井复杂井钻速低是制约我国油气勘探开发事当前、深井复杂井钻速低是制约我国油气勘探开发事业发展瓶颈的重要表现之一。也是与国外的主要差距。业发展瓶颈的重要表现之一。也是与国外的主要差距。 高陡构造的防斜打快问题高陡构造的防斜打快问题; ; 深井上部大尺寸井段的提高钻速问题深井上部大尺寸井段的提高钻速问题; ; 深部重泥浆井段提高钻速问题深部重泥浆井段提高钻速问题; ; 油基泥浆提高钻速问题油基泥浆提高钻速问题: : 油基泥浆机械钻速提高到超过现有水基泥浆水平；油基泥浆机械钻速提高到超过现有水基泥浆水平； 水基泥浆机械钻速整体再上台阶。水基泥浆机械钻速整体再上台阶。 成为当前钻井、泥浆界必须解决的重大难题成为当前钻井、泥浆界必须解决的重大难题: :也是泥浆也是泥浆技术发展的另一重要方向。技术发展的另一重要方向。（一）与钻井液技术相关的主要难题（一）与钻井液技术相关的主要难题n 高温高压条件下钻井液技术