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红星区块多粒径致密封堵油基钻井液技术

王长勤 李忠寿 黄桃 李广林 张勇 魏士军

王长勤,李忠寿,黄桃,等. 红星区块多粒径致密封堵油基钻井液技术[J]. 钻井液与完井液,2024,41(2):191-197 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2024.02.008
引用本文: 王长勤,李忠寿,黄桃,等. 红星区块多粒径致密封堵油基钻井液技术[J]. 钻井液与完井液,2024,41(2):191-197 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2024.02.008
WANG Changqin, LI Zhongshou, HUANG Tao, et al.An oil-based drilling fluid with varied particle size plugging agents for use in the borehole collapse and mud loss coexisting wells in Hongxing block[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2024, 41(2):191-197 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2024.02.008
Citation: WANG Changqin, LI Zhongshou, HUANG Tao, et al.An oil-based drilling fluid with varied particle size plugging agents for use in the borehole collapse and mud loss coexisting wells in Hongxing block[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2024, 41(2):191-197 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2024.02.008

红星区块多粒径致密封堵油基钻井液技术

doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2024.02.008
基金项目: 中石化石化油服项目“红星区块油基钻井液防漏堵漏技术应用研究 ”(SG23-15K)。
详细信息
    作者简介:

    王长勤,毕业于中国石油大学,公司首席技师,现在主要从事钻井液技术研究工作。E-mail:982780817@qq.com。

  • 中图分类号: TE254.3

An Oil-Based Drilling Fluid with Varied Particle Size Plugging Agents for Use in the Borehole Collapse and Mud Loss Coexisting Wells in Hongxing Block

  • 摘要: 红星区块是江汉油田部署在建南构造上主力产气区,中石化页岩气勘探开发的重点区块。该区块飞仙关组、长兴组经多年开采,地层骨架应力低;吴家坪组微纳米裂缝发育。油基钻井液在钻进过程中,井漏、井塌矛盾突出,处理难度大,为此研究形成一套“强封堵、低活度、低黏度高切力”多粒径致密封堵油基钻井液体系,该体系采用4%微纳米复合刚性颗粒、0.5%石墨烯片状材料、1.5%球状凝胶MPA、1%超细矿物纤维等多粒径微纳米材料,协同封堵致密封堵地层微纳米级裂缝,且在井壁上形成致密泥饼,控制钻井液高温高压滤失量低于3 mL;采用高浓度CaCl2水溶液(≥36%)为水相,活度低于该区块页岩岩心活度,提高钻井液的抑制性;采用提切型乳化剂提高钻井液切力,实现高效携带岩屑、掉块,净化井眼的目的。现场应用表明,多粒径致密封堵油基钻井液体系能有效地减缓井漏、井塌复杂,复杂时间降低了90.34%,应用效果显著。

     

  • 图  1  红页35HF井的井径扩大情况

    图  2  红星区块吴家坪组岩心

    图  3  红星区块吴家坪组岩心SEM图

    图  4  微纳米碳酸钙粒径分布

    图  5  石墨烯封堵机理示意图

    图  6  球状凝胶MPA的粒径分布

    图  7  超细矿物纤维微观结构

    图  8  不同钻井液固相粒径分布情况

    注:钻井液密度均为1.30 g/cm3; 120 ℃下老化16 h。

    表  1  红星区块部分井例三开油基钻井液漏失情况

    井号井段/m段长/m漏失次数/次漏失频率/(次/100 m)漏失总量/m3进尺消耗量/(m3·m−1t复杂/d
    红页13HF3200~44101210211.7361032.550.113104.42
    红页5HF4335~500066550.752216.020.11813.68
    红页35HF3008~6435342730.088257.920.12117.75
    红页26HF4049~489184280.950477.400.11215.23
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    表  2  吴家坪组岩心矿物的相对含量

    石英/
    %
    钾长石/
    %
    斜长石/
    %
    铁白云石/
    %
    方解石/
    %
    黄铁矿/
    %
    黏土总量/
    %
    45.15.23.11.527.82.614.7
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    表  3  吴家坪组黏土矿物种类的相对含量

    伊蒙混层/%伊利石/%伊蒙混层中蒙皂石晶层占比/%
    17.083.010
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    表  4  不同封堵钻井液配方的基础性能

    配方PV/
    mPa·s
    YP/
    Pa
    ES/
    V
    FLHTHP/
    mL
    40~60目
    砂床封闭
    滤失量/mL
    1#307.50.2566010.0
    1#+常用封堵配方348.00.246506.2
    2#328.50.277501.5
    注:密度均为1.30 g·cm−3 ;老化条件为120 ℃、16 h;测试温度为65 ℃/50 ℃;FLHTHP测试条件为120 ℃、3.5 MPa。常用封堵配方:3%天然沥青+5%超细碳酸钙(800目)+2%
    竹纤维。
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    表  5  加入不同乳化剂后白油基钻井液的基础性能


    AV/
    mPa·s
    PV/
    mPa·s
    YP/
    Pa
    YP/PV/
    Pa/mPa·s
    Gel/
    Pa/Pa
    ES/
    V
    3#262240.182.5/5.0458
    4#3321120.579.0/12.5987
    5#3222100.458.0/11.0998
    注:密度均为1.36 g·cm−3;老化条件为120 ℃、16 h;60 ℃下测试流变、50 ℃下测试破乳电压 。
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    表  6  多粒径致密封堵钻井液在红星区块的应用

    应用前后漏失次
    数/次
    漏失频率/
    次/100 m
    漏失总
    量/m3
    进尺消耗
    量/(m3/m)
    t复杂/
    d
    应用前37.000.601983.890.116151.08
    应用后14.000.27410.000.08814.60
    降幅/%62.1654.4679.3321.1490.34
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    表  7  红页5HF井应用井段情况对比

    应用前后井段/m段长/m漏失次数/次漏失频率/(次/100 m)漏失总量/m3进尺消耗量/(m3/m)t复杂/d
    应用前4335~500066550.752216.020.11813.68
    应用后5000~6218121820.16440.900.0934.41
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-11-08
  • 修回日期:  2023-12-16
  • 刊出日期:  2024-04-02

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