抑制劑NAPG在文23儲氣庫的應(yīng)用研究

國安平

中國石化中原石油工程有限公司鉆井工程技術(shù)研究院，河南濮陽 457001

聚醚胺基烷基糖苷(NAPG)是由中原鉆井院研發(fā)的新型高效抑制劑[1-3]。聚醚胺基烷基糖苷具有多胺基、烷基、羥基及葡糖糖環(huán)等，NAPG可通過多胺基團(tuán)的超強(qiáng)吸附及拉緊作用可充分發(fā)揮抑制性能；另外，分子中的烷基糖苷結(jié)構(gòu)的位阻效應(yīng)可有效保證鉆井液的分散穩(wěn)定性，可通過吸附兼顧一定的抑制性能[4]。

1 室內(nèi)試驗(yàn)

1.1 NAPG與微泡鉆井液的配伍性

文23儲氣庫現(xiàn)場施工三開微泡鉆井液的基礎(chǔ)配方為：(2%～4%)膨潤土+(0.5%～1%)LV-CMC+(0.3%～0.6% )COP-HFL/LFL+(0.3%～0.5% )穩(wěn)泡劑HXC+(1%～2%)發(fā)泡劑+(1%～2% )膠束促進(jìn)劑+(2%～4%)液膜強(qiáng)化劑+(0.1%～0.3%)泡沫控制劑+(1%～2%)改性纖維封堵劑。

為了考察NAPG對微泡鉆井液的配伍性，分別加入不同量的NAPG，考察其對微泡鉆井液穩(wěn)定性及流變性的影響。鉆井液老化試驗(yàn)條件為：110 ℃、16 h，試驗(yàn)結(jié)果見表1。微泡鉆井液配方1#～6#為基礎(chǔ)配方中分別加入NAPG的量為：0，0.5%，0.8%，1.0%，1.5%，2.0%。

表1 NAPG加量對微泡鉆井液性能的影響

由表1可以得出，微泡鉆井液100 ℃高溫老化16 h后，NAPG加量0.5%～2.0%時，微泡鉆井液的動塑比和中壓濾失量基本保持不變；微泡鉆井液的密度保持不變，說明NAPG在此加量范圍內(nèi)與配方所用的處理劑配伍性良好，尤其是發(fā)泡劑的配伍性；初終切略有下降、中壓濾失量基本保持不變，說明加入NAPG可一定程度上改善流變性能；微泡鉆井液中加入0.8%NAPG，動塑比0.45 ms-1、API濾失量4.5 mL、初切3.0 Pa、終切5.0 Pa。分析得出，NAPG與微泡鉆井液體系有良好的配伍性，并具有一定的稀釋鉆井液的作用。

1.2 NAPG對微泡鉆液膨潤土含量影響

NAPG有較強(qiáng)的抑制性能，對膨潤土水化具有一定的影響。為了考察NAPG對微泡鉆井液的膨潤土含量的影響。分別測試了NAPG加量為0，0.5%，0.8%，1.0%，1.5%，2.0%的微泡鉆井液于110 ℃/16 h條件下老化后的膨潤土含量，結(jié)果見表2。

表2 NAPG加量對微泡鉆井液膨潤土含量影響

由表2可知，微泡鉆井液體系中加入0.5%～2.0%NAPG,110 ℃/16 h老化后，膨潤土的含量隨NAPG加量的增加而降低，并且顯著降低，NAPG加量為2.0%時配方中膨潤土含量由40 g/L降為21.3 g/L，降低率為46.8%。這是因?yàn)镹APG分子中的吸附基團(tuán)吸附在膨潤土表面，導(dǎo)致亞甲基藍(lán)有機(jī)陽離子無法與膨潤土結(jié)合，膨潤土含量降低。綜上分析，NAPG加量在2.0%以內(nèi)與微泡鉆井液配伍性較好，當(dāng)微泡鉆井液固相含量較高時，可加適量NAPG，在不影響泥漿性能的同時可降低微泡鉆井液的固相含量，有清除有害固相的作用?，F(xiàn)場應(yīng)用時，可根據(jù)實(shí)際情況選擇NAPG加量。

1.3 抑制性能

為驗(yàn)證NAPG在微泡鉆井液所起的抑制性效果，進(jìn)行現(xiàn)場巖屑回收試驗(yàn)及巖心浸泡試驗(yàn)。

1.3.1現(xiàn)場巖屑滾動回收試驗(yàn)

試驗(yàn)條件為100 ℃、16 h(一次回收)，100 ℃、2 h(二次回收)，采用巖屑為文23儲氣庫6-5井3 100～3 120 m處4～10目的鉆屑。配方分別為：測試清水、微泡鉆井液及加入1.0%NAPG微泡鉆井液，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 NAPG對微泡鉆井液巖屑回收試驗(yàn)的影響

由表3可得出，微泡鉆井液自身抑制性較差，一次回收率為76%，而加入1%NAPG的微泡鉆井液一次回收率到97%，二次回收率95.6%，相對回收率為98.56%，由此可知，加入1.0%NAPG的微泡鉆井液具有良好的抑制鉆屑膨脹、水化分散的能力，表現(xiàn)出優(yōu)異的抑制防塌性能。

1.3.2巖心浸泡試驗(yàn)

考察NAPG的抑制防塌性能，進(jìn)行不同NAPG加量溶液的巖心柱浸泡實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)條件：取10 g研磨后的現(xiàn)場鉆屑在10.0 MPa，5.0 min條件下制備巖心，室溫條件下浸泡60 d后，觀察巖心外觀變化見圖1、圖2。

圖1 浸泡前巖心柱外觀形態(tài)

圖2 浸泡60 d后的巖心柱的外觀形態(tài)

由圖2可知，浸泡60 d后，巖心柱的狀態(tài)發(fā)生明顯變化，巖心柱發(fā)生了不同程度的坍塌和開裂，隨著NAPG加量的增加，可看出溶液的抑制防塌性能顯著提高。當(dāng)NAPG加量為30%時，巖心表面較堅(jiān)硬，因去水化作用，巖心表面出現(xiàn)微小裂紋。50%NAPG加量的巖心外觀形態(tài)變化不大，說明NAPG有優(yōu)異的抑制防塌性能。

2 NAPG在文23儲氣庫的應(yīng)用

文23儲氣庫微泡鉆井液實(shí)施井段為三開井段，目前已施工了14口井。在施工過程中，鉆井液性能穩(wěn)定、起下鉆暢通、電測及完井作業(yè)均一次成功，未出現(xiàn)井下復(fù)雜情況?，F(xiàn)場具體效果如下：

1)抑制性強(qiáng)，井壁穩(wěn)定。施工中維持NAPG的合適含量，保證鉆井液的抑制性。在施工中 鉆遇泥巖和砂質(zhì)泥巖含量高的井段，未出現(xiàn)掉塊等井壁失穩(wěn)現(xiàn)象，施工井的井徑擴(kuò)大率小于5%。

2)有利于保護(hù)儲層。加入NAPG的微泡鉆井液可有效降低體系的水活度，且NAPG獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)能高效阻止泥巖水化和膨脹，較好地維持井眼的穩(wěn)定性，降低儲層的水鎖效應(yīng)，利于保護(hù)儲層。

3)NAPG與微泡鉆井液配伍性良好。微泡鉆井液加入體積分?jǐn)?shù)為0.5%～2.0%的NAPG，體系的抑制性增強(qiáng)，且保持微泡鉆井液較強(qiáng)的剪切稀釋性能不變。在整個施工過程中，體系穩(wěn)定，流變性好。

3 結(jié)論

1) NAPG具有較強(qiáng)的抑制作用，NAPG加量1.0%時，現(xiàn)場巖屑一次回收率達(dá)97%。

2)NAPG與微泡鉆井液配伍性良好，可顯著 提高微泡鉆井液抑制防塌性能；在文23區(qū)塊應(yīng)用的14口井，井壁穩(wěn)定，起下鉆正常，完井作業(yè)順利，井徑擴(kuò)大率小，充分說明了NAPG的優(yōu)異的防塌能力。

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