欠饱和复合盐硅酸盐钻井液KSN配方研究

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欠饱和复合盐硅酸盐钻井液)*+配方研究

李树皎,徐加放,邱正松,于连香,黄维安,张红星

（中国石油大学（华东）石油工程学院，山东东营）

摘要,欠饱和盐水钻井液具有较强的抗盐能力和抑制性能，而硅酸盐钻井液具有费用低、抑制性强、保护环境等优点，因此考虑用欠饱和复合盐硅酸盐体系解决盐膏层的井壁不稳定问题。通过室内实验，研制出了一种防塌能力强的欠饱和复合盐硅酸盐钻井液（)*+）体系。该体系稳定盐膏层井壁机理为：+-&*./(0123#!协同封固井壁，阻缓压力传递及滤液传递；)450+-&*./(协同抑制石膏溶解；)450+-&*./(0+-45协同抑制地层水化，防塌作用效果显著。评价了该体系的抗石膏和抗劣土污染性能、阻缓压力传递和滤液传递能力、抑制石膏溶解能力、抑制水化以及稳定井壁效果。实验结果表明，所研制的)*+体系具有优异的护壁防塌能力和滤失造壁性能，

动塑比高，携带能力强。关键词,欠饱和,硅酸盐,井壁稳定,石膏,抑制性,阻缓压力传递中图分类号：67&$’8(

文献标识码：9

,,在钻井过程中经常钻遇大段盐岩层、盐膏层或复杂的盐膏泥混层，若在这些地层的钻进中使用分散钻井液，则地层中会有大量的氯化钠和其它无机盐溶解于钻井液中，使钻井液的粘度、切力升高，滤失量剧增；盐岩的溶解会造成井径扩大，深部地层塑性盐岩的流动变形会造成井眼缩径甚至卡钻，给继续钻进带来困难，并会严重影响固井质量。在钻遇高压盐水层时，盐水的侵入对钻井液性能也有很大的影响。因此，在钻井工程中盐膏层的井壁不稳定问题较为突出，现场使用的常规钻井液体系防塌效果不理想。（欠）饱和盐水钻井液因具有较强的抗盐能力和抑制性，成为顺利钻穿上述复杂地层的钻井液体系之一。近年来，硅酸盐钻井液因具有费用低、抑制性好和保护环境等优点，引起了人们的关注。本文介绍了欠饱和复合盐硅酸盐体系稳定井壁机理及其配方的研制与性能评价。

!,稳定井壁机理

［!:(］!矿化度高。根据活度平衡理论和化学反渗透

理论，欠饱和复合盐硅酸盐钻井液能够限制钻井液中的自由水向地层扩散，甚至在化学势差的作用下，诱导地层孔隙水向钻井液中渗透，防止地层水化，利于井壁稳定。"抗盐能力强。该钻井液能够有效抵抗

盐侵和钙侵，并具有很好的抗高温能力，适于盐岩层或盐膏层的钻进。#硅酸盐的抑制性强。硅酸盐可抑制地层中粘土矿物的水化膨胀和分散，使粘土去水化，提高泥页岩的结构强度。$硅酸盐的封堵作用。硅酸盐进入地层孔隙后形成三维凝胶结构和沉淀物，快速在井壁处堵塞地层孔隙和微裂缝，阻止滤液进入地层；覆盖在岩石表面的沉淀物起到了封堵作用，降低地层的水化。%氯化钠0氯化钾0硅酸盐的协同增效作用。氯化钠0氯化钾的存在可以进一步提高硅酸盐的抑制性。

&,室内实验

&8!,仪器及药品

六速旋转粘度计、失水仪、滚子加热炉、针入度仪、31!"—&8’9型电动高速离心机、泥页岩水化#力学耦合模拟装置（*;<）、电子天平、恒温水浴等。

<=#4<4、>9(%?、123#!、@94!’!、+-;@9+、429#&、42A#&、424#!、)45、+-45、+-&*./(（模数为&8B ）、无水石膏、+-/;、钙膨润土（二级）。&8&,实验方法

&8&8!,石膏溶解度的测定

取!""C3试液于!$"C3三角瓶中，加入$D

,,基金项目：中国石油天然气集团公司重点科技攻关项目（+E8&""$""!?’）。,,第一作者简介：李树皎，!F?F 年生，中国石油大学（华东）石油工程学院硕士研究生，主要从事钻井液完井液方面的研究。

地址：山东省东营市中国石油大学石油工程学院；邮政编码&$?"%!；

电话（"$’%）B(F!(B’；7#C-.5：5-GC-H&!I J.H-8KEC8KH 。第&&卷第$期,,,,,

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