塔木察格微泡沫钻井液体系应用研究

作     者：王辉 

作者单位：东北石油大学 

学位级别：硕士

导师姓名：艾池;刘聚廷

授予年度：2013年

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 082001[工学-油气井工程] 08[工学] 

主      题：塔木察格 微泡沫 钻井液体系 提高钻速 现场应用 

摘      要：海拉尔—塔木查格盆地属于低渗、特低渗油藏，钻井难度大、钻速慢，常规钻井液体系导致钻井液侵入油气层，从而对地层造成较严重的伤害，甚至导致部分油气井失去产油气能力，因此需要对现有钻井液体系进行完善技术研究。微泡沫钻井液以水基为连续相，泡沫为分散相的低密度高效钻井液体系，具有防止井壁坍塌，钻进速度快，钻井液滤失量低，携岩能力强等特性，能够保护油气层，具有较好的应用前景。但该体系目前仍处于研究和试验阶段，对塔木察格油田的适用情况尚未了解。 本文通过对塔木察格油田的地质情况进行深入调查，研究了塔木察格油层的沉积特性、油层发育特征、岩性特性。开展微泡沫钻井液体系性能研究，观测了微泡沫的形态特性；运用幂率模式描述了微泡沫钻井液体系的流变特性，得出气体含量对钻井液粘度的影响；通过实验方法测定微泡沫膜表面的化学稳定特性，实验结果证实微泡沫膜具有较好的化学稳定性；通过红外光谱、电子显微镜、透射电镜仪器等手段分析出微泡沫体系具有暂堵、降滤失、防坍塌等特征，能有效保护油气层。通过室内实验评价出发泡剂性能以及微泡沫稳定性，证明微泡沫体系具有较好的抗温、抗钙、抗粘土污染等特性。建立出钻井过程中钻井液的温度、压力与密度模型。通过对井壁失稳条件的研究，结合微泡沫体系的低密度、高剪切粘度，架桥封堵能力强、疏水亲油性强等特点得出防塌机理。建立微裂缝内气泡受力模型，得出了微泡沫体系的防堵、防漏机理，开展的室内漏失试验结果表明微泡沫钻井液仅存在瞬时渗漏量，渗漏时间反而缩短，在堵漏过程中起了关键作用。通过研究微泡沫钻井液的降低岩屑压持效应、岩石瞬间强度，改变岩石表面性质等特征，得出了微泡沫钻井液体系提高机械钻速机理。 优化出塔木察格微泡沫钻井液配方工艺，将研究成果应用于塔木察格207口井，井漏率降低了5.23个百分点；平均机械钻速提高了30.02%，直接经济效益16216.09万元。实践证实：微泡沫钻井液技降低了井漏事故的概率，大幅提高了机械钻速，在塔木察格油田具有较好的应用效果。