白油基油包水钻井液技术研究及其应用.pdf

石油天然气 学报2 0 1 2 年 9 月第 3 4 卷第 9 期 J o u r n a l o f Oi l a n d Ga s T e c h n o l o g y S e p ． 2 0 1 2 Vo 1 ． 3 4 No ． 9 白油基油包水钻井液技术研究 及 其 应 用 张 勇 中石化河南油田分公司新疆勘探开 发中心作 业科， 河 南南阳4 7 3 1 3 2 王 荐 ，舒福 昌 ，向兴金 ，白 伟 湖北汉科新技术股份有限公司， 湖 北荆州4 3 4 0 2 3 何 振奎 ，邱建君 中石化河南油田分公司石油工程技术研究院， 河南南阳4 7 3 1 3 2 [ 摘要]针对宝 1 6 - 1井存在 的问题 ，为 了保 护油气层和井壁 稳定 ，优选 了白油基 油包水钻 井液体系。现场 应用表明，该油基钻井液抑制，封堵防塌 能力强 ，破乳 电压高 性能稳定 ，滤 失量低 ，流 变性好 ，具有较 强的携带能力，避 免 了泥岩和煤岩 的井壁垮塌 问题 ，三开钻进、 电测、下套管顺利 。 [ 关键词] 宝浪油 田；八道湾组；煤岩 ；井壁失稳 ；油基钻井液 [ 中图分类号]T E 2 5 4 [ 文献标志码]A [ 文章编号]i 0 0 0 9 7 5 2 2 0 1 2 0 9 0 2 3 5 一O 3 宝 1 6 1 井 为焉 耆盆地 八道 湾组 的 1口评 价 井 ，三 开钻 遇 八道 湾 组 ，岩 性 以深 灰 色 泥岩 ，浅 灰 色砂 岩 为主 ，夹 泥质 粉砂岩 、碳 质泥 岩 与 黑 色 煤 ，邻 井 资 料 显 示 最 大 井 径 扩 大 率 7 5 ． 8 ，最 小 一 1 4 ． 1 ， 井径很不规则 ，存在较强的水敏性和井壁失稳风险。为了保护油气层和井壁稳定 ，采用油基钻井液体 系。由于柴油闪点低 5 5 ℃ ，芳烃含量高 ，毒性强；而 白油闪点高 1 1 0 。 C ，芳烃 含量低 ，毒性小 。 因此 ，选用 5 号 白油 为油基 钻井 液基 油 。 1 白油基 油包水钻井液 处理剂优选 1 ． 1 主 乳化剂 优选 选择 4种产 品进行试 验 。在 白油 中加入 主乳化 剂 ，再加入 水 ，油水 比 8 0 ／ 2 0 ，高 速搅拌 1 0 mi n测 破乳 电压 。测定 温度 5 0 ℃ 。不 同加 量 的破 乳 电压如 表 1 。 表 1主 乳 化 剂 优 选 结 果 由表 1 看 出 ，加 量为 3 时 ，MUL l的破乳 电压 达 4 1 2 V，可满 足要 求 。由此选 用 MUL l为 体 系主 乳化 剂 。 1 ． 2辅 乳化剂 优选 在白油 中加入不同种类及加量辅乳化剂复配 ，油水 比 8 0 2 0 ，高速搅拌 l O mi n测破乳 电压。测 定温度 ℃。不同加量的破乳电压如表 2 。 [ 收稿 日期]2 0 1 2 一o 62 2 [ 作者简介]张勇 1 9 6 4 一 ，男 ，1 9 8 8年西北大学毕业 ，高级工程师 ，现主要从事井下作业等新技术推广 工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 3 6 石油天然 气学报 * 油气 田开发工程 2 0 1 2 年 9 月 由表 2看 出 ，在 相 同加量 下 ，C OAT 1的破 乳 电压最高 ，其 加量 为 1 ～2 9 ／ 6 时破 乳 电压 即可达 到乳 状 液稳定 性要 求 。 1 ． 3润 湿剂 优选 ， 油水 比 8 0 2 0 2 ． 0 主乳1 ． 5 ％辅乳2 有机土2 ． 5 ％F L T R1 降滤失剂1 ． 5 碱度 调 节剂 ，加入 不 同量 的润湿剂 ，测得 的表 观粘度 等性 能如 表 3 。 表 3润湿剂加置对油基钻井液体 系性能的影响 润 湿 剂 加 量 表观黏度 ／ mPas 塑性黏度 ／ mPaS 动 切 力 | Pa 动塑比 ／ ms 一 AP I 滤 失 量 破 乳 电 压 6 ／ 3 ／ mL ／ V 0 ． 5 滚 前 滚 后 1 ． 0 ％ 滚前 滚 后 注 热滚条件 1 2 0 ℃1 6 h； 测量温度 4 0 ℃。 由表 3 看 出 ，润湿 剂加量 为 0 ． 5 ～1 时 ，钻井 液各项 性能均 较好 。 2 白油基油包水钻井液 配方及性能 针对钻 井液 配方 和性能 ，室 内做 了大量相 关性 能评价 试验 。最终 确定 了宝 1 6 1 井 油基 钻 井液 配 方 8 0 5号白油 2 O [ C a C 1 水溶液 2 8 ] 2 ． 5 主乳化剂 MUL l 1 ． 5 辅乳化 剂 C O AT1 1 ． 5 润湿 剂 2 ． 5 有 机 土3 降滤 失 剂 F L T R1 2 ％碱度 调节 剂 C a O 0 ． 5 提 切 剂 TQ J 重 晶石 加重 1 ． 2 5 g ／ c m。 。该 配方基本 性 能见表 4 。 表 4配 方基 本 性 能 注热滚条件 1 2 0 oC1 6 h； 测 量温度 4 0 ℃。 由表 4看 出 ，钻 井液 体系 流变性好 ，滤失量 低 ，乳化稳 定性好 。 3 现场应用 宝 1 6 1井位 于宝 中 区块 中部 ，属 于焉耆 盆地 宝 浪 苏木 构 造带 宝 中背斜 构造 ，宝 中 区块 由 2条 断 层 F 1和 F 8控制 ，构造走向为北西一 南东向，地层倾角 3 ～1 l 。 。宝中区块八道湾组为低孔低渗储层 ，水型 为 C a C 1 型，总矿化度 3 0 5 9 8 mg ／ L。该井 主要 目的层为八道湾组油层 J b ，兼顾三工河组 J S I、 Ⅱ、 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 4卷第 9期 张勇等 白油基油包水钻井液技 术研 究及其应 用 Ⅲ、Ⅳ油 组 ；钻 探 目的是进 一步 落实八 道 湾组 J b ～J b 各 小层 含油 气性及 产 能 ，同时落 实八 道湾组 整 体 的构造 特征 、储层 的展 布规律 及储 量规 模 ，为宝 浪油 田今后 产能建 设提 供新 的 区域 。 3 ． 1。 配 制 下 技套 固井后 ，放掉 地面循 环罐 泥浆 ，将 地面罐 清理 干净 ；用清 水清 洗钻 井液池 、管 线 ；在在 地面 罐 备上 清水 ，顶替 井筒里 的水 基钻 井液 ；清水 返 出后 ，将 地 面各罐 清水放 掉并 密封 ；加 白油 到各罐 ，开 始 全井循 环 ；根据 配方 比例 ，在加 料漏 斗 中依次 加 入 2 ． 5 主乳 化 剂 MUI 1 、 1 ． 5 辅 乳 化 剂 C OATI 、 1 ． 5 润湿剂 。 在 另一 罐 中配制 2 8 的 C a C 1 水溶 液 ，将 配好 的盐水 缓慢 地 加 入 到循 环 系 统 中 ；通 过循 环 、地 面 搅拌等对油、水进行剪切、搅拌 ，使其乳化 ；乳化好后 ，加入 2 ． 5 有机土，3 ． 0 降滤失剂 F I T R1 、 2 ％碱 度调节 剂 C a O、0 ． 5 提切剂 TQ J ，充分循 环 、搅拌 。检测 钻 井液 性 能使 破乳 电压 大于 4 0 0 V，调 整密 度至 1 ． 4 5 g ／ c m。 进行 三开 钻井 。 3 ． 2效 果 1 油 基 钻 井 液 性 能 稳 定 。在 钻 进 过 程 中， 不需要 大 型 的处 理 ，维持 泥 浆 的正 常 消耗 ，只需 补充 一定 的新浆 ，加入 少 量 化工 料 ，就 可 以满 足 钻进 的要 求 。同时能抗 高 温 ，因此 在整 个 钻进 过 程 中 ，性 能变化 不 大 。 2 油基钻 井 液 具 有 较 强 的抑 制 能 力 。钻 屑 基本 不分 散 ，成型 较好 ，如 图 1 。 3 井 壁稳 定 ，防 塌 效 果 好 。从 井 径 数 据 可 以看出，全井平均井径扩大率为 2 ． 6 9 ，井径相 对 比较规 则 。在调 整好 泥浆 比重后 ，全井 起 下钻 无 阻卡现 象 ，下钻 到底 无沉 砂 ，优 良的封 堵 能力 给井 眼稳 定 提供 了保 障。 同时油 基 泥 浆 润 滑 性 好 ，减 小 钻 具 的扭 矩 、 磨 损和疲 劳 ，提高 了机 械钻 速 ，延 长 钻 头轴 承 的 寿命 ，这就节省了时间，降低 了隐性的成本。 4 结 论 图 1振 动 筛 返 出 岩 屑 1 白油基油 包水 钻井 液性 能稳定 ，在应 用过 程 中破乳 电压 可高达 8 0 0 V 以上 ，现 场维护 简便 易行 。 2 白油基 油包水 钻井 液具有 良好 的携 带 能力 和 润 滑性 好 ，三开 钻进 过 程 中没有 发 生沉 砂 、粘 附卡 钻 。 3 通 过控制 钻井 液活 度 ，提 高抑 制能力 ，调整密 度 平衡 地 层坍 塌 压 力 ，以及 封 堵 剂 的配 合使 用 使 井壁稳 定 ，较好 地满 足 了宝 1 6 1 井 的安全 顺 利钻进 ，解决 了泥岩 和煤 岩垮塌 问题 。 [ 参考文献] [ 1 ] 张炜 ，刘振东 ，刘宝 ，等 ．油基钻井液的推广和循环利用[ J ]．石油钻探技术 ，2 0 0 8 ，3 6 6 3 4 ～3 8 ． [ 2 ]鄢捷年 ，李志勇 ，张金波 ．深井油基钻井液在高温高压下 表观粘度和密度 的快速预测方法 [ J ]．石油钻探技术 ，2 0 0 5 ，3 3 5 3 5 ～ 3 9 ． E 3 3耿娇娇 ，鄢捷年 ，李怀科，等 ．具有恒流变特性的深水合 成基钻井液 口]．石油钻探技术 ，2 0 1 0 ，3 8 2 9 1 ～ 9 4 ． [ 编辑] 办开科 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m