一种新的钻井液和完井液—甲酸盐泥浆.pdf

塑 ⋯ 校 ’ 自 1 9 8 8g - ／ ．s h e I l 理其它套 司开 发了用作拈井液和完井泣的甲馥 盐汜 荣．在 实将室及现场试用 ． 籀要 ～ “ 甲酸盐 ” 是三 种 能溶 解 在 水 中的化 合物 的统称一 甲 酸钾 H C O OK 、 甲酸钠 HC O ONa 、甲酸铯 H C OOC s ，它们所配制的泥浆性能超过了原先所用过的卤化盐类．且 没有这些卤化盐所产生的负作用．甲酸盐还表现 出趣好的水溶性 ，因此使用甲酸盐钻井渣， 其 密 度 可 以在 很 大 范 围 内调 节 ． 如 饱 和 甲 酸钠 的 密 度 可 达1 ． 3 4 c m 水 的密 度 为 1 ． 0 o g 『 c m ；饱和 甲酸钾的密度可达 1 ． 6 0 g ／ c m’ ；饱和甲酸铯的密度可达 2 ． 3 7 g ] m ．象卤化 物盐类一样．在上述密度的情 况下，甲酸盐全部溶解．因此，甲酸盐是理想的钻井液和完 井液材料．甲酸盐溶液的性能见表 1 ． 囊 1 甲t盐的雌 甲酸盐 浓度 ％ 密度 g 2 0℃时粘窿 mP a s P H位 甲睦钠 4 5 I 3 4 71 9 4 甲酸{ 平 7 6 l 6 0 ， 1 0 9 1 06 甲醢培 8 3 2 3 7 2 8 9 0 在达到高密度的同时，甲酸盐表现出了较低的牯度， 1 2 g ／ c 1 ,i l 3 密度的甲酸钠溶液． 其粘 度稍大于 3 mP a s ．甲酸盐在 1 ． 4 g ／ c m 时粘度为 3 mP a s ，在 1 ． 5 g , c I1 1 时牯疫仅为 1 0 mP a 一． 低牯度 的特点在甲酸铯中表现尤为突出，在密度为 2 ． 3 g ， c m 时，其塑性粘度低于 4 m P a 一， 相当于 2 ％的低牯性乳液． 对于当今产品使用者 来说，重要的是 甲酸盐对环境 污染小．没有腐蚀性 ．甲酸盐与油 田常用的聚台物具有很好的相溶性．与常规钻井液相 比，它对油层污染小，这使得它成为 钻井液的首选材料． 对钻速的影响 维普资讯 薷 4畚第 1 薅1 9 9 7 年 3月 J 云舶 佑 井 工 程 由于甲酸盐钻井藏低粘度 低固相的特点，在估孔睬性或非孔隙性岩石时，钻速提高 很大．在钴罪孔隙性岩石时．钻井液流体迅速地充填在由于钻头牙齿切削岩石所产生的擞 裂缝中。减少或盏免 了压持效应．液体克填到井底岩石表面的微裂缝 内，使钺裂缝的体积 增大。维持岩石孔脒压力．岩石的破坏形式为脆性破坏．而使用常规钻井液弓 l 恕的是塑性 破坏．对于孔I 鼬 【 性 岩石．甲酸盐泥浆能够在井底周围产生较大的瞬时失水，特别是在钻头 下部．这样就可以提高近平稳钻井速度． 对于孔隙性或非孔隙性岩层．甲酸盐泥浆 的低牯度特性意味着改进 了钻头水力性姥， 这就有更多的水马力来驱动并底动力钻具或冲蚀井底．更重要的是低牯度的特点对佑小井 眼的钻井公 司更具有吸引力． 为了定量地分析甲酸饱钻井液与常规加重泥浆对钻速的影响．T e r r a T e K公司在盐湖城 做了一系列的钻井速率试验．在钻 B a k e r - Hu g h e s I N1 日Q油层 时，甲酸铯盐与其它材科配成 的钻井液。尽管其瞬时失永很高，但 AP I 失永很低 现在正在进行数据分析，结果不久藏会 发袭 ．原期望钻速提高 3 0 ％，估计可能达到或超过期望值． 对钻井工作者来说．要注意的是甲酸盐与用于控制粘度和降低失承的乘古物具有好的 相溶性．有意义的是 甲酸盐可以扩大降解温度．在淡水中生物胶 的降解温度印其爱解温度 是 1 2 3℃；加入 甲酸盐可使其提高．加入甲酸惋可提高到 1 6 0℃；加入甲酸钠可提高捌 1 7 4 ℃加入甲酸钾可越过 2 0 0 ℃ 相反，使用澳盐会降低聚台钧的降解温度，导致其快速裂 解，尤其是在溴化钙、澳化锌溶i 葭 的密度分别为 1 ． 2 5 g ／ e ra 、 1 ． 4 7 g ／ c m 时． 页岩的稳定性 为满足现在的钻井要求，钻井液必须对页岩有一定的抑制性，甲酸盐 具有这种特性， 它能够保证页岩的稳定．这里有两个作用机理第一．一般情况下，水会向岩石孔隙内 自 动渗透，而增加滤液的粘度会阻止这种水的渗透．与固体加重泥浆相比，尽管甲酸盐牯度 优越，但滤液粘度 比相同温度、 力下水的粘度高．第二，任何浓度的盐类均襄现出较低 的活度．页岩内的水则倾向于流出页岩进入泥浆丽不 是象常规水基钻井液那样使泥浆中的 水侵入页岩． 在已发表过的文章中没有发现关于页岩稳定问题的报告． S t a t o i l 在挪威北海 C - l 8 井中 使用甲酸钾泥浆。返出岩屑表面 分敌度均好于使用常规水基泥浆． 现场 实饲 到 目前为止，使用甲酸盐菱钻井液钻了几口井． S t a t o i l 钻的 G u l l f a k s C - 1 8井。使用甲 酸钾泥浆，用生物胶作为增稠荆．低粘 P AC，各种粒级盐类和其它合成聚台袖作为降失水 剂．由于当时得不到 甲酸钾和甲酸铯。只得使用固体加重材料四氧化锰提高 泥浆密度．尽 管在第一 口试验井中的成本较高．但他们认为 考虑到钻井液的功能、佑机作业时间及油 井产量，可以得出这样的结论．现场试验是成功 的，使用这种钻井液是合理的。． S h e l l 公司使用甲酸盐钻井液进行 了三次成 功的试验． N AM 使用 甲馥钠钻井渣在钻小 井眼时降低循环压耗效果良好，在试验中泥浆没有发生 问题．当改为较低的 K C 石膏钻井 维普资讯 8 O t 范 志国一种新 的钻井液 和完井液一 甲酸盐泥 浆 液后．发生了严重的漏失，这样他们也比较出这两类泥浆体系的循环压力损失．他们发现 甲酸盐泥浆的循环压力损失 比常规钻井液低得多．更重要的是，这 口井的产量超过 顶想的 产值． No r s k e S h e ll 称他们在挪威北海油田使用 甲酸钠泥浆体系钻成了两口水平井，更优越的 是它对环境污染小．和 S t a t o i l 及 NAM 一样，没有 发生与泥浆相 关的问题．井且两 口井 的产 量相 当高． 结 论 作为钻开油气层的甲酸盐 泥浆， 由于能够减少对油，气层的污染而优于其它盐类泥浆． 尽管卤化盐类钻井液和甲酸盐钻井液均可作为无固相钻井液，但甲酸盐只由一价高子组成 而卤化盐类由两价离子组成．研究表明二价离子在地层水中能产生一些沉淀物，而一价的 甲酸盐离子则不会产生对油层污染的沉淀物． 由于这一类钻井液相对容易装卸，运输，回收和重新使用，结合它对页岩有很好的抑 制性。井且还可以用作开钻泥浆，其粘度和失水能用油田常用的聚合物进行调节和控铒． 现在关注的 问题是此类泥浆成本较高，事实上．与提高钻速 和增加油井产量相比，其成本 显得徽乎其徽． 甲酸盐 泥浆的低牯度性 能将更多的水马力传递到井底， 因此应用到小井眼钻井、秉性 钻井及超深井钻井 中将获得很大益处． 中1口 中， D口 审 中1口 中 中。 0 中1中 0 口。1 1 口 。 。 0 中1口 中’ 0 口- 高扭矩、高能马运的应用改善了 德 国硬岩层的钻井 责任簟■馈壤军 在 德 国 北 部 硬 岩 层 的 钻 井 过 程 中 ，5 0 ％ 一 60 ％的 钻 井 时 同 里 都 采 用 了 马 达 与 钻 头 蛆 合 钻 具 ．在 一 些 特 殊层 段 钻 遗 憾 于 2 ml h．专 家 认为 改 进 钻 头 切 削 工 艺 能 改 瞢 此 状 况 ． 德 国 苏 俊 和 被 特 森 油 田有 白 兰 沉 积 矿 床 构 成 ． 用 牙 轮 钻 头 钻 进 时 ． 钻 遗 仅 为 2 ml h． 而 用 高 扭 矩 ， 高 能 马 达 与 PDC 钻 头 组 合 钻 进 时 。 钻 选 大 大 提 高 了 ． 在 5 E l 丛 式 井 上 应 用 此 方 j 壹时 ， 平 均 估 速 提 高 了 3 0 0％， 从2 ． 5 m／ h f牙 轮 估 头 不 带 马 达 提 高 到 9 4 ml h PDC钻 头 带 赢 扭矩 高 能 马 选 ，用 这 种 蛆 合 钻 井 述 能 鳢 壤 使 井 眼 深 入 到 K eu p e r 层 和 Mu s c h e l k a l k自 呈 层 ． 目 前 。 正 在 研 制 扭 矩 更 大 的 新 型 高 能 马 选 ． 带 复 古 切 削 齿 的 常规 金 嘲 石 孕 镶钻 头 与新 式 马 选 的 组 合 预 示 着 在 睬 层 如 Bu n t s a nd s t e i n或 Ro t l i e g e nd es 一 、 层 的 低 钻 选 钻 井 状 祝 报 快 辑 到 改 曹 ． ⋯0 事辩 摘译 维普资讯