钻井完井液保护技术幻灯片.ppt

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1、钻井完井液保护技钻井完井液保护技术术第1页，共96页，编辑于2022年，星期三提提 纲纲1、工作液概述、工作液概述2、水基钻井完井液、水基钻井完井液3、气体型钻井完井液、气体型钻井完井液4、合成基钻井完井液、合成基钻井完井液5、油基钻井完井液、油基钻井完井液6、屏蔽式暂堵技术、屏蔽式暂堵技术第2页，共96页，编辑于2022年，星期三1 1、工作液概述、工作液概述钻井液完井液发展历程钻井液完井液发展历程钻井完井液新进展钻井完井液新进展完井液简介完井液简介钻井完井液体系钻井完井液体系第3页，共96页，编辑于2022年，星期三1.1 钻井液完井液发展历程钻井液完井液发展历程c公元前公元前256，中国

2、盐井用清水作钻井液中国盐井用清水作钻井液c公元公元1859，美国第一口油井用清水作钻井液美国第一口油井用清水作钻井液c19141916，正式有泥浆正式有泥浆(钻井液钻井液)定义定义c19211926，膨润土、加重剂、初级化学剂膨润土、加重剂、初级化学剂c30年年代代50年年代代，钙钙处处理理钻钻井井液液及及较较高高级级化化学学剂剂产产生生。同同时时发发展展油油基基钻钻井井液液，1950年年开开始始油油包水钻井液包水钻井液第4页，共96页，编辑于2022年，星期三1.1 钻井液完井液发展历程钻井液完井液发展历程C7080年代年代低毒、低胶性油包水钻井流体低毒、低胶性油包水钻井流体木质素磺酸盐钻井

3、液、三磺深井钻井液，生物木质素磺酸盐钻井液、三磺深井钻井液，生物聚合物钻井液，聚合物钻井液，KCl盐聚合物钻井液，聚丙烯盐聚合物钻井液，聚丙烯酰胺类钻井液酰胺类钻井液保护油气层钻井完井液，暂堵性保护油气层钻井完井液，暂堵性(三类三类)钻井完钻井完井液，无粘土相聚合物钻井完井液井液，无粘土相聚合物钻井完井液第5页，共96页，编辑于2022年，星期三1.1 钻井液完井液发展历程钻井液完井液发展历程l90年代年代环境保护，大位移水平井和深井为推动力，以增效增产环境保护，大位移水平井和深井为推动力，以增效增产为目标为目标阳离子聚合物、合成基、甘油聚合物钻井液阳离子聚合物、合成基、甘油聚合物钻井液硅酸盐

4、、硅酸盐、MMH阳离子、聚乙烯醇阳离子、聚乙烯醇(PVA)钻井液钻井液磷酸氢二铵磷酸氢二铵(DAP)、共聚物、共聚物/聚丙烯乙二醇聚丙烯乙二醇Amps(COP/PPG)钻井液钻井液甲酸盐盐水甲酸盐盐水(小井眼小井眼)、两性聚合物钻井液、两性聚合物钻井液低密度气体型流体低密度气体型流体(欠平衡钻井欠平衡钻井)全油钻井液全油钻井液第6页，共96页，编辑于2022年，星期三1.2 1.2 钻井完井液新进展钻井完井液新进展?钻井液技术围绕钻井液技术围绕“安全、健康、高效安全、健康、高效”，从单一，从单一技术向综合技术方向发展，体现低成本、增储上技术向综合技术方向发展，体现低成本、增储上产，适合环保、深

5、井、深水、高温、井壁稳定产，适合环保、深井、深水、高温、井壁稳定?保护油气层技术向实用综合方向发展，机理方面保护油气层技术向实用综合方向发展，机理方面有创新，技术取得新进展有创新，技术取得新进展?深井钻井液技术又有新突破深井钻井液技术又有新突破第7页，共96页，编辑于2022年，星期三1.2 1.2 钻井完井液新进展钻井完井液新进展?聚合醇新型钻井液广泛应用聚合醇新型钻井液广泛应用?合成基钻井液进入实用阶段合成基钻井液进入实用阶段?钻井液环保技术得到应用钻井液环保技术得到应用?井壁稳定基础理论取得突破井壁稳定基础理论取得突破?固控设备与技术进入新阶段固控设备与技术进入新阶段?废弃钻井液处理技术

6、废弃钻井液处理技术?计算机应用计算机应用第8页，共96页，编辑于2022年，星期三1.3 1.3 完井液简介完井液简介l概概 念念完井液从钻开油气层到正式投产前用于井眼的流体。一般完井液从钻开油气层到正式投产前用于井眼的流体。一般把井上作业期间任何接触生产层的流体都叫完井液把井上作业期间任何接触生产层的流体都叫完井液l种种 类类钻井完井液、水泥浆、射孔液、隔离液、封隔液、套管封隔液，钻井完井液、水泥浆、射孔液、隔离液、封隔液、套管封隔液，砾石充填液、修井液、压裂液、酸液砾石充填液、修井液、压裂液、酸液第9页，共96页，编辑于2022年，星期三第10页，共96页，编辑于2022年，星期三1.3

7、1.3 完井液简介完井液简介*对钻井完井液的要求对钻井完井液的要求控制储层流体压力，保持正常钻进控制储层流体压力，保持正常钻进满足工程要求的流变性满足工程要求的流变性稳定井壁，改善滤饼，防止各种复杂问题稳定井壁，改善滤饼，防止各种复杂问题具有保护油层性质具有保护油层性质其它性质包括在对完井液要求的范围内其它性质包括在对完井液要求的范围内第11页，共96页，编辑于2022年，星期三第12页，共96页，编辑于2022年，星期三1.4 1.4 钻井完井液体系钻井完井液体系水基钻井完井液水基钻井完井液(WBM)WBM)连续相为水的钻井液为水基钻井完井液；清洁无固相盐连续相为水的钻井液为水基钻井完井液；

8、清洁无固相盐水，无粘土相钻井液，暂堵性完井液水，无粘土相钻井液，暂堵性完井液油基钻井完井液油基钻井完井液(OBM)OBM)连续相为油的钻井液为油基钻井完井液连续相为油的钻井液为油基钻井完井液气体型钻井完井流体气体型钻井完井流体(GBM)GBM)气体、雾、泡沫及充气钻井完井流体气体、雾、泡沫及充气钻井完井流体合成基钻井完井液合成基钻井完井液(SBM)SBM)合成人工有机体为连续相的钻井完井液合成人工有机体为连续相的钻井完井液第13页，共96页，编辑于2022年，星期三提提 纲纲1、工作液概述、工作液概述2、水基钻井完井液、水基钻井完井液3、气体型钻井完井液、气体型钻井完井液4、合成基钻井完井液、

9、合成基钻井完井液5、油基钻井完井液、油基钻井完井液6、屏蔽式暂堵技术、屏蔽式暂堵技术第14页，共96页，编辑于2022年，星期三2 2、水基钻井完井液、水基钻井完井液l控制钻井液损害的因素控制钻井液损害的因素l钻井完井液发展新方向钻井完井液发展新方向l几种水基钻井完井液几种水基钻井完井液第15页，共96页，编辑于2022年，星期三2.1 2.1 控制钻井液损害的因素控制钻井液损害的因素i油气藏地质油气藏地质储层物性、孔隙结构、润湿性、裂缝发育状况储层物性、孔隙结构、润湿性、裂缝发育状况储层敏感性矿物特征、储层敏感性储层敏感性矿物特征、储层敏感性油气藏流体组成及性质油气藏流体组成及性质油气藏温度

10、、压力及剖面压力分布油气藏温度、压力及剖面压力分布地层剖面的岩性及对钻井液组分和性能的影响地层剖面的岩性及对钻井液组分和性能的影响第16页，共96页，编辑于2022年，星期三2.1 2.1 控制钻井液损害的因素控制钻井液损害的因素k钻井液组分及性能钻井液组分及性能固相颗粒含量、尺寸及分布固相颗粒含量、尺寸及分布钻井液与储层流体化学配伍性钻井液与储层流体化学配伍性钻井液与储层流体粘度对比值钻井液与储层流体粘度对比值钻井液滤液特性钻井液滤液特性钻井液本身质量钻井液本身质量第17页，共96页，编辑于2022年，星期三2.1 2.1 控制钻井液损害的因素控制钻井液损害的因素工程因素工程因素钻井液密度及

11、超平衡压力值（压差）钻井液密度及超平衡压力值（压差）钻井液与储层接触时间（浸泡时间）钻井液与储层接触时间（浸泡时间）钻井液循环速度钻井液循环速度钻井液温度剖面钻井液温度剖面井壁稳定、事故安全、设备工具井壁稳定、事故安全、设备工具第18页，共96页，编辑于2022年，星期三2.2 2.2 钻井完井液发展新方向钻井完井液发展新方向Y滤饼屈服值滤饼屈服值泥饼屈服值泥饼屈服值(切力切力)是去泥饼的关键性能是去泥饼的关键性能初始流动压力被证明与屈服值成线性关系，加重剂的性质、初始流动压力被证明与屈服值成线性关系，加重剂的性质、颗粒分布、浓度直接影响屈服值颗粒分布、浓度直接影响屈服值减小屈服值方法：减小屈

12、服值方法：采用近平衡钻井，井下安全，减少泥饼屈服采用近平衡钻井，井下安全，减少泥饼屈服值；值；减少固相浓度，使用匹配的固相粒度分布，减少减少固相浓度，使用匹配的固相粒度分布，减少滤失量，减少固相微粒侵入储层；滤失量，减少固相微粒侵入储层；钻井液类型，泥浆类钻井液类型，泥浆类型不同对滤饼有很大的影响型不同对滤饼有很大的影响利用润滑剂及分散剂可改善滤饼屈服值，但往往造成储层损利用润滑剂及分散剂可改善滤饼屈服值，但往往造成储层损害，宜小心害，宜小心第19页，共96页，编辑于2022年，星期三2.2 2.2 钻井完井液发展新方向钻井完井液发展新方向X滤饼的形成滤饼的形成形成机理：带渗透性固相表面渗滤，

13、固相颗粒沉积形成机理：带渗透性固相表面渗滤，固相颗粒沉积滤饼具有渗透性、润滑性、强度、压缩性、封堵性滤饼具有渗透性、润滑性、强度、压缩性、封堵性通过化学成分的改变可控制滤失量及滤饼性质通过化学成分的改变可控制滤失量及滤饼性质内因：固相颗粒分布（粘土、钻屑、石灰粉、盐粒、树脂）化内因：固相颗粒分布（粘土、钻屑、石灰粉、盐粒、树脂）化学剂、水化作用、颗粒间作用力学剂、水化作用、颗粒间作用力外因：压力、温度、密度、流体流变性、储层结构性质、储层外因：压力、温度、密度、流体流变性、储层结构性质、储层固相与滤饼间作用力固相与滤饼间作用力第20页，共96页，编辑于2022年，星期三2.2 2.2 钻井完井

14、液发展新方向钻井完井液发展新方向T优质滤饼的作用优质滤饼的作用滤饼的双重性：稳定井壁作用和防止固相侵滤饼的双重性：稳定井壁作用和防止固相侵入及减少滤失量入及减少滤失量滤滤饼饼易易解解除除，用用酸酸、油油、水水易易溶溶解解，还还可可用用微生物或酶等方法消除微生物或酶等方法消除目目标标：消消除除对对砾砾石石充充填填、井井下下筛筛管管、封封隔隔器器堵塞，对于水平井的保护尤为重要堵塞，对于水平井的保护尤为重要第21页，共96页，编辑于2022年，星期三2.3 2.3 几种水基钻井完井液几种水基钻井完井液UPEMPEM浆（聚合醇）浆（聚合醇）U甲酸盐完井液甲酸盐完井液UMMHMMH钻井完井液钻井完井液U

15、阳离子聚合物钻井完井液阳离子聚合物钻井完井液第22页，共96页，编辑于2022年，星期三2.3.1 2.3.1 PEMPEM浆浆（聚合醇）（聚合醇）b选用选用PF-JLXPF-JLX低分子量范围：低分子量范围：50050020002000之间之间bPF-JLX在浊点温度以上，在浊点温度以上，JLX分子从水中分离，吸附在钻分子从水中分离，吸附在钻具、套管、岩石和滤饼表面，增加其润滑性，它还可以进具、套管、岩石和滤饼表面，增加其润滑性，它还可以进入泥页岩裂缝，起到封堵裂缝的作用入泥页岩裂缝，起到封堵裂缝的作用b小分子小分子JLX与粘土、钻屑表面吸附，粘土、岩屑粒子晶层吸附，与粘土、钻屑表面吸附，粘

16、土、岩屑粒子晶层吸附，钻井液中液相呈氢键吸附钻井液中液相呈氢键吸附b作用：削弱粘土、岩屑的水化、钻井液的水化能力，防塌抑作用：削弱粘土、岩屑的水化、钻井液的水化能力，防塌抑制性、稳定井壁制性、稳定井壁第23页，共96页，编辑于2022年，星期三2.3.1 2.3.1 PEMPEM浆浆lPEM PEM 浆组成浆组成主要由主要由PF-JLX(水基润滑剂水基润滑剂)，PF-WLD(防塌剂防塌剂)组成组成PF-JLX是聚乙二醇低聚物，分子量保持在是聚乙二醇低聚物，分子量保持在5002000左右相宜，左右相宜，是良好的润滑防塌剂是良好的润滑防塌剂PF-WLD多元醇聚合物是类硅酸盐结构的化学剂，具有很好多

17、元醇聚合物是类硅酸盐结构的化学剂，具有很好的抑制性，对井壁稳定有利的抑制性，对井壁稳定有利第24页，共96页，编辑于2022年，星期三2.3.1 2.3.1 PEM PEM 浆浆lPEM浆特性浆特性有双保作用有双保作用(保护井壁，保护油气层保护井壁，保护油气层)；PF-JLX，PF-WLD，具有良好的兼容配伍性，它对常用的化学剂具有良好的兼容配伍性，它对常用的化学剂 Drispac,Antisol，Polydrill,SPNH,Desco,XC,PAM,DFD等均具有等均具有很好的配伍性，能很好发挥各自作用很好的配伍性，能很好发挥各自作用无荧光，生物毒性达到环保要求的钻井完井液无荧光，生物毒性

18、达到环保要求的钻井完井液具有高温稳定性具有高温稳定性抗粘土侵和钙镁离子的污染，在淡水、海水中均可配制抗粘土侵和钙镁离子的污染，在淡水、海水中均可配制可代替目前泥浆体系中润滑剂，磺化沥青，白油和可代替目前泥浆体系中润滑剂，磺化沥青，白油和KCl四种四种处理剂处理剂第25页，共96页，编辑于2022年，星期三2.3.2 2.3.2 甲酸盐完井液甲酸盐完井液W优优 点点密密度度可可达达1.34g/cm3和和1.6g/cm3，甲甲酸酸铯铯可可达达2.3g/cm3。无固相液，有利提高钻速及保护油气层无固相液，有利提高钻速及保护油气层抗高温，性能稳定，与处理剂配伍性好抗高温，性能稳定，与处理剂配伍性好有有

19、强强抑抑制制性性，与与储储层层岩岩石石、流流体体配配伍伍，抗抗盐盐、抗抗钙钙、抗污染抗污染腐蚀性弱腐蚀性弱毒性极低并可生物降解，易为环境接受毒性极低并可生物降解，易为环境接受W应用范围应用范围小井眼钻井，侧钻水平井，连续软管钻井等小井眼钻井，侧钻水平井，连续软管钻井等第26页，共96页，编辑于2022年，星期三2.3.3 2.3.3 MMH MMH 钻井完井液钻井完井液P优优 点点具有一定的抗温性，在高温下具很好的流变性具有一定的抗温性，在高温下具很好的流变性对对低低孔孔低低渗渗储储层层，液液相相损损害害是是主主要要的的，应应加加强强钻井液滤液的抑制性、表面张力和侵入量的控制钻井液滤液的抑制性

20、、表面张力和侵入量的控制普遍用来改善流型和保护井壁普遍用来改善流型和保护井壁正电胶正电胶MMH具有很好的保护油层效果具有很好的保护油层效果第27页，共96页，编辑于2022年，星期三2.3.3 2.3.3 MMH MMH 钻井完井液钻井完井液应用范围应用范围适合钻开油气层，表现出保护油气层的优越性适合钻开油气层，表现出保护油气层的优越性钻开油层前使用阳离子型改性泥浆，或整个地层配浆液均可钻开油层前使用阳离子型改性泥浆，或整个地层配浆液均可对各种渗透率范围储层均适用，适用性广对各种渗透率范围储层均适用，适用性广对淡水及盐水对淡水及盐水(海水海水)配制均可得到良好的钻井完井液配制均可得到良好的钻井

21、完井液钻井完井液、压井液、修井液均适用钻井完井液、压井液、修井液均适用第28页，共96页，编辑于2022年，星期三2.4.4 2.4.4 阳离子聚合物钻井完井液阳离子聚合物钻井完井液C体系特征：含有分子量为几十万到几百万的大阳离子聚合物和体系特征：含有分子量为几十万到几百万的大阳离子聚合物和分子量为几百到上千的小阳离子季铵盐分子量为几百到上千的小阳离子季铵盐C组成：大阳离子、小阳离子、膨润土、降滤失剂、增粘组成：大阳离子、小阳离子、膨润土、降滤失剂、增粘剂等组成剂等组成C特点：抑制性强特点：抑制性强C应用范围：主要用于稳定井壁和保护储层应用范围：主要用于稳定井壁和保护储层第29页，共96页，编

22、辑于2022年，星期三提提 纲纲1、工作液概述、工作液概述2、水基钻井完井液、水基钻井完井液3、气体型钻井完井液、气体型钻井完井液4、合成基钻井完井液、合成基钻井完井液5、油基钻井完井液、油基钻井完井液6、屏蔽式暂堵技术、屏蔽式暂堵技术第30页，共96页，编辑于2022年，星期三3 3、气体型钻井完井液、气体型钻井完井液低密度流体发展简史低密度流体发展简史低密度入井流体类型低密度入井流体类型五种低密度流体五种低密度流体低密度流体应用低密度流体应用微泡沫微泡沫第31页，共96页，编辑于2022年，星期三3.1 低密度流体发展简史Y发展过程：水发展过程：水油油气气雾雾充气充气泡沫泡沫Y发展历史发展

23、历史顿钻开始就是清水钻井开始。顿钻开始就是清水钻井开始。天然气钻井天然气钻井 1940年年(30年代已开始年代已开始)雾雾 钻钻 井井 19521958年年空气钻井空气钻井 1954年年泡沫钻井泡沫钻井 1975年年(50年代已开始年代已开始)第32页，共96页，编辑于2022年，星期三3.2 低密度入井流体类型第33页，共96页，编辑于2022年，星期三3.3 五种低密度流体第34页，共96页，编辑于2022年，星期三3.4 低密度流体应用第35页，共96页，编辑于2022年，星期三新疆小拐油田欠平衡钻井实例新疆小拐油田欠平衡钻井实例3.4 3.4 低密度流体应用低密度流体应用第36页，共9

24、6页，编辑于2022年，星期三3.5 微泡沫性性 能能密度可调（密度可调（0.51）分散相为微泡沫（分散相为微泡沫（10100m）无需特殊设备，不影响泵上水，不影响无需特殊设备，不影响泵上水，不影响 MWD 测试测试反复使用，固控装置及钻头水眼冲刺不破坏微泡结构反复使用，固控装置及钻头水眼冲刺不破坏微泡结构结构为多层膜包裹的气核，液膜是维持气泡强度的关键，需加结构为多层膜包裹的气核，液膜是维持气泡强度的关键，需加适合的表面活性剂适合的表面活性剂需要高屈服应力与剪切稀化特性的稳泡剂，需要高屈服应力与剪切稀化特性的稳泡剂，XC为有效化学为有效化学剂之一剂之一产生均匀气核是形成微泡的重要因素，要考虑

25、水动力学及喷嘴产生均匀气核是形成微泡的重要因素，要考虑水动力学及喷嘴气蚀状况气蚀状况第37页，共96页，编辑于2022年，星期三3.5 微泡沫应应 用用微气泡堵塞滤饼造成滤失量降低，亦可堵塞微气泡堵塞滤饼造成滤失量降低，亦可堵塞裂缝、溶洞，可作为防漏堵漏的化学剂裂缝、溶洞，可作为防漏堵漏的化学剂已在美国进行几口井现场试验已在美国进行几口井现场试验第38页，共96页，编辑于2022年，星期三提提 纲纲1、工作液概述、工作液概述2、水基钻井完井液、水基钻井完井液3、气体型钻井完井液、气体型钻井完井液4、合成基钻井完井液、合成基钻井完井液5、油基钻井完井液、油基钻井完井液6、屏蔽式暂堵技术、屏蔽式暂

26、堵技术第39页，共96页，编辑于2022年，星期三4 4、合成基钻井完井液、合成基钻井完井液合成基钻井流体发展简史合成基钻井流体发展简史合成基体系特性合成基体系特性配方及性能比较配方及性能比较第40页，共96页，编辑于2022年，星期三4.1 合成基钻井流体发展简史Q90年代列为三大类流体年代列为三大类流体水基水基(WBM)、油基油基(OBM)、合成基合成基(SBM)Q合成基：流体二代产品合成基：流体二代产品第一代：酯基、醚基、聚第一代：酯基、醚基、聚烯烃烯烃(PAO)第二代：线型第二代：线型烯烃烯烃(LAO)线型线型烯烃同分异构体烯烃同分异构体(IO)线型石蜡线型石蜡(LP)Q两两代代差差异

27、异：第第二二代代流流体体成成本本低低、环环境境配配伍伍略略差差，但但还还符符合合标标准准，粘度略低，其他技术指标与第一代相似粘度略低，其他技术指标与第一代相似第41页，共96页，编辑于2022年，星期三4.2 合成基体系特性体系外相为有机合成物，不含芳香烃，对环境无损害体系外相为有机合成物，不含芳香烃，对环境无损害闪点较矿物油高，发生火灾和爆炸的可能性小闪点较矿物油高，发生火灾和爆炸的可能性小凝固点比矿物油低，可在寒冷地区使用凝固点比矿物油低，可在寒冷地区使用液相粘度比矿物油高液相粘度比矿物油高较高热稳定性，在较高热稳定性，在200以下是稳定的，在升温时满足携带岩以下是稳定的，在升温时满足携带

28、岩屑的需要，低温时仍具有可泵性屑的需要，低温时仍具有可泵性易分散于海水中，钻屑清除容易易分散于海水中，钻屑清除容易第42页，共96页，编辑于2022年，星期三4.2 合成基体系特性较强抑制性、井眼稳定性，较好的润滑性，适用于水平井、大斜较强抑制性、井眼稳定性，较好的润滑性，适用于水平井、大斜度井和多底井度井和多底井较易调控和稳定的常规钻井液性能较易调控和稳定的常规钻井液性能节节省省了了用用油油基基钻钻井井液液要要处处理理钻钻屑屑和和环环境境污污染染的的费费用用，也也消消除除了了因因使使用用水水基基钻钻井井液液达达不不到到性性能能要要求求而而损损失失的的钻钻机机时时间间，钻钻井井费费用用有有时比

29、水基钻井液还要低时比水基钻井液还要低良好的保护油层效果良好的保护油层效果第43页，共96页，编辑于2022年，星期三4.3 配方及性能比较第44页，共96页，编辑于2022年，星期三提提 纲纲1、工作液概述、工作液概述2、水基钻井完井液、水基钻井完井液3、气体型钻井完井液、气体型钻井完井液4、合成基钻井完井液、合成基钻井完井液5、油基钻井完井液、油基钻井完井液6、屏蔽式暂堵技术、屏蔽式暂堵技术第45页，共96页，编辑于2022年，星期三5 5、油基钻井完井液、油基钻井完井液发展史发展史低毒矿物油浆特征低毒矿物油浆特征全油钻井液体系全油钻井液体系第46页，共96页，编辑于2022年，星期三5.1

30、 发展史第47页，共96页，编辑于2022年，星期三5.2 低毒矿物油浆特征f由低芳香烃含量矿物油配浆，毒性低，在由低芳香烃含量矿物油配浆，毒性低，在海洋可排放海洋可排放f添加剂均为低毒性或无毒性化学剂添加剂均为低毒性或无毒性化学剂f矿物油浆与柴油浆性能比较矿物油浆与柴油浆性能比较润滑性相似润滑性相似矿物泥浆有剪切稀化特性矿物泥浆有剪切稀化特性常温条件下，矿物油浆粘度大于柴油油浆常温条件下，矿物油浆粘度大于柴油油浆高温条件下，矿物油浆与柴油油浆性能相似高温条件下，矿物油浆与柴油油浆性能相似第48页，共96页，编辑于2022年，星期三5.2 低毒矿物油浆特征A毒性：矿物油浆基本无毒毒性：矿物油浆

31、基本无毒矿物油矿物油LC50100000，无毒无毒柴油柴油LC50为为100580，有毒性，有毒性岩屑滞留量，矿物油浆岩屑滞留量，矿物油浆5%6%，柴油油浆，柴油油浆15%17%A成本：矿物油浆比柴油油浆高成本：矿物油浆比柴油油浆高20%30%，但矿物油可回收，但矿物油可回收，节省清洁费用，矿物油比柴油节省节省清洁费用，矿物油比柴油节省6%以上费用以上费用A具有耐高温、抗各种盐类污染、保持井壁稳定等优点具有耐高温、抗各种盐类污染、保持井壁稳定等优点A突出优点：有利快速钻井突出优点：有利快速钻井第49页，共96页，编辑于2022年，星期三5.3 全油钻井液体系r体系优越性体系优越性r提高井眼净化

32、能力提高井眼净化能力r提高流变性控制能力提高流变性控制能力r容易维护容易维护r改善后勤供应改善后勤供应r降低成本降低成本r低毒环保接受低毒环保接受r不会形成乳状液，不会使储层润湿反转不会形成乳状液，不会使储层润湿反转第50页，共96页，编辑于2022年，星期三提提 纲纲1、工作液概述、工作液概述2、水基钻井完井液、水基钻井完井液3、气体型钻井完井液、气体型钻井完井液4、合成基钻井完井液、合成基钻井完井液5、油基钻井完井液、油基钻井完井液6、屏蔽式暂堵技术、屏蔽式暂堵技术第51页，共96页，编辑于2022年，星期三6 6、屏蔽式暂堵技术、屏蔽式暂堵技术=地层损害控制的意义地层损害控制的意义=问题

33、的提出及创新思路问题的提出及创新思路=技术思路论证技术思路论证=屏蔽式暂堵技术原理屏蔽式暂堵技术原理=技术应用效果技术应用效果=屏蔽式暂堵技术思想的指导作用屏蔽式暂堵技术思想的指导作用第52页，共96页，编辑于2022年，星期三a地层损害（地层损害（Formation Damage)概念概念a地层损害的影响地层损害的影响a妨碍油气层及时发现、准确评价、高效开发妨碍油气层及时发现、准确评价、高效开发a地层损害控制技术：系统工程、跨越多学科地层损害控制技术：系统工程、跨越多学科a钻井完井过程中的损害控制最为关键钻井完井过程中的损害控制最为关键6.1 6.1 储层损害控制意义储层损害控制意义第53页

34、，共96页，编辑于2022年，星期三钻井完井过程中地层损害示意图第54页，共96页，编辑于2022年，星期三钻井完井过程中的损害|损害因素：正压差、固相、液相、浸泡时间损害因素：正压差、固相、液相、浸泡时间|90以上的井以上的井用正压差打开油气层用正压差打开油气层|泥浆固相损害程度泥浆固相损害程度 1090|泥浆、水泥浆滤液产生的损害可达泥浆、水泥浆滤液产生的损害可达10 100|侵入带深度：固相可达侵入带深度：固相可达1米，液相米，液相1米米第55页，共96页，编辑于2022年，星期三储层损害的严重后果a产层渗透率下降10100，产能下降10100a中低渗透油气田特别突出我国70以上的储量a

35、先天不足，敏感性强，极易被损害，损害难于消除a不能及时发现隐蔽型油气藏类型之一a不能准确评价边际油气田，SZ361a增加作业费用酸化、压裂措施几几十万元/井第56页，共96页，编辑于2022年，星期三钻井完井过程油层保护技术“七五七五”攻关达攻关达80年代末国际先进水平年代末国际先进水平岩性分析及测定技术岩性分析及测定技术敏感性及损害评价技术敏感性及损害评价技术损害机理诊断技术损害机理诊断技术损害矿场评价技术损害矿场评价技术保护油层钻井工艺技术保护油层钻井工艺技术保护油层钻井完井液技术保护油层钻井完井液技术保护油层优化射孔技术保护油层优化射孔技术保护油层酸化、压裂技术保护油层酸化、压裂技术第5

36、7页，共96页，编辑于2022年，星期三保护储层钻井完井液技术a气体类钻井完井液a 油基类钻井完井液a水基类钻井完井液清洁盐水体系有固相无粘土钻井液体系水基类改性钻井完井液体系第58页，共96页，编辑于2022年，星期三第59页，共96页，编辑于2022年，星期三6.2 问题的提出及创新思路6.2.1 技术背景a“七五”技术无法完全解决钻井完井损害问题a90以上的井仍不得不在正压差被打开a固井水泥浆的损害无法避免a多套产层、多压力系统的保护无法实现a储层保护与钻井工艺、泥浆工艺的矛盾无法调和第60页，共96页，编辑于2022年，星期三6.2.2 技术思路的演变及局限性产生损害后如何消除产生损害

37、后如何消除解堵技术解堵技术预防为主，解堵为辅预防为主，解堵为辅配伍性、活度平衡配伍性、活度平衡损害只能尽量减小损害只能尽量减小暂堵技术暂堵技术局限性：单因素、局限性：单因素、“头疼医头，脚疼医脚头疼医头，脚疼医脚”d*Total mud invasion d*1/3dBase liquid invasion1/7d d*1/3dsealantLiquid baseHydrocarbond*:Median Particle diameterd:Median Pore diameterInvasion Control Older Theory“Abrams”第63页，共96页，编辑于2022年，星

38、期三6.2.3 屏蔽式暂堵创新技术思路a基本设想：通过研究固相微粒对储层孔喉的堵塞规律，打开储层时，人为控制，使固相微粒在井壁上快速、浅层、有效地形成一个致密堵塞带，就可能防止储层的进一步损害H快速几分钟到十几分钟内形成H浅层堵塞深度在10厘米以内H有效堵塞带渗透率极低，甚至为零第64页，共96页，编辑于2022年，星期三6.2.3 屏蔽式暂堵创新技术思路a预期结果：阻止泥浆对油层的继续损害，消除浸泡时间的影响，并消除水泥浆的损害a解除措施：损害带很薄，可通过射孔解除a最终目的：损害带的渗透率随温度和压力的增加而进一步减小，从而把造成地层损害的两个无法消除的因素：正压差和固相粒子，转换成实现这

39、一技术的必要条件和有利因素，从理论上就能够解决这个国内外一直未能解决的难题第65页，共96页，编辑于2022年，星期三6.3 6.3 技术思路论证技术思路论证6.3.1 固相颗粒堵塞孔喉的物理模型单粒架桥后，逐级填充6.3.2 固相颗粒堵塞孔喉的计算机模拟6.3.3 岩心流动实验6.3.4 矿场取心检验第66页，共96页，编辑于2022年，星期三6.3.1 固相颗粒堵塞孔喉的物理模型单粒架桥后，逐级填充单粒架桥后，逐级填充（1）架桥粒子的桥堵）架桥粒子的桥堵（2）填充粒子的填充）填充粒子的填充（3）变形粒子的填充）变形粒子的填充第67页，共96页，编辑于2022年，星期三技 术 关 键泥浆中固

40、相粒级地层孔喉尺寸匹配第68页，共96页，编辑于2022年，星期三6.3.2 固相颗粒堵塞孔喉计算机模拟第69页，共96页，编辑于2022年，星期三6.3.3 岩心流动实验验证产层孔隙结构分析产层孔隙结构分析第70页，共96页，编辑于2022年，星期三粒子架桥规律粒喉径比为2/3是形成稳定架桥的匹配条件第71页，共96页，编辑于2022年，星期三粒子架桥规律架桥粒子的临界浓度为3左右第72页，共96页，编辑于2022年，星期三粒子架桥规律F架桥粒子的堵塞深度在23厘米之内F架桥作用在10分钟内即可完成F匹配得当时，可快速、浅层地获得稳定的桥堵第73页，共96页，编辑于2022年，星期三粒子填充

41、规律F级配合理的填充粒子可进一步降低桥堵的渗透率F填充粒子浓度应大于1第74页，共96页，编辑于2022年，星期三软化变形粒子的填充规律F可变形粒子的粒径应比刚性粒子更细（小于1/5孔喉尺寸F可变形粒子的浓度一般为13F可变形粒子填充后，可使堵塞带渗透率趋于零变形粒子浓度 Ki/Kw 0 0.0051 0.86 0.0028 1.6 0.00091 2.4 0.00047第75页，共96页，编辑于2022年，星期三堵塞实现的条件a正压差：压差越大屏蔽效果越好a一般油藏，压差应大于 3.5 MPaa时 间：10分钟内形成屏蔽环，延长时间无影响a温 度：温度的影响取决于变形粒子的软化点a屏蔽环可防

42、止水泥浆对产层的损害a屏蔽环的反排解堵可达到70以上第76页，共96页，编辑于2022年，星期三6.3.4 矿场取心检验l夏子街油田：井壁取心夏子街油田：井壁取心证明侵入深度证明侵入深度 2 3 cml吐哈油田：对比井取心吐哈油田：对比井取心L10-18试验井试验井，屏蔽环，屏蔽环K下降下降95-99%，强，强度度7.8-20MPa，深度深度0.58-2.09cm,反排压力反排压力0.12-0.86MPaL11-17井井（常规泥浆）（常规泥浆）K损害率损害率65%，侵入，侵入深度超过深度超过5cm第77页，共96页，编辑于2022年，星期三6.4 屏蔽式暂堵技术原理6.4.1 技术实施方案技术

43、实施方案（1）准确掌握油层孔喉和固相颗粒的尺寸及其分布）准确掌握油层孔喉和固相颗粒的尺寸及其分布第78页，共96页，编辑于2022年，星期三6.4.1 技术实施方案（2）确定架桥、填充和变形粒子的种类、尺寸和加量（3）专用暂堵剂调整钻井液中固相颗粒尺寸及含量（4）评价屏蔽环的有效性、强度、深度和反排效果（5）选择合理的正压差和上返速度（6）必须采用优化射孔技术与之配套第79页，共96页，编辑于2022年，星期三6.4.2 油气层系列保护技术*研究手段和评价技术系列研究手段和评价技术系列*专用配套实验装备系列专用配套实验装备系列*针对不同地质对象的保护技术系列针对不同地质对象的保护技术系列*不同

44、井别及作业环节的保护技术系列不同井别及作业环节的保护技术系列*专用油田化学处理剂及材料系列专用油田化学处理剂及材料系列第80页，共96页，编辑于2022年，星期三6.4.3 技 术 创 新 点&“变害为利，矛盾转化变害为利，矛盾转化”的观点构思新颖、设想巧妙的观点构思新颖、设想巧妙&在新思路指导下的作用机理、物理模型及相关理论研究均有其在新思路指导下的作用机理、物理模型及相关理论研究均有其独特之处独特之处&探索出了钻井液在正压差下打开油层并保护油层的新途径探索出了钻井液在正压差下打开油层并保护油层的新途径&使钻井完井过程中完全防止油层损害成为现实，解决了国内外同使钻井完井过程中完全防止油层损害

45、成为现实，解决了国内外同类技术一直悬而未决的重大技术难题类技术一直悬而未决的重大技术难题第81页，共96页，编辑于2022年，星期三6.4.4 技术适用性及特点适用于各类孔隙性油藏和各种钻井液工艺简单，使用方便，成本低廉正压差和钻井液固相是技术实施的必要条件将不利因素转化为有利因素，首次解决了钻井工程和油层保护要求难以调和的矛盾可消除浸泡时间和水泥浆对油层损害的影响第82页，共96页，编辑于2022年，星期三5 技术应用效果典型实例典型实例1：新疆夏子街油田：新疆夏子街油田l应用井数应用井数60口口l未发生卡钻事故，下套管顺利，提下钻畅通，未发生卡钻事故，下套管顺利，提下钻畅通，复杂时率复杂时

46、率1.37%，钻速由，钻速由10.77m/h提高到提高到17.09m/h，钻头寿命延长，从钻头寿命延长，从9只降为只降为6只只l浸泡时间浸泡时间10天降为天降为5天天l油井产量平均提高油井产量平均提高30%第83页，共96页，编辑于2022年，星期三5 技术应用效果典型实例典型实例2：吐哈油田：吐哈油田l应用井数鄯善应用井数鄯善79口口，丘陵，丘陵194口口，温米，温米167口口l井下复杂情况大幅度减小井下复杂情况大幅度减小l表皮系数由表皮系数由 34.08降到降到 3.57l温米油田油井产量提高温米油田油井产量提高 2030%,全部自喷全部自喷l丘陵油田产量平均提高丘陵油田产量平均提高 54

47、.3%l丘陵油田年产值增加丘陵油田年产值增加 1.5795亿元亿元l每口井费用仅增加每口井费用仅增加 1万元万元第84页，共96页，编辑于2022年，星期三5 技术应用效果经济效益(1)a据98年底统计，在全国各大油田推广应用已达10000多口井，平均单井增产原油1020a仅据新疆三个油田的不完全统计，年直接经济效益为1.52亿元(有效益证明)第85页，共96页，编辑于2022年，星期三5 技术应用效果经济效益(2)_省去了必须进行酸化、压裂投产作业的投入每口井几万几十万，如温米油田_研制开发了新型专用暂堵剂，三种处理剂年产10002000吨第86页，共96页，编辑于2022年，星期三5 技术

48、应用效果科技进步aCNPC将此项技术列入“九五”优秀成果八大示范工程项目之一a1996年获CNPC十大优秀推广应用成果奖a1996年获得CNPC科技进步二等奖、地矿部科技进步三等奖，1999年获CNPC科技进步一、三等奖各1项，上海市科技进步一等奖第87页，共96页，编辑于2022年，星期三5 技术应用效果教育和人才培养a与此项技术配套的继续工程教育项目已培训1.1万人（计划培训3万人），大大促进了该技术的推广，由于成绩显著，1996年获CNPC石油高等教育优秀教学成果一等奖、1997年获国家级优秀教学成果一等奖a科学研究及推广应用促进了学科发展，培养了多名硕士生和博士生，出版了三本教材，40

49、余篇论文在国内外发表第88页，共96页，编辑于2022年，星期三6 屏蔽式暂堵技术思想指导作用J从理论到实用配套技术系列化从理论到实用配套技术系列化J大面积推广应用，经受了实践的检验大面积推广应用，经受了实践的检验J思想核心：使工作液中的固相粒子与储渗介质思想核心：使工作液中的固相粒子与储渗介质渗流通道的尺寸相匹配，快速、浅层、高效地渗流通道的尺寸相匹配，快速、浅层、高效地形成渗透率为零的致密、高强度屏蔽环形成渗透率为零的致密、高强度屏蔽环J提供新理念，形成新技术，取得新进展提供新理念，形成新技术，取得新进展第89页，共96页，编辑于2022年，星期三Combine accurate PSD

50、information on“local”grades of CaCO3Ideal Packing Theory Approachwith Ideal Packing Theory(SPE 58793)to select optimum blend of bridging agents to bridge specific formation.Ideal Packing Theory第90页，共96页，编辑于2022年，星期三第91页，共96页，编辑于2022年，星期三第92页，共96页，编辑于2022年，星期三第93页，共96页，编辑于2022年，星期三非侵入性钻井完井液非侵入性钻井完井液第