留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

超高温裂缝性基岩储层钻井液技术

郝少军 邢星 安小絮 魏士军 邹俊 郝添

郝少军,邢星,安小絮,等. 超高温裂缝性基岩储层钻井液技术[J]. 钻井液与完井液,2026,43(2):179-187 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2026.02.005
引用本文: 郝少军,邢星,安小絮,等. 超高温裂缝性基岩储层钻井液技术[J]. 钻井液与完井液,2026,43(2):179-187 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2026.02.005
HAO Shaojun, XING Xing, AN Xiaoxu, et al.Drilling fluid technology for ultra-high temperature fractured bedrock reservoirs[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2026, 43(2):179-187 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2026.02.005
Citation: HAO Shaojun, XING Xing, AN Xiaoxu, et al.Drilling fluid technology for ultra-high temperature fractured bedrock reservoirs[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2026, 43(2):179-187 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2026.02.005

超高温裂缝性基岩储层钻井液技术

doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2026.02.005
基金项目: 中国石油天然气股份公司青海油田公司科技项目“柴达木盆地超深井钻井技术研究”(2025QYKJ4001)、中国石油天然气股份公司青海油田公司科技项目“昆特依气田昆2区块钻完井及储层改造一体化技术研究及应用”(2023KJ1204)。
详细信息
    作者简介:

    郝少军,高级工程师,2006年毕业于大庆石油学院,长期从事钻井液方面的研究工作。E-mail:haosjqh@petrochina.com.cn

  • 中图分类号: TE254

Drilling Fluid Technology for Ultra-High Temperature Fractured Bedrock Reservoirs

  • 摘要: 昆特依气田位于柴达木盆地北缘昆特依凹陷潜伏I号构造,其基岩储层裂缝发育且含风化壳,地层中存在薄弱层段与天然漏失通道,同时面临超高温(约200 ℃)和异常高压(压力系数达1.63)的复杂地质条件。为解决超高温基岩地层钻井液存在的泥饼虚厚、承压能力低、易漏失等难题,通过协同设计核心处理剂,优化出超高温强封堵、防漏失钻井液体系:以 “磺酸盐共聚物SC-200+羧羟基烷烯共聚物Redu240” 构建抗高温胶体稳定骨架,结合 “纳米SiO2+白沥青NFA-25” 实现多尺度裂缝封堵,达成 “滤失控制+裂缝封堵+井壁稳定” 一体化功能。实验证实,该体系耐温达200 ℃,老化后表观黏度、塑性黏度变化率均小于3%,高温高压滤失量小于12 mL,可抗 15%NaCl 污染,同时老化后砂床滤失量仅4.2 mL,封堵滤失量8.6 mL,具备优异封堵裂缝能力与地层承压能力,对于超高温裂缝性地层钻井中防漏失与井壁稳定效果明显。现场应用于K2-3井(井深7150 m,井底温度199.5 ℃),基岩段实现“零漏失”作业,全井段未发生任何因井漏或钻井液性能引发的井下复杂情况,复杂时效为0,显著减少了因漏失导致的非生产时间,为该地区超深井安全高效钻井提供了可靠的技术支撑。

     

  • 图  1  防漏钻井液体系泥饼评价图

    表  1  不同降滤失剂复配比例对抗超高温有机盐钻井液性能的影响

    SC-200/% Redu240/% 实验条件 AV/mPa·s PV/mPa·s YP/Pa FLAPI/mL FLHTHP/mL
    0 0 老化前 30.0 22.0 8.0 3.8
    210 ℃、16 h 24.5 19 5.5 16.0 全滤失
    2 2 老化前 82.0 70.0 12.0 1.8
    210 ℃、16 h 71.0 60.0 11.0 1.4 24.6
    2 3 老化前 94.0 80.0 14.0 1.6
    210 ℃、16 h 83.0 71.0 12.0 1.5 20.4
    2 4 老化前 108.0 90.0 18.0 1.3
    210 ℃、16 h 99.0 84.0 15.0 1.2 16.2
    3 2 老化前 93.0 78.0 15.0 1.6
    210 ℃、16 h 82.0 69.0 13.0 1.3 22.4
    3 3 老化前 109.0 92.0 17.0 1.1
    210 ℃、16 h 101.0 86.0 15.0 0.9 17.8
    3 4 老化前 119.0 99.0 20.0 0.8
    210 ℃、16 h 110.0 93.0 17.0 0.4 14.8
     注:基浆:300 mL 清水+0.3%Na2CO3+2%Visco1+30%Weigh2+2%IND30+1.2%胺基抑制剂WX+2%RH220+2%PGCS-1+0.3%抗氧化剂;FLHTHP在190 ℃测定。
    下载: 导出CSV

    表  2  不同纳米SiO2与NFA-25复配比例对抗超高温有机盐钻井液性能的影响

    配方 纳米SiO2/% NFA-25/% 实验条件 AV/mPa·s PV/mPa·s YP/Pa FLHTHP/mL
    1# 2 3 老化前 112.5 92.0 20.5 12.6
    210 ℃、16 h 105.0 86.5 18.5 13.8
    2# 2 4 老化前 116.0 93.0 23.0 11.8
    210 ℃、16 h 111.5 89.0 22.5 13.2
    3# 3 3 老化前 118.0 95.0 23.0 11.2
    210 ℃、16 h 114.0 91.0 23.0 12.4
    4# 3 4 老化前 122.0 96.0 26.0 10.0
    210 ℃、16 h 118.5 93.2 24.5 10.5
    5# 4 3 老化前 120.5 95.5 25.0 10.8
    210 ℃、16 h 115.5 92.0 23.5 11.6
    6# 4 4 老化前 125.0 99.5 25.5 10.6
    210 ℃、16 h 123.0 99.0 24.0 11.2
     注:0#:基浆+3%SC-200+4%Redu240;FLHTHP在190 ℃测定。
    下载: 导出CSV

    表  3  优化后钻井液的抗NaCl污染评价(210 ℃、16 h)

    NaCl/% AV/mPa·s PV/mPa·s YP/Pa FLHTHP/mL 性能变化特征
    0(空白) 117.7 93.2 24.5 10.5 基准状态,性能稳定
    5 123.0 97.5 25.5 11.2 黏度微升(+3.8%),滤失量增幅≤6.7%
    10 128.0 101.0 27.0 12.0 黏度可控(+8.1%),滤失量仍≤15 mL
    15 135.0 106.5 28.5 13.8 黏度超阈值(+13.9%),滤失量仍满足要求
     注:FLHTHP在190 ℃测定。
    下载: 导出CSV

    表  4  优化前后钻井液体系的高温砂床实验与封堵性能评价

    样品 砂床滤失量/mL 砂床侵入深度/mm 封堵滤失量*/mL 封堵层渗透率*/mD
    优化体系(老化后)4.21.58.61.2
    0#基浆(老化后)全滤失>50全滤失>5.0
    性能改善说明滤失量降低>80%,
    防漏效果显著
    侵入深度减少>97%,
    封堵层致密
    高温高压下仍具
    良好封堵能力
    渗透率降低>76%,
    封堵效率高
     注:*实验条件为190 ℃、3.5 MPa。
    下载: 导出CSV

    表  5  K2-3井四开部分井段钻井液的性能(210 ℃、16 h)

    井深/m ρ/(g·cm−3 FV/s PV/mPa·s YP/Pa φ6 φ3 FLAPI/mL FLHTHP/mL pH
    6807 1.66 95 94 12 6 3 0.8 8.6 9
    6827 1.67 132 109 13 6 4 0.6 8.8 9
    6869 1.66 121 106 15 8 6 0.6 8.6 9
    6942 1.62 116 97 13 7 4 0.7 9.0 9
    7010 1.62 120 90 11 5 3 0.8 9.2 9
    7107 1.62 104 86 12 6 4 0.8 9.4 9
    7130 1.62 116 94 13 5 3 0.6 8.4 9
    7150 1.65 98 95 13 6 4 0.6 8.6 9
     注:FLHTHP在190 ℃测定。
    下载: 导出CSV
  • [1] 方俊伟, 张翼, 李双贵, 等. 顺北一区裂缝性碳酸盐岩储层抗高温可酸溶暂堵技术[J]. 石油钻探技术, 2020, 48(2): 17-22. doi: 10.11911/syztjs.2020006

    FANG Junwei, ZHANG Yi, LI Shuanggui, et al. Acid-soluble temporary plugging technology for ultra-deep fractured carbonate reservoirs in block 1 of the Shunbei area[J]. Petroleum Drilling Techniques, 2020, 48(2): 17-22. doi: 10.11911/syztjs.2020006
    [2] LI S, SONG S. Ultra-high temperature cementing slurry technology for well Songke-2[J]. Drilling Fluid& Completion Fluid, 2018, 35(2): 92-97.
    [3] 乌效鸣, 郑文龙, 邹玉亮. 松科2井深部高温龟裂岩层封堵型钻井液稳定井壁技术[J]. 地球科学, 2020, 45(9): 3502-3508.

    WU Xiaoming, ZHENG Wenlong, ZOU Yuliang. Well bore stability technology using blocking drilling fluid system suitable for the deep high temperature cracked strata in well Songke-2[J]. Earth Science, 2020, 45(9): 3502-3508.
    [4] 叶成, 高世峰, 鲁铁梅, 等. 玛 18 井区水平井井壁失稳机理及强封堵钻井液技术研究[J]. 石油钻采工艺, 2023, 45(1): 38-46.

    YE Cheng, GAO Shifeng, LU Tiemei, et al. Well instability mechanism and strong plugging drilling fluid technology of horizontal well in Ma 18 well block[J]. Oil Drilling & Production Technology, 2023, 45(1): 38-46
    [5] QIU Z S, BAO D, LI J, et al. Mechanisms of wellbore strengthening and new advances in lost circulation control with dense pressure bearing zone[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid, 2018, 35(4): 1-6.
    [6] 孙金生, 杨敬彬, 白英睿, 等. 裂缝性地层桥接封堵技术研究进展与展望[J]. 石油科学通报, 2023, 8(4): 415-431.

    SUN Jinsheng, YANG Jingbin, BAI Yingrui, et al. Review and prospect of bridging plugging technology in fractured formations[J]. Petroleum Science Bulletin, 2023, 8(4): 415-431.
    [7] IADC Lexicon Committee. Drilling fluid[EB/OL]. (2019-01-12) [2024-05-20]. https://iadclexicon.org/drilling-fluid/.

    IADC Lexicon Committee. Drilling fluid[EB/OL]. (2019-01-12) [2024-05-20]. https://iadclexicon.org/drilling-fluid/.
    [8] 石亚军. 柴达木盆地南翼山油田裂缝性储层研究[J]. 天然气工业, 2005, 25: 46-48.

    SHI Yajun. Research on the fractured reservoirs in Nanyishan oll field of Chaidamu basin[J]. Natural Gas Industry, 2005, 25: 46-48.
    [9] 郝少军, 安小絮, 韦西海, 等. 碱探1井超高温水基钻井液技术[J]. 钻井液与完井液, 2021, 38(3): 292-297. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2021.03.005

    HAO Shaojun, AN Xiaoxu, WEI Xihai, et al. Ultra-High temperature drilling fluid technology for drilling well Jiantan-1[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid, 2021, 38(3): 292-297. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2021.03.005
    [10] 常晨, 许明标, 由福昌. 超高温水基钻井液的室内研究[J]. 钻井液与完井液, 2012, 29(3): 36-37. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2012.03.011

    CHANG Chen, XU Mingbiao, YOU Fuchang. Laboratory study on ultra-high temperature water-based drilling fluid[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid, 2012, 29(3): 36-37. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2012.03.011
    [11] HE B. Analysis of drilling fluid technology for leak prevention and plugging in low-permeability oil reservoirs[J]. Petrochemical Industry Technology, 2024, 31(5): 114-116.
    [12] 陈庚绪, 刘奥, 王茜, 等. 适用于页岩气井的强抑制防塌高性能水基钻井液体系[J]. 断块油气田, 2018, 25(4): 529-532. doi: 10.6056/dkyqt201804026

    CHEN Gengxu, LIU Ao, WANG Qian, et al. High inhibition and anti-sloughing water-based drilling fluid system for shale gas horizontal wells[J]. Fault-Block Oil and Gas Field, 2018, 25(4): 529-532. doi: 10.6056/dkyqt201804026
    [13] 苏俊霖, 王雷雯, 刘禧元, 等. 表层裂缝漏失凝胶随钻堵漏技术及应用[J]. 钻采工艺, 2018, 41(2): 23-25.

    SU Junlin, WANG Leiwen, LIU Xiyuan, et al. Study and application of gel lost circulation material while drilling for surface fracture leakage[J]. Drilling & Production Technology, 2018, 41(2): 23-25.
    [14] 孟丽艳, 张麒麟, 黄宁. 硅铝钻井液体系的室内研究及现场应用[J]. 精细石油化工进展, 2015, 16(1): 16-19, 31. doi: 10.3969/j.issn.1009-8348.2015.01.005

    MENG Liyan, ZHANG Qilin, HUANG Ning. Laboratory research on silicate-aluminate drilling fluid system and its field application[J]. Advances in Fine Petrochemicals, 2015, 16(1): 16-19,31. doi: 10.3969/j.issn.1009-8348.2015.01.005
    [15] SUN J, YANG J, BAI Y, et al. Numerical simulation of borehole wall strengthening in fractured bedrock[J]. Journal of Petroleum Science and Engineering, 2024, 235: 112105.
    [16] Q/SH 1025 0033-2023 超高温钻井液技术规范[S].

    Q/SH 1025 0033-2023 Technical specification for ultra-high temperature drilling fluid[S].
  • 加载中
图(1) / 表(5)
计量
  • 文章访问数:  31
  • HTML全文浏览量:  8
  • PDF下载量:  7
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2025-10-15
  • 修回日期:  2025-11-25
  • 刊出日期:  2026-04-08

目录

    /

    返回文章
    返回

    尊敬的作者、读者:

    您好!

    为更好地服务于广大作者和读者,提升期刊编辑部的办公效率和服务质量,本刊编辑部办公地点及联系电话已进行变更。

    新办公地址:天津经济技术开发区第二大街83号中国石油天津大厦A517房间

    新联系电话:022-65278734

                         022-25275527

    我们衷心希望广大作者和读者能够继续支持我们的工作,共同推动期刊的发展和进步。

    再次感谢您对期刊的关注和支持!