延安职业技术学院毕业论文题目：长庆油田钻井液现状分析所属系部：石油工程系专业：钻井技术年级/班级：07(五)钻井班作者：赵文田学号：071395002023014指导教师：评阅人：2012年5 月27日目录第1章绪论 (1)第2章长庆油田储层特征和钻井难点 (3)2.1 长庆油田储层特征 (3)2.2 长庆油田钻井问题分析 (4)第3章长庆油田常用钻井液体系分析 (6)3.1 低固相聚合物钻井液 (6)3.1.1 体系的配方 (6)3.1.2 体系的特点 (6)3.1.3 现场应用分析 (7)3.2 双钾离子聚合物钻井液 (7)3.2.1 体系的配方 (7)3.2.2 体系的特点 (7)3.2.3 现场应用分析 (8)3.3 无土相低伤害暂堵钻井液 (9)3.3.1 体系的配方 (9)3.3.2 体系的特点 (9)3.3.3 现场应用分析 (10)3.4 环保钻井液体系 (10)3.4.1 体系配方处理剂 (10)3.4.2 体系特点 (10)3.4.3 现场应用分析 (11)第4章结论 (12)致谢 (13)参考文献 (14)摘要：根据长庆油田储层特征，认为在油气田开采过程中涉及的钻井液性能，必须注意以下几点：(1)对储层伤害小；(2)必须有较好的抑制性能和滤失性能；(3)低毒或无毒，对环境污染小；(4)对油品污染小。

通过对现有钻井液进行归纳，并对长庆油田近年来使用的钻井液进行总结，将长庆油田钻井液体系归纳为：一开时，钻穿表层黄土层，主要用清水或低固相聚合物钻井液，提高钻井速度，钻井液主要组成有膨润土、高分子聚合物(如KPAM、PAC-H、HV-CMC)等，防止坍塌及有效清洗井眼，使表层套管下入顺利；二开以防塌、防漏、安全快速钻进为目的，以低固相聚合物体系或双钾聚合物钻井液体系为主；若遇水平井段，使用无土相低伤害暂堵钻(完)井液体系。

在此基础上分别对各个钻井液体系的组成、特点及应用进行了分析。

关键字：长庆油田；储层特征；钻井第1章绪论钻井液是指油气钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体的总称。

钻井液总是随勘探技术的需要和钻井工艺的不断提高而不断发展的。

从最初的清水钻井到现在的不渗透钻井液等先进的钻井液技术，钻井液工艺技术得到了长足的发展[1]。

国外钻井液技术大致经历了以下四个阶段：(l)1914～1916年，清水作为旋转钻井的洗井介质，即开始使用“泥浆”。

(2)20世纪20～60年代，以分散型水基钻井液为主要类型的阶段。

在这期间，经历了从细分散体系向粗分散体系的转变，同时也出现了早期使用的油基泥浆和气体型钻井流体。

(3)70年代以后，以聚合物不分散钻井液为主要类型的阶段。

聚合物钻井液是国外水基钻井液发展最快的一类，它的出现标志着钻井液工艺技术进入科学发展阶段，同时在抗高温、深井钻井液方面也得到了很大的发展。

(4)20世纪90年代，阳离子聚合物钻井液和正电胶钻井液以及其它新型钻井液也得到了很快的发展，钻井液技术进入了一个崭新的发展阶段。

我国钻井液技术的发展可分为三个阶段：钙处理钻井液阶段，20世纪60～70年代初基本上都使用钙处理钻井液；三磺钻井液阶段，所谓“三磺”即是磺化酚醛树脂(SMP)、磺化褐煤(SMC)和磺化拷胶(SMK)，三磺钻井液的研制成功，是中国在深井钻井液技术上的一大进步；聚磺钻井液阶段，“聚磺钻井液”是将“聚合物钻井液”与“三磺钻井液”结合在一起而形成的一种钻井液体系。

在三磺水基钻井液的基础上引入阴离子型聚丙烯酞胺类作为流变性及滤失性处理剂是中国在深井钻井液技术上的第二个进步。

进而，将阳离子型有机聚合物引入三磺钻井液作为强抑制剂是中国深井钻井液技术上的第三个进步。

近五年来，作为钻井工程“血液”的钻井液技术得到高度重视，钻井液技术得到快速发展并取得了许多重要成果，为提高勘探开发速度、增产增储起到重要作用。

近年来，随着复杂地层深井、超深井及特殊工艺井油气钻探越来越多，对钻井完井液技术提出了更高的要求。

“安全、健康、高效”的钻井液和逐渐形成的“钻井完井液系统工程技术”的概念，标志着钻井完井液技术研究和应用进入了一个全新的发展阶段。

随着世界石油工业的迅速发展，钻井技术对钻井液提出了更高、更新的要求，特别是在钻井液技术发展受到环保政策及法律、法规限制的情况下，研究满足钻井工程技术和环境保护需要的新型钻井液体系更显得非常必要。

为了满足环境保护的需要，同时又不失去钻井液所必需的性能，国内外钻井工作者均在竞相研究开发新的环保型钻井液体系，国内外先进水平的水基防塌钻井液新体系，以及适应于极复杂地质条件下的、环保性能优良的第二代合成基环保钻井液新体系，代表了钻井液的发展方向。

这些研究在很大程度上体现出21世纪钻井完井液技术蓬勃发展的总趋势—满足油气层保护、环境保护、油品保护、低成本、高效钻井液新体系、新技术的要求。

长庆油田勘探区域主要在陕甘宁盆地，勘探总面积约37万平方公里。

累计探明油气地质储量54188.8万吨（含天然气探明储量2330.08亿立方米）。

长庆油田是中国石油油气储量快速增长的领跑者，每年给国家新增一个中型油田，我国陆上最大产气区和天然气管网枢纽中心，原油产量占全国的1/10，天然气产量占全国的1/4。

2013年，长庆油田有望实现油气当量5000万吨，建成中国“西部大庆”。

长庆油田储层具有低孔低渗的特点，地层分布情况复杂，具有易塌、易漏的特点，储层伤害多产能的影响很大。

因此，合理的选择钻井液对油气田的开发开采具有重要的意义。

本文准备从长庆油田储层特征入手，并对现有的钻井液体系进行分类，总结长庆油田近年来使用的钻井液，将长庆油田钻井液体系进行归纳分析。

通过文献调研和分析，将长庆油田钻井液体系归纳为：一开时，钻穿表层黄土层，主要用清水或低固相聚合物钻井液，提高钻井速度，钻井液主要组成有膨润土、高分子聚合物(如KPAM、PAC-H、HV-CMC)等，防止坍塌及有效清洗井眼，使表层套管下入顺利；二开以防塌、防漏、安全快速钻进为目的，以低固相聚合物体系或双钾聚合物钻井液体系为主；若遇水平井段，使用无土相低伤害暂堵钻(完)井液体系。

在此基础上分别对各个钻井液体系的组成、特点及应用效果进行了分析。

第2章长庆油田储层特征和钻井难点2.1 长庆油田储层特征长庆油田工作区域处于鄂尔多斯盆地北部的伊蒙隆起、中部的陕北斜坡、南部的渭北隆起、西缘的逆冲带与相邻的天环凹陷以及东部的晋西挠褶带(小部分)。

地层填隙物的主要组成包括原生沉积杂基、碳酸盐岩胶结物、硅质胶结物、长石质胶结物和自生粘土矿物。

其中碳酸盐岩胶结物以铁方解石为主，占1%～3%；硅质胶结物主要为自生石英，占0.2%～0.5%；自生粘土矿物以伊利石、绿泥石和高岭石为主，有一定的伊/蒙间层矿物，未见蒙脱石；原生沉积杂基在岩石孔隙中分布较为普遍。

另外，还含有少量的重晶石和黄铁矿等。

粘土矿物类型以伊利石和绿泥石为主，见少量伊/蒙间层矿物，高岭石含量极少。

伊利石38.3%～66.3%，平均49.5%；绿泥石26.7%～57.6%，平均43.6%；伊/蒙间层0.4%～13.8%，平均6.9%，蒙脱石间层比小于10%。

文献统计结果显示[2]：长庆油田目前已探明石油地质储量中渗透率大于l0mD占14.2%，渗透率3～10mD占3.8%，渗透率l～3mD占59.2%，渗透率0.5～lmD占13.4%，渗透率0.3～0.5mD占9.2%，渗透率0.1～0.3mD占0.2%，绝大部分是特低渗透层。

低渗透整体发育在西倾的单斜缓坡背景上，储层非均质性强。

低渗透油藏油水分异差，含油饱和度低，电阻率低，测井不易识别。

图2.1 长庆油田油层绿泥石、伊利石和高岭石发育特征，SEM 总的来说，长庆油田储层为低压、低渗、低丰度；且非均质、性差，无初产；必须经过改造才能获得产能。

因此，在完成钻完井作业后，必须进行压裂、酸化等油气井改造作业，才能进行开采。

鉴于长庆油田储层矿物的特点，所以在油气田开采过程中涉及的钻井液性能，必须注意以下几点：(1)对储层伤害小；(2)必须有较好的抑制性能和滤失性能；(3)低毒或无毒，对环境污染小；(4)对油品污染小。

2.2 长庆油田钻井问题分析长庆油田主要地质分层及存在的问题分析(见表2.1)(l)表层井段的第四系存在流沙层垮塌及井口塌陷问题。

表层黄土层欠压实，胶结性差，极不稳定，极容易发生漏失和窜漏现象；(2)二开直井段直罗组、延安组以及延长组中上部砂岩井段存在缩径而泥岩井段又存在垮塌、起下钻阻卡等井下复杂现象；纸坊组地层分散造浆；刘家沟组存在区域行漏失，“双石”主要硬脆性泥岩跨塌。

(3)垮塌层位石千峰组和石盒子组处于大斜度井段，更加剧了井眼失稳，特别是石盒子组硬脆性泥岩处于入窗前位置，井斜将达到88度以上，又进一步增加了钻井液的防塌难度。

表2.1长庆油田地层分层与钻井事故对应分析表2.2长庆油田钻井各阶段钻井液性能要求第3章长庆油田常用钻井液体系分析长庆油田现有的区块钻井所使用的钻井液体系归纳为：一开时，钻穿表层黄土层，主要用清水或低固相聚合物钻井液，提高钻井速度，钻井液主要组成有膨润土、高分子聚合物(如KPAM、PAC-H、HV-CMC)等，防止坍塌及有效清洗井眼，使表层套管下入顺利；二开以防塌、防漏、安全快速钻进为目的，以低固相聚合物体系或双钾聚合物钻井液体系为主；若遇水平井段，使用无土相低伤害暂堵钻(完)井液体系。

3.1 低固相聚合物钻井液针对表层井段的第四系存在流沙层垮塌及井口塌陷问题。

表层黄土层欠压实，胶结性差，极不稳定，极容易发生漏失和窜漏现象，选用此钻井液。

3.1.1 体系的配方不分散低固相聚合物钻井液自20世纪60年代引入我国以来，得到大力推广。

这种钻井液是利用人工改性钠土或天然钠土配制而成，加入丙烯酸系列处理剂，如PHPA，控制粘土的分散度，形成的钻井液类型。

再根据钻进工作时钻井液的性能要求，加入一定量的处理剂调整钻井液的性能。

钻井液中含有一定浓度的高分子聚合物，聚合物在孔壁上产生强烈的作用，形成一层纵横交错的聚合物薄膜，这种薄膜不但具有很强的吸附作用，还将进一步阻止自由水在地层中的渗透，从而产生抑制粘土的水化和分散的作用。

聚合物钻井液中的其它组分也将与其共同作用，使孔壁粘土向不分散的状态转变，从而达到稳定孔壁的目的[5]。

低固相聚合物钻井液的性能及技术经济指标的要求如下：①选用的高分子聚合物与其它组分共同作用，对钻井液中的粘土、孔壁和岩屑不产生分散作用，护壁效果好。

②钻井液的回收率在90%以上，经过处理后可以重复使用。

③易于保持现场的文明施工。

④工程综合成本低。

⑤性能指标为：粘度20s，含水率1%，密度1.02g/cm3，胶体率大于95%，失水量不大于11ml/30min，泥皮厚度小于0.5mm，pH值7.5～8。