水平井无固相钻井液应用及研究

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1、中国石油大学（华东）现代远程教育毕业设计（论文）题目：水平井无固相钻井液应用及研究学习中心：大港油田学习中心年级专业：学生姓名：学号：指导教师：职称：导师单位：中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）远程与继续教育学院论文完成时间：年月日摘要本文介绍了无固相钻井液体系在胜利油田水平井中的应用，室内试验和现场应用表明无固相钻井液体系由于无固相钻井液固相含量低，滤液抑制性强、钻井液性能优良，能够满足水平井钻井施工及其他相关工作的要求，油层保护效果好，具有良好的社会和经济效益。关键词：无固相、钻井液、储层保护目录第1章前言3第2章钻

2、井液对水平井油气层的损害机理4第3章无固相钻井液的室内研究63.1流变性能评价73.2抗温性能评价73.3抑制性实验研究7第4章无固相钻井液在水平井中的应用10结论11参考文献12致谢13第1章前言目前为止胜利油区共完成各类水平井近千口，研究应用和推广了聚合物水包油、MMH、BPS正电胶、可循环泡沫、聚合醇等多种钻井液体系，上述体系基本上能较好地满足钻井工程的要求。但从产量来看，有些水平井包括分支井、大位移井效益并不理想。究其原因，除了地质因素外，不少井是由于储层受到损害。研究发现，由于水平井钻井时间长，钻井液浸泡时间长；压差

3、控制（△P）有一定困难，特别是长井段水平井压差控制困难更大；并且大多数水平井完井是以裸眼、封隔器、筛管或衬管方法完井，损坏面积大，泥饼堵塞造成损害更大。因此水平井的油层保护问题更加重要。研究和实践表明无固相钻井液由于其固相含量低、滤液抑制性强、钻井液性能优良，能够满足水平井钻井施工及其它相关工作的要求，油层保护保护效果好，具有良好的社会和经济效益。第2章钻井液对水平井油气层的损害机理钻井液对水平井油气层的损害同直井一样，损害机理主要有以下几点：（1）钻井液中固相颗粒堵塞；（2）滤液和储层流体不配伍；（3）聚合物堵塞；（4）润湿

4、反转；（5）微粒运移和粘土膨胀；（6）水锁；（7）地层压力改变。但也有它的独特性：（1）底部损害最大，且自起始端至水平段末端变化幅度较大。这是因为起始端钻具对泥饼磨损时间长且与泥浆接触时间长，故对产层损害呈大幅度梯度分布，而水平段的顶部、侧面则没有该现象。（2）大部分水平井采用的钻井液均为水基聚合物钻井液体系，聚合物势必会随滤液侵入地层。并且含有聚合物的泥饼不够致密以及不易降解，因而势必会对储层造成一定损害。（3）钻水平井所用时间比直井要长。（4）非常低的压降不能为清除储层损害提供足够的动力。针对水平井的油层保护问题，研究开发

5、了多种钻井液体系。常用的钻井液体系组成见表1。表2-1常用的水平井钻井液体系组成序号增粘剂降滤失剂桥堵剂粘土1PAC淀粉粘土2PAM淀粉油溶树脂（18kg/m3）粘土3XC、PAM淀粉纤维素（1kg/m3）粘土4PNMPACCaCO35XCPAC/粘土6PAM铵盐CaCO37MMH铵盐/粘土8XC、PAC淀粉CaCO3粘土实验表明，用粘土和纤维素作桥堵剂时，对岩心渗透率的损害明显大于用CaCO3粉末作桥堵剂时的损害。通常使用的增粘剂PAM、XC、PAC都会对储层造成损害，并且这种损害的机理是非常复杂的，它可能还受到各种添加剂之

6、间作用的影响。因此减少钻井液对水平井油气层的损害的最有效方法是：（1）选择合适的钻井液体系，使固相颗粒和滤液尽可能地不侵入地层，合适的钻井液配方的关键在于减少钻井过程中复杂事故的发生和降低对储层的损害。而优选钻井液配方的原则主要依据其流变性、滤失量、静切力以及储层损害程度、反排解堵的难易程度等。（2）选择适合的解除损害的方法并实施增产措施，其中包括泥饼的去除（使用反排压力或化学方法）或化学增产措施。大量的研究和实践表明无固相钻井液具有低密度和低流动阻力的优点,有利于井下马达的正常工作和钻头功率的充分发挥由于该钻井液粘度小,十分

7、有利于携带岩屑,从而改善了井眼净化条件。是水平井钻井的最佳钻井液体系。第3章无固相钻井液的室内研究无固相钻井液体系包括各种类型的水溶液(如盐水、海水、淡水及氯化钾水等)和各种高聚物溶液,还包括用酸溶性材料组成的各类钻井液。3.1流变性能评价无固相钻井液体系的流变性能见表2。表3-1与常规钻井液性能对比钻井液类型Fl/mlPHAV/mPa.sPV/mPa.sYP/Pa切力/Pa/10′/10〃无固相钻井液5.67.530.51713.55.0/8.0普通钻井液6.48.04122195.0/9.0钠土浆259.09.05.04.

8、04.0/7.0从上表可以看出，无固相钻井液与常规钻井液性能对比，流变性好，能够满足携岩要求。3.2抗温性能评价无固相钻井液体系的抗温性能见表3。表3-2抗温性能评价序号条件Fl/mlAV/mPa.sPV/mPa.sYP/Pa切力/10′/10”1室温5.630.51713.