正电性钻井液在塔河油田的应用.pdf

第 2 6卷 第 2期 2 0 0 9年 3月 钻 井 液 与 完 井 液 DRI I I I NG FI U I D COM PI ETI ON FI UI D Vo1 ．2 6 NO ． 2 M a r ． 2 0 0 9 文 章编 号 1 0 0 l 5 6 2 0 2 0 0 9 0 2 0 0 8 8 0 2 正 电性钻井液在 塔河油 田的应 用 于培 志 钱 晓琳 王西 江 苏 长 明 中国石化石油勘探开发研究 院， 北 京 摘要 针对塔 河油 田盐膏层 、 易塌地层的井壁稳定 问题 ， 使 用 了正 电性钻 井液， 该体 系以阳离子聚合物、 乳化 石 蜡 - 9有机 硅 醇 抑 制 剂 为主 剂 。 室 内研 究表 明 ， 正 电性 钻 井 液具 有 优 良的 页 岩 抑 制 性 和 极 强 的抗 盐 、 抗 钙 与抗 温 能力 ， 系稳 定 性 能好 ， 抗 温 达 1 5 0 C以上 ， 页岩 回收 率达 9 O 以上 ． 具 有较 好 的 油 气层 保 护效 果 。在 塔 河 油 田 的现 场 应 用 表 明． 正 电性钻井液与其它处理制配伍性好， 具有 良好 的包被抑制性、 防垮塌能力 、 润滑性和优 良的抗 污染能力； 在钻 井 施工 过 程 中 ， 钻 井液 性 能 稳定 ， 有 效 地 解决 了井 壁 稳 定 问题 ， 提 高 了钻 井速 度 ， 取 得 了理 想 的 应用 效 果 。 关 键 词 正 电性 钻 井 液 ； 钻 井 1腋 性 能 ； 井 眼稳 定 塔 河 油 田 中 图分 类 号 TE2 5 4 ． 3 文 献 标 识 码 A 随着塔河 油 山勘 探领域 向新 区扩 展 ， 钻遇 地层 日 趋 复杂 ， 井壁不 稳定 问题 日益严 重 。为此 ， 针 对塔 河 油 田盐 膏层 、 易 塌地 层 的井壁 稳定 问题 ， 引进 正 电性 钻井液 。在塔 河 油 田数 1 0口井 的现 场 试 验 结 果 表 明， 该钻井液 的包 被抑制性强 、 润滑性 好 、 抗污 染能力 强 、 全烃值 与荧 光 级 别控制 良好 ， 有 效地 防 止 了井 壁 失稳 ， 实 现 _『 快速 钻进 ， 取得 了显著 的经济 效 益 和社 会效 益 ， 有效地推动 了水基钻井液技 术的进步 。 r 1 ] l 正电性钻 井液的基本组成 通 过大 量 室 内试 验 ， 优 选 出 了正 电性 钻 井 液 的 处 理剂 ， 在此 基础 卜 进行 了配 方研 究 ， 并 最终 确定 正 电性钻 井液 配方 如下 3 ～6 膨润 土 0 ． 1 ～0 ． 5 阳离 子乳 液 聚合物 DS 一 3 0 1 0 ． 5 ～ 1 ． 5 有 机 硅 醇 抑 制 剂 D S 3 0 2 2 0 o ～ 3 乳 化 石 蜡 RHJ 一 1 1 ． 5 ～2 ． 5 磺 甲基酚醛 树脂 1 ． 5 ～2 ． 5 磺 化 褐煤 适量 电性 增强 剂 。 2 正 电性 钻 井 液 的性 能 2 ． 1 抗 钻 屑污染 性能 取粒径 为 0 ． 1 O 0 ～0 ． 1 5 4 m m 的泥页 岩粉 进行试 验 ， 结果 见表 1 。试 验结 果表 明 ， 随 泥页 岩加 量增 加 ， 正电性钻井液 的黏 度几乎不发生 变化 ， 滤 失量稍 有降 低 ， 表明该钻井液具 有很强 的抗钻 屑污染能力 。 表 1 正 电 性 钻 井 液 的 抗 泥 页 岩 污 染 能 力 2 ． 2抗 N a C I 污染 性能 试 验结 果表 明 ， 随着 Na C 1 加量 的增 大 ， 钻 井 液 塑性 黏度 基本不 变 ， 动切 力 微 增 ， 动 塑 比基 本 不 变 ， 表 明该钻 井液有 极 强 的抗 Na C I 污染 能力 ， 见表 2 。 2 ． 3 抗 C a C l 污 染试验 试 验结 果表 明 ， 随 C a C 1 。 加量 的增加 ， 正 电性 钻 井液 滤失 量逐渐 下 降 ， 表 明该 钻 井 液 具有 很 好 的抗 C a C 1 污 染能 力 ， 见 表 3 。若用 C a C I 配 制无 固 相 正 电性 钻井 液 ， 其密 度可 达 1 ． 3 5 g ／ c m 以上 。 2 ． 4抗温 性能 正 电性 钻 井 液具 有 良好 的抗 温 性 ， 经 过 高温 热 滚 后 ， 其 流变 性 、 滤失 量变 化不 大 ， 如 表 4所示 。 表 2 正 电 性 钻 井 液 的 抗 N a Ol 污 染 能 力 Na 、 l ／ 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 30 『 j V／ mP a s 1 5 1 4 l 3 1 3 1 4 1 5 l 7 y P／ P a 7 6 5 6 7 8 1 0 FL／ n 1 I 7 ．0 7 ．0 6． 5 6． 5 7 ． 0 7． 5 8． 0 第 一 作 者 简 介 于 培 志 ， 教 授 ． 1 9 8 3年 毕 业 于 郊 ,J l、l 大 学 化 学 系， 一直 从 事 钻 井 液 及 油 田 化 学 处 理 剂 的研 究 工 作 。地 址 北 京 志 新 东 路 H 号 石 油 勘 探 开 发 研 究院 钻 井 所 ； 邮政 编 码 l 0 0 0 8 3； 电 话 0 1 0 5 l 61 6 6 1 4 ； E ma i l p z } r u p e p r i s ． c o ii 1 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 2 6卷 第 2期 于培 志等 正 电性 钻 井液在塔 河油 田的应 用 8 9 表 3正 电性 钻 井液 的 抗 Ca CI z污 染 能 力 Ca CI I_ 0 l 0 2O 3 0 t O 5 0 7 0 P n 1 Pa 1 1 l{ l l 1 j 1 l 8 2 P I } l 7 ． 0 5． 0 ． 0 6 ．| 1 6 ． 0 6． 0 6． j F『 n 1 I ， ． 0 j ． 5 j． 4 ．5 i ． 0 3． j 3． 0 2 ． 5 抑 制性 能 将 约 5 0 g页岩 分 别放 入 优 选配 方 、 蚪浆 、 清 水 中． 征 l 2 C下 热 滚 1 6 h ． 页岩 一次 回收 率 分 别 为 4 ． 5 。。／ i} 、 6 1 ． 9 租 I 3 - 1 ． 3 ． 二 次 回收率分 别为9 1 ． 4 、 5 8 ． 】 f 【 】 2 9 ． 9 。可 以看出 ． 优选 出 的钻 井液 具 有 优 良的页 岩抑 制 性 。页 岩 膨 胀 高 度试 验 结 果 见表 j 。由犬 看 出 ． 孩钻井 液 、 滤 液 及恒 温 1 2 O C 后 滤液 的 贞 岩 膨 胀 高 度均 低 于 1 0 K 、 l 溶 液 的 页 岩 膨胀 高瞍 。这 是因 为 ． 钻 井液 巾带 正 电 荷 的处 理 剂 通过静 电引 力吸附 到带 负 电 的黏 土矿 物 表 面 ． 从而 很 大程 度地提高 _ r 正 电性 钻井 液的抑 制性 。 表 5页岩 膨 胀 高 度试 验 浚 } ft ． 不 同 时 问 h 雷的 膨胀 高 度 l q ．F i l 3 l 6 7 8 l 1 K L 、 l 钻 ”液 滤 液 恒 温 后 滤 液 3 在 塔 河 油 田 的 应 用效 果 分 析 塔河 油 } I ] 叠 系 、 _ 二 叠 系、 石炭 系地 层 易塌 ． 而 日 ． 系巴楚绀地 层 含大段 盐 膏层 ． 为此 采 用 了正 电性 钻外 液 ． 前 已经直 用 了 数 1 0口井 ． 包 括探 井 和 开发外 。以下 为 5口试 验井 的井壁稳 定性 分析结 果 。 1 大古 1什 开平均 井 径扩 大率 为 3 ． 3 2 ／0 ／ ． 最 大井径 位 于外 深 5 2 7 5 T O _ 处 ， 为 2 6 1 ． 4 7 mm。 最 小井 径位 于井深 5 6 7 5 m 处 ， 为 2 0 ,9 ． 8 8 r r l N l_ ， 而没用 正 电 性钻井 液 的大涝坝 区块 的开发井 j开 平均井径 扩大 率 为 l 3 ． 3 。这 充分 说 明正 电性 钻 井 液 能有 效 地 防止地 层 的坍 塌 。 不 会 引 起 明 显 井 眼 扩 径 、 缩 径 现 象 ， 从而使 井壁稳 定 。 2 都 护 】 井 三开 3 5 0 0 ～5 4 6 5 m 井段 中每 次 短程起 下钻 都畅通 无阻 ． 没有任 何阻卡 现象 ， 短程起 下钻一 次 到 底 率 为 1 [ ] 。二 三开 井 眼最 大 井 径 为 3 7 7 ． 5 mm， 最 小 井 径 为 3 0 ] ． 6 mm， 平 均 井 径 为 3 2 1 ． 3 r n m． 平 均 井径 扩 大 率 为 3 ． 3 ， 整个 三开 没 有 出现“ 大 肚子 ” 井段 。 3 AD 一 3 井 采用 正 电性 钻井 液 有 效 防止 r自垩 系巴什基奇 克组 和三 叠 系 地层 的扩径 ． 二 开井 眼在 外深 5 2 5 0 1T I 处井 径最 大 ． 为 5 0 4 ． 9 5 r f l I“I,3 ． ， 平 均井径 扩大率 为 5 ． j ， 未 引起 明显井 眼 扩径 、 缩 径现 象 ， 井壁稳 定 。 4 星 火 2井 试验 井段 的平 均 机 械 钻 速 为 4 ． 3 6 m／ h ， 片径 扩大率 为 3 ． 7 ， 而没 用 正 电性 钻 井液 的 星 火 1井 相应施工 蚌段平 均机械 钻速 为 3 ． 1 2 m／ h ， _蚌径扩 大率 为 ． 3 。星火 2井 各项 钻 井指 标均 好 于星火 1井 。 AD 】 1 井二 开井 跟平 均井 径 为 3 2 3 ． 3 1 mm， 井径扩 大率 为 3 ． 9 】 ，三 开 井 眼 的 井 径 扩 大 率 为 3 ． 8 4 ， 石炭 系地层井 径扩 大率 为 1 4 结 束 语 现 场应 用结 果 表 明 ． 正 电性钻 井 液 与其他 处 理 剂配伍性 好 ． 具 有 良好 的包 被抑 制性 、 防垮 塌 能 力 、 润 滑性 和优 良的抗污染 能力 ． 性能稳 定 ， 长裸眼 巾的 起 下钻无 阻 t - 显 示 。该 钻井液 有效地 解决 了井壁稳 定 问题 ， 提 高 厂钻 井 速 度 ， 较好 地 满 足 了三卺 系 、 石 炭 系等地层 易塌 井段 的钻井施 工 。 参 考 文 献 [ 1 苏长明 ． 刘汝 I l I ． 于培志 ， 等． 正电性钻 片液体 系研究 与 应用[ J ． 石油钻采工艺． 2 0 0 4 ， 2 6 3 l 7 - 2 1 ．8 2 2 隋跃华 。 成效华 。 扁建礼 ． 等． 强抑制性钻外液 L j 完井液 研 究 与 应 用 [ J ． 钻井 液 完 讣 液 ， 2 0 0 1 ． 1 8 6 H 1 7 [ 3 王 柯 ， 夏 会平．塔 河 油 田 钻井 液技 术 优化 方 案设 计 J ] ．石油天然气学报 ， 2 0 0 6 ， 2 8 5 1 0 7 l 0 9 4 ] 郭春华 ， 玛玉 ．塔河 油 田盐 下区块盐 膏层钻 井液技 术 J ． 钻 片液 与 完 井 液 ， 2 0 0 -1． ， 2 1 6 1 9 - 2 2 ． 7 9 收 稿 日期 2 0 0 8 1 2 2 1 ； HGF一0 9 2 W6 编 辑 汪桂 娟 ，，00 0 9 一 ． 一 ● ● ● ● ． { 6 ， 9 1 l 0 8 O ● ● ● ● _， l n J． 3 、 8 8 O 3 0 一 ， ● ■ ● ● _， I n 、 0 O l I 0 l n 9 一 0 一 1 ， l q ●1 5 l 8 l 9 9 2 6 I 9 一n r b 0 r 8 9 5 8 n 9 9 9 一 一 ， 一 一 - ，， 1 n、 _二 9 一 ● 一 8 一 0 ， 一 6 ● ● - ● 5 O ● 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m