不同加重剂对超高密度钻井液性能的影响.pdf

第 4 O卷 第 3 期 2 0 1 2年 5月 石 油 钻 探 技 术 PE TROLEUM DRI LLI NG TECHNI QUES Vo 1 ． 4 0 NO ． 3 M a y， 2 Ol 2 ． _ 钻井完井 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 1 0 8 9 0 ． 2 0 1 2 ． 0 3 ． 0 1 0 不 同加重剂对超高密度钻井液性能的影响 王 琳， 林永学，杨小华， 蔡利山， 柴 龙 中国石化石油工程技术研 究院， 北京 1 0 0 1 0 1 摘要 针对超高密度钻井液中加重剂用量大、 货源稀少、 价格昂贵， 或硬度较大、 磨损钻具、 具有毒性等问题， 选择 目前应用最广泛的重晶石粉和 国外开发 的微锰粉 Mi c r o MAX为加 重剂 ， 研 究了其对钻井液性能的影响 。分别 用扫描 电镜和激光粒度仪 分析 了重晶石粉和微锰粉 的微观形 态和粒度 分布 ， 并将其按 一定 比例 复配 为加 重剂 ， 配 制出2 ． 8 5 ～2 ． 9 0 k g ／ L的超高密度钻井液， 高温老化后进行流变性、 滤失性和沉降稳定性的评价试验。试验结果 表明 纯度较高的重晶石粉能够配制 出具有良好流变性、 悬浮稳定性的超高密度钻井液， 且高温高压滤失量小； 用 重晶石粉和密度更高、 粒径较小的微锰粉复配加重， 高温老化后钻井液的黏度和动切力下降， 流变性有一定改善， 但高温高压滤失量增大。综合考虑钻井液性能、 经济性和 实用性， 建议用性价比相对较高的重晶石粉为加重剂。 用重晶石粉加重的 2 ． 7 5 ～2 ． 8 9 k g ／ L的超高密度钻井液在官深 1井三开井段进行了现场试验， 安全钻进约 7 4 5 m。 关键词 加重剂 重 晶石 加重钻井液 钻井液性能 实验 室试 验 中图分类号 T E 2 5 4 ． 4 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 1 0 8 9 0 2 0 1 2 0 3 0 0 4 8 0 6 Ef f e c t s o f W e i g ht i ng Ag e n t o n Ul t r a - Hi De ns i t y Dr i l l i n g Fl u i d’ S Pe r f o r ma n c e W a ng Li n， Li n Yo n g x ue ， Yan g Xi a o hu a， Ca i Li s ha n， Ch a i Lo ng S i n o p e c Re s e a r c h I n s t i t u t e o f Pe t r o l e u m E n g i n e e r i n g， Be i j i n g， 1 0 0 1 0 1 ， C h i n a Ab s t r a c t I n v i e w o f s o me p r o b l e ms a b o u t we i g h t i n g a g e n t i n u l t r a - h i g h d e n s i t y d r i l l i n g f l u i d， s u c h a s l a r g e d o s a g e ， s c a r c e s u p p l y ， e x p e n s i v e p r i c e s ， h i g h h a r d n e s s ， d r i l l i n g t o o l s we a r ， t o x i c i t y， e t c ．， we i g h t i n g a g e n t s ， mo s t wi d e l y u s e d b a r i t e a n d M i c r o M a x d e v e l o p e d a b r o a d， we r e s e l e c t e d t o s t u d y t h e i r i n f l u e n c e o n d r i l l i n g f l u i d ’ S p r o p e r t i e s ． Th e i r mi c r o s c o p i c s h a p e a n d s i z e d i s t r i b u t i o n we r e a n a l y z e d a n d t h e n t WO k i n d s o f u l t r a - h i g h d e n s i t y d r i l l i n g f 1 u i d 0 2 ． 8 5 2 ． 9 O k g ／ L w e r e p r e p a r e d wi t h b a r i t e a n d t h e mi x t u r e o f b a r i t e a n d M i c r o MAX a s we i g h t i n g ma t e r i a l s t o e v a l u a t e t h e i r r h e o l o g y， f i l t r a t i o n a n d s e d i me n t a t i o n s t a b i l i t y ． Af t e r h i g h t e mp e r a t u r e a g i n g， t h e t e s t r e s u l t s s h o we d t h a t h i g h p u r i t y b a r i t e c a n ma k e u l t r a - h i g h d e n s i t y d r i l l i n g f l u i d wi t h g o o d r h e o l o g y， s u s p e n s i o n s t a b i l i t y a n d l o w f i l t r a t i o n a t 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 ． W h e r e a s t h e u l t r a - h i g h d e n s i t y d r i l l i n g f l u i d， u s i n g mi x e d b a r i t e a n d M i c r o M AX o f h i g h e r d e n s i t y a n d s ma l l e r g r a i n s i z e a s we i g h t i n g a g e n t ， s h o we d r e d u c t i o n i n v i s c o s i t y a n d d y n a mi c s h e a r f o r c e ， i mp r o v e me n t i n r h e o l o g y， b u t i n c r e a s e d f i l t r a t i o n a t 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 ． Ta k i n g d r i l l i n g f l u i d p e r f o r m a n c e ， e c o n o my a n d p r a c t i c a b i l i t y i n t o c o mp r e h e n s i v e c o n s i d e r a t i o n， i t i s s u g g e s t e d t h a t t h e c o s t e f f e c t i v e b a r i t e a l o n e b e u s e d a s we i g h t i n g a g e n t a s f a r a s p o s s i b l e ． Th e u l t r a - h i g h d e n s i t y d r i l l i n g f l u i d b a s e d o n b a r i t e wi t h d e n s i t i e s o f 2 ． 7 5 2 ． 8 9 k g ／ L wa s t e s t e d i n W e l l Gu a n s h e n 1 i n Gu a n d u Ar e a ． wh i c h wa s s a f e l y d r i l l e d f o r 7 4 5 m． Ke y wo r d s we i g h t i n g a g e n t ； b a r i t e ； we i g h t i n g d r i l l i n g f l u i d； d r i l l i n g f l u i d p r o p e r t y ； l a b o r a t o r y t e s t 1 概述 目前 ， 密度 2 ． 2 O k g ／ L左右的钻井液 的应用已 相当普遍 ， 但密度大于 2 ． 6 O k g ／ L的超高密度钻井 液的应用较少 ， 多处于室内研究 阶段 ] 。因为密 收稿 丑期 2 0 1 卜1 O 一 1 8 ； 改回日期 2 0 1 2 0 4 1 6 。 作者简 介 王琳 1 9 7 O 一 ， 女， 河北 吴桥 人 ， 1 9 9 5年 毕业 于山东 大学化学与化 工学院有机合成专业， 2 0 0 4年 获中国科学 院物理化 学 专业博士学位， 主要从事油 田化学剂的研 究工作 。 联系方式 0 1 0 8 4 9 8 8 2 0 2 ， wa n g l i n ． s r i p e s i n o p e c ． c o r n 。 基金项 目 中国石化重点科技攻关项 目“ 官渡地区超 高密度钻 井 液技术研 究与应用” 编号 P 1 0 0 3 8 部分研 究 内容。 第 4 0卷第 3期 王琳 等． 不同加 重剂对超 高密度钻井液性能的影响 度大于 2 ． 6 0 k g ／ L的超高密度 钻井液 中， 固体加重 剂的质量分数可达到 7 O 以上 ， 体积分数也 达到 了 5 0 以 4 ． 3 0 g ／ c m3 的重晶石粉计 ， 固相粒子 的表 面润湿和吸附作用大幅度降低 了钻井液中的自由水 含量 ， 使钻井液在深井高温高压条件下容易变稠 ； 加 重剂遇到地层水侵易沉降 ， 导致钻井液流变性失控 ， 维护困难 ， 甚至卡死钻具_ 1 。研究表 明， 密度较高 的铁矿粉、 方铅矿粉和微锰粉等用于钻井液 中， 可使 其所占体积分数和质量分数减小 ， 有利于降低超高 密度钻井液的黏度和切力E 1 2 - 1 4 ] 。铁矿粉密度 4 ． 5 ～ 5 ． 3 g ／ c m。 ， 具有一定 的酸溶性 ， 可应用于需进行酸 化的产层 ； 但铁矿粉 多具有磁性且硬 度较大 ， 对 钻 具 、 钻头和钻井泵 的磨损严重 。方铅矿粉密度高达 7 ． 4 ～7 ． 7 g ／ c m。 ， 曾在官 3井使用 ； 但该加重剂货源 少、 成 本 高， 且 毒性 较 大。微 锰 粉 Mi c r o MAX 是 2 0 0 4 年 国外开发 的一种高性能加重剂l_ 7 ] ， 密度 4 ． 8 g ／ c m3 ， 为平均粒径 1 m的微球， 主要成分是四 氧化三锰 ， 具有 自悬浮、 低增稠和低磨损的特点 ， 在 北海 、 沙特等油 田的高温高压井 中已有应用 ； 但原料 来源少、 价格昂贵、 制备工艺 特殊 ， 需与重 晶石配合 使用 。 重晶石以硫酸钡 B a S O 4 为主要成分 ， 密度为 3 ． 8 ～4 ． 6 g ／ c m。 ， 化学性质稳定 、 不溶 于水 和酸 、 无 磁性和毒性 ， 且价格较低 ， 是 目前应用最广泛的钻井 液加重剂 。国外研究认为， 用重晶石粉加重 的钻井 液密度不超过 2 ． 6 4 k g ／ L [ 9 ] 。为提高其加重 能力 ， 科研人员从 2 0世纪 7 0年代l_ 1 7 ] 开始研究 重晶石的 表面改性 ， 通过改性剂分子在重 晶石表 面的化学吸 附、 螯合及物理吸附等作用 ， 增大重 晶石表面 的电动 电势 ， 提高亲水性 和悬浮稳定 性。但由于超高密度 钻井液中加重剂的用量非常大 ， 表面改性 的重 晶石 难以满足现场实施 ， 限制 了其在超高密度钻井 中的 推广应用。 笔者采用 2种不同密度、 不 同粒径分布且未经 表面改性的重晶石 ， 以重晶石粉加重和重 晶石粉与 微锰粉复合加重 2种方式分别配制 出 2 ． 8 5 ～2 ． 9 0 k g ／ L的超高密度钻井液 ， 研究 了加重剂对钻井液性 能的影响。 2 室内试验 2 ． 1 试验材料与仪器 1 材料 。重 晶石 粉 A， 产地 贵州 ， 密 度 4 ． 3 4 g ／ c m。 ； 重晶石粉 B， 产地四川 ， 密度 4 ． 3 2 g ／ c ms ； 微 锰粉 ， 商 品 号 Mi c r o MAX， 产 地 挪 威 ， 密 度 4 ． 8 0 g ／ c m3 ； 分散剂 S MS 一 1 9 、 降滤失剂 S ML 一 4 ， 自行研 制； 辅助降滤失剂 S MS - P 、 防塌剂 S MS - T 、 p H调节 剂、 高温稳定剂 S MS - C 、 氯化钠等 ， 均为工业产品。 2 仪器 。G S L - 1 0 1 B L激光颗粒分布测量仪 、 J E OL J B M- 6 7 0 0 F扫描 电镜 、 六速旋 转黏度计 、 中 压滤失仪 、 高温高压滤失仪、 密度计 、 高温滚子炉。 2 ． 2 试验方法 2 ． 2 ． 1 加 重剂 粒度 分析 将少量加 重剂置 于 0 ． 6 六偏磷 酸钠 水溶 液 中， 超声分散 5 mi n ， 用 GS L 一 1 0 1 B L激光颗粒分布 仪测量其粒度分布。 2 ． 2 ． 2 超高密度钻井液配制 钻井液配方为 0 ． 8 5 膨润土2 ． O 0 降滤失 剂 S ML 一 4 2 ． O 0 分散剂 S MS - 1 9 1 ． 5 O 辅助降 滤失剂 S MS P1 ． 2 0 防塌剂 S MS T1 ． 0 0 p H调节剂0 ． 2 0 S MS S P 加重剂。 配制方法 在搅拌条件下 ， 向预水化 的膨润土浆 中依次加入降 滤失 剂 S ML一 4 、 辅 助 降 滤 失剂 S MS P 、 分 散剂 S MS - 1 9 、 防塌剂 S MS T， 以及 p H 调节剂 、 高温稳 定剂 S MS _ C 、 氯化钠 盐水钻井液 ， 搅拌均匀后， 缓 慢加人适量 的加重剂 ， 在 1 0 0 0 0 r ／ rai n下高速搅拌 2 0 mi n ， 配制成密度 为 2 ． 8 5 ～2 ． 9 0 k g ／ L的超高密 度钻井液。 2 ． 2 ． 3 超高密度钻井液性能测试 用六速旋转黏度计测量所配制超高密度钻井液 的流变性能 3 O ～3 5℃温度下测量常温性能， 4 5 ～ 5 O℃温度 下测量 1 2 0℃ 或 1 5 0℃ 温 度下热 滚 l 6 h 后的性能， 在 3 ． 5 MP a 、 1 2 0℃ 或 1 5 0℃ 条件 下测量高温高压滤失量。 3 试验结果及分析 3 ． 1 加重 剂分 析 3 ． 1 ． 1 微观形态观察 图 1为重晶石粉 A和微锰粉 Mi c r o MAX的微 观形 态 。 从 图 l 可以看出 ， 重晶石粉颗粒大小不一 ， 形状 极不规则 ； 锰矿粉 Mi c r o MAX颗粒较细， 呈球形。 石 油 钻 探 技 术 一 一 a 重晶石粉A b 锰 矿 g Mi c r o MA X 图 1 重晶石粉 A和微锰粉 Mi c r o MA X的微观形态 Fi g ．1 S EM of Ba r i t e A a n d M i c r oMAX’ s mi c r o s t r uc t u r e 3 ． 1 ． 2 粒度 分析 图 2 一图 4为重 晶石粉 A、 重晶石粉 B和微锰 粉 Mi c r o MAX的粒度分布曲线。 图 2 重晶石粉 A粒度分布 曲线 Fi g． 2 Pa r t i c l e s i z e d i s t r i b ut i o n c ur v e o f Bar i t e A ⋯ ． ’ 7 l L _ _ r 一 。 1 I 叠 图 3 重晶石粉 B粒度分布 曲线 Fi g ． 3 Par t i c l e s i z e di s t r i bu t i o n c u r ve o f Bar i t e B 妊 嘶 培 嘴 梧 嘴 图 4 微锰粉 Mi c r o MA X粒度分布 曲线 Fi g ． 4 Pa r t i c l e s i ze d i s t r i b ut i o n of M i c r oMAX 由图 2 一图 4可知 ， 微锰粉 Mi c r o MAX的粒径 比重晶石粉小很多， 且粒度分布窄。重晶石粉 A的 D∞ 和 D。 。 值分别为 3 7 ． 7和 8 7 ． 7 t z m， 重晶石粉 B的 D∞和 D。 。 值 分 别 为 1 0 ． 8和 4 4 ． 9 m， 微 锰 粉 Mi c r o MAX的 D5 0 和 D9 o 值分别 为 2 ． 4和 4 ． 1 m。 2 种重 晶石粉 的粒度分布也有较大差别 重晶石粉 A中粒径小于 1 0 m 的颗粒有 6 ． 6 ， 1 0 ～3 7 m 的颗粒有 4 2 ． 4 ， 比表面积 9 J O ． 3 c m。 ／ g ； 重晶石粉 B中粒径 小于 1 0 m 的粒子 较多 ， 达 到 3 9 ． 8 ， 1 0 3 7 m 的 颗粒 有 4 5 ． 7 ， 比表 面 积 2 4 2 2 ． 0 C m ／ g ； 微锰粉 Mi c r o MAX的粒度分布较窄， 颗粒尺 寸为 1 ． 0 ～5 ． 0 m， 比表面积为6 7 0 0 ． 0 c m。 ／ g ， 为 超细颗粒 。 3 ． 2 加重剂对各种超高密度钻井液性能的影响 3 ． 2 ． 1 不 同粒度分布重晶石粉的影响 用相同质量的重晶石粉 A和重 晶石粉 B 均为 1 2 3 4 g 分别对上述配方的超高密度钻井液进行加 重 ， 考察不 同密度及粒度分布 的重 晶石粉对超高密 度钻井液性能的影响， 试验结果见表 1 。 从表 1可以看 出， 质量相 同的 2种重 晶石粉配 制 的超高密度钻井液 的密度不相 同， 流变参数有较 大差别 。用重 晶石粉 A配制的钻井液密度稍高， 流 表 1 不 同重 晶石粉对超高密度钻井液性能的影响 Ta bl e 1 Ef f e c t o f di f f e r e nt ba r i t e s o n u l t r a - hi gh d e n s i t y dr i l l i ng flu i d pr o pe r t i es 注 表 中“ ” 表示用六速黏度计测不 出数据 。下表同 。 5 2 9 6 3 O 梧 将 第 4 O卷第3期 王琳等． 不同加重剂对超高密度钻井液性能的影响 动性好 ， 老化后 声 3 0 0读数为 1 7 3 ； 用重 晶石粉 B配 制的钻井液密度稍低 ， 黏度更大， 老化后 3 0 0读数 为 2 1 4 。从 3 ． 1 ． 2中对 2种重 晶石粉粒度分布的分 析可知 ， 重晶石 粉 B中较细的颗粒 占多数 ， 比表面 积更大 ， 对 自由水的吸附更多 ， 黏度效应越强 ； 而重 晶石粉 A 中粒径大的颗粒数较多 ， 加之密度 稍高， 有利于配制流变性更好的超高密度钻井液。 3 ． 2 ． 2 复合加重剂对淡水钻井液性能的影响 用微锰粉 Mi c r o MAX和重 晶石粉 A组成复合 加重剂配制超高密度钻井液 ， 分别在 1 2 0和 1 5 0口 C 温度下老化 1 6 h ， 考察 不 同复 配 比例 质量 比， 下 同 的加重剂对淡水超高密度钻井液性能的影响， 试 验结果见表 2 。 从表 2可以看 出， 加重剂中复配密度较高、 粒度 较小的微锰粉 Mi c r o MAX后 ， 所配制的超高密度钻 井液流变性明显改善 ， 钻井液老化前后 的黏度和切 力均大幅度降低 ， 复配 1 O 微锰粉后 ， 1 2 0℃老化后 钻井液 3 o 0读数由 1 7 3降为 1 6 4 ， 继续增大复配 比 例至 2 0 9 ／ 6 、 4 O 9 ／ 6 ， 3 0 0读数降为 1 3 6 、 1 0 7 ， 可见加重 剂中微锰粉 Mi c r o MAX量越 大， 黏度降低越 明显。 由重晶石 粉和 Mi c r o MAX的微观 形态 图片可知 ， 在重 晶石粉 中掺人微锰 粉 ， 就像在 有棱 角的粗颗 粒之间填 充 了球 形 的滚 珠 ， 减 小 了固相颗 粒之 间 的摩擦 ， 使体系的黏度 和切力 下降 ， 改善 了超 高密 度钻井液 的流变性 。 试验 中发 现， 复 配 2 0 微锰 粉 Mi c r o MAX的 钻井液在 1 5 0℃老化 1 6 h后 ， 老化罐 内的钻井液无 沉降， 但插入玻璃棒不 倾倒 ， 表 现为整体静结构力 强 ， 经搅拌后钻井液 的流动性很好 ， 继续静置 4 8 h ， 其悬浮稳定性和流动性仍 良好 。进一步增大微锰粉 Mi c r o MA X的比例 ， 这种静结构增强 的现象更加 明 显， 但其机理有待于进一步研究 。另外， 随着微锰粉 Mi c r o MAX量 的增大 ， 超高密度钻井液的中压失水 量和高温高压失水量也不断增大 ， 原 因可能是体系 中小粒径 的微锰粉 Mi c r o MAX颗粒越 多比表面积 越大 ， 对处理剂的吸附量也越大 ， 造成体系液相中有 效处理剂的量减少， 降滤失效果变差 。 表 2 不同配比复合加重剂对淡水超高密度钻井液性能的影响 Ta bl e 2 Ef f e c t o f mi x e d we i g ht i ng a g e nt i n v a r i o u s r a t i o s o n ul t r a - hi g h de ns i t y f r e s h wa t e r d r i l l i ng f l ui d p r o p e r t i e s 热滚 前 1 2 O℃ ／ 1 6 h 1 5 0℃／ 1 6 h 3 ． 2 ． 3 复合 加重 剂对 盐水 钻 井液 性 能的影 响 在重 晶石粉 A和微锰粉 Mi c r o MAX复合加重 配制 的超高密度钻井液 中， 加人 5 氯化钠 ， 在 1 2 0 。 C温度下老化滚动 1 6 h后测定其密度 、 流变性和滤 失量 ， 考察其对盐污染的敏感性 ， 结果见表 3 。 由表 3可知， 不论是用重 晶石粉加重， 还是用重 晶石粉和微锰粉 Mi c r o MA X复合加重 ， 加入 5 氯化 钠的超高密度钻井液与表 2中不加盐 的超高密度钻 井液相 比， 其黏度和切力均增大， 滤失量增加。分析 认为 ， 这是因为在密度达到 2 ． 8 0 ／ L以上的钻井液 中， 固相加重剂的质量分数 占到 8 0 以上， 巨大的固 相粒子比表面积通过润湿和吸附作用使体系 中的 自 由水含量大幅度减少； 而氯化钠在体系中溶解形成离 子 ， 争夺润湿固相的 自由水， 使 固相粒子表面 的水化 膜减少或破坏 ， 增大了固相粒子间的摩擦力 ， 造成黏 度和切力增大。仅用重晶石粉加重时， 加人氯化钠后 的超高密度钻井液其高温高压滤失量与淡水钻井液 相 比增大不明显， 表明该钻井液有一定的抗盐性能 ； 但是用重晶石粉和微锰粉 Mi c r o MA X复合加重后的 钻井液， 加入氯化钠后其高温高压滤失量显著增大， 表明钻井液采用复合加重剂时的抗盐污染能力较弱。 5 O 4 2 1 3 1 6 6 一 一 “ 一 孔一 珀 O O OO 5 OO O O “ 一 一 弘 明 4 8 4 8 O 2 8 4 4 乱 一 一 ∞ ∞ ∞～ 趵 ∞ ∞一 趵 明 2 2 22 2 22 2 2 热 ∞ 热 石 油 钻 探 技 术 表 3 不同配比复合加重剂对盐水超高密度钻井液性能的影响 T a b l e 3 E f f e c t o f mi x e d w e i g h t i n g a g e n t s i n v a r i o u s r a t i o s o n u l t r a - h i gh d e n s i t y b r i n e d r i l l i n g f l u i d p r o p e r t i e s 。 A 钻井 k g L 箸 m L 寰 石 粉 的 复 配 比 例 ⋯ ⋯ ⋯ 滤 失 ／m L 六 速 黏 度 计 读 数 3 ． 3 加重剂经济性评价 在超高密度钻井液 的现场应用 中， 加重剂 的用 量非常大 ， 其价格 的高低 直接影响到钻井液 成本 。 以 目前加重剂的市场价格 重 晶石粉 A 1 0 0 0元／ t ， 微锰粉 Mi c r o MA X 1 4 0 0 0元／ t 计算 配制 1 m。 超 高密度钻井液时加重剂大约的成本 ， 结果见图 5 。 25 00 0 2 O 0 00 1 1 5 0 00 幡 1 0 0 00 量5 0 0 0 O 1 0 0 9 1 8 2 6 4 0 1 0 萤 晶石粉A 与Mi c r o MA X的复配 比例 图 5 配制 1 m3 密度为 2 ． 8 0 k g ／ L的钻井液的加重剂成 本 F i g ． 5 T h e c ost o f w e i ght i n g a g e n t i n 1 m 3 d r i l l i n g f l u i d p 2 ． 8 0 k g ／ L 由图 5 可知 ， 随着加重剂中微锰粉加量的增大 ， 配制 1 m。 超高密度钻井液 的加重剂 的成本大幅度 上升 。按钻井液用量为 1 0 0 0 m3计算 ， 较之“ 重 晶 石粉 微锰粉 ----8 2 ” 的加重方式 ， 只采用重晶石粉 加重可节约资金 5 5 0万元。 通过上述分析可知， 优选高纯度 的重晶石粉作 为加重剂 ， 与重晶石粉与微锰粉复配作为加重剂相 比可节约大量资金 。考虑加重剂的性价 比， 最终确 定用纯度高的重晶石粉作为加重剂 ， 配制成流变性 和沉降稳定性 良好的超高密度钻井液 ， 以满足超高 压地层的钻井施工。 4 现场试验效果 以重晶石粉为加重剂的超高密度钻井液在 中国 石化重点探井官深 1 井三开井段进行 了现场应 用 。从该 井 井 深 2 8 6 7 ． 0 0 m 处 以 密 度 2 ． 4 5 k g ／ L的钻井液替换井筒 中 1 - 7 0 k g ／ L的钻井液进 行三开钻进 ， 井深 2 9 1 2 ． 8 0 m 嘉陵江组 2段 钻遇 含气层 ， 将钻井液密度提高至 2 ． 5 5 k g ／ [ 压稳。井 深2 9 5 5 ． 4 2 m钻遇超高压流体层， 用 2 ． 8 5 k g ／ L储 备浆循环压井 ， 并逐 步将钻井 液 出 口密 度提 高至 2 ． 8 5 k g ／ L恢复钻进 ， 钻进过程 中钻井液密度最高 达到 2 ． 8 9 k g ／ L。整个压井过程耗时 1 1 6 h ， 在此期 间未 发现 超高 密 度钻 井 液有 沉 降 现象 。在井 深 3 2 0 0 ． O 0 1 2 2 的钻井液性能为 密度 2 ． 8 0 k g ／ L， 漏斗 黏度 1 5 3 S ， A P I 滤失量 1 ． 2 mL， 高温高压 滤失量 4 ． 8 mL。在 中完井深 3 7 0 0 ． 0 0 I T I 电测时仪 器顺利 到底 ， 无阻卡现象 ， 测井作业期间钻井液性能稳定， 无沉降。用密度为 2 ． 7 5 ～2 ． 8 9 k g ／ L的钻井液安全 钻进约 7 4 5 I T I ， 创造 了超高密度钻井液安全钻进时 间最长、 钻进进尺最大的国内纪录。 钻进过程 中不同井段的钻井液性能见表 4 。 表 4 官深 1井三开钻井液性能 Ta b l e 4 Dr i l l i n g f l ui d pr o pe r t i e s a t di f f e r e nt d e pt h o f t h e t hi r d s pu d s ect i on i n W e l l Gua ns he n 1 榭m k s 嘉 H 值 2 ． 8 5 3 2 4 1 ． 6 2 ． 8 5 2 6 7 1 ． 0 2 ． 8 O 1 5 3 l _ 2 2 ． 7 8 1 0 8 1 ． 2 2 ． 7 7 1 4 2 1 ． 2 8 ． 0 9 ． 5 9 ． 0 l 1 ． O 4 ． 8 1 0． 0 8 ． 0 1 0 ． O 9 ． O 1 O． O 5 结论与建议 1 在保证钻井液悬浮稳定性 的情况下 ， 用密度 高 、 大粒径数 目较多的重 晶石粉为加重剂配制 的超 高密度钻井液黏度更低， 流变性能更好。 2 采 用 重 晶 石 粉 能 够 配 制 出 密 度 高 达 2 ． 9 0 k g ／ L， 具有 良好流动性 、 悬浮稳定性 和抗盐能 力的超高密度钻井液， 且其高温高压滤失量较低 ， 能 够满足官渡地区超高压地层钻井施工的需求 。 第4 O卷第 3 期 王琳等． 不同加重剂对超高密度钻井液性能的影响 5 3 3 重晶石粉与微锰粉 Mi c r o MA X复配组成加 重剂 ， 能够改善超高密度钻井液的流变性 ， 随着 Mi c r o MAX加量的增大 ， 高温老化后 的钻井液静结构 增强 、 高温高压滤失 量增大 、 抗盐能力变差 ， 但其机 理有待于进一步研究。 4 现场应用中， 选用加重剂时既要考虑超高密 度钻井液性能的要求 ， 又要注意来源广、 经济实惠； 采用复合加重剂时也要综合考虑钻井液性 能、 经济 性和实用性。 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] 参考文献 Re f e r e n c e s 刘永福． 高密度钻井液的技术难点及其应用E J ] ． 探矿工程 岩 土钻掘工程 ， 2 0 0 7 ， 3 4 5 4 7 4 9 ． Li u Yo n g f u ．Te c h no l o g i c a l d i f f i c u l t i e s a n d a pp l i c a t io n o f high d e n s i t y d r i l l i n g f l u i d [ J ] ． E x p l o r a t i o n E n g i n e e r i n g R o c k＆S o i l Dr i l l i ng a n d Tu n ne l i n g， 2 0 0 7， 3 4 5 4 7 4 9 ． 刘常旭 ， 张茂奎 ， 王平全 ， 等 ． 国内外高密 度水基钻 井液体 系研 究现状[ J ] ． 西部探矿工程， 2 0 0 6 ， 1 8 5 1 3 9 1 4 0 ． Li u Ch a n g x u， Zh a ng Ma o k u i ， Wa n g Pi n g q u a n， e t a 1 ． Re s e a r c h s t a t u s o f h i g h - 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