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钻井液可降解携岩剂的研制及在万米深井中的试验

明显森

明显森. 钻井液可降解携岩剂的研制及在万米深井中的试验[J]. 钻井液与完井液,2025,42(3):302-307 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2025.03.004
引用本文: 明显森. 钻井液可降解携岩剂的研制及在万米深井中的试验[J]. 钻井液与完井液,2025,42(3):302-307 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2025.03.004
MING Xiansen.Preparation of a drilling fluid degradable cuttings carrying agent and its test in 10,000-meter deep wells[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2025, 42(3):302-307 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2025.03.004
Citation: MING Xiansen.Preparation of a drilling fluid degradable cuttings carrying agent and its test in 10,000-meter deep wells[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2025, 42(3):302-307 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2025.03.004

钻井液可降解携岩剂的研制及在万米深井中的试验

doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2025.03.004
基金项目: 川庆钻探工程公司科研项目“万米特深井钻井液关键技术研究”(CQ2023B-57-2-3)和“低成本高效可降解携砂剂研发”(CQ2022B-18-4-3)。
详细信息
    作者简介:

    明显森,工程师,主要从事钻完井液研究工作。电话 13882289179,E-mail:mingxiansen@cnpc.com.cn

  • 中图分类号: TE254.4

Preparation of a Drilling Fluid Degradable Cuttings Carrying Agent and Its Test in 10,000-Meter Deep Wells

  • 摘要: 在大斜度井、水平井或大尺寸井眼中,因钻井液的携岩能力不足,钻井岩屑容易向下井壁或井底堆积,导致钻具摩阻增大、起下钻困难、井下漏失甚至卡钻等井下复杂情况,因此,井眼清洁是实现在大斜度井、水平井或大尺寸井眼作业安全与效率的关键技术之一。用脂肪族聚酯类聚合物与高分子共聚物共混反应,研制了一种可大幅提升钻井液携岩能力的纤维携岩剂,性能评价实验表明,在加量为0.2%携岩剂的实验浆体中岩屑沉降时间由原来的4.12 s增加至19.85 s;该携岩剂在水相和油相中具有良好的分散性;经120℃热滚16 h后在清水和白油中的降解率分别为95.48%和89.87%,且降解后对钻井液性能不造成影响。现场试验表明,该携岩技术能够大幅提升钻井液的携岩能力,有效携带出大尺寸井眼或水平井段中的岩屑或掉块,提高井眼清洁度,为安全、高效钻井提供保障。

     

  • 图  1  可降解携岩剂样品及其在扫描电镜下的形态

    图  2  携岩剂在清水(a)和白油(b)中的状态

    图  3  携岩剂在清水中的降解率随   老化温度和时间的变化关系

    图  4  携岩剂在白油中的降解率随   老化温度和时间的变化关系

    图  5  SDCK1振动筛返出的岩屑与掉块

    图  6  阳102HX-2井振动筛返出的岩屑与掉块

    表  1  不同实验浆体的携岩实验评价

    浆体
    编号
    实验浆体配方 岩屑沉降
    时间/s
    岩屑沉降
    速度/(cm/s)
    1# 清水 1.74 13.22
    2# 清水+0.25%XC+0.15%PAC-LV 4.12 5.58
    3# 2#+0.2%携岩剂 19.85 1.16
    4# 2#+0.4%携岩剂 24.35 0.94
    5# 2#+0.6%携岩剂 33.38 0.69
      注:①实验用250 mL标准量筒0至250 mL刻度的行程为230 mm;②实验岩屑为PDC钻头实钻川南龙马溪地层(黑色页岩)振动筛返出岩屑,呈薄片状、成型度较好,尺寸为(8~10) mm×(4~6)mm×(1~3) mm;③实验用携岩剂长度为3 mm。
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    表  2  不同尺寸纤维携岩剂携岩实验评价

    浆体编号 实验浆体配方 岩屑沉降时间/s
    6# 2#+0.2%携岩剂(3 mm) 19.85
    7# 2#+0.2%携岩剂(5 mm) 29.11
    8# 2#+0.2%携岩剂(10 mm) 46.53
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    表  3  携岩剂降解后对水基钻井液和油基钻井液性能的影响

    钻井液 ρ/g·cm−3 AV/mPa·s PV/mPa·s YP/Pa Gel/(Pa/Pa) FLAPI/mL pH 碱度
    聚磺水基钻井液 2.09 48.0 38.0 10.0 2.0/19.0 1.5 10.0
    聚磺水基钻井液+0.5%携岩剂 2.09 47.0 37.5 9.5 2.0/20.0 1.6 9.5
    白油基钻井液 2.00 47.5 40.0 7.5 1.5/5.0 0.9 572
    白油基钻井液+0.5%携岩剂 2.00 46.5 39.5 7.0 2.0/5.0 0.8 465
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    表  4  SDCK1井携砂前后钻井液性能

    工况 ρ/
    g·cm−3
    AV/
    mPa·s
    PV/
    mPa·s
    YP/
    Pa
    Gel/
    Pa/Pa
    FLAPI/
    mL
    pH
    携砂前 1.65 47.0 37.0 10.0 2.0/5.0 2.4 8.5
    携砂后 1.65 47.5 38.0 9.5 2.0/5.0 2.4 8.5
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  • [1] 刘成文, 李兆敏. 钻井过程中岩屑运移模型研究进展[J]. 钻井液与完井液,2019,36(6):663-671.

    LIU Chengwen, LI Zhaomin. Advances of cuttings transport models during oil drilling[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid, 2019, 36(6):663-671.
    [2] 常晓峰, 孙金声, 王清臣. 水平井和斜井井眼清洁技术研究进展及展望[J]. 钻井液与完井液,2023,40(1):1-19.

    CHANG Xiaofeng, SUN Jinsheng, WANG Qingchen. Hole cleaning technology for horizontal and deviated drilling: progress made and prospect[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid, 2023, 40(1):1-19.
    [3] 王清臣, 张建卿, 胡祖彪, 等. 长庆气田小井眼钻井液技术研究与应用[J]. 钻井液与完井液,2020,37(6):746-752.

    WANG Qingchen, ZHANG Jianqing, HU Zubiao, et al. Study and application of drilling fluid technology for slim hole drilling in Changqing gas field[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid, 2020, 37(6):746-752.
    [4] 刘清友, 敬俊, 祝效华. 钻柱与实钻水平井眼接触形态及摩阻影响分析[J]. 西南石油大学学报(自然科学版),2017,39(5):163-169.

    LIU Qingyou, JING Jun, ZHU Xiaohua. Analysis on contact form and friction influence between drill string and actual horizontal borehole[J]. Journal of Southwest Petroleum University(Science & Technology Edition), 2017, 39(5):163-169.
    [5] 李传武, 兰凯, 杜小松, 等. 川南页岩气水平井钻井技术难点与对策[J]. 石油钻探技术,2020,48(3):16-21.

    LI Chuanwu, LAN Kai, DU Xiaosong, et al. Difficulties and countermeasures in horizontal well drilling for shale gas in Southern Sichuan[J]. Petroleum Drilling Techniques, 2020, 48(3):16-21.
    [6] 姜政华, 孙钢, 陈士奎, 等. 南川页岩气田超长水平段水平井钻井关键技术[J]. 石油钻探技术,2022,50(5):20-26.

    JIANG Zhenghua, SUN Gang, CHEN Shikui, et al. Key drilling technologies for horizontal wells with ultra-long horizontal sections in Nanchuan shale gas field[J]. Petroleum Drilling Techniques, 2022, 50(5):20-26.
    [7] 蔡明杰, 罗鑫, 陈力力, 等. 万米深井SDCK1井超大尺寸井眼钻井技术[J]. 石油钻探技术,2024,52(2):87-92.

    CAI Mingjie, LUO Xin, CHEN Lili, et al. Ultra-Large borehole drilling technologies of 10 000-Meter deep well SDCK1[J]. Petroleum Drilling Techniques, 2024, 52(2):87-92.
    [8] 冯义, 任凯, 刘俊田, 等. 深层煤层气水平井安全钻井技术[J]. 钻采工艺,2024,47(3):33-41.

    FENG Yi, REN Kai, LIU Juntian, et al. Safe drilling technology for deep CBM horizontal wells[J]. Drilling & Production Technology, 2024, 47(3):33-41.
    [9] 胡家森, 张艳, 蒋铭坤. 马2-1H 典型水平井复杂情况处理及预防[J]. 石油钻采工艺,2012,34(6):23-27.

    HU Jiasen, ZHANG Yan, JIANG Mingkun. Solutions and preventions of horizontal well problems[J]. Oil Drilling & Production Technology, 2012, 34(6):23-27.
    [10] 李明辉, 王凯, 王清臣. 水基钻井液固相分布与控制——以苏里格东部气井为例[J]. 钻井液与完井液,2023,40(5):611-616.

    LI Minghui, WANG Kai, WANG Qingchen. Study on solids distribution and control in water based drilling fluids-take gas wells in western Sulige as example[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid, 2023, 40(5):611-616.
    [11] 王维. 冀东油田固相控制技术优化[J]. 钻井液与完井液,2018,35(1):47-52. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2018.01.009

    WANG Wei. Study and application of optimized solids control technologies in Jidong oilfield[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid, 2018, 35(1):47-52. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2018.01.009
    [12] 岳文翰, 肖勇军, 井翠, 等. 纤维滑溜水携砂技术研究及应用[J]. 钻采工艺,2023,46(5):151-156. doi: 10.3969/J.ISSN.1006-768X.2023.05.24

    YUE Wenhan, XIAO Yongjun, JING Cui, et al. Study and field application of fiber slickwater proppant carrying capacity[J]. Drilling & Production Technology, 2023, 46(5):151-156. doi: 10.3969/J.ISSN.1006-768X.2023.05.24
    [13] 谢中成, 曹明辉, 王涛, 等. 井眼清洁技术在东海超深大斜度井中的应用[J]. 钻采工艺,2021,44(6):25-30.

    XIE Zhongcheng, CAO Minghui, WANG Tao, et al. Application of borehole cleaning technologies for ultra-deep and highly deviated wells in the East China sea[J]. Drilling & Production Technology, 2021, 44(6):25-30.
    [14] 张洪泉, 任中启, 董明健. 大斜度大位移井岩屑床的解决方法[J]. 石油钻探技术,1999,27(3):6-8.

    ZHANG Hongquan, REN Zhongqi, DONG Mingjian. Methods to solve cuttings bed in high-inclination, long-reached well[J]. Petroleum Drilling Techniques, 1999, 27(3):6-8.
    [15] 付建民, 张鹏, 郭磊, 等. 表层开窗侧钻时聚合物黏弹性对钻井液携带能力的影响[J]. 钻井液与完井液,2022,39(1):36-40.

    FU Jianmin, ZHANG Peng, GUO Lei, et al. Viscoelasticity of polymers and carrying capacity of drilling fluids when sidetracking through surface casing[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid, 2022, 39(1):36-40.
    [16] 刘玉婷, 管保山, 刘萍, 等. 纤维对压裂液携砂能力的影响[J]. 油田化学,2012,29(1):75-79.

    LIU Yuting, GUAN Baoshan, LIU Ping, et al. Effects of fiber on the proppant carrying capacity of fracturing fluid[J]. Oilfield Chemistry, 2012, 29(1):75-79.
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-12-28
  • 修回日期:  2025-01-23
  • 刊出日期:  2025-06-12

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