硅酸盐基钻井液是解决井壁稳定的好方法.pdf

杈 腔 犍外 牯 烈 ， ⑦ 硅 酸 盐 基 钻 井 液 是 解 决 井 壁 稳 定的好方法 删 斗 E ． v． o c r t ， 午 前 言 油基怙井藏 O B MS 和合成基姑井藏通 常是怙复杂地层和难怙井段最可靠的选择。 很 明显， 在常用水基怙井藏 WB MS 失败的地方 油基钻井液成功了。然而， 逐渐增大的环境和 经济压力大大有利于用改进的水基钻井液 WB MS 替代油基钻井液和合成基钻井液。 任何替代用的WB M最好应该具有如下性能 良好的环境相容性。 新的WB M应该按 照预期更严格的环境立法要求来配制， 所以它 们应该毒性极低， 生物可降解而无累积， 而且 进入环境后是无毒的。 成本低。廉价而好的 WB MS用后可直 接丢弃， 能够大大降低钻井液直接成本及其处 理费用 。 技术的竞争力。要真的成本有效 ， 新的 WB MS应该有与O B MS 和合成基钻井液类似 的钻井性能 即 R O P． 稀释率、 减少由钻井液 引起事故的时间等 。 这些考虑已指导了新型硅酸盐水基钻井 液体系的开发。 现场用硅酸盐泥浆 1 ． 开发 现场用硅酸盐泥浆体系基本上是低固相 聚合物钻井液溶入了可溶性硅酸盐， 其基液既 可 是淡 水， 也可 以是海 水， 或 Na C I 、 KC I 盐 水。 目前开发的主要是硅酸钠体系。 而混合硅 l o c 怎V 、 ／ 越 雄 虎译 皋碡一技 酸饷钾和纯硅酸押的新体系 可进一步改善 性蕾 曩正在撵素中． 牿土蠢定作用和流变性奠定的优化t 已戚 为指导泥浆开发的主要标准． 控制粘土稳定作 用的主要因素包括， 1 分子 比， l 。 S i O, l N且 | 2 碱金属氧化物 钠 钾 的混合物} 3 泥浆中可溶性硅酸盐的浓度| 4 泥浆中的盐含量| 5 泥浆的p H值。 粘土稳定作用髓分子比增加而增加。 因为 更多的硅质产生了较低的 p H值和更短的胶 凝时间， 导致较高的反应活性 然而， 随硅酸盐 反应活性增加， 流变稳定性就变坏。必须在二 者之间权衡处理。 所以， 必须优化分子此， 平衡 每种配方对流变性和稳定页岩的要求。 2 ． 配方和叠性 硅酸盐泥浆与传统的水基泥浆没有根本 差别。 各种水基泥浆配方通过弓 l 入合适的水溶 性硅酸盐， 并对配方作微小改变就能转变成硅 酸盐泥浆。 表 1 表示典型的K C l ／ 聚合物／ 硅酸 钠和饱和盐／ 硅酸钠体系。黄原酸胶作为主要 的增粘荆， P AC ／ C MC ／ 淀粉用于降失水。 淡水和海水都可用于配浆。 然而海水需要 用碳酸饷和烧碱预处理以除去使硅酸盐沉淀 的硬度。注意 硅酸盐泥浆应为零硬度、 高p H 值 1 1 ． O ～1 2 ． 5 和高碱度 P i 、 P 和 Mf 在 1 O ～ 3 0 。 -__ ___●l- ＼ ～ ， 0 维普资讯 国界蛄井技术 3 7 袁1 现场用硅酸盐泥浆 配方实例 大多数， 硅酸盐泥浆仅仅有微小的变化。 添加荆 K C 1 ／ 聚合物， 硅酸盐 饱和盐水／ 硅酸盐 黄原酸脏 1。 p 2 ． o p p b PACR 1 5 p PACLV 1 o p 1 ． O p p b 淀 糟 4 ， o P 4 ． o p p b 烧璇 o ． 5 p 0 no ． 2 p p b 碳酸竹 0 ． 2 5 p p b KCI 5 5 p pb Na Cl o ． 9 1 3 6 b b I 饱和盐水 重晶石 略 r e q u i t e d 硅酸钠 5 v ／ v 5 v ／ v 泥浆可用重晶石加重 ， 在现场已经用到 1 4 ． 2 p p g 。而且已在实验宣配制出了流变性稳 定的泥浆， 其密度超过 1 8 p p g 。 硅酸盐泥浆吸收了配制它们的特定水基 泥浆的流变性和降失水特性， 而且流变性和失 水性变化曲线与配制它们的水基泥浆非常相 似。对于中等到高的正压差 1 0 0 0 2 0 0 0 p s i 钻井井段， K C 1 ／ 聚合物／ 硅酸盐应有较高浓度 的P A C L V 低粘聚阳离子纤维紊 和淀粉， 在 9 3 ℃热滚 1 6 小时后AP I 失水小于 2 毫升。 现 场使用凝胶／ 膨润土增加泥浆造壁能力 对 K C 1 ／ 聚合物和 K C 1／ 聚合物／ 硅酸钠泥 浆， 温度稳定性试验比较结果 见表 2 表明， 泥浆流变性和 A P I 失水有一点儿不 同。在 9 3 ℃ 2 0 0 。 F 热滚后两者在薪 【 变性方面都有相 类似的微小下降。 然而， 当在 1 2 0 ℃ 2 5 0 F 热 滚后， K C l／ 聚合物泥浆失去了它的流变性的 袁 2 K O／ 聚 合物 和 KO／ 聚 合物／ 硅 酸钠 泥 浆 的温度稳定性 K c 聚舍物 K C t ／ 蘸舍物／ 硅鼓盐 BHR AHR A HR B脓 A脓 A 20 O。 F 25 0 2 0o ． F 2 50 。 F 比重 8 ．7 8 ． 7 8 ． 7 B 9 8． 9 8 ． 9 p p g 6 0 0 r p m 8 4 56 2 2 8 0 5 3 8 3 0 0 r p m 6 3 4 0 1 4 6 0 3 6 5 9 2 0 0 r p m 5 3 3 2 1 Z 5 2 3 O 4 9 1 0 0 t p m 4 0 2 5 8 3 B 2 1 3 6 6 r p m 1 4 7 Z 1 5 6 1 2 3 r p m 1 0 6 l 1 0 9 PV 印 Z 1 1 6 B Z 0 1 7 2 4 YP ms ／ 1 0 0 舻 4 2 Z 4 6 4 0 1 9 3 5 凝度强度 ms ／ 1 0 0 1 0 ／ Z 2 6 ／ 8 1 ／ 2 1 O ／ 2 O 4 ／ 8 1 0 ／ 1 7 API 7 ． 6 7 ． 9 5 ． B 7 3 D H 11 ．0 6 1 0 ． 0 5 9 ．1 3 1 Z ． 7 5 l 2 6 5 1 2 5 5 3 ．污染 已经发现硅酸盐泥浆的流变性和降失水 性对各类污染都是相当稳定的。 表 3 表示饱和 盐水／ 硅酸钠泥浆用 3 5 磅／ 桶 O C MA粘土， l O 体积比 海水， 9 磅／ 桶生水泥和 9 磅／ 桶 C a C I 污染， 并在 9 3 ℃ 2 0 0 F 热滚 1 6 小时前 后测得的结果。热滚后流变性普遍下降， 这对 于基浆和污染后泥浆是非常相似的。 袁 3 饱和盐水硅酸盐钻井液污染试验结果 基鐾3 5 基鐾1 0 基 基浆9 p p b 基浆 p P b O C MA 拇永 C 【 蛐 AHR 明 R A腿 B HR AHR B 陬 A腿 B HR AHR 2 F 2 0 0 ‘ F 2 0 0 。 F 2 0 旷F Z 0 0 ‘ F 比重 限 1 O 8 『 1 O ． 8 1 0 ． 8 l 仉8 1 O ． B l O ． B l O ． 8 l 仉8 1 0 ． 8 1 0 ． 8 6 0 0 r p m 8 2 6 ‘ 9 4 5 5 7 2 5 O 8 2 60 98 7 2 5 0 0 r p m 6 1 5 7 7 2 3 9 5 3 3 8 6 2 44 73 5 4 维普资讯 国外钻井按术 算十三卷1 9 蝇 年算 2期 2 O O 士 pm 5 2 3 2 6l 3 2 4 5 3 2 5 2 3 7 6 1 47 1 0 0 r pm 3 9 3 0 47 2 3 3 4 2 4 3 8 2 7 4 7 35 6 r p m 1 5 1 l 2 0 8 1 3 8 1 4 9 2l l 2 3 r p m 1 2 8 l 7 7 l 1 7 1 2 1 7 1 1 PV 印 2 1 1 7 2 2 l 6 1 9 1 2 2 0 1 6 2S 1 8 YP I b 】 O 铲 4 0 3 0 5 0 2 3 3 4 2 6 4 2 2 8 48 3 6 凝腔强度 ] 4 ／ 1 9 9 ／ 1 6 1 7 ／ 2 4 7 ／ 1 O 1 2 ／ 1 7 7 ／ l 0 1 3 1 1 8 7 ／ 9 1 8 ／ 2 4 1 0 ／ 1 7 l b s ／ l 0 嘶 APIⅡ． 1 2 ． 6 5 ． 8 HTHP m l 8 ． 8 】 9 ． 6 l 3 ． 0 3 4 ． 0 9 ． 2 衰 4 Ka／ 聚台物和 K C I ／ 聚 合物 ／ 硅酸盐泥浆污黎试验 对比结果 K C I ／ 聚合物 K c I ／ 聚合物／ 硅陵盐 基浆4 - Mu d 基浆O 基浆 s 基浆亩水 基浆Mu d 基浆- t- C O 2 基浆H2 S 基浆卤水 B HR A 腿 B 腿 A 眦 B 腿 AHR B 腿 A HR BHR A腿 日m A腿 阴 R A 嗽 B 腿 A 腿 2 0 0 下 2 O F 2 0 0‘ F 2 0 0 。 F 2 0 0 ‘ F O0 F 2 0 0‘ F 2 0 0 ‘ F 6 0 0 r pm 8 7 7 2 7 7 6 O 7 2 5 7 5 6 3 9 8 3 ‘ O 8 4 5 5 8 2 4 6 8 7 7 5 3 0 0 r pm 6 7 5 3 5 8 44 5 3 4 0 4 2 2 9 6 3 2 7 6 ‘ 3 7 6 2 3 1 6 5 5 7 2 0 0 r p m 5 6 4 4 4 8 37 4 5 3 3 3 7 2 4 5 4 2 0 5 4 3 0 5 2 2 5 5 6 4 8 1 0 0 r p 4 2 3 3 2 3 7 2 7 3 8 2 4 2 7 1 8 4 0 1 4 ‘ 1 2 O 3 8 1 7 4 2 3 8 6 r pm 1 4 1 0 l 2 8 1 0 7 9 6 1 ‘ 4 1 4 6 l 2 5 1 7 1 8 3 r p m 10 9 7 8 5 4 1 0 3 l l ‘ 9 3 1 4 1 2 PV c p 2 0 1 9 1 9 1 6 19 1 7 1 4 1 0 2 0 1 3 2 O 1 8 2 O 15 2 2 1 8 YP b5 ／ 1 0 0 47 3 4 3 9 28 3 4 2 3 2 8 1 9 4 3 1 4 4 4 l 9 4 2 1 6 4 3 3 9 凝腔强虞 l 2 ／ 2 O 7 ／ l 2 l 0 ／ 1 9 7 ／ l O 8 ／ l 7 7 ／ 9 7 ／ 2 2 5 ／ 7 1 0 ／ 2 8 3 ／ 3 1 2 ／ 2 8 5 ／ 7 1 0 ／ 1 9 4 ／ 1 D l 6 ／ 5 3 1 8 ／ 2 2 b 5 ／ 1 0 0 APIⅡ ． 1 7 5 8 ． 3 6 ． 9 6 ． 6 6 ．9 6 ． 6 6 ． 1 3 5 ． 0 p H l O． 9 5 1 0 ． 0 7 9． 77 9 ． 29 l 0． 63 9 ．8 8 7 69 1 2 ． 7 8 l 5 7 l 2 ． 3 5 l 2 ． 1 8 1 2 ． 0 3 1 2 ． 5 6 1 2 7 5 7 ． 5 3 表 4 表示 K C l ／ 聚合物和 K C l ／ 聚合物／ 硅 酸钠泥浆用 c o 2 、 s和卤水污染并在 9 3 ℃ 2 0 0 F 热滚 1 6小时前后对比试验结果。 酸性 气体污染试验对硅酸盐泥浆流变性和失水影 响很小， p H值变化也很小。而对于K C I ／ 聚合 物泥浆在热滚后普遍显示出更低的流变性和 p H值。硅酸盐泥浆似乎能够缓冲酸侵。卤水 污染对 K C I ／ 聚合物泥浆 影响很小， 在 9 3 ℃ 2 0 0 F 热滚后其流变性和失水与基浆差不 多。硅酸盐泥浆显示出稳定的流变性， 但失水 增大 ， p E I 值剧烈下降 。 用 c a c k柯染两种泥浆 也观察到了相似的变化， 但失水变化更小些。 维普资讯 国外钻井技 术 3 9 这些结果表明污染对硅酸盐泥浆的流变 性影响很小。 即流变性是稳定的或能够用合适 的预处理措施来控制。 当有大量的多价离子存 在时， 要特别小心控制失水。因为酸性污染或 自由的多价离子、污染， 能有效地沉淀可溶性硅 酸盐 ， 从而失去井壁稳定作用。 当用 C O 、 Hz S 、 石膏、 生水泥 、 C a C 1 、 无水石膏和 卤水污染时 ， 观察到 s I O 含量 明显下 降 加入 粘土／ 页岩、 白垩岩和熟水泥时下降很小 。重要的是监测 和维护硅酸盐浓度不致使硅酸盐浓度下降到 稳定页岩的临界浓度之下 1 O 0 0 p p m i O z 。注 意 s IO 含量和矿化度是控制页岩稳定性的 主要 因素。 4 ．与其它聚合物的相容性 硅酸盐泥浆与现在使用的大多数阴离子 和非离子聚合物是相容的。 它们与酸性稀释剂 例如 S A P P 、 木质索磺酸盐等 不相容。由于 高的碱度／ p H值， 它们不需要杀菌剂和腐蚀抑 制剂。 由于它们与阳离子聚合物不相容以及硅 酸盐优 良的抑制性， 用于粘土抑制、 钻头泥包 等 例如阳离子 P H P A， 季铵盐等 作用的阳离 子聚合物不能使用 ， 也不必使用 。 5 ．润滑性 在实验室内测定的硅酸盐泥浆的钢对钢 摩擦系数与其它水基泥浆相似。 加重泥浆摩擦 系数在 0 ． 3 ～O ． 3 5 范围内} 重晶石加重泥浆在 0 ． 2 ～O ． 2 5 范围内。 这些系数高于一般的油基 泥浆和合成基反相乳化泥浆， 其摩擦系数在 0 ． 1 ～0 ． 1 5 之间。最有效的水基泥浆润措剂 例如生物可降解的植物 已发现在硅酸盐泥 浆高碱性环境下是无效的。 选用和开发硅酸盐 泥浆润滑荆的工作正在进行中。 在小规模试验 装置上已取得了一些令人鼓舞的结果。 6 ． 泥包钻头／ 压宴 减少钻头泥包和 压实已经成为 硅酸盐泥 浆主要的设计准则之一。在现场， 在以压实和 泥包钻头出名的地层 例如在北海南部地区 F u r a s s i c L ia s 地层的“ 粘性” 粘土 ， 使用硅酸 盐泥浆后 ， 泥包钻头就停止了。 7 ． 扁蚀抑制作用 硅酸盐的许多工业应用之一就是做腐蚀 抑制荆。 硅酸盐泥浆的现场试验表明腐蚀水平 是可以忽略的。 8 ．橡胶相容性 硅 酸盐泥浆 与能够 耐高 p H值 的大多数 橡胶是相容的。相容性试验结果表明， 与硅酸 盐泥浆接触 的橡胶化合物变化非常小 。 其拉伸 长度与K C 1 ／ 聚合物泥浆在同一水平。硬度变 化小于 1 0 ， 总的倾向是硅酸盐泥 浆比K C 1 ／ 聚合物泥浆引起的橡胶硬化要略微大些。 9 ． 地层损害特性 用损害筛选试验评价了饱和盐水硅酸盐 泥浆的地层损害特性。 在两次试验中第一次的 恢复渗透率从 3 4 4 毫达西下降到 1 1 2 毫达西 3 2 ． 6 。在第 2次试验 中 在 9 3 ℃， 2 0 0 F 恢复渗透率从 2 6 0 毫达西下降到 1 0 0 毫达西 3 8 ． 5 。 而对无硅酸盐水基泥浆在这个试验 中的典型结果是 7 5 。 从这些初步的研究可以看出硅酸盐是有 潜在的损害性。地层损害的程度和返排、 清除 ／ 增产措施或穿过损害区 例如通过射孔 的可 能性现在正在研究中 。现在 ， 我们不推荐用硅 酸盐泥浆作钻开储层的钻井液 ； 在钻开储层 前， 推荐如下做法 1 让硅酸盐添加剂消耗掉 ； 2 通过泥浆处理除掉硅酸盐} 3 把硅酸盐泥浆改为可替代的钻井液。 但有可能硅酸盐泥浆的损害潜力不象现 在想象的那么严重。 正如B a k e r 和 G a r r i s o r 关 于在 G u lf C o a s t 地区使用以前的硅酸盐泥浆 时指出的 石油公司经营人员长期以来一直 害怕使用硅酸盐泥浆会永久性地堵死所钻的 任何油层。 根据用硅酸盐泥浆钻井已取得的产 量表明， 这种担心是毫无根据的 。 l 0 ． 压差粘卡和井涌 到 目前为止， 所钻的 2 1口井没有任何一 口井遇到压差粘卡问题。而是 ， 所产生的井漏 不用加堵漏材料 L C M 就能迅速地 自我封 堵。可以推澳 『 ， 硅酸盐的封堵作用在防止井漏 和压差粘卡时是有利的 。 维普资讯 国外圭 占 井技术 第十三卷1 9 9 8 年第 2期 1 1 ． HS E方面 可溶性 硅酸 盐不属于危险品或有毒化 学 品。它们的主要危险来源于它们的高碱性 。 根 据碱性大小 ， 硅酸盐可以刺激或烧伤皮肤和眼 睛。当处理可溶性 硅酸盐或硅酸盐泥浆时， 应 穿戴手套和面部防护用具 。 硅酸盐泥浆在现场 没有存放的卫生问题 。 多余的安全 防范措旖也 不必要。 把可溶性硅酸盐排入大海 将产生不溶性 硅酸钙、 镁沉淀。 这些沉淀是惰性的和无毒的。 有趣的是硅酸盐形成海生食物链的重要部分 例如， 它们被硅藻吸附用作骨架或壳 ， 在地 球上生命的产生过程中起着重要作用 。 在北海地区 Mo b i l 公司开始实验 的初期 ， 允许一次排放硅酸钠到海洋 中的量不能超过 1 0 0吨。现在已可以无限制地排放。 1 2 ． 泥浆用法 硅酸盐具有阻止粘土／ 页岩和 白垩岩分散 的能力 ， 它 可减少泥浆稀释率 ， 因而也有助 于 减少产生的废物体积。在现场， 和钻屑一起通 过固控设备漏失的泥浆量和为了保持泥浆性 能而排放的泥浆量变化很大 。 稀释速率通常低 于 1 ． 0 桶／ 英尺。目 前最好的稀释结果是 2 井眼 一0 ． 5 5桶／ 英尺； 1 6 P 眼一0 ． 2 5 桶／ 英 尺； 1 2 ． 2 5 井眼一0 ． 3 3 桶／ 英尺。 1 3 ．费用 可溶性硅酸盐是用 『 氐 成本的材料 例如 ； 碳酸钠或碳酸钾、 砂子 制备的， 并广泛地应用 在工业中， 因而它是一种廉价化学品。在泥浆 中， 它的浓度被限制到 5 ～1 5 重量／ 1 ．积 比 。 这使得硅酸盐泥浆非常有效益 。 在现场 ， 硅酸盐泥浆通常 比K C 1 ／ 聚合物泥浆费用高 1 0 3 0 。 相 比之下 ， 聚乙二醇泥浆 比KC l ／ 聚 合物泥浆费用高 1 0 0 2 0 0 。 现 场 性 能 1 ． Mo b i l N S L现场经验 Mo l i l NS L和 B N泥浆公司是第一个在现 场重新引进 了新一代硅酸盐泥浆。 至今已经用 硅酸盐泥浆钻了 1 7口井。 其中的 1 3口 井在北 海 南部地 区 S I N S ， 1口井在 2 9区块 ， 3口井 在 B e r y l 油田。 其中一口用在 2 4 I， 井段， 1 0口 在 1 7 ． 5 井 段， 6口井在 1 2 ． 2 5 井 段 ， 总 计进 尺 5 0 0 0 0多英尺 。 在北海南部地 区所钻 的地层包 括第三纪 粘土岩、 夹有黑硅石薄层的白垩岩、 L i a s 变质 粘土 岩、 C r o me r K n o l l泥灰岩 和变 质粘 土岩 S p e e t o r 粘土 岩 、 Wi n t e r t o砂岩、 F r i t o n硬石 膏页石和硬石膏、 Ke u p e r岩盐、 D u d g e o n含盐 变质粘土岩和盐， D o w s in g方解石变质粘土 岩、 无水石膏和盐、 B u n t e r砂岩 和页岩 ， Z e c h - s t e i n岩盐和无水石膏。 在上部井段钻第三纪粘土岩、 白垩岩和 L 粘土岩， 硅酸盐泥浆能非常有效地形成更 规则和更不易出问题 的井眼 。 这些泥浆使 Mo - b i 1 能够以 5 6 。 倾角在白垩岩中从 2 0 0 0 英尺到 6 0 0 0 英尺定向钻出 1 7 ． 5 的井眼。 以前由于在 白垩岩中的黑硅石夹层严重冲蚀而使井眼扩 大 ， 钻井很困难 。 当用硅酸盐泥浆时 ， 在小倾角 段 很少在起下钻时“ 缩径” 、 划眼 ， 而且下套管 花费时间少。 偶而需要在白垩岩段划眼。 因而， 使用硅酸盐泥浆的整个方案是非常有效的， 而 且今后仍将继续下去。 在 区块用 Kc 1 ／ 聚合物／ 硅酸钠泥浆所 钻的一口井， 在 2 O 。 倾角 1 2 ． 2 5 的井段仍然有 一 定程度的冲刷 井眼尺寸平均 1 2 ． 9 ， 这主 要是由于泥浆密度不足。与用 K a／ 聚合物泥 浆在相等的泥浆密度下所钻的井比较， 硅酸盐 泥浆的优 良性能是 明显 的， 用 Kc l ／ 聚合物 泥 浆所钻井段被冲刷到 2 7 ” 。 为了描述使用硅酸盐泥浆可能发生的问 题 ， 给出了下列一些经验。 靠近盐丘的2 9区块 这口井钻过了高应力页岩 第三纪一 L a r k 和 H o r d a 页岩 ， 井斜角达 5 5 。 ， 使用了 1 3 ． 5 磅／ 加仑 K C1 ／ 硅酸盐加重 泥浆， 井眼扩大、 缩径 、 超载拉力和井眼清洁问题都碰到了。然而， 在 下一个井段相似的粘土岩用合成基泥浆也遇 到 了相 同的问题 。 这表明应力地层是 出问题 的 可能原 因。 这些问题也可归因于硅酸盐泥浆使钻屑 维普资讯 目界钻井技术 4 i 和掉块保持形状和惰性， 不允许它们水化和分 散这一事实。这些大的钻屑难以从井眼中除 去， 有可能在起钻时把底都钻具组合挤入井眼 的规则井段 注意用硅酸盐泥浆井眼更规则 ， 引起“ 缩径” 或拉力过载。 用油基泥浆和合成基 泥浆也得到了相同的结果。 2 ． e 昼司现场经验 在 撰 写 本 文 时， s b e l 1 公 司 的 作 业 者 NAMP R 0s T AR和 G O 已在陆上两 口井 的 4 个井段和一口海上井中使用了K C I ／ 聚合 物／ 硅酸钠泥浆。在这些实验中最垂要的是优 良的页岩和白垩岩稳定作用， 钻屑边界清晰， 井眼稳定性良好。由于白垩岩中井眼规则， 定 向璜测性也得到了改善。 在陆上 4 4 5 5 英尺 1 6 井眼没有出现钻头泥包， 减少了拉力超载， 与 对比井相比较， 期眼最少。在这段井段使用了 一 个钻头， 而对比井平均用了 3 个钻头， 钻速 R 0 P 与 1 6 井 眼平均值相比增加了3 5 。 该 井创造了 1 6 饼 眼稀释率的记录 0 ． 1 3 m 。 ／ m 。 在这些初次试验中遇到的问题与 Mo b il 的经验相似， 即固相完整、 井眼规则， 但井眼清 洁和固相控制不够而导致了操作问题 拉力过 载、 倒划眼等 。 实验表明泥浆中高固相含量和 随后用高浓度碱处理泥浆将对硅酸盐泥浆性 能产生不利影响， 所以应该避免。 3 ． 经验教训 到目前为止， 现场经验给出以下几点经验 教训 1 泥浆密度是井眼稳定的主要因素。如 果泥浆密度过低， 对任何类型的泥浆不管它是 水基泥浆、 硅酸盐泥浆或油基泥浆／ 合成基泥 浆都将发生井眼不稳定问题 例如 直接掉 块 。然而， 当钻遇漏失层时， 对某种页岩维护 正确的泥浆密度是很困难的。 2 当泥浆密度过低， 井眼不稳定问题确 实发生时， 油基泥浆／ 合成基泥浆以及硅酸盐 泥浆都可能出现操作问题 。 这些同题起源于这 些泥浆优良的固相 钻屑和掉块 稳定作用， 使 这些固褶保持大块和不分散， 同时又使井眼保 持规则。大块固相可能难以从井眼清除， 不易 从钻柱和井底钻具组合之间通过， 引起像拉力 超载、 需要划眼和卡钻等操作问题。 3 由于它们的固相稳定能力， 需要更多 地注意硅酸盐泥浆的井眼清洁和避免管线／ 振 动筛堵塞 ， 尤其要注意钻大井眼产生大量钻屑 时。 所以推荐与优化过的周控设备一起使用硅 酸盐泥浆， 而且推荐使用 固相含量低于 7 ， 最好低于 5 的低固相硅酸盐泥浆。 Mo b i l NS L、 B P E x p l o r a t i o n和 S h e l l 的几 个作业单位以及其它作业公司正在计划用硅 酸盐泥浆进行下一步现场试验。 结论和建议 1 硅酸盐钻井藏是稳定完整的和 微 裂 缝性页岩和白垩岩地层的优质水基钻井 液。 2 硅酸盐通过与中性页岩的孔隙流体和 ／ 或多价离子接触产生胶凝和沉淀来保护页 岩。 这种保持机理涉及到孔隙堵塞和高选择性 膜体系的产生。 3 硅酸盐钻井液的水相活度至少能平衡 页岩的活度 。 4 高矿化度 例如饱和盐水／ 硅酸钠泥 浆 硅酸盐钻井液推荐用于钻活性页岩 例如 较高比表面的粘土、 高含水量 以探索能增加 稳定性的去水化机理。 5 硅酸盐泥浆是廉价的， 环境可接受的。 可以耐污染。 也可用各种泥浆 例如 K C I ／ 聚合 物或饱和盐水泥浆 来配制。 6 对硅酸盐钻井藏的储层损害特性没有 很好理解前， 不推荐用做打开油层的钻井液。 7 在现场， 硅酸盐泥浆能保持钻屑大小 和井壁稳定的作用已经改善了井径仪数据、 注 水泥质量和定向控制 ， 降低了稀释率， 减少了 钻头泥包， 增加了钻速 R O P 。 8 硅酸盐钻井藏有可能达到钻井液开发 的重要目的； 用经济和环境可接受的水基钻井 藏达到油基／ 合成基钻井藏的性能． 译 自ADC ／ S P E 3 5 0 5 9 维普资讯