油基钻井液研究及现场应用.pdf

石油天 然气学报 江汉石 油学院学报 2 0 1 0 年 6 月第 3 2 卷第 3 期 J o u r n a l o f 0 i i a n d G a s T e c h n o l o g y J ． J P I J u n ． 2 0 1 0 V o 1 ． 3 2 N o ． 3 油基钻 井液研究及现 场应 用 张 文 波 誉 磊 四 川 成 都 。， 。 。 。 戎克生 ，李建 国 ，薛 连云 新疆油田公司勘探开 发研究院， 新疆克拉玛依8 3 4 0 0 0 向兴金 ，崔 应中 ，王 荐 荆州市汉科新技术研究所， 湖 北 荆州4 3 4 0 0 0 [ 摘 要]针对新疆 油田普遍 存在 富含 水 敏矿 物地 层 的实 际，研 制 了一种 油基 钻 井液 ，它具 有 良好 的流 变 性 、电稳定 性和滤失性 能 ，而且抑 制性 强 ，井壁稳 定 性好 ，在 取心 作 业 时收获 率 明显高 于水 基 钻 井液。 该 油基钻 井液的应用 ，为解决 新疆强水敏地 层 的井壁 稳定 以及 实现 欠平衡 钻井 的安 全顺 利施工 作业 提供 了很好 的技 术支持和保 障。 [ 关键 词]油基 ；钻井液 ；破 乳电压 ；欠平 衡；现场应用 [ 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 1 0 0 3 0 3 0 3 0 3 通过 室 内大量 试 验研 究 ，研 制 出 了一 套 油 基 钻井 液体 系 ，通 过 在 富含 水 敏 矿 物 地 层 的新 疆 油 田北 8 O井区及中拐五八 区的现场应用表 明，油基钻井液能够明显减少扩径 ，改善泥页岩地层的井眼稳定性 。 此外 ，油基泥浆在中拐五八 区金龙 4井 的使用表明该体系可满足欠平衡钻井 的要求 ，能够有效避免地层 伤害，有利于储层保护 。油基泥浆的现场性能也证 明其体系稳定性好 ，抑制性强 ，能够满足复杂地层的 钻井 、取心作业 以及欠平衡钻井特殊情况的需要 ，对油气 田的安全高效开发能够提供可靠的技术保障。 1 油基钻井液性能的室内研究 通过大量室 内研究及优选 ，研制出油基钻井液体系配方 油水 比一9 0 1 0 油相 ，5 白油；水相 ， 2 0 C a C1 水溶液3 主乳化剂2 辅乳化剂1 润湿剂 2 有机 土3 降滤失剂 MOTE X 2 9 ／ 5 C a O加重剂 重晶石 ，加重至 1 ． 2 g ／ c m。 。其性能如表 1 所示 。 表 1 不 同油水 比下 的油基泥浆钻井液体 系性能 注 老化条件为 1 5 0 C1 6 h，流变性和破乳 电压测定温度 为 5 0 “C； AV为表观粘度 ； P V 为塑性 粘度 ； Y P 为动切力 ； F L A P 】 为 AP I 失水量 ； F LH T H P为高温高压滤失量 ； E 为破乳电压 。 下表同 。 从表 1 数据可以看出，随着油水 比降低 ，体 系粘切有所增加 ，破乳电压有所下降 ，HTHP滤失量 变 化不 大 。整 体上 看 ，油 基钻 井 液体 系在 不 同油 水 比下具 有 良好 的综 合 性能 。 室内相关储层岩心污染试验表明，油基 钻井液体系对强水敏性泥 页岩渗透率恢复值可达 到 7 5 以 上，对储层 的损害较小，油基泥浆具有 良好的抗污染 能力 表 2 。优选 出的油基泥浆具有很强的抑 制 性 ，强水敏性泥页储层岩心滚动 回收率 可达到 9 8 以上 ，因此该体系尤其适合强水化敏性泥页岩地层 [ 收稿 日期]2 0 1 00 41 2 [ 作者简介]张文 波 1 9 6 8一 ，男 ，1 9 8 9年大学毕业 ，高级工程师 ，博士生 ，现主要从事石 油钻 井方面的科研和设计工作 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 石油天然气学报 江汉石油学院学报 2 0 1 0年 6月 的钻 井作业 。 表 2油 基 泥 浆 污 染试 验 结 果 污染物 测定时间 AV ／ mP aS P V／ mP as yP ／ P a yP／ P V ／ 3 F LA m／ ml E ／ V 空 白泥浆 滚后 3 6 2 8 8 0 ． 2 9 5 ／ 4 2 O Na C 1 滚 后 3 6 ． 5 3 1 5 ． 5 0 ． 1 8 6 ／ 5 5 C a CI 2 滚后4 0 ． 5 2 8 1 2 ． 5 0 ． 4 5 7 ／ 6 2 O 水 滚后 5 2 3 8 1 4 0 ． 7 7 1 2 ／ 1 0 2 O 钻 屑 滚 后 3 4 ． 5 2 9 5 ． 5 0 ． 1 9 6 ／ 5 注 老化条件为 1 5 0 ℃ 1 6 h，流变性和破乳电压测定温度为 5 O ℃。 2 油基泥浆现场应用效果 2 ． 1 对 钻屑 的抑 制 能力 强 通 过对 中拐 五八 区金龙 3 井 、4井 现场油 基 泥浆钻 进井 段 的钻屑 的观 察 发 现 图 1 、 图 2 ，钻屑 完 全 没有 分散 ，充分 证 明油基 泥浆 具有 强抑 制能 力 ，有利 于稳定 井壁 和确 保井 下钻 井安 全 ，更 有 利于储 层 钻 进 中防止 强水 敏性储 层 的伤 害 ，达 到保 护储 层 的 目的 卜 。 图 1金 龙 3井 2 3 9 0 m 钻 屑 图 2金龙 4井 3 6 4 0 m 钻 屑 2 ． 2井径 扩大 率小 从井径情况来看 ，三开井段 ，使用水基钻井液的北 8 o 井 区 3口邻井 比使用油基钻井液的最大井径 扩 大率 和平 均井 径扩 大率 明显 大得 多 ，如表 3所示 。 表 3油基钻井液的井径扩大率 由表 4可见 ，油基钻井液具有良好 的井壁稳定能力 ，能够有效减少扩径。 2 ． 3 取 心收 获率 高 从 北 8 0井 区 3口邻井北 8 1 井 、北 4 7 井 和北 9井采 用水 基钻井 液 体系 的钻井 结果来 看 3 ． 口井 在钻 进 过程 中均 出现 了不 同情况 的井 下 复 杂 ， 同时 3口井 的取 心 收 获率 均 未达 到 1 0 0 ，其 中北 8 1 井 最 高 为 9 5 ． 6 7 ，其他 2口井都在 6 5 左右，比较低 图 3 。 使用油基钻井液的几 口井尽管都进行了连续取心 ，但取心收获率都达到了 1 0 0 ，同时井径都 比规 则 ，并且 电测也都是 1次。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 2卷 第 3期 张文 波等 油基钻井液研 究及现场应用 囊 窭 4 0 善 采用水基泥浆 [ 15 9 6 井 1 1 7 0 1 井 北7 0 2 井 采用油基泥浆 图 3采用油基泥 浆及水 基泥浆的取心收 获率情况 2 ． 4完 井周期 情 况 采 用 油基 钻井 液 的井 比采 用水 基 钻井 液 的井 完井 周 期减 少 2 ／ 3左右 ，可 明显缩 短 钻井 周期 ，提高 钻 井 速度 ，从 而 有效 地 减少 钻井 液 完井 液对 油层 段 的浸 泡 时 间 ，降低 对油 层 的污 染程 度 ，节 约综 合钻 井 成 本 图 4 。 3 结 论 _ ．■．_。_ 采 用水基 泥浆 1 15 9 6 井 [ k 7 0 1 井 北7 O 2 井 采用 油基泥浆 图 4 采 用 油 基 泥 浆 及 水 基 泥 浆 的 钻 井 周 期 情 况 1 现 场应 用 表 明 ，新 型 油 基 钻井 液 的 AP I 、HTHP滤 失 量 都 很 低 。一 般 A P I 滤 失 量 在 2 ． 0 ml 以 内 ，HTHP滤 失量 在 7 ． 0 ml 以 内 ，可 以最 大 限度 地 减 少 液相 和 固相 侵 入 储 层 ，从 而减 少 对 储 层孔 道 的 堵 塞 的作用 ，达 到保护 油 气层 的 目的 。 2 新型油基钻井液完井液所钻井径规则，井径平均扩大率都在 5 以下 ，电测均为一次成功 ，从 而减少 了钻井液完井液对储层的浸泡时间，降低了钻井液完井液对储层的污染。 3 优 选 出的 油基 钻井 液 电稳 定性 、流变 性均 比较稳 定 ，具 有 较 强 的抗 钻 屑 及 固相 污染 能 力 ，提高 了钻井 速 度 ，确保 了井 下 钻井 安全 。 4 优 选 出 的油基 钻井 液 完井 液 密度调 控 范 围大 0 ． 9 0 ～2 ． 3 0 g ／ c m。 ，可针 对 低 压 力 系数 储层 实施 欠 平衡 钻 井 ，最 大 限度 地 解放 了储 层 ，减 少 了对储 层 的伤 害 。 5 油 基 泥浆 可重 复利 用 ，尤 其在 大 面积 推广 应用 时可 节 约综 合 钻 井 成 本 。油基 钻 井 液 体 系 处 理剂 种 类少 ，现场 维 护工艺 简 单 。 [ 参考文献] [ 1 ] 白小东 ，蒲 晓林 ．国外保 护储层 的油基钻井完井液新技术研究与应用 [ J ] ．精细石油化工进展 ，2 0 0 5 ，6 1 2 l 2 ～1 4 ． E z ]赵雄虎 ，田荣剑 ．油包水钻井液 降滤失规律研究[ J ]．石油钻采工艺 ，2 0 0 3 ，2 5 5 1 6 ～1 9 ． [ 3 3李春霞 ，黄进军 ．一种新型高温稳定 的油基钻井液 润湿反转 剂 [ J ]．西南石油学 院学 报，2 0 0 2 ，2 4 5 2 2 ～2 4 ． [ 4 3罗立公 ，关增臣 ．油基钻井液在特殊井 中的应用E J ]．钻采工 艺，1 9 9 7 ，2 0 3 7 1 ～7 4 ． [ 编辑] 苏 开科 ∞ ∞ ∞ 如 0 ， ‘ 1 1 p ／ 踩匾牧撂 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m