海上耐高溫封閉液體系性能評(píng)價(jià)與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

◇中海石油（中國(guó)）有限公司湛江分公司 肖 平 韓 成

南海西部高溫高壓井目的層井段鉆井液比重高、井下溫度高，現(xiàn)有鉆井液體系高溫穩(wěn)定性差、失水控制難、泥餅虛厚，電測(cè)期間易造成電測(cè)阻卡等復(fù)雜情況頻發(fā)，嚴(yán)重影響了作業(yè)安全及時(shí)效。在現(xiàn)有鉆井液體系基礎(chǔ)上，通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)，研發(fā)了新型抗高溫封閉液。室內(nèi)性能評(píng)價(jià)表明，相比現(xiàn)場(chǎng)常規(guī)鉆井液，ENVIROTHERM NT封閉液更適用于目的層井段電測(cè)作業(yè)。封閉液成功在南海鶯歌海盆地LD-X井進(jìn)行了應(yīng)用，高溫穩(wěn)定性強(qiáng)、降失水性良好、潤(rùn)滑性好，應(yīng)用井段電測(cè)過(guò)程無(wú)阻卡發(fā)生，為類似海上高溫高壓井目的層電測(cè)作業(yè)提供了參考。

高溫高壓廣泛分布于南海鶯歌海盆地中央凹陷北部，其成藏條件、儲(chǔ)層物性、天然氣品質(zhì)和產(chǎn)能均較優(yōu)，是南海西部地區(qū)氣田群的重要儲(chǔ)備力量[1-3]。該區(qū)域高溫高壓井溫度150 ℃～210 ℃，地層壓力52 MPa～90 MPa，作業(yè)窗口不足0.2 g/cm3，目的層井段電纜測(cè)井作業(yè)極易發(fā)生阻卡等復(fù)雜情況，電測(cè)對(duì)鉆井液的性能提出了非常高的要求[4]。

在現(xiàn)有鉆井液體系基礎(chǔ)上，通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)，研發(fā)了新型抗高溫ENVIROTHERM NT封閉液。與現(xiàn)場(chǎng)使用的常規(guī)鉆井液進(jìn)行性能對(duì)比，ENVIROTHERM NT封閉液在高溫高壓條件下穩(wěn)定性更好。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，ENVIROTHERM Nt封閉液能夠解決以往常規(guī)鉆井液電測(cè)過(guò)程中所遇到的問(wèn)題。

1 主要問(wèn)題與挑戰(zhàn)

南海西部高溫高壓井地層壓力系數(shù)1.80～2.20，設(shè)計(jì)鉆井液密度高達(dá)2.30 g/cm3左右，井底溫度最高達(dá)210 ℃，電測(cè)對(duì)鉆井液的性能提出了非常高的要求。前期探井作業(yè)表明，目前的鉆井液在電測(cè)期間存在以下問(wèn)題：①井下高溫條件下，鉆井液容易發(fā)生高溫失穩(wěn)，前期探井鉆井中使用鉆井液存在不同程度的高溫失穩(wěn)，導(dǎo)致稠化嚴(yán)重或重晶石沉降；②高比重條件下鉆井液體系固相含量高，失水量大容易造成泥餅虛厚，井眼縮徑，同時(shí)由于大量自由水造成鉆井液體系內(nèi)部失穩(wěn)稠化；③高固相含量造成潤(rùn)滑性能差，增加電測(cè)儀器起下摩阻。

2 室內(nèi)性能評(píng)價(jià)

根據(jù)《GB/T 16783.1-2014 石油天然氣工業(yè) 鉆井液現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試 第1部分 水基鉆井液》，使用六速粘度計(jì)測(cè)定常規(guī)鉆井液和ENVIROTHERM NT封閉液在不同轉(zhuǎn)速下的讀數(shù)，并計(jì)算表觀粘度AV、塑性粘度PV、動(dòng)切力YP、靜切力和動(dòng)塑比YP/PV。根據(jù)井底實(shí)際溫度，在180 ℃條件下對(duì)鉆井液進(jìn)行老化處理，老化時(shí)間為16 h。

在現(xiàn)有鉆井液體系基礎(chǔ)上，通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)，研發(fā)了新型抗高溫封閉液[5-7]?，F(xiàn)場(chǎng)使用的常規(guī)鉆井液配方為2%M-I Gel+0.3% EMI-1045 +3% KCl+0.6%NaOH+0.1%Ca(OH)2+3% XP-20K +2% Resinex +2% Asphasol Supreme +2% ULTRAHIB+1%Lube 167+優(yōu)質(zhì)重晶石（ρ=1.9g/cm3），優(yōu)化形成的ENVIROTHERM NT封閉液配方為2%M-I Gel+0.4% EMI-1045 +1% KCl+0.6%NaOH+0.1%Ca(OH)2+3% XP-20K+3% Resinex +3% SOLTEX +1% G SEAL F+2% Lube 167+優(yōu)質(zhì)重晶石（ρ=1.9g/cm3），對(duì)兩種配方進(jìn)行基本性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表1～表3所示。

表1 常規(guī)鉆井液和ENVIROTHERM NT封閉液的基本性能

表2 常規(guī)鉆井液和ENVIROTHERM NT封閉液的失水性能對(duì)比

表3 潤(rùn)滑性能參數(shù)對(duì)比

室內(nèi)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)表明，通過(guò)對(duì)常規(guī)鉆井液配方優(yōu)化，ENVIROTHERM NT封閉液較常規(guī)鉆井液配方提高了總體穩(wěn)定性、失水性能以及潤(rùn)滑性能。在性能維護(hù)上，使用優(yōu)質(zhì)進(jìn)口般土MI-GEL配漿，降低有害固相對(duì)性能的影響，提高抗高溫聚合物CALOVIS FL濃度，使泥漿具有更強(qiáng)的高溫穩(wěn)定性和高溫護(hù)膠能力，以利于長(zhǎng)時(shí)間電測(cè)等作業(yè)，同時(shí)提高瀝青和RESINEX的使用濃度，使鉆井液能在井壁形成薄而韌的濾餅，降低電測(cè)儀器遇卡的風(fēng)險(xiǎn)，配合使用液體潤(rùn)滑劑LUBE167和進(jìn)口固體潤(rùn)滑劑G SEAL F，提高泥漿的潤(rùn)滑性，降低電測(cè)儀器粘附的風(fēng)險(xiǎn)。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

LD-X井是我國(guó)南海鶯歌海盆地一口典型的高溫高壓探井，井深4008米，井底溫度182℃，井底壓力系數(shù)高達(dá)1.82，高溫高壓目的層井段長(zhǎng)600米，電纜測(cè)井作業(yè)期間對(duì)鉆井液的穩(wěn)定性要求高。電纜測(cè)井作業(yè)前，通過(guò)段塞的方式在裸眼段墊入25方ENVIROTHERM NT封閉液，以提高整個(gè)裸眼段在電測(cè)作業(yè)期間穩(wěn)定性。ENVIROTHERM NT封閉液的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用配方為：2%MI Gel+0.4% EMI-1045+1% KCl+0.7%NaOH+0.15%Ca(OH)2+4% XP-20K+3% Resinex+3% SOLTEX+1% G SEAL F+2%Lube 167+優(yōu)質(zhì)重晶石（ρ=1.85g/cm3），封閉液現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)性能見(jiàn)表4。

表4 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的ENVIROTHERMNT封閉液性能

實(shí)踐表明，ENVIROTHERM NT封閉液在LD-X井應(yīng)用中高溫穩(wěn)定性良好，順利完成四趟電纜測(cè)井作業(yè)，累計(jì)47.5小時(shí)，電纜測(cè)井過(guò)程中未發(fā)生阻卡，起下過(guò)程中摩阻小。通井作業(yè)后井底返出封閉液性能穩(wěn)定（見(jiàn)表5），未發(fā)生失穩(wěn)增稠等情況。

表5 通井返出ENVIROTHERMNT封閉液性能

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)常規(guī)鉆井液配方優(yōu)化，ENVIROTHERM NT封閉液較常規(guī)鉆井液配方提高了總體穩(wěn)定性、失水性能以及潤(rùn)滑性能，能夠滿足海上高溫高壓井電纜測(cè)井作業(yè)要求，有效保障了電纜測(cè)井順利實(shí)施。