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| 1 | 川南页岩气地层油基钻井液技术难题及案例分析显示文摘随着川南页岩气产区开发力度不断加大,钻井过程中长水平段起钻倒划眼、卡钻以及井漏等复杂事故已成为严重制约页岩气开发效率提升的拦路虎。对龙马溪页岩地层的地质特征、孔缝分布情况进行了总结分析,系统阐述了页岩地层微孔缝封堵、钻井液流变性控制、水平段润滑防卡、钻井液密度优化、钻井液低密度固相控制以及油基钻井液防漏堵漏等油基钻井液技术难题。最后,通过对典型案例分析,对系列页岩气地层油基钻井液技术难题进行了详细展示,并指出合理的钻井液施工密度、良好的流变性与携岩能力以及适当的工程措施等对预防井漏、保障井下安全具有重要支撑作用。 | 左京杰 张振华 姚如钢 彭云涛 王刚 南旭 | 2020 | 钻井液与完井液2020，37，3： | 14 |
| 2 | 涪陵平桥南区块页岩气水平井钻井提速潜力分析显示文摘涪陵平桥南区块是涪陵页岩气田二期产能建设的主力产区,为进一步实现该区块页岩气水平井钻井提速提效及为后续外围区块高效勘探开发提供技术借鉴与指导,对该区块现用钻井技术体系进行分析后发现,其钻井技术方案在参考借鉴涪陵一期成熟经验的同时,配套应用了旋转导向钻井技术,试验应用了泡沫水泥固井技术,完善了随钻地质导向技术,形成了具有区域特色的钻井技术体系,钻井周期较开发初期大幅降低。在此基础上,以地层、开次为划分界限,分析了平桥南区块钻井提速潜力及存在的提速技术难点,二开井段龙潭组和茅口组地层机械钻速低、单只钻头进尺短,韩家店组和小河坝组地层钻井周期长、井漏频繁等,二开井段的提速潜力最大。针对提速技术难点制定了旋冲钻井提速技术方案和控压降密度防漏技术方案。研究成果可为加快涪陵平桥南区块的勘探开发进程提供指导。 | 匡立新 刘卫东 甘新星 姜政华 陈士奎 | 2018 | 石油钻探技术2018，46，4： | 13 |
| 3 | 鄂尔多斯盆地富县区块强抑制强封堵防塌钻井液技术显示文摘针对鄂尔多斯盆地富县区块井壁失稳技术难题,从复杂地层的矿物组成、微观结构和理化性能角度,揭示了富县区块刘家沟组、石千峰组和石盒子组井壁失稳机理。泥岩中黏土含量较高,地层孔隙、裂缝发育,为泥页岩水化提供了空间。结合“多元协同”井壁稳定理论,提出“物化封堵/固结井壁阻缓压力传递—加强抑制黏土水化性能—合理密度支撑井壁”的防塌钻井液技术对策。通过单剂优选和配方优化,构建了适用于富县区块的强抑制强封堵防塌钻井液体系,该钻井液体系流变性良好,高温高压滤失量仅为8.4 mL,抑制防塌、封堵能力强,滚动回收率大于90%,400μm裂缝承压能力达到6 MPa,储层保护性能良好。现场应用表明,新研制的强抑制强封堵钻井液体系能有效控制刘家沟组、石千峰组和石盒子组等地层的缩径、坍塌,显著降低了井径扩大率,提高了机械钻速,无井下复杂事故发生,为保证富县区块“安全、高效”的钻井施工提供了钻井液技术保障。 | 陈晓华 邱正松 冯永超 暴丹 | 2021 | 钻井液与完井液2021，38，4： | 10 |
| 4 | 页岩气井钻井液井眼强化技术显示文摘页岩气地层有着易表面水化剥落掉块、微裂缝发育、脆性好而裂缝易压裂等理化特性,目前,页岩气开发中常用的油基和合成基钻井液体系,起到了很好的防塌防卡效果。但随着开发的深入和地层特性的变化,如钻遇破碎带、裂缝异常发育的地层,采用油基体系仍然会出现大量掉块和严重井塌。为了解决易破碎性地层又垮又漏的复杂情况,需要及时有效地强化已形成的井眼。在钻井液中引入井眼强化剂YH11和BT100,室内实验对加入2种处理剂的钻井液进行了评价,研究出了一套适用于页岩气钻井液的井眼强化技术。该钻井液密度可调范围大,现场可控制在低密度范围1.14~1.50 g·cm^(-3),该体系抑制能力强,在防漏方面实现了低密度钻进,并且该钻井液体系具有良好的成膜封堵效果,解决了井壁稳定和承压能力低的矛盾,减少了井下复杂情况,确保了井下安全,进一步促进了机械钻速的提高。室内实验和现场应用都表明,井眼强化剂能及时胶结破碎性地带和封堵微裂缝而使井壁变得更致密,大大降低井壁的孔隙度和渗透性,有效阻止液柱压力向井壁孔隙的传递和阻止滤液的深度侵入,减少井壁支撑力的损失,获得防塌和防漏的双重效果。 | 于成旺 杨淑君 赵素娟 | 2018 | 钻井液与完井液2018，35，6： | 7 |
| 5 | 钻井液对页岩井壁的稳定性能评价方法探讨显示文摘页岩气钻完井过程中较易出现掉块、反复划眼和憋停顶驱等井下复杂情况,因此井壁稳定是技术难题之一。较为精准地评价钻井液对页岩的井壁稳定能力,在坍塌周期内选取合理的钻井液钻完井成为关键。通过室内实验,分析钻井液对页岩井壁稳定性评价方法的优缺点,以期为不同页岩气地层合理选用钻井液提供参考依据。 | 赵虎 司西强 王善举 孙举 | 2019 | 石油工业技术监督2019，35，2： | 7 |
| 6 | 新型水基钻井液在延长油田页岩气水平井的应用显示文摘页岩气钻井多采用油基钻井液,以解决井壁垮塌等复杂情况,但油基钻井液存在成本高和污染环境等弊端。随着新环保法公布和环保意识不断提升,研发出适合页岩气钻井的水基钻井液迫在眉睫。延长油田是国内首个国家级陆相页岩气示范区,为此,以延长油田为例,对延长油田延长组页岩矿物组成和微观结构进行了全面分析,揭示了该地区井壁失稳机理及钻井液构建思路。并在此基础上,对钻井液体系关键处理剂进行优选及配方实验,研发出了一套新型水基钻井液体系,其各项性能与油基钻井液相当,HTHP失水仅4.6mL,滚动回收率达到了95%以上,极压润滑系数0.103。现场应用结果表明,新型水基钻井液能够满足延长油田页岩气水平井对钻井液的性能要求,有效保证井下安全。同时,对国内页岩气水基钻井液的研究和发展具有一定的参考价值。 | 王平全 王建龙 白杨 邓嘉丁 青胜兰 | 2018 | 石油与天然气化工2018，47，5： | 6 |
| 7 | 临汾区块煤系地层泥页岩防塌钻井液技术研究显示文摘临汾区块煤系地层山西组泥页岩易发生井壁失稳,导致钻井非生产时效多,钻井周期长,是影响临汾区块致密气水平井钻井提速提效的主要原因之一。为解决泥页岩失稳问题,采用钻井岩心观察、扫描电镜、X射线衍射分析以及膨胀率和回收率测定等方法,分析了山西组泥页岩宏观、微观特征和理化特性,探讨了其对山西组泥页岩井壁稳定的影响。研究表明,山西组泥页岩在清水中浸泡7天后破裂,扫描电镜观察发现微裂缝宽度为0.32~7.69μm,黏土矿物中高岭石占比为37.2%、伊蒙混层占比为35.2%。为此,提出了强封堵、强抑制和低滤失量的防塌钻井液技术对策,形成了高性能防塌钻井液体系配方。评价表明,该体系老化后中压失水2.4 mL,高温高压失水8.8 mL,泥页岩膨胀率为0.73%,滚动回收率为99.3%。该体系已在临汾区块1口井进行了现场试验,应用效果良好,表明该技术能够有效解决脆性泥页岩的井壁失稳问题,具有推广应用价值。 | 王维 韩金良 亓宗凯 辛江 苗强 杨干 陈刚 | 2023 | 非常规油气2023，10，2： | 5 |
| 8 | 一种生物合成基钻井液在长宁气田的应用显示文摘针对页岩气水平井用油基钻井液环境污染性强、废弃物处理难度大等缺点,开展了一种新型的页岩气井用环保型钻井液体系研究。通过生物合成基础油制备和系统配方性能实验评价,研发了一种以改性植物油为连续相,盐水为分散相的油包水乳化钻井液体系;该体系不含芳香烃等组分,易生物降解,废弃物满足环保标准。将生物合成基钻井液在长宁气田HA平台3口井中进行了应用,应用效果表明,该体系抑制性、封堵性和润滑性好,能保障钻井、电测和下套管等作业顺利施工,环保风险和废弃物处理成本低。 | 范宇 钟成旭 牟乃渠 金鑫 吴鹏程 | 2020 | 西南石油大学学报(自然科学版)2020，42，1： | 5 |
| 9 | 不同流体介质条件下龙马溪组页岩井壁稳定性能评价显示文摘川渝地区龙马溪组页岩微裂缝、层理发育,致使钻井过程中极易发生坍塌失稳,造成阻卡等复杂情况的频繁发生。通过多种方法评价了龙马溪组页岩在4种不同流体中的井壁稳定性能。膨胀分散试验表明龙马溪组页岩水化膨胀性能较弱,在不同流体介质中的分散性能均较弱;CT层析成像技术和压力穿透试验发现,在与流体接触的极短时间内,页岩内裂缝便可萌生并扩展;随着流体抑制和封堵能力的增强,龙马溪组页岩裂缝的形成可得到明显的推迟或阻止,并显著地降低压力在页岩中的传递效应,起到稳定井壁的作用;不同流体浸泡后页岩抗压强度和内聚力具有明显的差异,其中蒸馏水浸泡后降低程度最大,油基钻井液中降低最小。该研究可为井壁失稳机理分析提供理论参考。 | 王显光 高书阳 褚奇 张亚云 王松 甄剑武 | 2020 | 长江大学学报(自然科学版)2020，17，2： | 5 |
| 10 | 一种新型外柔内刚型封堵剂的研制显示文摘刚性封堵剂强度大,难以有效适应地层孔隙的尺寸及形状;柔性封堵剂自适应能力强,但承压强度低,两者均都难以形成有效封堵。结合刚性封堵剂强度大和柔性封堵剂自适应能力强的优点,采用碳酸钙作为刚性内核,以丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸为主要聚合单体,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,以过硫酸铵-亚硫酸氢钠氧化还原体系为引发剂,采用溶液聚合法制备了一种外柔内刚型封堵剂。该封堵剂吸水膨胀倍数较小,抗压强度高,抗温性好,对钻井液流变性影响小,并具有较柔性封堵剂更好的降滤失和砂床封堵性能。 | 徐哲 孙金声 吕开河 刘敬平 侯德林 柯灿 孙元伟 | 2020 | 钻井液与完井液2020，37，6： | 5 |
| 11 | XZ-新型高性能水基钻井液的研究及应用显示文摘为了解决准噶尔盆地深井储层钻探难度大,钻井成本较高等问题,基于'封堵、抑制、固化、双疏、润滑'理论,采用仿生抑制剂XZ-YZJ、仿生封堵剂XZ-FDJ、键和润滑剂XZ-RHJ、固化成膜剂XZ-CMJ、双疏剂XZ-SSJ等处理剂,形成了适合该区块的XZ-新型高性能水基钻井液。该钻井液具有较好的流变性能,且具有较好的长时间老化性能和抗污染性能,老化3 d后,或被2%CaSO_4或10%膨润土污染后,体系仍具有较好的流变性。该钻井液还具有较好的抑制性,对钠基膨润土岩心的线性膨胀降低率达94%以上;对于现场的泥页岩岩屑的滚动回收率均能达到95%以上。钻井液的这种较好的封堵性、润滑性、抑制性、低表面张力等有利于维持井壁稳定、润滑防卡、保护储层等,适用于复杂情况较多的深井及大位移井。现场试验表明,该钻井液体系可以降低井底复杂情况,缩小井径扩大率,缩短建井周期,满足了安全、高效、环保钻井的需要,具有很好的推广应用前景。 | 蒋官澄 董腾飞 张县民 李亚林 赵利 刘鹏 | 2018 | 钻井液与完井液2018，35，2： | 5 |
| 12 | 西江区块古近系地层井壁失稳机理分析及钻井液体系优化显示文摘为解决西江区块古近系地层井壁失稳、电测遇阻等技术难题,通过分析古近系地层井下复杂情况、全岩及黏土矿物组成、微观结构、理化性能特征及钻井液特性,认为井壁失稳机理为微裂隙弱面发育和高含黏土矿物的水化作用。在此基础上,建立了钻井液关键性能与井壁稳定性的内在联系,即钻井液密度为1.30g/cm3时,满足井径扩大率≤15%且坍塌周期≥10d(工期)的岩石浸泡10d后的内聚力≥7.2MPa。通过添加抑制剂PF-UHIB、物理封堵剂PF-AquaSeal和化学封堵剂PF-SmartSeal等对钻井液性能进行了优化,实验评价表明优化后的钻井液体系岩屑回收率大于90%、线性膨胀率小于3%、内聚力8.9MPa。目前优化后的钻井液体系已在西江区块古近系地层取得成功应用,具有较好的推广应用价值。 | 狄明利 赵远远 由福昌 吴宇 侯珊珊 | 2020 | 中国海上油气2020，32，1： | 5 |
| 13 | 川渝地区龙马溪组页岩储层水化特征评价方法显示文摘为有效评价页岩地层水化特征变化规律,引入了新评价方法,并对川渝地区龙马溪组页岩的储层水化特征进行了评价。分析了川渝地区龙马溪组页岩的岩石组构和理化特征,证明滚动回收、线性膨胀等常规试验方法不能有效评价不同钻井液条件下龙马溪组页岩的井眼稳定性能;分别介绍了基于岩石强度刻划技术的页岩力学性能评价方法、基于CT层析成像技术的裂缝扩展评价方法和基于压力穿透技术的微裂缝封堵评价方法,并用取自川渝地区龙马溪组的页岩岩心进行了评价试验。试验发现,岩石连续刻划技术可定量评价页岩微观组构对水化后页岩强度的影响程度,CT层析成像技术可用于直观描述水化后页岩内部微观结构的变化,压力穿透试验可有效评价压力在页岩中的穿透效应,并可指导页岩封堵材料粒径的选择。研究表明,上述3种方法可有效评价川渝地区龙马溪组页岩水化后性能的变化,可作为该地层井眼稳定性评价的常用方法。 | 高书阳 豆宁辉 林永学 柴龙 刘锐 | 2018 | 石油钻探技术2018，46，3： | 4 |
| 14 | 高性能页岩封堵剂的合成及其性能显示文摘以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,通过乳液聚合制备了AM/AMPS纳微米共聚物作为页岩封堵剂,利用IR、SEM、TEM、粒径分析、降滤失性能评价等方法考察了合成条件对共聚物性能的影响,分析了该共聚物的封堵页岩纳微米孔隙机理。实验结果表明,合成共聚物适宜的反应条件为:45℃、3~4 h、有机溶剂含量30%(w)、引发剂用量3%(w)。所得AM/AMPS纳微米共聚物在水溶液中的粒径分布为纳微米级,与页岩纳米孔隙匹配,因此具有优异的封堵性能和降滤失性能,能在70 h内有效封堵页岩的纳微米孔隙。AM/AMPS纳微米共聚物通过进入纳微米孔隙及吸附到岩石表面的协同作用达到封堵纳微米孔隙的目的,有望应用在适用于页岩气开发的水基钻井液体系。 | 于军泉 安玉秀 马京缘 庞少聪 | 2022 | 石油化工2022，51，7： | 3 |
| 15 | 钻井液用纳米封堵剂的研究与进展显示文摘页岩气地层具有微纳米尺度的孔缝结构,只有微纳米级别的封堵颗粒才能形成有效封堵,维持井壁稳定,因此纳米材料作为钻井液封堵剂成为近年来研究的重点。分析了纳米封堵剂的封堵原理,阐述了纳米封堵剂的封堵性能评价方法,概括了纳米封堵剂的研究现状,探讨了纳米封堵剂的研究现状及未来发展方向。笔者认为,目前封堵实验评价方法多是基于实验完成的,因此有必要开展相关模拟实验研究,探讨颗粒封堵过程及封堵微观机制等;此外引入智能材料,实现纳米颗粒的智能化,根据不同地层条件来满足对页岩孔缝的致密封堵效果,阻缓滤液侵入,维持井壁稳定,纳米封堵剂的智能化将是未来钻井液封堵剂的发展方向。 | 黄昱昊 徐建根 步文洋 张代维 朱庆帅 | 2023 | 辽宁化工2023，52，3： | 2 |
| 16 | 环保型页岩抑制剂壳聚糖铵盐的性能研究显示文摘随着页岩水平段长度的增加,页岩层的井壁失稳问题更加突出。页岩极易水化膨胀引起黏土膨胀压力的增加,导致页岩层的井壁失稳。有机胺抑制剂目前是抑制性能最优异的商业化产品,这类抑制剂仍然难以满足钻井的需求。研发高性能页岩抑制剂成为急需解决的技术。采用环保型的大分子壳聚糖铵盐作为页岩抑制剂。壳聚糖铵盐具有优异的抑制性能和配伍性,形成了以壳聚糖铵盐为核心的水基钻井液体系。结果显示,该体系具有优异的流变性能、页岩抑制性能。有望应用于页岩层的钻井施工。 | 刘建设 马京缘 屈炜佳 安玉秀 | 2019 | 云南化工2019，46，5： | 2 |
| 17 | 基于日费制管理模式的彬4井钻井关键技术显示文摘日费制管理模式突出甲方主导作用,实现管理程序的优化和生产运行的紧凑高效。彬4井是中国石化为钻井完井日费制管理市场化运行而在国内试点的第一口日费制探井,该井钻遇地层具有缝洞发育、漏失风险高、研磨性强和可钻性差等特点,钻井面临易漏失、易坍塌掉块、蹩跳钻严重和机械钻速低等技术难点。针对上述钻井技术难点,在严格执行中国石化钻井完井工程日费制管理体系的前提下,制定了各井段提速破岩方案,优选各井段的破岩钻具组合,研制封堵防塌钻井液,形成了综合高效钻井关键技术。实钻结果表明,该井在生产时效、钻井完井周期、复杂处理及平均机械钻速等方面均实现了突破,钻井期间零故障、零停待,实钻井深4 056 m,钻井周期35.06 d,完井周期39.79 d,全井平均机械钻速16.04 m/h,钻井周期、完井周期和平均机械钻速等指标均创彬长工区探井施工纪录。研究结果表明,日费制管理模式在新技术集成应用和管理效率方面具有优势,彬4井钻井关键技术和管理模式具有可复制性、可借鉴性,为日费制管理市场化运行与推广提供了示范。 | 李燕 胡志强 薛玉志 梁文龙 唐文泉 牛成成 | 2022 | 石油钻探技术2022，50，3： | 1 |
| 18 | 含有机硅固壁剂钻井液性能研究显示文摘化学胶结固壁技术有利于解决易破碎地层的井壁稳定难题。在高性能水基钻井液中引入有机硅固壁剂可有效提高龙马溪等页岩的抗压强度,且对水基钻井液流变性和滤失量基本无影响。2%~5%的有机硅固壁剂S2对烷基糖苷衍生物APD加量、老化温度和钻井液密度等敏感性较弱,与高性能水基钻井液配伍性良好,由此可以拓宽高性能水基钻井液的适用范围。 | 赵虎 韦勇 钟灵 | 2022 | 精细石油化工进展2022，23，2： | 1 |
| 19 | 两性离子聚合物/多元醇复合井壁强化剂的研制与作用机理显示文摘针对水基钻井液钻探页岩油气频繁遭遇的井壁失稳难题,同时考虑阳离子基团与多重醇羟基在井壁上的吸附作用,通过酯化反应将两性离子聚合物丙烯酰胺(AM)-丙烯酸(AA)-二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)与聚乙烯醇接枝,研制了一种复合井壁强化剂(WSC-1)。性能评价结果表明,WSC-1对人造岩心点载荷强度的提高率达26.90%,页岩岩心浸泡后可保持71.3%的内聚力;3%加量下可控制页岩线性膨胀量为63.22%,页岩屑150℃的滚动回收率达87.2%,优于聚醚胺、聚合醇等常用井壁稳定剂,且兼具一定的降滤失性能。通过红外光谱分析、扫描电镜观察,并结合聚DMDAAC和聚乙烯醇的稳定井壁机理讨论了WSC-1的作用机理:WSC-1通过离子键与氢键强吸附在井壁岩石表面,抑制了黏土矿物水化、分散,且在聚乙烯醇的“多点吸附”作用下形成吸附膜,封堵裂缝并减少自由水向地层中的渗滤,有效强化了井壁。 | 景岷嘉 袁志平 王星媛 王星星 蒋官澄 | 2022 | 钻井液与完井液2022，39，4： | 1 |
| 20 | 碳质泥岩钻水平井防塌工艺措施显示文摘陕北气田气井水平井钻井过程中,随着水平段长度的延伸(水平段长度大于1 500 m)和地层的不均质性,钻遇泥岩特别是碳质泥岩的概率较高。在水平段和大斜度井段钻遇大段碳质泥岩后,造成井壁失稳井下复杂频发,侧钻率较高,特别是上古生界山西组碳质泥岩,质地坚硬,微裂缝、微裂纹发育,易造成较大较多的碳质泥岩掉块,活动钻具不易破碎,掉块携带难度大,井眼清洁困难,易造成起下钻过程中,钻具遇阻、遇卡,甚至起钻过程中在套管内卡钻,造成井下事故。而在直井钻进过程中,山西组碳质泥岩井段一般很少出现井壁稳定问题。因此水平段钻遇大段碳质泥岩后,从目前来看,仅从严格控制钻井液性能来解决这一问题还有一定难度,如果在强化封堵性、抑制性等钻井液性能的基础上,配合精细合理的工程措施,可明显降低碳质泥岩井段的遇阻遇卡程度,对钻穿水平段大段碳质泥岩、稳定井壁、井眼清洁、保障钻井施工井下安全会起到积极的作用。 | 王勇强 陈恩让 曹辉 | 2021 | 钻采工艺2021，44，1： | 1 |
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