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巴彦河套区块地层理化性质及钻井液优化策略

李高峰 王建宁 王秀影 罗平亚 刘鹭 白杨 付志勇

李高峰,王建宁,王秀影,等. 巴彦河套区块地层理化性质及钻井液优化策略[J]. 钻井液与完井液,2024,41(6):764-771 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2024.06.009
引用本文: 李高峰,王建宁,王秀影,等. 巴彦河套区块地层理化性质及钻井液优化策略[J]. 钻井液与完井液,2024,41(6):764-771 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2024.06.009
LI Gaofeng, WANG Jianning, WANG Xiuying, et al.The physical-chemical properties of the formations in Bayan Hetao block and drilling fluid optimization strategies[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2024, 41(6):764-771 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2024.06.009
Citation: LI Gaofeng, WANG Jianning, WANG Xiuying, et al.The physical-chemical properties of the formations in Bayan Hetao block and drilling fluid optimization strategies[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2024, 41(6):764-771 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2024.06.009

巴彦河套区块地层理化性质及钻井液优化策略

doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2024.06.009
基金项目: 国家重点研发计划课题“井筒稳定性闭环响应机制与智能调控方法”(2019YFA0708303);国家自然科学基金联合基金项目“深层页岩气水平井井壁岩石结构强化及调控机理研究”(U23A2026);中国石油华北油田公司重大科技专项“河套盆地安全高效钻完井关键技术研究”(2024-HB-ZD0106);四川省科技计划苗子工程项目“深层页岩气油基钻井液刺激逆转控制及机理研究”(2023JDRC0076)。
详细信息
    作者简介:

    李高峰,高级工程师,1972年生,1996年毕业于西安石油学院石油工程专业,主要从事石油工程技术研究与管理工作。E-mail:cy3_lgf@petrochina.com.cn

    通讯作者:

    罗平亚,中国工程院院士,1940年生,主要从事钻井液与完井液、储层保护技术和提高油气采收率等方面的研究工作。E-mail:165372583@qq.com

  • 中图分类号: TE254.3

The Physical-Chemical Properties of the Formations in Bayan Hetao Block and Drilling Fluid Optimization Strategies

  • 摘要: 巴彦油田地层条件复杂,存在漏失、垮塌、卡钻等井下问题,影响了钻进效率。通过X射线、电镜和粒度分析等方法研究易失稳地层岩样的岩性、微观形貌和粒度分布。确定井壁失稳主要原因为钻井液对地层中微纳米裂缝的封堵能力不足导致滤液侵入使得临河组盐岩及石膏溶解剥落。因此针对上述情况,引入适用于巴彦油田失稳层位微裂缝的自研微纳米刚性封堵材料矿物树脂微粉XNZD系列及高分子柔性改性石蜡XNEP,以此来提高现场钻井液的封堵性能;引入自研胺基类复合物抑制剂XNYZ配合甲酸钾或有机盐提高钻井液抑制性能。研究表明,优化后的钻井液在缝宽为0.03 mm下的封堵滤失量降低了98%,线性膨胀率降低了82.9%,提高了现场钻井液体系的封堵性及抑制性,为巴彦河套临河区块复杂地层高效钻进提供了重要的技术支撑。

     

  • 图  1  LHX井不同井深的掉块扫描电镜图

    图  2  LHX井易漏层段钻屑激光粒度分布图

    图  3  LHX井井径随井深变化图

    图  4  LHX井现场钻井液加入微纳米材料 前(a)后(b)的砂床测试结果

    图  5  LHX井临二段地层岩样在不同流体中的线性膨胀率

    表  1  LHX井不同层位的矿物组成

    层位 井深/
    m
    矿物百分含量/% 黏土矿物相对含量/%
    黏土
    总量
    重晶石 石英 钾长石 斜长石 方解石 白云石 菱铁矿 硬石膏 石盐 黄铁矿 伊利石 蒙脱石 伊/蒙 高岭石 绿泥石 间层比
    五原组 4735 18.5 0 45.9 3.2 14.0 13.3 5.0 0 0 0 0 57.5 0 9.9 9.0 23.6 10.0
    临一段 6731 14.1 8.1 17.2 0 14.6 8.2 29.9 0 0 2.2 5.7 68.7 0 2.0 15.6 13.7 10.0
    临二段 6832 5.2 4.3 5.9 10.5 4.7 1.4 1.0 0 2.1 64.8 0.0 69.8 0 3.6 9.4 17.1 10.0
    平均值 12.6 4.13 23.0 4.57 11.1 7.63 11.97 0 0.7 22.33 1.9 65.33 0 5.17 11.33 18.13 10.0
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    表  2  LHX井易漏层位岩样矿物X-射线衍射分析   (%)

    石英 钾长石 斜长石 白云石 石盐 硬石膏 黏土矿物
    5.2 2.6 5.1 11.4 59.7 11.6 4.4
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    表  3  LHX井复合盐钻井液加入微纳米封堵材料前后的封堵效果

    封堵材料 不同缝宽裂缝下的滤失量/mL
    0.02 mm 0.15 mm 0.3 mm
    0 6 18 46
    6%XNZD(400~5000目)+0.75%XNEP 0.7 0.6 0.9
     注:实验条件为150 ℃、4 mPa。
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    表  4  在LHX井复合盐钻井液中加入微纳米封堵材料前后的砂床实验结果

    封堵材料 不同时间下的侵入深度/cm
    0 min 5 min 10 min 15 min 30 min 60 min
    0 0 5 9 13 28 52
    6%XNZD(400~5000目)+0.75%XNEP 0 1.5 2.1 4.4 7.6 8.2
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    表  5  LHX井各层位岩样的滚动回收率

    层位井深/m初始质量/g回收质量/g岩样回收率/%
    五原组482050.0035.0470.08
    599450.0036.5373.06
    临一段634850.0035.8671.72
    635750.0032.0364.06
    临二段683550.0028.0556.10
     注:热滚条件为150 ℃、16 h。
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    表  6  在LHX井复合盐钻井液中   加入不同盐的抗污染性能

    加入盐粗盐回收率%
    46.46
    30%氯化钠74.42
    100%甲酸钾60.48
    60%有机盐65.20
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-07-17
  • 修回日期:  2024-08-23
  • 刊出日期:  2024-11-30

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