BZ25-1深井油基泥浆技术及堵漏探讨解析.ppt

中海油田服务股份有限公司泥浆中心DRILLINGFLUIDS，WELLTECHCHINAOIL-FIELDSERVICESLTD.,BZ25-1深井油基泥浆技术及堵漏探讨,论文题目：BZ25-1深井油基泥浆技术及堵漏探讨作者：张荣胡成军耿铁,摘要关键词油基钻井液发展状况低毒油包水钻井液在BZ25-1地区深井中的应用BZ25-1地区油基钻井液漏失问题及堵漏探讨总结,内容纲要,油基泥浆（低毒油包水钻井液）作为钻高难度的高温深井、大斜度定向井、水平井和各种复杂井段的钻井液体系，在BZ25-1地区钻井作业中对提高钻井速度，减少井下复杂情况，减少对油气层损害，保护环境起到很好的作用。同时作为一种高成本的钻井液体系，其漏失问题在BZ25-1地区钻井作业中尤为突出。通过前期作业，我们逐渐探索出一些有效的解决该问题的办法。本篇旨在，总结油基泥浆技术在BZ25-1地区成功应用的经验，同时寻求解决油基泥浆在实际应用过程中出现问题的更有效办法。,摘要,关键词,低毒油包水钻井液基油油水比活度漏失桥接架桥,油基钻井液发展状况,20世纪20年代用原油作为钻井液,以柴油为连续相的全油钻井液和油包水钻井液,20世纪70年代低胶质油包水钻井有液和低毒油包水钻井液,稳定的流变性能润滑性与地层（储层）配伍性环保性,油基钻井液发展状况,发展方向：抗高温、提高钻速、降低成本及防止污染等,油基钻井液发展状况,油基钻井液发展状况,低毒油包水钻井液的组成特点,基油作为连续相的基油，除了芳烃含量必须考虑外，其粘度、闪点、倾点和密度等也是重要的参考因素。水相淡水、盐水或海水均可作为油基钻井液的水相。但通常使用含一定量CaCl2或NaCl的盐水，其主要目的在于控制水相的活度，以防止或减弱泥页岩地层的水化膨胀，确保井壁稳定。油包水乳化液的水相含量通常用油水比来表示。,油基钻井液发展状况,低毒油包水钻井液的组成特点,添加剂添加剂主要包括乳化剂、润湿剂、亲油胶体、调节碱以及加重材料。为了形成稳定的油包水乳化钻井液，必须正确地选择和使用乳化剂。,低毒油包水钻井液在BZ25-1地区的应用,油基钻井液在BZ25-1地区应用状况,在BZ25-1地区，油基泥浆属于低毒油包水钻井液，是国家863计划中，“高性能优质泥浆与完井液的研究”课题的成果之一。该研究项目的钻井液密度高，抗温能力大，具有良好的流变性能、强防塌和保护油气层的能力，满足高温高压深井钻井作业的要求。,低毒油包水钻井液在BZ25-1地区的应用,油基钻井液在BZ25-1地区应用状况,技术参数：1、密度2.30g/cm3;2、抗温220;3、抗海水污染15%；4、抗岩屑污染20%；5、油层渗透率恢复值77%；6、低毒LC50值10000mg/l。,低毒油包水钻井液在BZ25-1地区的应用,油基钻井液在BZ25-1地区应用状况,组成：基油PF-MO乳化剂PF-MOEMULPF-MOCOAT降滤失剂PF-MOTEX,低毒油包水钻井液在BZ25-1地区的应用,油基钻井液在BZ25-1地区应用状况,组成：有机土PF-MOGEL润湿反转剂PF-MOWET提切剂PF-MOHSV碱度调节剂PF-MOALK,低毒油包水钻井液在BZ25-1地区的应用,基本配方,注：CaCl2为比重为1.22的水溶液(20%浓度)，VPF-MO:VCaCl2=85:15,低毒油包水钻井液在BZ25-1地区的应用,泥浆性能,MW1.401.61SGPom0.7-1.2mlFV5585秒含砂600VGEL6-10/15-20HTHPFL12ml,低毒油包水钻井液在BZ25-1地区的应用,现场维护,1、使用前准备在陆地的泥浆处理站配制新浆或对油基泥浆老浆进行处理并调整配方和性能，然后再运到现场使用；现场备有足够的加重材料，白油和其他维护正常性能所需添加剂；根据需要加入加重材料,将泥浆比重调节到要求值；准备几方高粘油基泥浆隔离液，比重等于或略大于井浆。,低毒油包水钻井液在BZ25-1地区的应用,现场维护,2、油基泥浆的顶替在使用油基泥浆前，首先泵入58m3高粘隔离液，才能泵入PF-MOM油基泥浆。顶替时，排量尽可能开大些，顶替过程中不要停泵。注意观察返浆，隔离液返回到废液罐，直到未受污染的油基泥浆返出，才让泥浆回到循环池，顶替结束。,低毒油包水钻井液在BZ25-1地区的应用,现场维护,3、油基泥浆的维护若油基泥浆性能无明显变化时，应用新浆补充消耗量，尽可能避免向钻井液中直接加油相或水相，混浆时应控制混入的速度，不得操之过急，应使之充分乳化；正常钻进期间钻井液的油水比不能低于75:25，如果出现油水比降低或大幅波动，则应密切检测性能变化，以确定恢复油水比的方法，混浆前进行小型地面混配试验；,低毒油包水钻井液在BZ25-1地区的应用,现场维护,3、油基泥浆的维护密切监测泥浆的破乳电压，保持泥浆的电稳定性，并通过补充乳化剂、有机胶体、调节碱等来提高破乳电压；必须注意观察振动筛岩屑返出情况，调整和维护泥浆流变性能，各项性能应维护在上述推荐性能的下限范围，保证井眼的净化；,低毒油包水钻井液在BZ25-1地区的应用,现场维护,3、油基泥浆的维护控制泥浆的低滤失量，尤其是高温高压失水不能高于12ml；充分清除泥浆重的无用固相，尽量使用高目振动筛筛布(应高于175目)，合理合理使用离心机和其他固控设备。,BZ25-1地区油基钻井液漏失问题及堵漏探讨,BZ25-1地区油基钻井液漏失统计,从以上统计可以看出，井漏问题给我们在BZ25-1地区作业带来的损失是巨大的。漏失不仅增加成本，同时也增加了现场作业的难度。因此漏失问题是我们在后续作业中急待解决的问题。,BZ25-1地区油基钻井液漏失问题及堵漏探讨,BZ25-1地区油基钻井液漏失统计,漏失定义：在钻井、固井、测试或修井等各种井下作业过程中，各种工作液在压差的作用下，流进地层的现象。是钻井工程中最普遍最常见的技术难题之一。,BZ25-1地区油基钻井液漏失问题及堵漏探讨,钻井液漏失分析,漏失的危害：1、延误钻井作业，延长钻井周期；2、造成巨大的物资损失；3、如在储层漏失，还会影响产能；4、干扰地质录井；5、影响钻井液的正常维护；6、引起井下事故。,BZ25-1地区油基钻井液漏失问题及堵漏探讨,钻井液漏失分析,漏失必要条件：1、工作液对地层存在着正压差，井筒工作液的压力大于地层孔隙压力；2、地层中存在着漏失通道及较大的足够容纳相当量液体的空间；3、该通道的开口尺寸应大于外来工作液中固相颗粒的粒径。,BZ25-1地区油基钻井液漏失问题及堵漏探讨,钻井液液漏失分析,常用堵漏方法：1、桥接材料堵漏法；2、高失水浆液堵漏法；3、暂堵法；4、化学堵漏法；5、有机胶凝物质堵漏法；,BZ25-1地区油基钻井液漏失问题及堵漏探讨,堵漏技术,常用堵漏方法：6、软硬塞堵漏法；7、复合堵漏法；8、纤维水泥浆封堵法9、强行钻进套管封隔漏层。,BZ25-1地区油基钻井液漏失问题及堵漏探讨,堵漏技术,在渤海地区，常用的堵漏方法是桥接材料堵漏。从现场应用实践来看，其使用方便，施工安全，经济廉价，而且取得了很好的效果。桥接堵漏是利用不同形状、尺寸的惰性材料，以不同的配方混合于泥浆中直接注入漏层的一种堵漏方法。,BZ25-1地区油基钻井液漏失问题及堵漏探讨,堵漏技术,桥接堵漏材料按形状分三大类：1、颗粒状材料常用的有核桃壳、橡胶粒、焦碳粒、碎塑料粒、硅藻土、珍珠岩、生贝壳、熟贝壳、生石灰、石灰石、沥青等，其在堵漏过程中起“架桥”作用，也称“架桥剂”；,BZ25-1地区油基钻井液漏失问题及堵漏探讨,堵漏技术,桥接堵漏材料按形状分三大类：2、纤维状材料主要来自动物、植物和矿物纤维，以及合成纤维，如棉子壳、皮革粉、石棉粉等，在堵漏液中起悬浮作用的，即“悬浮拉筋剂”；3、片状材料云母片、玻璃纸、鱼鳞等，在堵漏过程中起填塞作用，也叫“填塞剂”。,BZ25-1地区油基钻井液漏失问题及堵漏探讨,堵漏技术,值得指出的是，上述任何一种材料单独使用，其作用都是有限的，只有将上述三类材料按合理的比例和级配合使用，才能达到更加的效果。,BZ25-1地区油基钻井液漏失问题及堵漏探讨,堵漏技术,桥接堵漏材料应满足以下要求：1、与泥浆无明显的化学作用，不破坏泥浆性能，有一定的抗温性能；2、起“架桥”作用的材料须有一定的强度，且浸泡一段时间后，强度无明显降低；3、材料易加工，不易变质；,BZ25-1地区油基钻井液漏失问题及堵漏探讨,堵漏技术,桥接堵漏材料应满足以下要求：除了以上要求以外，堵漏材料在不同的钻井液体系中的配伍性，也是能否有效堵漏的关键。多数堵漏材料都是亲水的，在水基钻井液中易吸水膨胀，实现堵漏的目的，而当用于油基钻井液时，由于不亲油，不易膨胀，从而影响堵漏效果。,BZ25-1地区油基钻井液漏失问题及堵漏探讨,堵漏技术,桥接堵漏材料的作用原理：1、阻挂“架桥”作用“架桥剂”在通过地层中漏失通道时，在其不平的表面及狭窄部位受阻挂“架桥”。,BZ25-1地区油基钻井液漏失问题及堵漏探讨,堵漏技术,桥接堵漏材料的作用原理：2、堵塞和嵌入作用“架桥”形成后，形成了封堵通道的基本骨架，通道变小，还没有完全封堵。堵漏泥浆中的纤维状材料、片状材料及细小颗粒材料，在压差作用下对微小通道进行封堵，进而完全堵漏；,BZ25-1地区油基钻井液漏失问题及堵漏探讨,堵漏技术,桥接堵漏材料的作用原理：3、渗滤作用桥接材料在泥浆中，增大失水量，形成较厚泥饼，增强堵漏效果；4、在滤饼中起“拉筋”作用纤维材料和片状材料增强泥饼的强度，在“架桥”上形成有一定强度的封堵垫层；,BZ25-1地区油基钻井液漏失问题及堵漏探讨,堵漏技术,桥接堵漏材料的作用原理：5、膨胀堵塞作用堵漏材料中的木质纤维类物质在泥浆中浸泡后，易吸水膨胀。材料在通道中吸水膨胀，增强桥堵层强度，从而增强堵漏效果；6、“卡喉”作用。,BZ25-1地区油基钻井液漏失问题及堵漏探讨,堵漏技术,BZ25-1地区沙三段油层压力系数高，易发生溢流与井漏。为了防止井漏，钻井工程方面，合理控制钻井参数，避免过大压力激动。钻井液工程方面，建议在钻进沙一段前50m提高钻井液密度至1.45g/cm3。沙一段提高钻井液至1.50g/cm3。进入沙二段，采用正常排量逐步提高钻井液密度至1.501.53g/cm3。沙三段钻井过程中,，保持钻井液密度至1.531.54g/cm3。,BZ25-1地区油基钻井液预防井漏及堵漏措施,预防措施,在钻井液维护时，注意加重方式，使用预先配好的高比重的油基泥浆均匀补冲加重，防止钻井液密度大幅度变化，在一个循环周内的钻井液密度小于0.03g/cm3。,BZ25-1地区油基钻井液预防井漏及堵漏措施,预防措施,循环自然堵漏法：堵漏泥浆基本配制：油基泥浆、QS-22-5%、沥青粉3、有机土2、单封3-5、复合堵漏剂3%；2）油基泥浆、QS-22-5%、沥青粉3、有机土2、单封3-5、复合堵漏剂3-6%、云母2,BZ25-1地区油基钻井液预防井漏及堵漏措施,堵漏措施,BZ25-1地区油基钻井液预防井漏及堵漏措施,堵漏措施,高浓度堵漏泥浆漏层挤注法：堵漏泥浆基本配制：油基泥浆、QS-22-5%、沥青粉3、有机土2-5、单封5-7、复合堵漏剂5-10%、云母2-5、蛭石2-4%、棉籽壳0.5-1%；,钻进中若渗漏，直接在泥浆循环池加入一定量单封或单封和复合堵漏剂，进行自然堵漏，对渗漏地层一般都有效，在BZ25-1A平台8-1/2”井段8口井作业中采用此法都收到明显效果。,BZ25-1地区油基钻井液预防井漏及堵漏措施,现场堵漏工艺,若发生小漏或中漏，配10m3加入1%5%PF-BLN、1%5%PF-SEAL与1%3%云母片的堵漏钻井液，进行随钻堵漏，并降低排量观察漏速，如仍有漏失，配制第二次堵漏泥浆并调整配制浓度，泵入堵漏段塞进行堵漏，并逐步提至正常排量钻进，或适当降泵冲钻进，本方法在A12井作业中取得了良好效果。,BZ25-1地区油基钻井液预防井漏及堵漏措施,现场堵漏工艺,若发生大漏或有进无出漏失；配制20-30m3高浓度堵漏泥浆,配制时材料粒级复配要合理，（有刚性颗粒大、中、小齐全，纤维状材料，片状材料，有机胶体等配制成），1）泵入堵漏泥浆并顶替到漏层候堵，缓慢开泵，观察漏失情况，建立循环。2）泵入堵漏泥浆顶替到位，关BOP，开泵向地层缓慢挤注堵漏泥浆直至起压到300-500PSI，稳压一会，开BOP，开泵建立循环并逐渐提高至正常钻进排量。,BZ25-1地区油基钻井液预防井漏及堵漏措施,现场堵漏工艺,在BZ25-1A平台堵漏应用该工艺取得了较好的效果。,BZ25-1地区油基钻井液预防井漏及堵漏措施,现场堵漏工艺,总结,低毒油基钻井液在BZ25-1地区的应用，取得了一定的成效，尤其在深井钻井作业中，对提高钻速，降低摩阻，稳定井壁，保护油气层方面和减少复杂情况的发