伊拉克AHDEB油田鉆井液完井液技術(shù)研究與應(yīng)用

汪世國(guó)，蓋軍慧，汪緒剛，王治中，李應(yīng)光，李 競(jìng)

（1.中國(guó)石油天然氣勘探開發(fā)公司綠洲石油有限責(zé)任公司，北京100724；2.中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司西部鉆探工程有限責(zé)任公司，新疆 烏魯木齊830000）

伊拉克AHDEB油田是中國(guó)石油天然氣勘探開發(fā)公司綠洲石油有限責(zé)任公司與伊拉克石油公司合作的一個(gè)整裝油田開發(fā)項(xiàng)目。油田開發(fā)初期采用兩性離子聚合物鉆井液體系［1］，直井完鉆井深3255m，鉆井周期64.83d；水平井平均完鉆井深3652.5m，平均鉆井周期106.8d，鉆井過(guò)程中復(fù)雜情況與事故頻發(fā)，鉆井周期長(zhǎng)、成本高。后選用聚磺混油鉆井液體系［2］，全部采用國(guó)產(chǎn)鉆井液材料，較好地解決了鉆井液性能穩(wěn)定與井眼穩(wěn)定問(wèn)題，大幅提高了鉆井速度、降低了鉆井成本，受到伊拉克石油公司的高度認(rèn)可，同時(shí)對(duì)中石油海外鉆井項(xiàng)目具有重要的借鑒意義。

1 AHDEB油田基本情況

AHDEB油田上部地層有高壓鹽水層，下部地層有裂縫和溶洞，并存在大段泥頁(yè)巖，因此鉆井過(guò)程中易發(fā)生井壁坍塌和漏失等復(fù)雜情況，嚴(yán)重影響鉆井工程的施工速度。地質(zhì)分層與巖性情況見(jiàn)表1。

2 鉆井液的室內(nèi)研究及性能評(píng)價(jià)

聚磺鉆井液具有抗溫抗鹽的特點(diǎn)，混油以后，會(huì)增強(qiáng)潤(rùn)滑性及防塌效果，在鹽水層保持穩(wěn)定的流變性，在泥巖段可以較好地保持井壁穩(wěn)定。

2.1 各井段的鉆井液配方

表1 AHDEB油田地質(zhì)分層與巖性Tab.1 Geological stratification and lithology of AHDEB Oilfield

一開：70%預(yù)水化膨潤(rùn)土漿（清水＋5%膨潤(rùn)土粉＋0.3%Na2CO3，預(yù)水化24h）＋30%完鉆井漿＋0.8%～1%SP－8＋0.8%～1%PLUS－L。

二開（1000m前）：一開井漿凈化稀釋至膨潤(rùn)土含量25g·L－1＋0.8%～1%SP－8＋1%～1.5%PLUSL。

二開（1000m后）：井漿＋0.8%～1%SP－8＋1%～1.2%PLUS－L＋2%SPNH＋2%SMP－1干粉＋2%F－SOLTEX＋0.5%NaOH＋5%～7%原油＋0.2%～0.3%乳化劑＋重晶石粉提密度。

三開與四開：二開或三開井漿＋0.8%～1%SP－8＋0.8%～1%PLUS－L＋2%SPNH＋2%SMP－1干粉＋3%F－SOLTEX＋0.5%NaOH＋8%～10%原油＋0.2%～0.3%乳化劑＋2%～3%RH－2＋重晶石粉提密度。

油層段：井漿＋3%理想填充劑＋1%JYW－1＋1.5%CMJ－2，保持F－SOLTEX為4%。

2.2 常規(guī)性能測(cè)試

測(cè)試性能的配方為：清水＋5%膨潤(rùn)土粉＋0.2%Na2CO3＋0.8%SP－8＋0.8%PLUS－L＋2%SPNH＋2%SMP－1干粉＋2%F－SOLTEX＋0.4%NaOH＋2%RH－2＋3%CaCO3＋8%原油＋0.2%乳化劑＋重晶石粉。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 鉆井液常規(guī)性能評(píng)價(jià)Tab.2 Conventional performance evaluation of drilling fluid

由表2可看出，體系具有良好的流變性和熱穩(wěn)定性。

2.3 抑制性評(píng)價(jià)

抑制性評(píng)價(jià)分別采用線性膨脹性實(shí)驗(yàn)、抗膨潤(rùn)土與巖屑粉污染實(shí)驗(yàn)、抗鹽與抗鈣侵污實(shí)驗(yàn)及滾動(dòng)回收率實(shí)驗(yàn)進(jìn)行，結(jié)果見(jiàn)表3～表6。

表3 線性膨脹性實(shí)驗(yàn)結(jié)果（8h）Tab.3 Results of linear expansion experiment（8h）

表4 抗膨潤(rùn)土與巖屑粉污染實(shí)驗(yàn)結(jié)果Tab.4 Results of resistance to bentonite and rock pollution experiment

表5 抗鹽與抗鈣侵污實(shí)驗(yàn)結(jié)果Tab.5 Results of resistance to salt and resistance to calcium influx experiment

表6 滾動(dòng)回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果（100℃／16h）Tab.6 Results of rolling recovery experiment（100℃／16h）

抗鹽與抗鈣侵污實(shí)驗(yàn)的目的是為了了解鉆井液體系在鹽水層鉆井過(guò)程中鹽水侵污對(duì)鉆井液性能的影響。由表5可知，該體系抗鈣（CaCl2）5g·L－1以上、抗鹽（NaCl）100g·L－1，具有良好的抗鈣與抗鹽侵污能力。

2.4 巖心滲透率恢復(fù)值實(shí)驗(yàn)（表7）

室內(nèi)研究結(jié)果表明：鉆井液具有較強(qiáng)的抑制性、良好的流變性、較好的抗鹽與抗鈣侵污能力，儲(chǔ)層保護(hù)效果良好。

表7 巖心滲透率恢復(fù)值實(shí)驗(yàn)結(jié)果Tab.7 Results of core permeability recovery value experiment

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

3.1 現(xiàn)場(chǎng)鉆井液的性能（表8）

表8 AHDEB油田水平井分段鉆井液主要性能Tab.8 The main performances of drilling fluid in AHDEB Oilfield horizontal well

由表8可知，鉆井液濾失量、流變性與觸變性非常穩(wěn)定，體系中大量Ca2＋及Cl－的存在亦有利于井壁穩(wěn)定。

3.2 各井段井徑及阻卡時(shí)間統(tǒng)計(jì)（表9）

表9 鉆井密度、阻卡時(shí)間及井徑情況統(tǒng)計(jì)Tab.9 Statistics of drilling density，resistance card time and caliper

由表9可知，使用聚磺混油鉆井液體系以后，較好地解決了水敏性泥巖水化膨脹、縮徑問(wèn)題，解決了鹽膏層與泥頁(yè)巖地層的坍塌問(wèn)題。

3.3 鉆井時(shí)效統(tǒng)計(jì)

表10是對(duì)歷年所鉆井的機(jī)械鉆速和材料成本進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)，鉆速提高倍數(shù)是以2009年的平均鉆速作為比較基礎(chǔ)的。

由表10可知，2012年，AHDEB油田水平井鉆井速度較2009年提高2.21倍、直井提高2.52倍、定向井提高2.47倍；鉆井液材料費(fèi)用同比，水平井降低了53.09%、直井降低了60.96%、定向井降低了62.06%。

3.4 廢棄鉆井液的無(wú)害化處理

對(duì)鉆井現(xiàn)場(chǎng)廢渣（鉆屑）與廢液進(jìn)行工廠化集中處理。采用物理和化學(xué)相結(jié)合的方法，首先采用復(fù)合高效絮凝劑、助凝劑破壞其膠凝狀態(tài)，再采用真空吸附的方法將水體從廢液中脫離出來(lái)，使廢液中有害物的去除率達(dá)99%以上。然后采用精密過(guò)濾、超濾、反滲透相結(jié)合的工藝除去水中的有害成分。對(duì)于含油廢液，應(yīng)用高效原油分離劑將含油廢液中的油相分離出99.999%，廢液再經(jīng)陶瓷微孔過(guò)濾、超濾、反滲透等工藝處理，排放水達(dá)到國(guó)家一級(jí)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)，固相達(dá)到國(guó)家農(nóng)用污泥控制標(biāo)準(zhǔn)。

表10 AHDEB油田完鉆井鉆井速度與鉆井液材料費(fèi)用統(tǒng)計(jì)Tab.10 Statistics of drilling speed and the cost of drilling fluid material for AHDEB Oilfield

4 結(jié)論

（1）聚磺混油鉆井液體系具有較強(qiáng)的抑制粘土水化分散能力，能有效抑制地層粘土的水化，保持井眼的規(guī)則和井壁的穩(wěn)定。

（2）聚磺混油鉆井液體系具有良好的抗鹽、抗鈣與抗溫能力，鉆井液性能穩(wěn)定。同時(shí)也拓寬了安全密度窗口，減小了鉆井與完井施工中的井漏幾率。

（3）大幅提高了鉆井時(shí)效，2012年AHDEB油田鉆井速度較2009年同比，水平井提高2.21倍、直井提高2.52倍、定向井提高2.47倍。

（4）聚磺混油鉆井液體系具有良好的儲(chǔ)層保護(hù)效果，油井經(jīng)連續(xù)油管酸化作業(yè)后，單井產(chǎn)能普遍高于預(yù)期，同時(shí)也便于廢棄鉆井液的無(wú)害化處理。

［1］劉平德，牛亞斌，張梅.兩性離子聚合物鉆井液體系PL的研制［J］.天然氣工業(yè)，2005，25（3）：71－73.

［2］石秉忠，金軍斌.復(fù)合金屬離子聚磺混油鉆井液體系的研究與應(yīng)用［J］.石油鉆探技術(shù)，2000，28（5）：35－36.