新型合成基钻井液体系的研制与应用.pdf

石油天然气学报 江汉石油学院学报 2 0 0 9 年 4 月第 3 l 卷第 2 期 J o u r n a l o f O i l a n d G a s T e c h n o l o g y J ． J P I A p r ． 2 0 0 9 V o 1 ． 3 1 N o ． 2 新型合成基钻 井液体 系的研制 与应用 耿 铁 中国石油大学， 山东东营2 5 7 0 6 1 ‘ 张 岩 ，吴 彬 ，舒福昌 荆州市汉科新技术研究所， 湖北荆州4 3 4 0 0 0 [ 摘要] 对以气化油为基液 的新 型合成基钻 井液体 系进 行 了研究 ，确 定 了该体 系 的基本 配方 并对其体 系性 能进 行 了评 价 。 研 究结 果 表 明 ， 新 型 合 成 基 钻 井 液 体 系 和 传 统 的 以 低 毒 矿 物 油 为 基 液 的 油基 钻 井 液 体 系 相 比．具有高温高压 失水 量低 、粘度 低等特 点 ，且具 有毒 性更低 和更 高 的生物 降解 性，更有 利于 现场 钻 井液性能的调控 ，进 一步提 高机械 钻速 ，同时具 有更好的储层保护和环境保 护特性。 [ 关键词] 气化油；合成基钻 井液 ；高温高压 ； 储 层保 护；研 究 [ 中图分类号]T E 2 5 4 [ 文献标识码]A [ 文章编号]1 0 0 0 9 7 5 2 2 0 0 9 0 2 0 2 9 9 0 2 l 合成基钻井液室内研究 以气化油为基液的新型合成基钻井液体系和油基钻井液相同，也是一种 以油为外相 ，水为内相 ，并 添加适量的乳化剂、润湿剂 、亲油胶体和加重剂等所形成的稳定乳状液体系 。 1 ． 1 合成基 钻 井液基 本 配方 的确 定 配方 I[ 气化油 2 O C a C 1 水溶液7 0 3 o 3 2 ． 0 ％主乳化剂 1 ． 0 辅乳化剂 1 ． 0 ％润湿 剂 2 ． 0 碱度调 节 剂 2 ． 5 有机 土 3 ． 0 MOTE X C a C O。 加重 到 1 ． 2 g ／ c m。 。 配方 Ⅱ[ 气化油 2 O C a C 1 。 水溶液7 0 3 O ] 2 ． O 主乳化剂 1 ． O ％辅乳化剂 1 ． 0 润湿 剂 2 ． 0 碱 度调 节剂 2 ． 5 有 机 土 o ． 5 HF RC a C O 。 加 重 到 1 ． 2 g ／ c m。 。 2套钻井液配方 的区别在于选 择 了不 同的降滤失剂 。其 中配 方 I选择 了常用 的沥青 类 降滤失剂 MOT E X 作 为 降滤 失剂 ，它成本 低 ，但 加量 大 ，加 人 体 系中增 加 体系 中胶 质 含 量 ，不 利 于 体 系流 变 性 调 控 ；配方 Ⅱ则选择新型的树脂类降滤失剂 HF R作为降滤失剂，它成本较高 ，但加量小 ，加入体系中体 系中胶质含量小，有利于体系流变性调控L 】 ] 。 1 ． 2 新型 合成 基钻 井液性 能评 价 在室x ,i - 该钻井液的性能进行了系统评价 ，评价主要采用配方 Ⅱ，评价主要包括抗电解质污染 、抗 温性 、抑 制性及 储层 保 护特 性等 等 。 1 抗 电解质污染性能评价室内首先评价 了新型合成基钻井液体系抗 电解质污染能力，具体包括 抗 Na C 1 、C a C 1 2 、Mg C 1 等无机盐 。结果分别见表 1 ～表 3 。 表 1 合成基钻井 液抗 N a C i 污染能力 Na C I 加量／ AV／ mP a．s P ／ mP a．s Y P／ P a YP／ P V ／ ms - 1 06 ／ P 3 F LA P , ／ ml E ／ v 4 2 ． 5 4 0 ． 5 4 0 4 1 ． 5 3 O 3 0 3 0 3 2 0． 4 2 O ． 3 5 O ． 3 3 O ． 3 O 1 4 ／ 1 3 1 1 ／ 1 0 1 0 ／ 9 9 ／ 8 2 ． O 2 ． 0 1 ． 8 2 ． O 81 2 7 0 8 6 2 0 4 5 6 注 老化条件 1 2 0 C1 6 h ；加重密度 1 ． 2 g ／ c m。 ；测试温度 4 0 “C。下 表同。 AV为表观粘度 } P V为塑性粘度 ； Y P为动切力 } F L A P l 为 AP I 滤失量 ； E 。为破乳 电压。 [ 收稿 日期]2 0 0 90 2 1 0 [ 作者简介]耿铁 1 9 7 4 一 ，男， 1 9 9 7 年大学毕业 ，高级工程师，硕士生，现从事钻井液现场技术服务和油田化学研究工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 3 0 0 石油天然气学报 江汉石油学院学报 2 0 0 9年 4月 由表 1可见 ，随着 Na C 1 加量的增加 ，合成基钻井液破乳电压有所降低 ，但仍然在 4 5 0伏以上 ，能 够很好 地满 足现 场施 工 的要求 。 液 表 2 合成基钻 井液抗 C a C I 污 染能 力 Ca C l 2加量／ ％ AV／ mP a S P ／ mP a S yP ／ P V ／ ms 一 1西6 ／ P 3 F LA p t ／ ml E 。 ／ V Mg C 1 2 加 量／ AV／ mP as P ／ mP a S Y P／ P a Y P／ PV ／ ms 一 ／ b F LA e , ／ ml E。 ／ V 4 2 ．5 4 7 4 6 4 6 0 ． 4 2 0 ． 3 8 0 ． 3 9 O ． 3 9 1 4 ／ 1 3 1 5 ／ 1 4 1 4／ 1 2 1 4／ 1 2 2 ． 0 1 ． 8 2 ． 2 2 ． 0 81 2 3 9 8 4 0 2 3 6 7 井 由表 3 可见 ，随着 Mg C 1 的加量变化 ，钻井液流变性基本保持不变，这说 明 Mg C 1 z 对合成基钻井 液 流变性 影响 很小 。能 很好 地满 足现 场施 工的要求 。 2 抗 温性 能评 价室 内对新 型合 成基 钻 井 液 的抗 温 性能 进 行 了评 价 ，在 不 同温 度 下 热滚 老 化 1 6 h 后测其各项性能，结果见表 4 。 表 4合成基 钻井液抗温能力 热滚温度／ ℃ AV／ mP a．s P V／ mP a． s Y P／ P a Y P／ P V ／ ms 一 1 ／ F LA P x ／ ml F LU T n P ／ ml E , ／ V 1 ． 2 1 ． 4 1 ． 4 3 ． 6 4 ． 0 4 ． 4 5 8 6 8 0 2 8 2 3 8 1 2 注 老化条件 1 6 h ； F LH T H P测试条件 1 2 0 “ 2 、3 ． 5 MP a ；加重密度 1 ． 2 g ／ c m。 ；测试温度 4 0 “C。 由表 4可见 ，在 8 O ～1 2 0 ℃热滚老化后其流变性 、滤失量以及破乳 电压基本不变 ，说 明该体系有很 好 的抗温性 能 。 3 抑 制性 能评 价室 内对新 型 合 成基 钻 井 液 的抑 制 性 能 进 行 了评 价 ，所 选 择 的岩 样 为 露 头 岩样 。 露头岩样粘土矿物分析及实验结果表 明，新型合成基钻井液具有优 良的抑制性能，在 1 2 0 “ C热滚老化 1 6 h后 钻屑 的滚 动 回收率 达 到 9 7 。 4 储层保护性能评价室内对合成基钻井液的储层保护性能进行 了评价 ，试验采用高温高压动失 水仪模拟钻井条件下进行动态污染实验 ；模拟条件为压差 3 ． 5 MP a ；温度 6 0 “C；速梯 2 0 0 s _ 。 ；污染时 间 1 2 5 mi n 。试验岩心选用人造岩心 。结果表明，其渗透率恢复值均在 9 0 ％以上，平均恢复值 9 2 1 。 岩心污染端面泥饼致密，滤失量较小。说明合成基钻井液具有优良的储层保护性能 。 下转 第 3 2 1页 O O 8 8 2 2 1 1 3 4 2 2 几 仃 蛇 ∞ 如 0 0 O O 5 ∞ 弛 驵 如 5 铊 蛎 鹕 0 1 3 5 M 罢 S 们 拈 7 ∞ 黼∞ 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 l 卷第 2期 刘玉梅等 尚店油田东 营组断块油藏 剩余 油分布研究 3 2 1 4 已实施措施效果 根据剩余油研究结果 ，目前在尚 6 2 9井区和滨 3 0 9井区实施 了综合调整挖潜 。 1 尚 6 2 9 井 区。主要存在的问题有 井网密度低 ，注采对应状况差 ，油井利用率低。根据剩余油 分布研究 ，该井区主要发育 E d 。小层 ，该小层 由于注采井 网不完善 ，综合含水低 ，剩余 油富集 。根据 剩余 油潜力 分析 认为 ，该 井 区主要 小层 E d 层 属 于基本 未 动用 小层 ，有 较 大 的开发 潜 力 。 为提高 开发 效果 为 目的 ，编制 了调 整方案 。新 钻 井 1 4口 ，油 井 转水 井 3口 ，水 井 扶 井 l口。 l 4口 新井初期平均单井 日产液 2 4 ． 6 t ， 日产油 1 O ． 2 t ，综合含水率 5 8 ． 4 ，新井 当年增油 2 ． 6 1 0 t 。 2 滨 3 0 9井区。剩余油潜力分析认为其 主要潜力 区在 E d 。 、E d 。 小层 ，提 出的综 合调整方案也取 得了良好效果 ，新钻井 6口，平均单井初期 日产液 2 4 ． 5 t ，日产油 1 4 ． 3 t ，综合含水率 4 1 ． 7 ，新井 当 年增油 1 ． 8 1 0 t 。 两个 调整单 元 的单井 产 能较 高 ，含水率 低 ，当年 增 油 4 ． 4 1 0 t 。 [ 参考文献] f 1 ]王秉海 ，钱凯 ．胜利油 区地质研究与勘探实践 [ M]．东营 ；石油大学出版社 ，1 9 9 2 ． [ 2 ]才汝成，李阳，孙焕泉 ．油气藏 程方法与应用 [ M]．北京 ；石油工业出版社 ，2 0 0 2 [ 3 ]黄炳光，刘蜀知 ．实用油藏T程与动态分析方法 [ M]．北京 石油 业出版社 ，2 0 0 0 f 4 ]D ． W．皮斯曼 ．油藏数值模 拟基 础 [ M]．北京 ；石油 T业出版社 ，1 9 8 0 ． [ 5 ]刘慧卿 ．油藏数值模拟方法专题 [ M]．东营 石油大学出版社 ，2 0 0 1 ． [ 编辑] 萧雨 上接 第 3 0 0页 2 现场应用 新型合成基钻井液 目前已经开始在 B Z 2 5 1油 田 A 平台的 8 i n井段 中应用。现场应用结果 表 明， 该体系现场易于维护 ，且该体系滤失量低 、粘度低 ，有效 的提高机械钻速 3 O 。尤其是高温高压失水 较以往的油基钻井液体系得到了大幅度改善 ，平均降至 5 ml 以下，提高 了泥饼的抗压强度 ，缓 解 了高 渗透 率井段 的泥 浆漏 失程 度 。 3 结论 1 新型合成基钻井液体系具有 良好的流变性能、高温稳定性及电稳定性 ；体系的破乳 电压一般均 在 5 0 0 V 以上 。 2 新 型合 成基 钻井 液体 系 的高温 高压 滤失 量 低 ，均 小 于 5 ml ，泥 饼 质 量好 ；具 有 强 的抑 制 性 ，有 利 于井 壁 的稳 定及 井 眼 的畅通 。保 证 了钻井 施工 的正 常进 行 。 3 新型合成基钻井液体系钻井液具有优 良的储层保护特性 。其渗透率恢复值均在 9 0 以上 。 [ 参考文献] [ 1 ]李健鹰 ．硬脆性 页岩稳定性评价方法探讨 [ J ]．钻井液 与完井液 ，1 9 9 0 ，7 2 2 5 2 7 ． [ 2 ]徐同台 ．井壁不稳定地层的分类及泥浆技术对策 [ J ]．钻井液与完井液 ，1 9 9 6 ，1 3 4 ；3 3 3 5 [ 编辑] 苏开科 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m