低固相鹽水鉆井液體系配方優(yōu)選

摘 要：以往鉆井過程中遇鹽巖井段采用傳統(tǒng)的分散鉆井液體系，會(huì)有大量無機(jī)鹽溶解在鉆井液中，導(dǎo)致鉆井液的粘度、濾失量增高、井徑擴(kuò)大，給繼續(xù)鉆進(jìn)帶來困難，會(huì)嚴(yán)重影響固井[1]。該文針對(duì)目前大慶油田區(qū)域特點(diǎn)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地層特征，通過試驗(yàn)研究形成一套施工方便的低固相鹽水鉆井液體系。通過實(shí)驗(yàn)優(yōu)選出配方為：3%坂土+0.10%NaOH+0.1%Na2CO3+0.2%增粘劑ZN-1+2%降濾失劑KFT+1%降濾失劑SMC+0.5%瀝青粉+0.5%銨鹽+15%工業(yè)鹽。

關(guān)鍵詞：鉆井液 低固相 鹽水 低傷害

中圖分類號(hào)：TE254 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）01（b）-0003-01

1 膨潤土含量對(duì)體系性能的影響

研究膨潤土含量對(duì)體系性能影響，對(duì)于指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)配制鉆井液，以及鉆探過程中的鉆井液維護(hù)都具有指導(dǎo)意義，以下是不同膨潤土含量對(duì)體系性能影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

配方：膨潤土±0.1%NaOH+0.1Na2CO3

+0.1%PAM+0.3%CMC-HV+1%CMC-LV+3%KFT+2%SMP-II+1%瀝青粉+0.5%銨鹽+20%工業(yè)鹽

實(shí)驗(yàn)條件：120 ℃×16 h，性能測(cè)定：20 ℃。

從表1可以看出，隨著體系膨潤土含量的增加，體系的粘度也有所增大，加入4%膨潤土漿后，體系粘度過大。加入5%膨潤土漿后，鹽不能充分溶解，在現(xiàn)場(chǎng)配制鉆井液時(shí)推薦膨潤土加量3%。

2 增粘劑對(duì)體系性能的影響

為了保證井眼清潔和安全鉆進(jìn)，鉆井液的黏度和切力必須維持在一定范圍內(nèi)，黏度和切力過低時(shí)，可以通過增加膨潤土含量和增加增粘劑加量來提黏，但是增加膨潤土含量會(huì)增加鉆井液固相含量，粘土顆粒特別是亞微米顆粒含量對(duì)機(jī)械鉆速有較大影響，為了提高機(jī)械鉆速，經(jīng)常需要加入增粘劑[2]。

表2是對(duì)增粘劑篩選的結(jié)果。配方：3%膨潤土漿+0.4%增粘劑+5%鹽

實(shí)驗(yàn)老化：120 ℃×16 h測(cè)試溫度：室溫20℃

從結(jié)果來看，XC在0.4%加量條件下具有最好的增粘效果，同時(shí)Φ6/Φ3較大，有利于攜巖帶砂，ZN-1增粘效果優(yōu)于HV-CMC，考慮到XC價(jià)格較ZN-1、HV-CMC高出很多，室內(nèi)選用ZN-1作為低固相鹽水鉆井液體系的增粘劑。

3 濾失劑對(duì)體系的影響

結(jié)合國內(nèi)現(xiàn)有的降濾失劑產(chǎn)品，實(shí)驗(yàn)室對(duì)KFT、SMC進(jìn)行了篩選和加量評(píng)價(jià)，以得到適用于低固相鹽水體系的降濾失劑材料，對(duì)不同降濾失劑加量和濾失量進(jìn)行研究，以得到適當(dāng)?shù)哪酀{材料加量范圍，從而指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)配漿，并為現(xiàn)場(chǎng)鉆探作業(yè)的鉆井液維護(hù)提供理論依據(jù)[3]。室內(nèi)對(duì)KFT和SMC加量進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果顯示，瀝青粉、KFT和SMC總加量超過5%后有增稠趨勢(shì)，當(dāng)SMC加量超過2%后，泥漿有部分瀝青類物質(zhì)析出并且伴隨起泡現(xiàn)象，SMC加量超過3%時(shí)起泡明顯。低固相鹽水鉆井液體系降濾失材料配方為2%KFT、1%SMC。

4 工業(yè)鹽含量對(duì)體系的影響

在低固相鹽水鉆井液體系中，無機(jī)鹽主要起到加重和抑制作用，室內(nèi)對(duì)無機(jī)鹽加量對(duì)體系的性能影響進(jìn)行了評(píng)價(jià)。氯化鈉鹽水是最為常用的無機(jī)鹽加重劑，在配制氯化鈉鹽水時(shí)，為了防止地層粘土的水化，可以在氯化鈉鹽水中加入0.5%銨鹽作為粘土穩(wěn)定劑。

室內(nèi)評(píng)價(jià)了不同工業(yè)鹽加量條件下鉆井液性能的變化，隨著工業(yè)鹽加量的增加，低固相鹽水鉆井液體系密度增加，鹽加量15%時(shí)，密度達(dá)到1.13 g/cm3，性能穩(wěn)定；加入10%工業(yè)鹽時(shí)，體系A(chǔ)V值最大，熱滾后體系A(chǔ)V、PV值均有小幅度增加；總體來講，工業(yè)鹽的加入對(duì)體系影響較小。

5 結(jié)論

（1）經(jīng)過處理優(yōu)選，得到鉆井液配方為：3%坂土+0.10%NaOH+ 0.1%Na2CO3+0.2%ZN-1+2%KFT+ 1%SMC+0.5%瀝青粉+0.5%銨鹽+工業(yè)鹽。

（2）該鉆井液體系礦化度高，有較強(qiáng)的抗鹽侵的能力，抗高溫，對(duì)地層傷害較小，流動(dòng)性好，性能穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)

[1]S Polaszek，L J Fraser.Drilling Fluid Formulation for Shallow OffshoreHorizontal Well Applications[J]. SPE 22577，2000.

[2]王展旭，孫偉，張科.新型耐溫抗鹽壓井液添加劑研究進(jìn)展[J].遼寧化工，2004，33（8）：460，463.

[3]黃漢仁，楊坤鵬，羅平亞.泥漿工藝原理[M].石油工業(yè)出版社，1981.