泥浆技术

胜利泥浆公司SDMC—中国石油石化行业钻井液完井液技术进步的“先锋”

 

  利泥浆公司是一家集钻井液完井液技术研究与推广,陆地和海洋钻井液完井液施工设计与技术服务,钻井废弃液污染治理与控制,油田化学品开发与生产,散装加重材料供井,钻井液完井液配制、处理剂检验、仪器检定以及技术培训于一体的高科技、专业化技术服务公司。

  公司内部建有泥浆工艺研究所、现场技术服务队、石粉供井车队、制剂厂、河口泥浆站等10个专业技术服务队伍。在职员工380人,其中专业技术人员145人(研究员1人,高级工程师26人,工程师78人,助理工程师 30 人,大学本科以上学历120 人),占员工总数的38%。

 

 

  一、技术实力

  该公司依托泥浆工艺研究所、博士后工作分站的科研优势,通过自主研发,与国内大学、科研院所联合攻关,在钻井液完井液技术领域,先后完成科研项目100多项,获奖89项,其中国家发明奖、技术进步奖6项,省部级科技进步奖17项。在国内同行业始终处于科研和技术领先水平。

  泥浆工艺研究所

  是胜利石油管理局钻井液完井液技术工艺研发基地和重点实验室。下设钻井液研究室、化工合成室、油层保护研究室、环境保护研究室、产品评价室、仪器检定室和技术资料室。配有采油化学剂评价装置、高温高压动失水仪、电泳仪、极压润滑仪、激光粒度仪、高温高压膨胀仪、岩心流动实验仪、高温高压流变仪等300多台(套)先进科研设备。拥有一幢4000多平方米的科研综合楼,现有科研技术人员130人,研发能力雄厚 。

  博士后工作分站

    是2000年中国泥浆行业建立的第一个博士后工作分站。先后开展完成了博士后基金项目《新型阳离子高分子在油田中的开发应用研究》、《深井抗高温防塌钻井液研究》、《耐温抗盐钻井液用表面活性剂研究》等新型钻井液开发与研究,科技含量处于国内同行业领先地位。


  主要科研成果

  • 1、《钾盐防塌钻井液》,1987年获国家科技进步二等奖。
  • 2、《钻井解卡剂的研究与应用》,1985年获国家科技进步三等奖。
  • 3、《油气田地层特性与钻井液完井液技术研究》,2003年获国家科技进步二等奖。
  • 4、《黑色正电胶(BPS)及强抑制性抗高温钻井液完井液的研究与应用》,2001年获中国石化集团公司科技进步二等奖。
  • 5、《正电钻井液体系研究及在保护油气层中的应用》,2004年获中国石化集团公司科技进步一等奖。
  • 6、《钙醇水基钻井液完井液技术研究》,2004年获中国石化集团公司科技进步三等奖。
  • 7、《可循环泡沫钻井液完井液》,1998年获胜利石油管理局科技进步一等奖。
  • 8、《正电性钻井液完井液体系研究》,2004年获胜利石油管理局科技进步一等奖。
  • 9、《纳米钻井液处理剂的研究与应用》,2005年获胜利石油管理局科技进步一等奖。
  • 10、《正电性钻井液的推广与应用》,2006年获胜利石油管理局新技术推广一等奖。
  • 11、《生物酶可解堵钻井液体系的研究》,2009年通过中国石化集团公司科技开发部的鉴定,项目研究成果达到国际先进水平。

  二、服务能力

 

  公司凭借雄厚的技术研发实力,形成了十三项钻井液完井液新体系,十二项钻井液完井液新工艺,具备十项钻井液完井液技术服务能力。可进行钻井施工、完井作业和工程事故及复杂情况处理。能满足高温、高密度和低密度对复杂钻井施工和保护油气层的需要。

  十三项钻井液完井液体系

  • 1 盐水钻井液体系
  • 2 BPS黑色正电胶钻井液体系
  • 3 双保型正电钻井液体系
  • 4 钙醇络合钻井液体系
  • 5 强抑制性水基钻井液体系
  • 6 可循环泡沫钻井液体系
  • 7 超低密度钻井液体系
  • 8 低毒油基钻井液体系
  • 9 无固相钻井液体系
  • 10 生物酶可解堵钻井液体系
  • 11 非渗透钻井液体系
  • 12 超高密度钻井液体系
  • 13 深井抗高温钻井液体系

  十一项钻井液完井液工艺技术

  • 1 定向井.水平井钻井液工艺技术
  • 2 深井钻井液工艺技术
  • 3 近平衡.欠平衡钻井液工艺技术
  • 4 保护油气层钻井液.完井液工艺技术
  • 5 防塌钻井液工艺技术
  • 6 防卡解卡钻井液工艺技术
  • 7 中途测试钻井液工艺技术
  • 8 防漏堵漏钻井液工艺技术
  • 9 钻井液流变参数控制工艺技术
  • 10 油基密闭取芯工艺技术
  • 11 水基密闭取芯工艺技术

  十项技术服务能力

  • 1 钻井液完井液体系设计及施工
  • 2 钻井液处理剂生产与供应
  • 3 钻井液处理剂质量检验
  • 4 散装加重材料供井
  • 5 钻井液完井液与各种特种流体的配制及供井
  • 6 钻井液技术培训
  • 7 钻井液技术咨询及复杂事故处理
  • 8 钻井液技术监督服务
  • 9 钻井液仪器检定
  • 10 废弃钻井液处理

  技术服务资质

  • 1997年,公司通过中国船级社认证公司ISO9001质量体系认证。
  • 2004年,公司通过中国石化集团公司石油工程甲级队伍资质认证。
  • 2006年,公司通过方圆认证集团质量管理体系认证。具有“钻井液设计、钻井液技术服务、钻井液材料检验、钻井液仪器检定、钻井液材料开发和生产”资质。

  技术服务规模

  该公司具备年完成各类技术服务井500口、年供应加重材料25万吨、年处理500口井废弃钻井液的能力。已在国内外完成重点井、超深井、复杂井300多口,定向井700多口,水平井300多口的技术服务施工。同时为煤层气、盐矿等非石油领域提供了16口井的技术服务,是中国石油石化行业泥浆技术服务能力最强的公司之一。

 

   三、服务业绩

  主要纪录指标

 

  在钻井液完井液技术现场试验中创出八个全国同行业第一:

  • 1、应用水基钻井液体系,完成国内第一口一井双探水平井—水平2井,水平段长901.43米。
  • 2、应用正电胶钻井液体系,完成国内第一口定向井内套管开窗侧钻水平井—草20-12侧平13井。
  • 3、应用低密度钻井液体系,完成国内第一口古潜山低渗透穿漏水平井—草古100-平1井。
  • 4、应用水包油钻井液体系,完成国内第一口欠平衡水平井—王云平1井。
  • 5、应用正电胶聚合物防塌钻井液体系,完成国内第一口全部采用国产工具施工的短半径水平井—河90平1井。
  • 6、应用聚合物钻井液体系,完成国内第一口全部采用国产工具施工的开窗侧钻短半径水平井—盘40-41侧平1井。
  • 7、应用BPS黑色正电胶—硅聚润滑防卡水基钻井液体系,完成国内第一口水平位移超过3000米的埕北21-平1井。
  • 8、应用钻井液综合工艺技术,完成川东北普光105-1井并创出水平井垂深最深5883.47米的亚洲纪录。

  国际合作历程

  • 1997年,受聘美国斯伦贝谢公司为路安公司、南海石油公司提供多口井钻井液技术服务。
  • 1999年,与美国贝克休斯公司合作为雪古1井、雪古2井提供钻井液技术服务
  • 2000年,与美国能源开发公司进行钻井液技术合作开发CZK-2井。
  • 2002年,总承包完成美国能源开发公司埕子口2口井的钻井液技术服务。
  • 2003年,为吉尔吉斯斯坦的马平528井、伊斜167井提供钻井液技术服务。
  • 2003—2009年,在伊朗KASHAN和KUHEDUST风险勘探地区完成ARAN-1井等6口井钻井液技术服务。
  • 2004—2006年,为哈萨克斯坦提供11口井钻井液技术服务。
  • 2007年,中标土库曼斯坦6+6钻井液技术服务项目。

  技术服务案例

 

  1、深井钻井液工艺技术应用

  该公司根据不同地层和井型,研制出用于普通深井的聚磺钻井液;用于大井眼、易坍塌地层深井的MMH聚磺钻井液;用于易塌、易漏深井钻探的硅酸盐聚合物钻井液等多种适用于深井钻探的钻井液体系,有效满足了各类地层深井、超深井钻井施工的需要。

   郝科1井是1995年胜利油田钻探的一口重点科学探索井,设计井深5500米,完钻井深5807.81米。钻井液密度最高达1.95克/立方厘米,抗温230摄氏度。该公司应用“MMH聚合物钻井液”进行施工,并根据施工需要,适时转化为“MMH聚合物盐水钻井液”和“MMH聚合物饱和盐水防塌钻井液”,取得整个钻井过程起下钻畅通,钻井液性能稳定的效果。

  利67井是2008年胜利油田部署在济阳坳陷的一口重点预探深井。该公司应用聚磺聚合醇防塌钻井液体系,及时解决了井壁掉块、泥浆起泡、井涌、油气侵、石膏侵、盐水侵和井漏等各种复杂问题,保证了中途测试和钻进施工的顺利进行。该井完钻井深4241米,钻井液密度达到1.97克/立方厘米。获得日产天然气16000多立方米的高产工业油气流。

 

  2、水平井钻井液工艺技术应用

  该公司研制开发出的水基钻井液、聚合物乳化钻井液、欠饱和盐水钻井液等水平井和大位移井钻井液体系,有效满足了钻井施工要求,其技术含量达到国内领先水平。

  埕129-斜10井是胜利油田飞雁滩油区一口高难度的滩海陆采大位移定向井。该公司采用海水聚合物润滑钻井液体系和纳米乳液胺基聚合物润滑钻井液体系,有效提高了钻井液抑制性、润滑性和携岩能力,保证了施工安全顺利完成。该井完钻井深3276米,垂深1446.59米,水平位移2515.96米,机械钻速达到10.67米/小时,钻井周期48天7小时。

  高42-平2井是胜利油田高青油区的一口水平井,该井地层压力系数低于1.0,主要成分为火成岩和砂岩。在火成岩地层存在裂缝,甚至有大型溶洞,在钻进时容易发生井漏,严重时会只进不出。该公司根据该区块的特点,在该井三开井段使用了可循环微泡沫钻井液体系,保证了工程的顺利施工,有效保护了油气层。

 

  3、生物酶可解堵钻井液工艺技术应用

  生物酶可解堵钻井液是利用现代生物酶技术的催化和降解特点,将钻井与完井相结合的新型钻井液体系。在钻井完成后不需要采用常规压裂解堵、酸化解堵、油溶解堵、破胶解堵等工艺技术,储层先前形成的泥饼在生物酶的作用下自动降解破除,降解时间可人为控制在2—720小时,可广泛应用于石油钻井作业中的解堵增产措施中。该公司分别在昌68-斜3井、昌66-斜8井等14口井进行了生物酶可解堵钻井液体系现场试验。在曲15、曲9区块应用投产后,日产油超过该区块平均日产量50%—100%,取得良好的增油效果。

 

  4、无粘土钻井液工艺技术应用

  无粘土钻井液的主要特点在于固相含量低,滤液抑制性强,油气层保护效果好。该公司已研究开发出了NaCL(氯化钠)、KCL(氯化钾)、卤水、HCOONa(甲酸钠)、HCOOK(甲酸钾)等多套无粘土钻井液体系,能满足低压地层的勘探开发需要。在埕北307井、埕北39井、垦古22-平1井等现场应用了无粘土钻井液,均取得显著效果。其中埕北39井获日产油160吨、天然气52566立方米的高产,由该井新增探明石油地质储量达1020万吨。垦古22-平1井,采用无粘土钻井液体系,试油获得日产92吨的高产油流,是邻井的6-7倍。

   5、可循环微泡沫钻井液工艺技术应用

  可循环泡沫钻井液的主要特点是密度低,在0.60克/立方厘米—1.0克/立方厘米(地面测试)范围内可调。该公司已在胜利油田滨674区块、滨348区块、临盘、草桥等10多个油田区块推广应用上百口井。与使用常规钻井液相比,可有效地防止钻井液的漏失,与同区块同类井相比,产油量可增加20%以上。2002年该技术和产品出口到委内瑞拉。

  6、强抑制性水基钻井液工艺技术应用

  强抑制性水基钻井液适应于强水敏储层和中强水敏油藏,具有较强的抑制性,页岩膨胀高度≤1毫米。该公司在胜利油田郑王地区、单6东区块、孤东281区块进行了100多口井的现场推广应用,取得了较好的增油效果。特别是郑408-试1、郑408-试2井,投产后日产油提高50%以上。孤东281-1井日产油11吨,较邻井孤东281井产量提高2倍以上。单6东区块投产井的平均日产油量由原来的15吨提高到40吨以上。

  7、防漏堵漏钻井液工艺技术应用

   该公司应用了静止堵漏、稠浆桥塞堵漏、柴油坂土浆堵漏、聚合物交联堵漏、注水泥浆堵漏、可酸化凝固型堵漏等工艺技术,并完成了单向压力暂堵剂复配堵漏工艺技术的研究和现场推广应用,使堵漏成功率大幅度提高。车660井是一口评价井,完钻井深4765米。该井沙三下、沙四段地层压力较高,钻至井深4238.52米时井涌。该公司组织高密度钻井液压井成功。但由于地层比较脆弱,在压井的过程中造成了井漏,共漏失钻井液1400立方米。该公司采用可酸化凝固型堵漏剂进行堵漏一次成功,顺利钻穿沙三段盐膏层,保证了该井的顺利施工。

   8、川东北钻井液工艺技术综合应用

  普光105-2H井是中国石化集团公司在川东北部署的一口高难度重点探井。该公司通过采用地层底部压顶技术、分段转换技术、静止封堵技术以及研发适合地层特点的综合钻井液体系,形成了独有的《空气钻后钻井液转换施工工艺》。该井实现了两次钻井液转换过程均一次成功,替入泥浆呈现出良好的造壁、抗温、防塌性能,有效防止了泥浆的漏失和井壁坍塌。运用该技术优质高效完成的河坝1井,钻井液密度在2.1克/立方厘米以上,成为川东北地区井深最深6126.00米、施工难度最大的一口探井,为该区域钻井施工提供了强有力的技术支撑。

  9、钻井液新工艺新技术在国外综合应用

  BAB-1井是该公司在伊朗KUHDASHT区块的第一口大包重点探井,设计井深2450米。当钻至井深404.16米时,出现了特大型井漏和失返现象,共消耗钻井液1455立方米。该公司采用可酸化凝固型堵漏剂堵漏成功。在该井钻遇Amiran、Gurpi地层时,出现了井壁大量坍塌等复杂情况。该公司及时优选出有较强抑制性和稳定性的KCL(氯化钾)欠饱和盐水钻井液体系,成功地解决了缩径和坍塌问题。进入目的层三开以后,为了发现和保护油气层,应用成熟的可循环泡沫钻井液技术钻进,地面泡沫钻井液密度为0.80-0.84克/立方厘米,最终在该井发现了很好的工业油流,得到甲方高度评价。

   亚速尔哲别012井是该公司为土库曼斯坦项目施工的第一口井,可参考的地质资料和临井资料非常有限。为确保该井顺利施工,该公司前期设计钻井液种类达30余种,配备钻井液材料近600吨。施工初期,提前降低钻井液失水,维护井壁稳定,顺利钻穿500米的盐膏层,确保了钻井液体系转型和技术套管下入。针对三开井段易漏地层,该公司使用了自行研制的可循环泡沫钻井液体系,最低密度降到了0.82克/立方厘米,最大限度地保护了油气层,使该井成为一口高产自喷井。

四、产品信息

可循环泡沫钻井液

  可循环泡沫钻井液是泥浆公司研制开发的新型钻井液。随着油田的滚动勘探和开发面积的扩大,出现了一些地层和油气层压力系数低于1.00的油区。在这些油区的钻井过程中,以前所应用的水基钻井液会发生大量漏失,不仅要花费大量的人力、物力,而且严重地污染了油气层,有些油区由于该问题总是得不到解决,只能放弃开发。国外很早就开始应用泡沫钻井液技术,但都是用专用设备来发生和控制,一次性使用,投资大、成本高、钻井周期长,难以推广使用。

  针对低压地层钻井流体的漏失问题,泥浆公司开始了该钻井液的研制工作,1990年完成硬胶泡沫钻井液基础配方,1996年被管理局列为正式科研项目,项目名称为“可循环泡沫钻井液的研究与应用”。于1997年11月通过室内研究和现场试验完成了该钻井液体系的研制。

   该体系现场应用时不需增加任何专用设备,有着半衰期长、泡沫强度高、携砂性能好、可循环使用且不影响钻井液泵上水等优点,投资小、效益高、现场施工工艺简单。其密度范围在0.60~0.99克/立方厘米内可调。 该钻井液已在近百口井中得到了应用,在胜利油田草桥、孤南、桩西等低压易漏地区应用尤为广泛。与使用常规钻井液相比,可有效地防止钻井液的漏失,节约钻井液材料费用,减少钻井队因堵漏工作浪费的时间,大幅度降低钻井运行费用,与同区块同类井相比,产油量可增加20%以上。该钻井液还解决了被称为“钻井禁区”的古潜山及火成岩区块的钻探问题,使得该类油藏得到有效地开发,并很好地保护了油气层,具有很高的经济效益和社会效益。1998年12月,泥浆公司采用可循环泡沫钻井液完成了管理局第一口采用欠平衡钻井液施工的重点井罗151-11井,完钻井深3080米,创出了泡沫钻井液在井深超过3000米应用获得成功的新纪录。2002年1月15日可循环泡沫钻井液材料远销委内瑞拉。

  目前该钻井液在胜利油田的草桥、滨南、桩西地区已经得到普遍应用。

黑色正电胶(BPS)及强抑制性抗高温钻井液完井液的研究与应用

  1998年2月,泥浆公司与山东大学经过近三年的合作研制开发了一种全新的钻井液处理剂和油层保护剂:BPS黑色正电胶。与传统的MMH相比,BPS正电性更高,油溶性更好,可与水以任何比例互溶,有效物含量达50%。由有机BPS黑色正电胶配制的BPS钻井液具有动塑比高、防塌效果好等特点,从页岩稳定机理和BPS本身具有的高正电性、油溶性及室内渗透率评价来看,该体系对保护油气层具有明显的效果。在室内研究的基础上,有机BPS钻井液于1998、1999年在18口井进行了现场试验。现场试验结果表明,该体系配方性能易于维护和调整,具有极佳的井眼清洁能力,能满足钻井、地质、测井、固井等工艺的要求,且油气层保护效果良好。采用该钻井液施工的井,钻井周期比相同地区同类井降低了15-20%,油井单井产量提高了近1倍,取得了良好的经济效益和社会效益。此后,该体系在胜利油田永安、孤东、大北、郑家等区块和中原、华北、冀东等油田进行了现场推广应用。

  “黑色正电胶(BPS)及强抑制性抗高温钻井液完井液的研究与应用”项目包括“黑色正电胶(BPS)”和“强抑制抗高温钻井完井液”两部分内容。荣获2001年中国石油化工总公司科技进步二等奖。该项目主要包括2部分内容:泥浆公司与山东大学合作研制开发了黑色正电胶。黑色正电胶为有机正电胶,是一种全新的钻井液用处理剂和油气层保护剂。与传统的MMH无机正电胶相比,它具有正电性高(其正电性达到70毫伏),油溶性好,可与水任何比例混溶的优点,有效物含量可达50%,具有良好的剪切稀释能力,耐温160℃,抗盐抗钙性能优良,具有更强的页岩抑制性,与其它处理剂配伍性好。以黑色正电胶为主处理剂的钻井液润滑性好,抑制能力强,防塌效果好,稳定井壁能力强,井眼规则,动切力和动塑比较高,流动性好。同时,从页岩稳定机理和黑色正电胶(BPS)本身具有的高正电性、油溶性及室内渗透率评价来看,黑色正电胶(BPS)对保护油气层具有显著的效果。

   “黑色正电胶(BPS)”的创新点在于:

  • 1、黑色正电胶是一种全新的钻井液用处理剂和油层保护剂,正电性其是MMH正电胶的两倍,能被水润湿,具有油溶性,有效物含量可达50%;
  • 2、通过研制生产推广黑色正电胶(BPS),使钻井液完井液的功能合二为一,确保了钻井的顺利施工,得到了保护油气层的最佳效果,也为今后正电钻井液体系打下了良好的基础。
  • 3、黑色正电胶及以其为主处理剂的钻井液完井液体系为国际首创。

  自1999年投产至2000年11月,已生产销售近500吨,创产值380多万元;黑色正电胶钻井液在永安、孤东、大北、郑家等区块43口井上应用,具有良好的清洗井眼能力和稳定井壁能力,现场施工工艺简单,性能易于维护和调整,能够满足钻井、测井、固井等工艺的要求,保证了钻井完井施工顺利,提高了钻井速度,产生了显著的效益(如永921-斜7井、临2-平6井、辛11-斜139井等钻井周期比同区块同类型井降低了近一周,井径扩大率由原来的10%降低到4%。)。从地层测试效果看,运用黑色正电胶有效控制了钻井完井液对油层的污染,采用黑色胶钻井液施工的井渗透率恢复值高,完钻试油的油井单井产量平均提高近1倍。如:在大北地区施工的两口井投产后产油量较其它同类井有所增加;永8区块部署的10口开发井投产后均获得高产油流,其中永8-平1井日产油93吨(该区块成为近年来我局陆上建成产能最大的区块),黑色正电胶在保护油气层中也发挥了重要作用。(按平均增产原油15%计算,由此而产生的经济效益在5000多万元。)

可酸化凝固型堵漏剂技术

  1、用途:可酸化凝固型堵漏剂主要用于钻井施工过程中遇到的低压漏失层、高渗透地层、裂缝地层以及溶洞型地层的堵漏技术。

  2、技术原理:可酸化凝固型堵漏剂是由胜利泥浆公司研制的一种新型的高效堵漏剂,该堵漏剂是由多种无机物与有机物组成,该堵漏剂注入漏层后,在地层温度、地层压力的作用下,堵漏剂各组分之间发生各种物理化学反应及各组分之间的协同效应,形成了具有一定强度并且凝固强度可调、凝固体积不缩小的封堵物。具有很强的酸溶率及封堵能力。

   3、技术指标:

  • 酸溶率: 85-95%; 抗温性: 250°C以上;
  • 凝固强度: ≤0.1-0.3mm;
  • 封堵率: ≥95%;
  • 悬浮稳定性:稳定15-20小时;
  • 凝固时间: 8-16小时(不同配方凝固时间不同)。

   4、技术水平:该项目研制的堵漏剂及其工艺很好在解决了裂缝性及溶洞性储层漏失问题,国内同时具备强度高、耐温性能好、适合封堵低压漏失层、裂缝性及溶洞性储层的堵漏剂还未见报道,该项目技术达到了国内领先水平。

  可酸化凝固型堵漏剂的研制较好地解决了常规堵漏方法难以解决的井漏问题。经过多口井的现场应用,取得了较好的堵漏效果和经济效益。该堵漏剂密度低、强度可调整,抗污染抗温能力强,抗温达250°C以上,适用范围广,封堵裂缝及溶洞型漏失的效果显著;该堵漏剂的酸溶率达85-95%,一旦需要,可解除堵塞;利用井队设备即可施工,施工工艺简便。