科技成果

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成果名称: 延长石油陆相页岩气井水基钻井液技术研究与应用

成果登记号: 9612018Y0514

第一完成单位: 陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院

联 系 人: 洪千里

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新技术

技术领域: 新材料及其应用

应用行业: 采矿业

成果简介:

1.主要科技研究内容:

1)延长页岩气井页岩井段地层特性研究

2)延长页岩气井页岩封堵效果评价研究

3)延长页岩气井页岩抑制效果评价研究

4)适合于延长页岩气井水基钻井液体系研究

5)水基钻井液现场应用及推广


1)建立了一套模拟页岩(超低渗透率10-3-10-4mD)纳-微米孔、缝封堵评价方法、标准,以渗透率降低率表征其封堵效果,该 "模拟岩心"制作简单、可操作性强、重现性好、普适性强;

2)利用自研的封堵性评价方法,研制出强封堵配方,平均渗透率降低率为95.23%,封堵性良好;

3)建立了适合延长陆相页岩低成本、环保型甲酸钾水基钻井液体系,该体系封堵性和抑制性强,平均线性膨胀率为9.73%、滚动回收率91.72%,渗透率恢复均值为87.92%。该水基钻井液成本仅为油基的40%,有效减轻了油基造成的环保压力;

4) 形成了一种适合延长陆相页岩气井壁稳定的钻井液技术,失水造壁性和润滑性良好,平均HTHP失水9.2ml,平均极压润滑系数为0.0623;

5)在延长石油延安国家级陆相页岩气示范区成功应用6口水平井,施工成功率100%,该水基钻井液成本和后期处理费用相比油基累计节省资金1374万元;强封堵、强携岩流变和强润滑技术在延长油田609口水平井完成应用,累计新增原油产能158.13万吨。

3.科技进步作用

1)本项目研究建立了一套模拟页岩(超低渗透率10-3~10-4mD)纳-微米孔、缝封堵评价方法

目前,国内尚未建立针对纳微米级封堵评价方法,缺少评价手段和评价标准,纳微米级页岩地层钻井液的封堵性便难以准确评价。本项目通过对微纳米级地层封堵机理的研究,通过理论分析和实验筛选,制备具有特低渗透(如10-4mD级)的厚泥饼(模拟岩心)来进行模拟,最终建立起模拟页岩纳-微米孔、缝封堵评价方法、标准,以渗透率降低率表征其封堵效果,该方法"模拟岩心"制作简单、可操作性强、重现性好、普适性强,为水基钻井液封堵性评价奠定基础。 

2)本项目研究提出一种低成本、环保型的页岩气开发新思路

该项目形成的水基钻井液体系成本仅为先期在页岩气井使用的油基钻井液的40%,低成本带来高收益,符合集团公司"降本增效"主体思路。该水基钻井液体系对储层伤害率≤15%,可有效保护储层,后期处理较为简单,对环境破坏小,环保压力轻。该水基钻井液技术的成功应用,给集团页岩气高效开发提供一种低成本、环保型的发展新思路。

4.科技应用及推广

本课题建立的适合延长陆相页岩气井低成本、环保型水基钻井液技术已在"延长石油延安国家级陆相页岩气示范区"YYP-3井等6口页岩气水平井上成功应用。该水基钻井液体系钻遇石盒子和山西组等不稳定层段,但井壁始终保持稳定,无坍塌掉块出现,API失水一直控制在4ml以内,体系失水造壁性和封堵抑制性较好;动塑比0.5~0.7,密度可在1.20~1.30 g/cm3间调整,振动筛返砂较好,无卡钻和托压等复杂情况出现,钻井液流变性优良;体系采用固体和液体极压润滑剂搭配,有效增加了钻井管柱和井壁间润滑膜厚度,润滑系数≤0.08,润滑性较好,完全满足页岩气钻井技术要求。该水基钻井液成本仅为油基钻井液的40%,6口施工井累计节省资金1174万元,且处理和维护相对简单,完井费用共计减少150万元,环保压力较小,为延长陆相页岩气低成本高效开发提供了技术支撑。

针对延长油田水平井施工技术难点,本课题形成的强封堵、强携岩流变和强润滑技术2015~2017年先后在609口水平井上成功应用,新增原油产能158.13万吨,完成新技术在延长油田水平井的全面推广。

针对延安气田水平井井壁失稳问题严重、施工周期较长等问题,本课题形成的井壁稳定技术标准和方案已完成6口水平井设计,1口水平井施工,有效保证井壁稳定、有效携岩和井眼光滑,应用效果良好,目前项目形成相关技术规范正在推广中。