非滲透鉆井液體系在梨樹斷陷的研究與應(yīng)用

葛春梅，張?zhí)煨Γ跹?（中石化東北油氣分公司工程技術(shù)研究院，吉林 長(zhǎng)春 130062）

非滲透鉆井液體系在梨樹斷陷的研究與應(yīng)用

葛春梅，張?zhí)煨Γ跹?（中石化東北油氣分公司工程技術(shù)研究院，吉林 長(zhǎng)春 130062）

梨樹斷陷碎屑巖儲(chǔ)層多為低孔低滲致密碎屑巖儲(chǔ)層，存在井壁穩(wěn)定性差和儲(chǔ)層保護(hù)難度大的鉆井技術(shù)難點(diǎn)。為增強(qiáng)井壁穩(wěn)定性和儲(chǔ)層保護(hù)效果，開展了非滲透鉆井液的研究與應(yīng)用工作。根據(jù)鉆井液抗溫性、抑制性、儲(chǔ)層傷害等室內(nèi)試驗(yàn)評(píng)價(jià)結(jié)果，表明非滲透鉆井液抗溫穩(wěn)定性好，防塌能力強(qiáng)，返排壓力低，能夠有效封堵地層孔隙，滲透率恢復(fù)率達(dá)到80%以上，表皮因數(shù)較低，具有儲(chǔ)層保護(hù)的效果。

梨樹斷陷；非滲透鉆井液；井壁穩(wěn)定；儲(chǔ)層保護(hù)

梨樹斷陷是松南地區(qū)主要油氣聚集區(qū)，是中石化在東北工區(qū)的重點(diǎn)勘探開發(fā)對(duì)象。儲(chǔ)層致密且非均質(zhì)性強(qiáng)，物性差，砂泥巖互層，水敏性強(qiáng)，多數(shù)屬于低孔低滲碎屑巖儲(chǔ)層，對(duì)提高儲(chǔ)層保護(hù)提出了更高的要求。為發(fā)現(xiàn)和保護(hù)油氣層，解決井壁失穩(wěn)等技術(shù)難點(diǎn)，開展了非滲透鉆井液體系的研究與應(yīng)用工作。非滲透鉆井液能夠快速在巖石表面形成低滲透率的封閉膜，固體顆粒和大多數(shù)的聚合物沒(méi)有進(jìn)入孔隙，只有少量的濾液侵入，而且封閉膜的清除非常簡(jiǎn)單。因?yàn)榉忾]膜位于巖石表面，且只有在高于聚合物臨界表面膠束濃度下存在，所以當(dāng)接觸洗井液或完井鹽水，以及在采油過(guò)程中與儲(chǔ)層流體接觸時(shí)，封閉膜易于被井內(nèi)流體清除。

1 技術(shù)難點(diǎn)

1）井壁穩(wěn)定性差 中深井采用二級(jí)井身結(jié)構(gòu)，裸眼井段長(zhǎng)，鉆遇的地層層序多而復(fù)雜，大部分地層多有泥巖夾層，水敏性強(qiáng)，造漿嚴(yán)重，長(zhǎng)時(shí)間浸泡井壁易坍塌掉塊。

2）儲(chǔ)層保護(hù)難度大 儲(chǔ)層有效孔隙度低，滲透率低，膠結(jié)致密，非均質(zhì)性強(qiáng)，屬于低孔低滲特低滲儲(chǔ)層。地層壓力梯度變化大，壓力因數(shù)最大可以達(dá)到1.20，通過(guò)降低密度保護(hù)儲(chǔ)層不容易。

2 非滲透鉆井液室內(nèi)評(píng)價(jià)

針對(duì)井壁失穩(wěn)及儲(chǔ)層保護(hù)等鉆井液技術(shù)難點(diǎn)，采用比較成熟的聚磺防塌鉆井液與非滲透封堵劑相結(jié)合技術(shù)。非滲透鉆井液可以控制中壓失水量≤4mL，控制高溫高壓失水量≤12mL，減少鉆井液對(duì)油氣層的浸泡時(shí)間，保護(hù)油氣層。結(jié)合室內(nèi)抗溫性能、儲(chǔ)層傷害評(píng)價(jià)等試驗(yàn)，確定了非滲透鉆井液體系的基本配方。

基本配方為：3%～5%鈉土＋0.3%聚丙烯酰胺鉀鹽KPAM＋0.5%～1%抗鹽抗高溫降濾失劑JS-9＋1%～2%有機(jī)硅甲基防塌降黏降濾失劑JS-3＋1%水解聚丙烯腈銨鹽NH4HPAN＋1%～2%褐煤樹脂HA＋0.3%羧甲基纖維素CMC＋2%～3%磺化褐煤SMC＋2%～3%磺甲基酚醛樹脂SMP＋2%非滲透封堵劑 （配方中百分?jǐn)?shù)為質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。

2.1 抗溫性評(píng)價(jià)

聚磺鉆井液加入非滲透封堵劑前后及滾動(dòng)前后的性能評(píng)價(jià)對(duì)比見表1、2。由表1可以看出，加入非滲透封堵劑前后，流變性能變化幅度不大，比較穩(wěn)定。由表2可以看出，加入非滲透封堵劑以后濾失量明顯減少，承壓能力明顯增強(qiáng)，并且抗溫性能穩(wěn)定。表明加入非滲透封堵劑后，可以有效阻止濾液侵入儲(chǔ)層，提高儲(chǔ)層保護(hù)效果。

表1 鉆井液加入非滲透封堵劑前后性能對(duì)比

2.2 抑制性評(píng)價(jià)

利用梨樹斷陷上部地層造漿性較強(qiáng)的泥頁(yè)巖進(jìn)行非滲透聚磺鉆井液抑制性評(píng)價(jià)，結(jié)果見表3。由表3可以看出，加入非滲透封堵劑以后，泥頁(yè)巖滾動(dòng)回收率提高了24%，線性膨脹率降低了2.49%，抑制效果明顯。

2.3 儲(chǔ)層傷害評(píng)價(jià)

天然巖心儲(chǔ)層傷害評(píng)價(jià)試驗(yàn)結(jié)果見表4，由表4可知，加入非滲透封堵劑以后滲透率恢復(fù)率達(dá)到了80%以上。為了考察鉆井液污染巖心的侵入深度，分別對(duì)污染后的巖心進(jìn)行切割，測(cè)定切割后巖心的滲透率恢復(fù)率 （見表5）。由表5可知，加入非滲透封堵劑后，污染的巖心滲透率恢復(fù)率能達(dá)到85%以上。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，非滲透鉆井液在巖心表面形成了封閉膜，污染深度很淺，阻止了固相和液相侵入巖心深部污染儲(chǔ)層。鉆井液返排解堵試驗(yàn)結(jié)果見表6。由表6可知，由于加入非滲透封堵劑的鉆井液濾液能夠在巖心表面形成封閉膜，巖心返排壓差低，提高了儲(chǔ)層保護(hù)的效果。圖1為巖心儲(chǔ)層傷害評(píng)價(jià)前后對(duì)比圖，可見加入非滲透封堵劑后巖心傷害大為降低。

表2 鉆井液加入非滲透封堵劑前后砂床濾失試驗(yàn)性能對(duì)比

表3 抑制性評(píng)價(jià)

表4 儲(chǔ)層傷害評(píng)價(jià)

表5 巖心切割后的滲透率恢復(fù)率

表6 返排解堵試驗(yàn)數(shù)據(jù)

圖1 巖心儲(chǔ)層傷害評(píng)價(jià)前后對(duì)比圖

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

非滲透鉆井液在中深井中應(yīng)用時(shí)，可以控制中壓失水量≤4mL，控制高溫高壓失水量≤12mL。原聚合物鉆井液體系需要1.18g／cm3的密度才能保持井壁穩(wěn)定，而使用非滲透鉆井液，密度可控制在1.15g／cm3以內(nèi) （表7）；在施工過(guò)程中井下正常，表皮因數(shù)較低 （表8），沒(méi)有出現(xiàn)井壁失穩(wěn)現(xiàn)象，具有儲(chǔ)層保護(hù)的效果。

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

表7 非滲透鉆井液與聚合物鉆井液基本性能比較

表8 非滲透鉆井液現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

1）非滲透鉆井液體系可以在井壁表面形成致密的保護(hù)層，減少鉆井液污染，滲透率恢復(fù)率可以達(dá)到85%以上，儲(chǔ)層保護(hù)效果好。

2）非滲透鉆井液體系具有較強(qiáng)的抗高溫穩(wěn)定性和抑制性，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果表明，該體系可實(shí)現(xiàn)低密度強(qiáng)抑制防塌，解決了井壁失穩(wěn)的問(wèn)題。

［1］吳隆杰，楊鳳霞 .鉆井液處理劑膠體化學(xué)原理 ［M］.成都：成都科技大學(xué)出版社，1992.

［2］鄢捷年 .鉆井液工藝學(xué) ［M］.青島：中國(guó)石油大學(xué)出版社，2012.

［3］徐同臺(tái)，趙忠舉.21世紀(jì)初國(guó)外鉆井液和完井液技術(shù) ［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2004.

［編輯］ 帥群

Study and Application of Impermeable Drilling Fluid System in Lishu Fault Depression

GE Chunmei，ZHANG Tianxiao，WANG Xue (First Author's Address:Engineering Research Institute，Northeast Oil and Gas

Company，SINOPEC，Changchun 130062，Jilin，China)

Clastic reservoir in Lishu Fault Depression was a low porosity and low permeability tight sandstone reservoir，ther existed technical problems of poor borehole stability and difficulty for formation protection.To improve theborehole stability an formation protection，an impermeable drilling fluid system was studied and used.The experimental results of temperature resist ance，inhibition and formation protection indicate that the impermeable drilling fluid system has good temperature resistanc and stability，strong anti-sloughing capacity and low backflow pressure，it can be used to seal pores in formation with permea bility recovery value over 80%and low skin factor，and good effect is obtained for formation protection.

Lishu Fault Depression;impermeable;borehole stability;formation protection

TE254

A

1000-9752（2014）05-0102-03

2013-09-16

葛春梅 （1982-），女，2005年大學(xué)畢業(yè)，工程師，現(xiàn)從事鉆井液技術(shù)研究工作。