超高温水基钻井液技术研究与应用

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1、摘要近年来，随着深层油气资源勘探开发，钻井技术难度加大。其中一个重要表现是随着所钻井越深，往往钻遇高温复杂地层，井下复杂情况越多。为满足高温复杂地层钻探需要，迫切需要加强超高温钻井液技术优化研究。泌深1井是2008年中国石油化工集团河南油田的一口重点科探超高温超深井，实际井底温度241℃(至今国内最高纪录)，完钻井深6005米。该井钻井过程中主要面临超高温钻井液技术难题，另外，深层大段泥页岩井壁稳定问题也不可忽视。本文针对泌深1井超高温水基钻井液技术难题，首先开展了钻井液超高温稳定机理以及深层井壁稳定

2、机理研究。在此基础上，优化出流变性和滤失性好、抑制性强、抗污染能力较强的超高温水基钻井液配方，并在泌深1井成功进行了现场试验和应用。首先，通过X射线衍射和扫描电镜分析了泌深1井所在泌阳凹陷区块中深层岩样组构，实验研究了泥页岩表面水化吸水量与岩样制备压力的关系，探讨了深层泥页岩地层井壁失稳机理；实验考察了温度、pH值、膨润土含量对膨润土浆高温老化流变性的影响以及高温高压失水量与泥饼质量的关系。在此基础上，通过单剂优选和配伍性优化研制出了两套超高温水基钻井液配方。综合性能评价结果表明，这两套钻井液配方都具

3、有较好的流变性、滤失性，较强的抗温、抑制和抗污染能力。现场试验和应用表明，新研制的超高温钻井液配方很好地解决了泌深l井所面临的超高温、井壁稳定、岩屑悬浮携带及润滑防卡钻井液技术难题，完全满足了泌深1井超高温钻井需要。关键词：钻井液，超深井，超高温，井壁稳定，高温稳定性StudyandApplicationonUltra—highTemperatureWaterBaseDrillingFluidTechniqueLiuKefei(Oil&GasWellEngineering)DirectedbyProf

4、．QiuZhengsongAbstract111recentyears，withtheexplorationandexploitationofdeepoilandgasfields，drillingtechniqueisbecomingmoreandmoredifficult．Oneoftheproblemsisthehightemperaturecomplicatedformationsareusuallyencounteredindeepwell．IIlordertomeettheneedsofh

5、ightemperaturecomplexformationdrilling，it’Surgenttoenhanceultra-hightemperaturedrillingfluidtechnique．WellBishenlisamainultra-temperatureandultra-deepexplorationwellinHenanoilfieldofCPCCin2008．Theactualbottom-holetemperatureis241℃(thedomestichighestreco

6、rdSO蛐，andthetotaldepthis6005meters．Thewelldrillingprocessfacedwiththeproblemofultra-hightemperaturewaterbasedrillingfluidtechnology,thewellboreinstabilityproblemindeepzonealsocallnotbeneglected．InviewofthewellBishenlcondition,thispaperdiscussedultra-hig

7、htemperaturedrillingfluidandthewellboreinstabilitymechanismofdeepzone．Thentheultra-hightemperaturedrillingfluidformulawithgoodrheology，hi乒inhibition,lowfiltrationandstronganti-pollutionwereoptimized，andrunsuccessfulfieldtestinwellBishenl．Firstly，therock

8、samplefabricofBiYangsagwasanalysedthroughX-raydiffractionandSEM，therelationbetweenthedeepreddish-brownshalesurfacehydrationwatervolumesandcompactionstrengthwasinvestigatedandthemechanismofwellboreinstabilitymechanismofdeepzonewas