石蜡乳液润滑剂在江苏油田钻井中的应用.pdf

第 3 8卷 第 3期 2 O 1 0年 5月 石 油 钻 探 技 术 I ETR J EUM I Rl I I I NG TE CH N1 QUFS V I _ 3 8 NO． 3 M l V， 2 0l 0 ● 固井与泥 浆 石蜡乳液润滑剂在 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 1 0 8 9 0 ． 2 0 1 0 ． 0 3 ． 0 1 4 江苏油 田 钻 井 中的应 用 何竹梅 薛 芸 曾甘林 徐 浩 中国石化江苏油田分公 司 石油工程技术研究 院， 江苏 扬 州2 2 5 0 0 9 摘 要 为 了减轻 江 苏油 田钻 井 中的 原油 污染 问题 ， 实现钻 井生 产的 防卡及 安全 钻进 ， 开展 了石蜡 乳液 润 滑剂 的应 用研 究。通 过进 行石蜡 乳液 的润 滑性 、 抗温 性和储 层保 护等 评价 试验 ， 优 选 出一 种适 合 江 苏油 田地 层特 点 ， 且具 有 润滑 、 防塌 、 保护 储层 作 用的环保 型石 蜡乳 液 润滑 剂 ， 在 1 1口定 向井 中替代 原 油使 用 ， 节约 原 油 1 5 0 t ， 减 少有 害钻 井废 弃物 排放 量超 过 5 0 0 0 1T I 。 。M4 O - 2 0 试验 井 油层表 皮 系数 为 一0 ． 5 5 ， 储 层 处 于超 完 善 状 态 ； 应 用井钻 井作 业顺利 ， 复 杂时效较 近 三年 2 0 0 6 2 0 0 8年 平均值 降低 达 2 6 ． 7 ， 取 得 了较好 的钻探 效 果 。 关 键 词 石蜡 ；乳 状 液 ；润 滑 剂 ；钻 井 液 ；江 苏油 田 中图分类号 TE 2 5 4 ． 4 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 1 0 8 9 0 2 0 1 0 0 3 0 0 6 3 0 4 江 苏 油 田 地 处 长 江 中下 游 地 区 ， 长 江 、 淮 河 人海 口附近 ， 油 区 内河 流 众 多 ， 人 口稠 密 ， 环 境 保 护要 求 苛 刻 。 受 地 面 条 件 限 制 ， 江 苏 油 田 定 向 井 、 水 平 井 较 多 ， 所 占 比例 高 达 9 8 。 目前 ， 江 苏 油 田钻 井 所 用 无 毒 润 滑 剂 的 性 能 不 能 满 足 大 斜 度 井 、 水平 井 的施 工 需 要 ， 均 使 用 原 油 作 为钻 井 液 润 滑剂 ， 且 含 量 大 于 l 0 ， 年 消 耗 原 油 1 0 0 0 t以 上 ， 2 0 0 7 、 2 0 0 8年 均高 达 1 6 3 0 t ， 该 类 井 产 生 的钻 井废 弃 物 毒性 大 ， 环 保 压 力 大 ， 已成 为 非 常 突 出 的 问题 。 通 过 调 研 得 知 石 蜡 乳 液 RHJ _ 1 具 有 良好 的润 滑 性 能 和保 护 储 层 效 果 ， 并 兼 有 较 强 的 防塌 抑 制 性 能 ， 对 环 境 无 影 响l 1 ] ， 在 石 油 领 域 中 的 应 用 正 逐 渐 成 为 热 点 l 2 ] 。2 O O 8年 ， 笔 者 开展 了石 蜡 乳 液 润 滑 剂 在 江 苏 油 田钻 井 中 的 应 用 研 究 ， 以 满 足 江 苏 油 田 日益 紧 迫 的 环 保 和 节 能 降耗 要 求 ， 以 及 快 速 发 展 的 钻 井 工 程 和 油 气 层 保 护 的 技 术 需 求 。 1 室 内试验 1 ． 1 RHJ - 1 的润 滑性 能评价 通过极压润滑仪 ， 测量 5 9 ／ 5 膨润土浆 中加入 同 浓度 不 同润滑 剂试 样后 的润 滑 系数 ， 并计 算 其 润 滑 系数 降低率 ， 以评 价其 润滑 性能 ， 结果 见表 1 。 表 1 润 滑性 能对 比 注 基浆为 5 膨润土浆 。 由表 1可知 ， 在常 温下 ， R HJ _ 1 的润滑性 能较 原 油 、 多元 醇 F X RH、 植 物油 K D 一 2 1 C 好 。 1 ． 2 RH J - I J fl 量 筛选 在 5 膨 润 土 浆 中 依 次 加 入 1 、 2 、 3 和 4 的RH J 一 1 ， 高速 搅拌 1 0 mi n后 ， 使用 极 压润 滑仪 ， 在常温下测 量试样 的润滑 系数 ； 再 将试样在 1 2 0℃ 下 热滚 1 6 h后 测 量 试 样 的 润 滑 系 数 ， 评 价 其 抗 温 性 能 ， 结果见 表 2 。 收 稿 日期 2 0 O 9 0 3 1 3 ； 改 回 E l 期 2 n 1 3 2 3 基 金 项 目 中国 石 化 江 苏 油 田分 公 司 重 点 科技 攻 关项 目” 悬 浮乳 液 钻 井液技 术研 究 与应 用” 编 号 』 S O 9 0 3 8 部 分 研 究成 果 作 者 简 介 何 竹 梅 1 9 6 6 ， 女 ． 江 苏 镇 江 人 ． 】 9 8 9年 毕 业 于西 安石 由学院应用化 学专业 。 高级工程师． 主要从事钻井液设计及 相关 技 术 研 究 工 作 联 系方 式 0 5 1 1 8 7 7 6 0 1 6 2． h e z m 】 e c c ． ， n 1 ． C I ] 表 2 R H J - 1 加量筛选 注 基浆为 5 膨润土浆。 由表 2可知 ， R H] 一 1 加 量 在 1 9 ／ 6 ～2 之 间时 ， 钻井液 具有较 好 的降摩 阻效果 ， 抗温 达 1 2 0℃ 。 1 ． 3 R H J 一 1 与 聚合物 钻 井液的 配伍性 在 室 内配 制 的 基 浆 中分 别 加 入 0 ． 5 、 1 ． 0 、 1 ． 5 和 2 ． O 的R H J l ， 测试其性能， 以考察RH J 一 1 与 聚合物 钻井液 的配伍 性 ， 结 果见 表 3 。 由表 3可知 ， RHJ 一 1 对聚合物钻井液的流变性 能影 响小 ， 随着 加量 的增 加 ， 动 塑 比增 大 ， 提 高 了钻 井 液携 岩 能力 ， 表 明RHJ 一 1 与 聚 合物 钻 井液 的配 伍 性好 。 表 3 R H J - 1 与聚合物钻 井液的配伍性 注 基浆为 5 膨润 浆O ． 2 纯碱O ． 2 ％P MHA - ⅡO ． 5 ％NH4 一 HP AN。 另外 ， 取 S X] 4 井 1 7 8 0 m 的井 浆 定 向前 ， 加 入 3 ． O ％的 RHJ 一 1 ， 搅拌均匀后 ， 测其常温下 的性 能 ， 以考 察 RHJ 一 1与聚 合物 井 浆 的配 伍性 ， 结 果 见 表 4 。 表 4 R H ,I l 与聚合物井浆的配伍性 注 井浆为 5 ． 0 膨润土浆0 ． 2 纯碱 O ． 2 ％P MHA I I O ． 6 Y o NH4 一 HP AN 由表 4 可 知 ， RHJ 一 1 与 聚合物井 浆 的配伍性 好 。 1 ． 4 储层保 护评 价 用 B a o ]井 储 层 井 深 2 4 8 5 ． 4 8 m 岩 心 ， 采 用 J HMD ～ Ⅱ高 温高 压动 态 损 害评 价 仪 ， 在 温 度 6 O℃ 左右 、 损害 压差 3 ． 5 MP a 、 损 害速 梯 2 0 0 s 条件下 ， 按照 动态损 害评价 步骤 ， 测 定 加 入不 同钻 井液 的岩 心渗 透率恢 复率 ， 以评价 石 蜡 乳 液钻 井 液 的储 层 保 护效 果 ， 结 果见表 5 。 由表 5可 知 ， 石 蜡 乳 液钻 井 液 的天然 岩 心渗 透 表 5 储层污染程度评价结果 注 渗透率恢复率一污染反排后油相渗透率／ 污染前油相渗透率 。 率恢复率高达 8 3 ． 4 0 ， 储层保护效果好 。 1 ． 5表面 张 力 在 6 O℃恒温 下 ， 用 TX5 0 0 C全 量程界 面 张力测 量 仪测 定 1 ％RHJ ～ 1 水 溶液 、 石 蜡乳 液钻井 液 滤液 、 聚合醇钻 井液滤 液 、 清水 的表面张 力 ， 结 果 见表 6 。 表 6表面张力试验 结果 第 3 8巷 第 3期 由表 6可 知 ， 清 水 加 入 1 RH J 一 1 后 表 面 张 力 降低近 5 O ， 石蜡 乳液 钻井 液 的表 面 张力 明显 小 于 聚合醇钻 井液 。这 表 明 ， 石蜡 乳 液 钻 井 液 能减 小 毛 管 阻力 ， 滤液易 于返 排 ， 能 降低水 锁损 害 。 1 ． 6荧 光级别 取石蜡 乳液 钻井 液 0 ． 5 g用 5 O mL氯 仿溶 解 ， 摇晃均匀静置 1 2 h ， 萃取 5 mL溶液直照， 其荧光级 别为 3级 ， 荧 光级 别低 ， 符合 地质 录井要 求 。 2 现场应用与效 果评价 2 ． 1现 场 应 用 石 蜡乳 液 润 滑 剂 在 江 苏 水 网 密 布 区 的 高 集 、 闵桥 等 油 田的 1 l口井 中成 功应 用 ， 表 7为 1 1口应 用井 的基 本情 况 ， 表 8为 M4 0 2 0 试 验 井 储 层 的测 试情 况 。 表 7石蜡乳液润滑剂应用井的基本情况 应用井 井深／ m 井斜角／ 。 机械钻速／ mh 全井／ 油层平均井径扩大率 ， ％ 电测情况 备注 1 ． 7 6 ／1 ． 3 9 2 ． 6 0 ／ 1 ． 7 0 1 2 ． 0 4 ／ 8 ． 2 0 4 ． 4 0 ／ 3 ． 8 8 2 ． 2 0 ／ 1 ．9 O 2 ． 0 0 ／ 1 ．2 5 2 2 ． 8 2 ／ 5 ．6 9 1 ． 3 0／ 0 ．5 1 6 ． 1 0／ 5 ．7 O 8 ． 1 7 ／ 5 ．5 1 6 ． z 4 ／ 未 测 电测时溢流 井漏井垮 表 8 M4 0 - 2 0 试 验 井 储 层 测试 数 据 下 面 以 G6 P 3井 为 例 ， 介 绍 石 蜡 乳 液 润 滑 剂 在 江 苏油 田钻井 中 的应 用 。 G 6 P 3 井 位于高集构 造 中部 的 高部 位 ， 井 身结 构 为 4 4 4 ． 5 mm 钻 头 7 6 ． 0 0 m j 5 3 3 9 ． 7 m m 套 管 7 5 ． 1 5 m 3 1 1 ． 1 mm 钻 头 5 9 9 ． 4 6 m 2 4 4 ． 5 mm5 9 6 ． 1 4 m 声2 1 5 ． 9 mm 钻 头 2 3 4 5 m j 5 1 3 9 ． 7 mm 套 管 2 3 4 1 ． 0 2 m ， 水平段 长 4 1 5 m， 最大井 斜角 8 3 ． 1 。 ； 目的层 位 E f ， 中低 孔 一 中渗 ， 中 偏 强水 敏储层 。井 场位 于江苏 省金 湖县境 内的洪泽 淮 河 入江 的泄 洪 道 内 ， 环 保 要 求 苛 刻 。根 据 G6 P 3 井 地 理 环 境 和 储 层 特 点 以 及 井 眼 轨 迹 的 特 殊 性 ， 结 合 室 内试 验 ， 决 定 选 用 对 环 境 无 影 响 ， 具 有 突 出 润 滑 和保 护 油 气层 功 能 的石 蜡 乳 液 润 滑 剂 替 代 原 油 润 滑剂 ， 以满 足 该 井 安 全 钻 井 和 保 护 储 层 、 保 护 环 境 的需 要 。 在井 深 1 5 0 0 r n定 向前 ， 清 除 循 环 系统 内 的沉 砂 ， 降 低 钻 井 液 中 的 劣 质 固 相 ， 定 向成 功 后 ， 加 入 0 ． 5 t 石 蜡 乳 液 ， 钻 井 过 程 中每 钻进 5 0 ～ 1 0 0 m， 添 加约 0 ． 5 t RHJ 一 1 ， 井斜 角 小 于 6 4 。 时 ， RHJ 一 1 含量 达 2 ， 井 斜 角 为 6 4 ． 0 。 ～ 8 3 ． 1 。 时 ， R H卜 1 含 量 达 3 ， 泥饼黏滞系数均在 0 ． 1以下 ， 钻具提升摩 阻 1 5 ～ 6 0 k N， 钻 井 液表 现 出 良好 的润 滑性 和 流变性 能 ， 全 井 作业顺利 。RH J 一 1 加入前 后 的钻井液性 能见表 9 。 表 9石 蜡 乳 液 润 滑 剂 加 入 前 后 的 钻 井 液性 能 井深／ m ． 密 漏斗黏度 A P 1 水／ 泥饼／ r n 黏滞系数 PH值 含砂量 ， 塑 NN／ 切力／ P a 动塑比 静切力／ P Kg L S r nL r l l 上 J a S 1 5 4 1 1 ． 1 2 4 1 6 ． 0 1 0 ． 0 8 7 7 ． 5 1 5 6 0 1 ． 1 2 4 3 6 ． 0 1 0 ． 0 7 4 7 ． 0 1 6 0 5 1 ． 1 3 4 4 5 ． 4 1 0 ． 0 6 5 7 ． 0 由表 9可知 ， 加入 R HJ 一 1 前 后钻井 液性 能稳 定 。 利利次利利利次利利利利 顺顺 顺顺顺0顺顺顺顺 井 井 井 井 井井 井 井中牛井 蚪 嘶 料 姗姗 姗 饼僻 平 一一 蛐 ∞ “ O O O 坞 “ 坞 6 8 6 M 2 2 2 O 0 0 2 ． 2效果评 价 1 1口应用 井 的钻 井过 程 均 顺 利 ， 起 下钻 顺 畅 ， 未发生 一例与 钻井 液性 能 有 关 的钻 井 事 故 ， 钻井 周 期 、 完井 周期 以及机 械钻速 好于 预期指标 ， 复 杂时效 1 ． 1 ， 低于 近 三 年 2 0 0 6 、 2 0 0 7和 2 0 0 8年 的平 均 复杂时效 1 ． 5 ， 降低 率达 2 6 ． 7 ％ ； 试验 井 M4 O 一 2 O 井 的表皮系数为 ～0 ． 5 5 ， 储 层处 于超 完 善状态 ， G 6 P 3 井初期产油量 1 5 ． 3 t ， 是该 区 G6 P 1 井 初期 产油 量 的 3倍 ， 也是 同区平均产 油量 的 4 ～5倍 ， 表 现 出 良好 的 油气层保护效果 。另外 ， 应 用井共节约原油 1 5 0 t 多 ， 累计控制有 害钻井 废弃物产生量超过 5 0 0 0 m。 ， 取 得 了良好 的节 能减 排效果 。 3 结论 与认识 1 石 蜡乳液 润滑性 突 出 ， 与 聚合 物钻 井液 配 伍 性好 ， 抗温 稳 定 性 好 ， 能 增 强 钻 井 液体 系 的 携 岩 能 力 ， 是一 种性 能 良好 的多功能钻 井液 处理剂 。 2 石蜡 乳 液用 量 少 ， 作 用 时 间 长 ， 钻 井 液 性 能 稳 定 ， 维 护简单 。但 现 场使 用 时 应 以“ 少食 多餐 ” 方 式 加入 ， 避免钻 井液 起泡 和增黏 现象 的发生 。 3 石蜡乳 液润 滑剂荧 光级 别 低 ， 不 影 响地 质录 井 ， 在预探 井 中可 以推广应 用 。 4 石 蜡 乳 液润 滑 剂 在 1 1口定 向井 、 水 平井 中 试用 ， 节约 原油 1 5 0 t 多 ， 控 制 了 有害 钻井 废 弃物 的 产 生量 ， 达 到 了节 能减 排 、 保 护环境 的 目的 。 参 考 文 献 [ 1 ] 王宝峰 ， 张裕 丁 ， 孙德 军． 乳化石 蜡的研制 及应用 [ J ] ． 山东化 工 ， 2 0 0 4， 3 3 2 1 4 - 1 7 ． [ 2 ] 蓝强 ， 苏长明 ， 刘伟 荣， 等． 乳液和乳 化技术及其在钻 井液完井 液 中的应用[ J ] ． 钻井液与完井液 ， 2 0 0 6 ， 2 3 2 6 1 6 8 ． [ 审稿 刘 贵传] Ap p l i c a t i o n o f Wa x E mu l s i o n L u b r i c a n t s i n Dr i l l i n g Op e r a t i o n s i n J i a n g s u Oi l fi e l d He Zh u me i Xl i e Yi l n Ze ng Ga n l i n Xu Ha o Pe t r o l e u m En g i n e e r i n g Te c h n o l o g y Re s e a r c h i n s t i t u t e，J i a n g s u Oi l fi e l d Br a n c h Co mp a n y， Y a n g z h o u，l『 i a n g s u，2 2 5 0 0 9 ，Ch i n a Ab s t r a c t I nv e s t i g a t i o ns of u s i n g wa x e mul s i o n l ub r i c a nt s t O r e du c e oi l p ol l u t i o ns r e s u l t i n g f r o m d r i l l i n g o p e r a t i o n s i n J i a n g s u Oi l f i e l d a n d t o p r e v e n t d r i l l p i p e s t i c k i n g we r e c o n d u c t e d ．Th r o u g h e v a l u a t i n g i t s l u br i c a t i n g pe r f o r m a nc e，he a t r e s i s t a nc e，a nd p a y z o ne p r o t e c t i o n，e t c，a wa x e mul s i o n l ub r i c a nt whi c h m e e t s t he r e qu i r e me n t s wa s de v e l o pe d． I t s a pp l i c a t i on s o n 1 1 di r e c t i on a l we l l s s a v e d c r ud e o i l a bo u t 1 5 0t a nd r e d uc e d d r i l l i ng de br i s o f 5 00 0 m。 ． The t e s t we l l M 4 0 2 0 wi t h s k i n o f 0 ． 55 i n d i c a t e s t ha t hy d r o c a r b on z on e i s i n or i g i n a l c o nd i t i on ． The dr i l l i ng o p e r a t i on s o n t e s t we l l s we r e c o nd uc t e d s uc c e s s f u l l y ． The a ve r a g e o f c ompl e x i t y t e m p o r a l e f f i c i e nc y o f 1 a s t t hr e e y e a r s wa s d e c r e a s e d by 2 6 ． 7 ． Ke y wo r d s p a r a f f i n wa x； e mu l s i o n； l u b r i c a n t ； d r i l l i n g f l u i d ； J i a n g s u Oi l f i e l d 簪 i { 坏 筇 粤 譬 币 尔 譬 币 芥、 坏 譬 翰 璺 筇。 譬 { 粤 铝。 譬 t 譬 垮 。 { t 簪 镭 鸟 f ．t 譬 欢迎从网上下载 石油钻探技术 期刊全 文检索系统 在重庆 维普 资讯有 限公 司的帮 助下 ， 2 0 0 6年本 刊 编辑 部将 石 油 钻探 技 术 } 1 9 9 1 2 。 0 5年共 1 8 7 3篇 文 章及信 息制 成 了基 于 W i n d o ws 操 作系 统 的全 文检索 光盘 单 机版 ， 并 给 近 年来 在本 刊 发 表过 稿 件 、 订 阅过 期刊 的部分 石油工 程技术 人员 进行 了免费赠 送 。该检索 光盘具 有检 索速度 快 、 使 用操作 简单 、 功能 强大等优 点 ， 采用 p d f 全 文浏 览器 ， 可 方便 对文 章浏览 、 打 印 、 文 本识 别 、 图 像截 图等 。一年 多来 ， 获赠 者众 多 ， 普 遍表 示给他们查找资料提供了方便 。但这种“ 申请一刻录一邮寄” 的方式费时费力， 不够简便， 为此 ， 本刊编辑部 近 日将 全文检 索系统 存放在 网络 硬盘 中 ， 广大 读者 可以通 过 网络 免费 下载使 用 。我们对 您惟 一的要求 ， 就是 希望您在撰写论文、 科技报告和技术总结时多参考本刊曾经刊发过的论文， 同时积极 向您身边的同事、 朋友 宣传本 刊 ， 以努 力提 高本 刊的知名 度 。 下载全文检索 系统的步骤是 1 登 陆 网页 h t t p ／ ／ ma i l ． s i n o p d ． t o m， 进人 邮箱 系统 界 面 ； 2 用 户名 z t j s ， 密 码 z t j s ； 3 登陆 邮箱 ， 点击“ 存储文件 夹” ； 4 点击“ 网络存储 ” ； 5 6个压缩文件全部下 载后解压 即可应用 。 石 油钻探技 术 编辑部