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钻井液与完井液 2025年第2期42卷 239-246页

作者：李立昌曹洪昌高阳刘景丽马骏黄建刘俊华孙文昭渤海钻探工程技术研究院天津300451 渤海钻探第一固井分公司河北任丘062552 渤海钻探第二钻井工程分公司河北廊坊065000 成都理工大学能源学院成都610059

储气库作为中国“能源保供”的重点工程,具备季节调峰、事故应急及国家能源战略储备三大功能。华北储气库普遍具有地质条件复杂、埋藏深、井底温度高、密度窗口窄、漏失风险大、一次封固段长、井筒长期密封完整性要求高等固井难点,普通... 详细信息

储气库作为中国“能源保供”的重点工程,具备季节调峰、事故应急及国家能源战略储备三大功能。华北储气库普遍具有地质条件复杂、埋藏深、井底温度高、密度窗口窄、漏失风险大、一次封固段长、井筒长期密封完整性要求高等固井难点,普通的水泥浆难以满足该条件下的固井要求。通过大量实验研究出一种多功能活性增韧材料HFOC,探究了加入HFOC的韧性水泥浆的综合性能及其增韧机理,形成一套适用于储气库固井的韧性水泥浆体系,并优化了预应力固井等工艺技术。结果表明,韧性水泥浆体系密度范围为1.88~1.92 g/cm^(3),稠化时间可调,直角稠化,沉降密度差为0,游离液为0,API失水量不大于50 mL,7 d弹性模量小于6.48 GPa,80℃、24 h抗压强度大于14 MPa。从物理和化学两方面探索了韧性水泥浆的增韧机理,水泥成分中铁铝酸四钙对水泥石的韧性和力学性能有积极影响,铁铝酸四钙含量的增加可以更好地防止微裂纹扩展,提高水泥环的密封完整性。该项技术成功应用于华北储气库生产套管固井,固井质量满足储气库要求,可为其他储气库固井提供技术支持和借鉴。

关键词：储气库韧性水泥浆增韧机理铁铝酸四钙固井工艺

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冀中地区深层煤岩气水平井强封堵钻井液技术

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钻井液与完井液 2025年第2期42卷 225-232页

作者：罗玉财喻化民孙昊于建涛冯丹刘飞中国石油集团华北油田分公司勘探事业部河北任丘062552 中国石油集团渤海钻探工程技术研究院河北任丘062552 中国石油集团渤海钻探井下作业分公司河北任丘062552

冀中地区深部煤岩气水平井钻探面临可借鉴资料少、地质不确定因素多、煤层薄极易出层、煤层极易垮塌和卡钻风险高等诸多难点与挑战。从深入研究深层煤岩储层特性出发,得出煤系地层井壁失稳由力学因素和理化性能因素双重决定,而提高钻井... 详细信息

冀中地区深部煤岩气水平井钻探面临可借鉴资料少、地质不确定因素多、煤层薄极易出层、煤层极易垮塌和卡钻风险高等诸多难点与挑战。从深入研究深层煤岩储层特性出发,得出煤系地层井壁失稳由力学因素和理化性能因素双重决定,而提高钻井液封堵性和抑制性是解决该问题的技术关键。在复合盐钻井液基础上用微纳米刚性封堵与柔性可变形封堵相结合形成了深部煤岩地层强封堵钻井液体系配方。室内用滚动回收率、砂床封堵和陶瓷滤芯封堵等实验评价结果显示,其抑制性与封堵性优于KCl聚合物和复合盐钻井液。信探1H井现场应用效果也表明,该钻井液体系中封堵类处理剂配伍性好,对钻井液性能无不良影响,能大幅降低API滤失量,能维护井壁稳定。在现场应用过程中,水平段进尺1270 m,煤层段浸泡23 d未发生井壁失稳现象,振动筛返出岩屑规整正常,仅见少量煤岩掉块,未见泥岩掉块,起下钻过程通畅无阻,无事故与复杂发生,解决了深层煤岩气水平井钻探过程井壁失稳难题,保障了钻井作业顺利进行,该技术的应用有助于深层煤岩气钻探领域实现高效规模开发与突破。

关键词：深层煤岩气煤岩气水平井煤系地层井壁失稳强封堵钻井液

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先期防砂筛管顶部固井一体化技术

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石油钻采工艺 2023年第5期45卷 575-580,586页

作者：田晓勇张京华白云飞蒋本强蒋立坤宋剑鸣苟旭东古青渤海钻探工程公司工程技术研究院河北省任丘市062552 华北油田公司第四采油厂

巴彦油田LH等区块储层出砂严重,井壁稳定性差,井径扩大率大,次生腐蚀介质,局部膏岩对筛管挤压强度高,现有筛管顶部注水泥技术无法满足油田长期开发的需求,为此,进行了先期防砂与筛管顶部固井相结合的一体化技术研究。通过优选高性能等... 详细信息

巴彦油田LH等区块储层出砂严重,井壁稳定性差,井径扩大率大,次生腐蚀介质,局部膏岩对筛管挤压强度高,现有筛管顶部注水泥技术无法满足油田长期开发的需求,为此,进行了先期防砂与筛管顶部固井相结合的一体化技术研究。通过优选高性能等离子割缝筛管,配套筛管外封隔器,实现对稳定性差、易出砂的储层段的先期防砂和封堵;优选叠加交错式金属钢带骨架结构,改进了高扩张比封隔器保护套,可以实现井径扩大率15%情况下的有效封隔;对压差式分级箍进行碳化钨喷涂处理,提高其抗冲蚀性能,确保分级箍可靠关闭。3口井的现场试验结果表明,采用先期防砂固完井一体化施工,储层疏松砂岩及局部泥岩封堵有效,未见明显出砂、垮塌及筛管失效,扩径井段封隔效果可靠,水泥浆未发生窜流,分级箍关闭后未出现密封失效问题,有效解决了该区块固井与防砂难题。

关键词：固井防砂等离子割缝筛管封隔器分级箍

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聚醚脂肪酸类油基钻井液提切剂的研制与应用

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钻井液与完井液 2023年第3期40卷 303-312页

作者：罗春芝章楚君王怡迪王越之李海彪谭天宇张波长江大学化学与环境工程学院湖北荆州434023 长江大学石油工程学院武汉430100 中国石油集团渤海钻探工程公司工程技术研究院天津300451 中国石油华北油田分公司工程技术研究院河北任丘062552

针对油基钻井液切力低,易导致沉砂卡钻等严重问题的现状,合成了一种聚醚脂肪酸类油基钻井液用提切剂LQZ。利用红外光谱、热重曲线、凝胶强度和界面扩张流变参数等测试方法,分析了提切剂的结构、热稳定性、凝胶性能和作用机理,同时探究... 详细信息

针对油基钻井液切力低,易导致沉砂卡钻等严重问题的现状,合成了一种聚醚脂肪酸类油基钻井液用提切剂LQZ。利用红外光谱、热重曲线、凝胶强度和界面扩张流变参数等测试方法,分析了提切剂的结构、热稳定性、凝胶性能和作用机理,同时探究了基础油、油水比、密度和温度对其提切效果的影响。结果表明,该提切剂分子中含有羟基、酰胺基、酯基、醚键,能形成网架结构,提高悬浮能力,且具有快速弱凝胶特点;300℃无明显热分解;加量小于0.85%时有利于乳液稳定性;该提切剂对白油基、柴油基和合成基钻井液体系普遍适用,且白油基中效果最好;当钻井液油水比为8∶2、密度为2.1 g/cm^(3)、190℃时提切效率最佳,动切力、φ6及φ3读数和静切力增长约1倍;与国外同类产品相比,LQZ具有提切不增塑性黏度的优势。LQZ在现场页岩油气井应用时,动切力、φ6及φ3读数和静切力基本增加100%,塑性黏度无明显增长。LQZ能够提高油基钻井液悬浮能力,不显著增加塑性黏度,具有很好的推广应用前景。

关键词：油基钻井液提切剂弱凝胶触变性塑性黏度

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浅析聚合物压裂液现场应用的优劣

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石油知识 2024年第2期 60-61页

作者：吴刚飞徐庆丰罗炯张文颖李玉涛华北油田公司工程技术研究院渤海钻探工程有限公司第二录井分公司

聚合物压裂液，在各个油田中名称各不相同，油田现用的在线压裂液、生物胶压裂液和清洁压裂液虽然名字不一样，但归根结底都是聚丙烯胺的不同衍生物。聚合物压裂液具有优异的耐温、耐盐、耐剪切性能，以及良好的悬砂性能和低储层伤害等...

聚合物压裂液，在各个油田中名称各不相同，油田现用的在线压裂液、生物胶压裂液和清洁压裂液虽然名字不一样，但归根结底都是聚丙烯胺的不同衍生物。聚合物压裂液具有优异的耐温、耐盐、耐剪切性能，以及良好的悬砂性能和低储层伤害等特点。目前，聚合物压裂液体系在油田开发中的应用越来越广泛。1聚合物增黏机理

关键词：

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巴彦油田疏松砂岩储层保护技术

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钻井液与完井液 2023年第5期40卷 594-601页

作者：程智罗玉财刘荣庆欧阳威彭松谭天宇汪涛于海涛中国石油集团渤海钻探工程有限公司工程技术研究院天津300451 华北油田公司勘探部河北任丘062552 中国石油集团渤海钻探工程有限公司国际钻采物资供应分公司天津300451 中国石油集团渤海钻探工程有限公司塔里木钻井分公司新疆库尔勒841000 华北油田巴彦勘探开发分公司内蒙古巴彦淖尔015000

巴彦油田储层属于中孔、中低渗为主的深部弱胶结砂岩储层,储层水敏性强,在用钻井液为淡水体系,抑制能力差,易引起地层水矿化度变化,导致储层污染。中国具有同样埋藏深度同时又具有类似储层物性特点的油田很少,需要针对疏松砂岩储层特点... 详细信息

巴彦油田储层属于中孔、中低渗为主的深部弱胶结砂岩储层,储层水敏性强,在用钻井液为淡水体系,抑制能力差,易引起地层水矿化度变化,导致储层污染。中国具有同样埋藏深度同时又具有类似储层物性特点的油田很少,需要针对疏松砂岩储层特点研发一种新型微米储层保护剂。在分析巴彦油田储层伤害因素的基础上,自主研发了一种兼具成膜与防膨效果的微米乳液储层保护剂,通过激光粒度分析、砂床封堵、PPA封堵滤失、扫描电镜等评价方法,验证了微米暂堵剂的广谱封堵和协同增效效果。该产品粒径D50≤2.17μm,D90≤7.05μm,线性膨胀降低率达到51.35%,与钻井液体系配伍性良好,与可酸溶材料配伍形成了一体化广谱封堵技术。室内实验表明,该广谱封堵技术针对弱胶结砂岩储层岩心渗透率恢复值可保持在90%以上。现场试验中,通过表皮系数测试和试油投产数据等综合对比表明,该广谱封堵技术具有良好的储层保护效果。

关键词：储层保护微米封堵弱胶结砂岩储层 PPA封堵评价

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河探1井超高密度钻井液技术

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钻井液与完井液 2023年第2期40卷 193-201页

作者：王信谭春王志彬罗玉财周燚张民立王威贾东民中国石油集团渤海钻探泥浆技术服务分公司天津300280 中国石油集团渤海钻探巴彦石油工程分公司内蒙古巴彦淖尔015000 中国石油华北油田勘探部河北任丘062552 中国石油集团渤海钻探定向井分公司天津300280 中国石油集团渤海钻探工程技术研究院河北任丘062550

河探1井是中油股份公司在华北油田河套盆地临河坳陷部署的一口重点风险探井,完钻井深为6460.44 m,钻探目的为探索兴隆构造带光明背斜古近系、新近系生储盖特征及其含油气性。该井三开钻遇四套不同压力系数复杂地层,钻井液密度窗口窄,现... 详细信息

河探1井是中油股份公司在华北油田河套盆地临河坳陷部署的一口重点风险探井,完钻井深为6460.44 m,钻探目的为探索兴隆构造带光明背斜古近系、新近系生储盖特征及其含油气性。该井三开钻遇四套不同压力系数复杂地层,钻井液密度窗口窄,现场顺利实施了提密度压井、堵漏,控压钻进等作业,四开钻遇异常高压流体层,应用超高密度钻井液体系一次性将钻井液密度从1.80 g/cm^(3)提高至2.55 g/cm^(3),并安全实施完井作业,储备压井高密度钻井液(ρ=2.60 g/cm^(3)),达到国内应用水基钻井液采用重晶石粉加重的极限。在钻井施工过程中先后出现井塌、膏泥岩层蠕变缩径卡钻、高压盐水侵以及井漏等事故复杂,采用超高密度抗高温复合盐钻井液,现场应用随钻封堵提高地层承压能力工艺,分段完成七次承压堵漏,同时强化一级固控有效使用,应用高目筛布、优化钻井液体系配方、优选加重材料、调节膨润土含量及合理控制低密度固相含量等手段,成功解决了窄密度窗口和超高密度水基钻井液高温、高固相流变性能调整困难等技术难题,确保了压井和试油作业期间高温条件下超高密度钻井液体系具有良好的稳定性。该井创地区同期六项钻井技术指标,日产302.4 m^(3)高产工业油流,实现巴彦油田最深井勘探发现,为钻井及完井试油作业提供了技术支撑。

关键词：河套盆地超高密度水基钻井液窄窗口加重材料固相含量沉降稳定性

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巴彦河套新区异形齿PDC钻头研究与应用

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钻探工程 2022年第5期49卷 127-135页

作者：陈新海渤海钻探工程技术研究院河北任丘062550

为了巴彦河套新区油气资源高效开发,(1)通过测井数据、岩心实验以及实钻数据,开展了该区地层岩性可钻性分析,表明白垩系埋深较深地层以及太古界片麻岩地层可钻性差;(2)调研了该区以及外部区块难钻地层异形齿钻头实钻情况,白垩系5000 m... 详细信息

为了巴彦河套新区油气资源高效开发,(1)通过测井数据、岩心实验以及实钻数据,开展了该区地层岩性可钻性分析,表明白垩系埋深较深地层以及太古界片麻岩地层可钻性差;(2)调研了该区以及外部区块难钻地层异形齿钻头实钻情况,白垩系5000 m以深地层以及太古界地层单只钻头进尺少,机械钻速低,调研的外部区块塔里木塔河南难钻地层通过使用异形齿钻头,提速效果显著;(3)对比分析了平面齿、斧形齿、多棱齿以及锥形齿破岩机理,为后续钻头优化设计提供了理论支撑;(4)开展了异形齿PDC钻头现场实验,较常规PDC钻头单只进尺以及机械钻速均取得了显著的提升,其中有21口井实现二开“一趟钻”,总进尺30000余米。总之根据地层可钻性变化,优配平面齿、斧形齿、多棱齿以及锥形齿,提高钻头与地层的配伍性,可显著提高钻井效率。

关键词： PDC钻头多棱齿锥形齿斧形齿钻井提速巴彦河套

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巴彦河套盆地复杂储层固井技术

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钻井液与完井液 2023年第1期40卷 82-88页

作者：闫睿昶徐明虞海法罗玉财费中明邱爱民贾利军中国石油华北油田巴彦勘探开发分公司内蒙古巴彦淖尔015000 中国石油集团工程技术研究院有限公司北京102206 渤海钻探工程有限公司第一固井分公司河北任丘062550 渤海钻探工程有限公司巴彦石油工程分公司内蒙古巴彦淖尔015000

巴彦河套盆地储层低成熟度、高渗透、低强度、高泥质含量特性显著,井壁岩性水敏性强,地层不稳定而易垮易漏,固井面临井深、封固段长、顶替效率低、界面胶结差和后期压裂对水泥环力学性能要求高等技术难题,采用界面增强材料DRJ-2S、膨胀... 详细信息

巴彦河套盆地储层低成熟度、高渗透、低强度、高泥质含量特性显著,井壁岩性水敏性强,地层不稳定而易垮易漏,固井面临井深、封固段长、顶替效率低、界面胶结差和后期压裂对水泥环力学性能要求高等技术难题,采用界面增强材料DRJ-2S、膨胀增韧材料DRE-4S等固井关键材料,形成了综合性能良好的DRJ-2S批混批注固壁型冲洗隔离液和DRE高强度韧性微膨胀水泥浆体系。研究表明,DRJ-2S批混批注固壁型冲洗隔离液的冲洗效率达96%以上,较清水提高30%以上,且密度为1.60 g/cm^(3)隔离液的7 d抗压强度为9.6 MPa,可明显提高混合流体抗压强度及水泥环界面胶结强度;90℃、21 MPa下,掺有(4%~6%)DRE-4S的高强度韧性微膨胀水泥浆的抗压强度不小于24 MPa,弹性模量不大于7 GPa,线性膨胀率不小于0.02%,具有较强的力学交变适应性。DRE高强度韧性微膨胀水泥浆体系、DRJ-2S批混批注固壁型冲洗隔离液及配套固井工艺技术在巴彦河套盆地规模应用40多井次,平均固井合格率为96.5%以上,推动了该地区整体固井质量大幅提升,为复杂油气井安全高效开发提供了强有力的技术保障,且具有很好的推广应用价值。

关键词：界面增强高强度韧性冲洗隔离液水泥浆胶结质量固井河套盆地

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深层煤层气储层保护钻井液技术研究进展

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钻采工艺 2025年第3期 219-226页

作者：程智陈新海李东杰窦幻君陈玉杰白杨于建涛吴刚中国石油渤海钻探工程有限公司工程技术研究院中国石油华北油田分公司勘探事业部中国石油华北油田分公司开发事业部西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室

我国深层煤层气储层因物性复杂、非均质性强，导致钻井过程中面临固相颗粒损害、水锁效应和敏感性损伤三大技术难题。研究表明：固相损害主要由钻井液颗粒、煤粉迁移及聚合物残留引发，水锁效应通过水分滞留形成井周水相圈闭带抑制产气... 详细信息

我国深层煤层气储层因物性复杂、非均质性强，导致钻井过程中面临固相颗粒损害、水锁效应和敏感性损伤三大技术难题。研究表明：固相损害主要由钻井液颗粒、煤粉迁移及聚合物残留引发，水锁效应通过水分滞留形成井周水相圈闭带抑制产气，敏感性损伤表现为水敏性矿物膨胀与应力敏感导致裂缝闭合；针对固相损害控制采用无固相体系、成膜封堵、强化携岩及可降解材料，防水锁剂及酸化压裂技术可极大降低水锁效应的发生，强抑制聚胺钻井液、微泡沫钻井液及纳米封堵技术可显著缓解敏感性损伤；未来发展方向聚焦智能材料（自修复封堵剂、光子晶体传感）研发、数字孪生及AI技术与钻井液技术的深度融合、绿色钻井液体系创新应用，最终为深层煤层气高效开发及“双碳”目标实现提供技术支撑。

关键词：煤层气储层损害钻井液储层保护发展趋势

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