莺歌海盆地抗高温高密度钻井液技术.pdf

学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 2卷 第 5期 张群等 莺歌海盆地抗高温高密度钻井液技术 2 9 度能够达到 2 ．0 g ／ c m ； 该钻井液处理剂在高温条件下 可能会因降解 、 交联等而失效 ， 导致钻井液性能恶化 。 表 4 莺歌海盆地现用抗高温高密度钻井液性能测试 惫D | AV ／P v|Y P | Y P 5 P v f Ge 1 | F L | F L m ／ 方 条件 g ／ c m mP a s mP a S P a P a ／ mP a S P a ／ P a mL mL 注 p H值均为 9； 1 、2 配方老化温度为 1 8 0 o C，3 配 方 老化 温度为 2 0 0℃。 2封堵能力较弱 。莺歌海盆地现用抗高温高密 度 钻井液的砂床封堵实验结果见表 5 。 由表 5可得 ， 该 钻 井 液 的 0 ．2 8 ～0 ．4 5 1T lr n砂 床 渗 透 失水 量 较 大 ， O ．4 5 ～0 ．9 0 mm砂床清水渗透全失 ，难以在储层中形 成稳定致密的泥饼 ，不能有效封堵地层 。 表 5 莺歌海盆地现用抗高温高密度钻井液的砂床封堵实验 砂子粒 不同时间 mi n下的砂床滤失量 ／ mL 径 ／ mm 5 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 0 ． 4 5～ 0 ． 9 0 6 ． 2 6 ． 8 7 ． 8 8 ．4 8 ． 8 9 ． 2 9 ． 2 砂子粒 不同时间 mi n 下的砂床渗透失水量 ／ mL 径 ／ mm 5 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 3储层 保 护性 能差 。采 用 现用 钻井 液对 1 ． 1 O 号岩心 动滤失污染后 ，测定返排渗 透率。岩 心长度 为 3 ．4 3 4 c m，直 径 为 2 ． 1 8 8 c m，孔 隙 度 为 1 9 ． 0 2 ％， 污染 前渗 透率 为 5 ．4 3 2 1 0 p m ，污染 后渗 透率 为 3 ． 9 4 8 1 0 g m ，渗透率恢复值为 7 2 ．6 8 ％。说明该体 系对储层保护效果较差 4 优化钻井液技术 4 ． 1 总体 技术措 施 在研究储层 损害机理及 现有钻井液性能存在 问 题基础上 ，保护储层钻井液技术 以提高抗’温．11生 和封堵 性为重点 ，总体 措施为 将原 配方 中粒径为 0 ． 0 3 8 5 mm 的超细钙换成 8 0 0目 0 ．0 1 5 mm 2 0 0 0目 0 ．0 0 6 mm l 3的混合 比例作为理想充填粒 子，同时加 入广谱油膜封堵剂 J P G． 0 8 ，形成 良好泥饼 和致密 的 封堵薄膜 ，增大地层渗流阻力 ，减少滤液侵入地层 ； 减少 聚合物 HT - F L和 D r i s t e mp的加量 ，增大磺化材 料 和防塌剂 S o l t e x的加量 ，调节钻井 液的流变性和 减少滤失量 ； 通过加入表面活性剂 AB S N，改变孔隙 岩石的表面性质，降低表面张力， 减少气体在孔隙中 的流动阻力 ，从而防止水锁现象的发生，提高储层的 有效渗透率度 ； 加入白油和表面活性剂 ，提高钻井 液体系的抗温 陛能 ，降低钻井液中 自由水的活度 [ 。 4 ． 2 优化后钻井液性能评价 优化后 配方为 1 ％ 海水膨润土浆 0 ．3 ％ 烧碱 0 ．2 ％ 纯 碱 8 ％ 超 细 碳 酸 钙 4 ％P F ． S MP ． HT 0 ．3 ％ HT_ FL6％ PF SPNH． HT3 ％ PF． LUBE2％ PF． LSF 5 ％ 防塌剂 S o l t e x 0 ．4 ％Dr i s t e mp 1 ．5 ％D r i l l t h i n 4 ％3 白油 2 ％ABS N 2 ％J P G 一 0 8 重晶石 加重至钻井液 密度为 2 ．2 g ／ c m o 1 经 过优化 研究 ，通 过 降低 原配方 中聚合 物 H T o F L和 Dr i s t e mp的加量 ，同时增加 P F ． S MP和 P F ． S P NH的加量 ，降低钻井液的黏度 ，实现钻井液的密 度可调性 ； 增加超细钙和 S o lt e x的量 ，形成致密泥饼 ， 达到强有力的封堵效果 ； 加入 白油使钻井液抗温性提 高。由表 6可知 ，经优化的钻井液在 2 0 0 热滚后流 变性能 良好 ，具有 良好 的封堵作用。 表 6 优化后抗高温高密度钻井液-眭能 2 0 0 ℃、1 6 h p |F L|AV ／P v|YP| Y P| P v Gd|F L ／ 条件 g ／ c m mL mP a． s mP a． s P a P a ／ mP a ． s P a ／ P a mL p H 滚前2 ． 2 0 1 ． 6 1 1 7 ． 0 7 3 4 4 ． 0 0 ． 6 0 9 ／ 2 1 滚后2 ． 2 0 1 ． 0 5 8 ． 5 4 7 1 1 ． 5 0 ． 2 4 4 ／ 1 2 1 1 ． 2 9 注 凡 m{ P 在 2 0 0℃、3 ．5 l ／I P a 测定 。 2承压堵漏性能 。莺歌海盆地原用钻井液承压 堵 漏 能力 较差 ，采 用 0 ．4 5 ～0 ． 9 0 mm砂 床 在 5 MP a 下稳压 6 0 mi n滤失量达到 2 4 ．2 mL； 向钻井液中加入 超细钙作为理想充填粒子和广谱油膜封堵剂 J P G 一 0 8 ， 形成了 良好泥饼和致密的封堵薄膜 ，采用 O ．4 5 ～0 ．9 0 mm砂床在恒定 2 MP a 压力下 ，钻井液滤失量为 0 ．4 mL，但是 当压力增加到 5 MP a时 ，开始 出现失水 ， 最 终 当压 力 恒定 为 5 MP a 时 ，钻 井 液漏 失 量仅 为 1 0 ． 8 mL，采用 0 ．2 8 ～0 ．4 5 mm砂床在 5 MP a 下稳压 6 0 mi n滤失量仅为 3 ．2 mL，由此 可见 ，优化后的钻 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 3 0 钻井液与 完井 液 2 0 1 5年 9月 井液能够在砂床中形成有效封堵 ，形成强韧的泥饼 ， 能承受一定压力 ，实验结果见表 7 。 表 7 优化前后钻井液 的承压堵漏 实验 注 实验温度为 9 0 c c ； 砂子重量 为 2 0 0 g 。 3防水锁性能评价。由 2块岩心逆向 自吸前后 渗透率的变化 见图 8可以得 出，浸泡在优化后 的 钻井 液滤液 中的岩心渗透率恢复值 为 8 1 ．7 9 ％，远大 于浸泡在原用配方滤液中的岩心渗透率恢复值 ，说 明 优化后钻井液具有很好 的防水锁能力 。由此可见 ，向 钻井液 中加入广谱油膜封堵剂 J P G ． 0 8和表面活性剂 ABS N后 ，能够形成封堵薄膜 ，降低岩石表 面张力 ， 减少气体在孔隙中的流动阻力 ， 防止水锁损害的发生。 表 8 优化前后钻井液的防水锁能 力测定 注 1 ． 1 7号岩心浸泡于原用配方滤液中 ； N． 6 号岩心浸泡 于优化配方滤 液中。 4抗 C O 污染 能 力评 价。针 对体 系 的抗 C O 能力 测试 ，实验 室 内采 用 向体 系 中加入 一 定量 的 N a HC O 。 的方法 ，考察不同加量 Na HC O 对钻井液性 能的影响 ，结果见表 9 。 该体系具有 良好的抗 C O ， 污染能力。 5 储层保护性能评价 。选取 2块岩心 ，采用优 化后配方对岩心进行污染 ，测定岩心污染前后渗透率 的变化情况 。岩心污染后渗透率恢复值达到 8 5 ％ 以 上，说明该体系对储层具有良好的保护效果，实验结 果 见表 l 0 表 1 O 岩 心用优化 配方 污染前后渗透 率变化 5 结论 与认 识 1 ． 通过对莺 歌海盆地储层特性 和敏感性 分析可 知，莺歌海盆地区域储层属于中孔低渗结构 ，伊利石 含量较高 ，存在水敏性损害 ，而该区域现用钻井液抗 温性能和封堵性能较差 ，滤液进人地层造成储层水敏 性损害 ，影响了莺歌海盆地油气资源开发效率 。 2 ． 在分析储层损害机理和钻井液性能存在问题基 础上 ，以提高抗温性和封堵性为重点 ，研发了适合该 区域 的抗高温高密度水基钻井液 ，解决了现用钻井液 储层损害严重 的问题 ，达到有效保护油气层的 目的。 3 ． 经过优化的抗高温高密度水基钻井液在 2 0 0℃ 条件下性能 良好 ，密度可达到 2 ． 2 g ／ c m ，能够满足井 下安全生产需要 ； 钻井液具有 良好的封堵性和防水锁 能力 ，岩心污染后 渗透率恢复值可达 9 0 ％左右 ； 具 有一定的抗 C O ， 污染能力。 【 1 J 表 9 在优化配方 中加入 Na H CO 前后钻井液 的性能 8 ％ 实验 F L ／ A V ／ P 9 ／ Y P ／ PV ／ G e l ／ F L H lr H P ／ Na H C O 条件 mL m P a s mP a s P a P a ／ mP a s P a ／ P a mL ． 、．滚前1 ． 6 l 1 8 ． 0 7 3 4 5 ． 0 0 ． 6 2 9 ． 0 ／ 2 2 ． 0 加 入甫 百 滚后1 ． 2 5 9 ． 5 4 7 1 2 ． 5 0 ．2 7 3 ． 5 ／ 1 2 ． 0 1 1 ． 8 ⋯ i_z ． j ． 滚前1 ． 6 l 0 8 ． 0 8 8 2 0 ． 0 0 ．2 3 7 ． 0 ／ 2 0 ． 0 滚后1 ． 0 5 6 ． 0 4 9 7 ． 0 0 ． 1 4 3 ． 0 ／ 7 ． 0 1 3 ． 0 注 钻井液密度为 2 ． 2 0 g ／ c m ，热滚条件为 2 0 0℃、l 6h ， 凡 H 在 2 0 0 o C、3 ． 5 MP a 狈 4 定 ； p H值为 9 。 【 3 】 由表 9可 以看 出 ，在 优 化后 的钻 井 液 中加 入 8 ％Na HC O 后 ，钻井液性 能没有太大 的变化 ，说 明 参 考 文 献 张勇 ． 南海莺琼地区高温高压钻井技术的探索 [ J ] ． 天然气 工业 ，1 9 9 9 ，1 9 1 7 1 7 5 ． Zh a n g Yo n g ．A s t u d y o f t he d r i l l i n g t e c h n i q u e s o f h i g h t e mp e r a t u r e a n d h i g h p r e s s u r e we l l s i n y i n g q i o n g r e g i o n o f s o u t h c h i n a s e a [ J ] ． Na t u r a l G a s I n d u s t r y，1 9 9 9 ，1 91 71 7 5． 赵文，谢克姜 ． 南海海域高温高压钻井液技术 f J 1 ． 石油钻 采T艺，2 0 0 7 ，2 9 6 8 7 9 0 ． Z h a o We n ，Xi e Ke j i a n g ． H i g h t e mp e r a t u r e a n d p r e s s u r e d r i l l i n g fl u i d t e c h n o l o g y i n s o u t h c h i n a s e a [ J ] ． O i l D r i l l i n g＆ Pr o d u c t i o n T e c h n o l o g y，2 0 0 7，2 9 6 8 7 9 0 。 卢明，王学良，王恩合 ，等 ． 提高水基钻井液高温稳定性 的实验研究 [ J ] ． 钻井 液与完井液 ，2 0 1 3 ，3 0 1 1 7 2 1 ． Lu M i n g，W a n g Xu e l i a n g，W a n g En h e，e t a 1 ．S t u d y o n 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 2卷 第 5期 张群等 莺歌海盆地抗 高温高密度钻 井液技 术 3 1 广告目 次 沈阳泰格石油仪器设备有限公司⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯o 中国石油集团渤海钻探工程有限公司工程技术研究院⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯④ 湖北创联石油科技有限公司⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⑤ 河北光大石化有限公司⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯④ 青岛海通达专用仪器有限公司⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ⑦ 环球 香港 科技有限公司⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ① 国土资源部北京探矿工程研究所⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⑨ 国土资源部北京探矿工程研究所⋯⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⑥ 保定华瑞化工有限公司⋯ ⋯ ⋯ ⋯⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⑩ 石家庄华莱鼎盛科技有限公司⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⑤ 山东得顺源石油科技有限公司⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⑥ 河北华信泥浆助剂有限责任公司⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⑩ 天津中油渤星工程科技有限公司⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⑧ 淄博中轩生化有限公 司⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⑨ 淄博联技化工有限公司⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 山东聚鑫化工有限公司⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯③ 牡 丹江市华新 化工助剂有 限责任公 司⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⑤ 中钢集 团马鞍 山矿院新 材料科技有 限公 司⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⑤ 河 北华 运鸿业 化工 有 限公 司 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 德 州大陆架 石油工程技术 有 限公 司⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m