高密度抗钙盐水钻井液的研究与应用
一种抗高温高密度饱和盐水钻井液的研制

一种抗高温高密度饱和盐水钻井液的研制王京光;张小平;杨斌;曹辉;王勇强【期刊名称】《天然气工业》【年(卷),期】2012(032)008【摘要】中亚地区天然气藏埋藏深、产层压力大、井底温度高且存在巨厚盐膏层(深度超过4000 m),要求钻井液的密度介于2.20~2.60 g/cm3,井底温度超过200℃.为此,针对目前钻井液抗高温能力不足、抗污染性能差的问题,以抗高温降滤失剂KJL为核心处理剂,采用优选的复合盐配方来提高液相密度,研制出了一种抗高温的高密度饱和盐水钻井液:抗高温220℃,抗钙镁污染、密度2.60 g/cm3,流变性良好,满足了土库曼斯坦、乌兹别克斯坦的3个合同区块天然气钻井作业要求.【总页数】3页(P79-81)【作者】王京光;张小平;杨斌;曹辉;王勇强【作者单位】中国石油川庆钻探工程公司钻采工程技术研究院·低渗透油气田勘探开发国家工程实验室;中国石油川庆钻探工程公司钻采工程技术研究院·低渗透油气田勘探开发国家工程实验室;中国石油川庆钻探工程公司钻采工程技术研究院·低渗透油气田勘探开发国家工程实验室;中国石油川庆钻探工程公司钻采工程技术研究院·低渗透油气田勘探开发国家工程实验室;中国石油川庆钻探工程公司钻采工程技术研究院·低渗透油气田勘探开发国家工程实验室【正文语种】中文【相关文献】1.东濮凹陷高密度抗高温饱和盐水钻井液 [J], 李午辰;贠功敏;高小芃2.抗高温高密度饱和盐水钻井液研究 [J], 贺明敏;蒲晓林;郑锟;苏俊霖;孔燕燕;陈勇3.抗高温高密度饱和盐水钻井液在川西地区的应用 [J], 罗宇峰4.超高密度抗高温饱和盐水钻井液技术 [J], 张志财;孙明波5.抗高温高密度饱和盐水钻井液研究 [J], 张永;薛志飞;董昆;陈文龙;颜紫霖因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
超高密度抗高温饱和盐水钻井液技术

超高密度抗高温饱和盐水钻井液技术超高密度抗高温饱和盐水钻井液技术的论文随着石油开采作业的深入,面对着越来越复杂的地质结构和极端的气候环境,钻井液技术的研发和创新变得尤为重要。
本文将从现有的钻井液技术研究成果出发,探讨超高密度抗高温饱和盐水钻井液的研发与应用。
一、问题的阐述钻井作业中,钻井液扮演着重要的角色,目的在于保持钻头的湿润和降低钻井的阻力。
由于地质环境的不同,需要使用不同种类的钻井液。
其中,超高密度抗高温饱和盐水钻井液主要应用于海洋油气勘探,有着极其苛刻的使用条件。
在深海、高温、高压的环境中,为了保障油井的安全、流量和提高作业效率,需要一种能够和海水兼容的高密度、高温、高抗盐力钻井液。
但目前市场上大多数超高密度钻井液都含有无机盐,难以与盐水搭配使用,容易导致固相附着在井壁上,增加钻井成本和难度;同时在高温环境下容易发生熔融、哈德曼现象等问题。
二、技术原理及优势为了解决传统钻井液所面临的问题,本研究将采用特殊的膨润土、钙基高分子砂浆、塑化剂以及添加氧化铁等高密度填料的方式,制备超高密度的抗高温饱和盐水钻井液。
这种钻井液所使用的膨润土属于深海特殊获取的优质天然膨润土, 其中含有丰富的矿物质和氧化铁,可以增强钻井液的稳定性和抗强酸、强盐离子等化学特性。
优点如下:1.高密度、高稳定性,可适应不同的地质环境,具有很好的防漏性能。
2.一定的黏度、较高的官能钠离子交换能力,可有效降低井壁的钻跑度,适应深海硬岩钻井挑战。
3.良好的高温适应性和抗盐性能,可有效避免钻井过程中牵涉到的熔融、哈德曼等诸多问题。
三、应用前景经过测试,采用本研究制备的超高密度抗高温饱和盐水钻井液钻井效率提高了25%以上,大大降低了钻井液的使用成本和技术难度,使得深海油气勘探作业变得更加安全、高效。
在未来的开采作业中,这种超高密度抗高温饱和盐水钻井液技术将会受到工程师、学者和企业界的大力推荐和应用,其高粘度、高密度、高稳定性的特点,将会为海洋油气钻探领域提供极大的帮助。
高密度抗盐隔离液的研究与应用

留下 粘 附在 套 管壁或 井 壁上 被污 染 了的泥 浆 , 形成 窜 槽 。这样就 可能 造成 地 层 间封 隔不好 , 以致 在 采取 增 产措 施前要 花 昂贵 的代 价进行 补救 注水泥 作业 。 这种
非常粘稠的水泥和泥浆的混合物也会在固井施工 中
造成 过高 的摩 阻压 降 ,严重 的会 造成 压裂 薄弱 地层 。 在极 严 重 的情 况 下 , 会 发 生堵 塞 环空 的 现象 , 碍 还 妨
泥浆 ; 降低对 水 泥流 变性 的要求 。目前 , 内已开发 研 国 制 出多种 隔离液 , 未形 成 体系 。新 疆油 田采 用 的普 但 通 隔离 液 体 系为 老 化后 的膨 润 土浆 加 入 悬 浮剂 和 表 面 活性剂 的配方 , 满 足绝 大部 分 的低密 度 和常规 密 能 度井 的需要 。 随 着新疆 油 田的勘 探 向准噶 尔盆地 腹 但 部 发展 , 尤其 是 南缘 山前 构 造带 , 区块 多 为高 压 地 此 层 , 井液 多采 用有 机盐 高 密度 泥 浆体 系。普 通 的隔 钻
大 量的 室 内试验 , 究 出密 度 为 2o ~ . / r 的 研 . o 25 g e 0 a 高 密度抗 盐隔离 液体 系 。 隔离 液能 够实现 有效 隔离 该 有 机盐 钻 井液 和 高 密 度水 泥 浆 、 洗 井壁 、 清 提高 顶 替
r 卜作者 简介: £程 师.9 6 0 19 — 7毕业于中国地质走学应用化 学专业
2 室 内研 究 与性 能 评 价
21高密度抗盐隔离液 的配方 .
高密度抗 盐 隔离液 的配方 :水+ 加重 荆+ 悬浮剂 + 表 面 活性剂 等组 成 。加 重剂 为 精 选 的加密 铁矿 粉 , 其 在 体 系 中反应 活性 为惰 性 , 对体 系 的性 能无 影 响。悬 浮 剂采 用羟 乙基纤 维素 聚合 物 , 是 因为这 类材 料在 这 混 配 和 地 面泵送 过 程 中能 形 成 足 够 的粘 度 来悬 浮 加 重料 , 而在 向井 下 泵送 过 程 中 达 到临 界 温度 时 , 类 这 聚合物 不再溶 解从 而失 去 了增 粘 的作用 , 以可在紊 所 流状 态 下保证 加重剂 的悬 浮 。 面 活性剂 能够 改变套 表 管 和 井 壁 的润湿 性 , 成 亲 水 环境 , 形 提高 水 泥 环界 面 的胶结 质量 ,并对 隔离 液 中 的加重 料 产生 分散作 用 。 在设 计 隔离液 的过 程 中 , 量使 隔离 液 的密 度 和流变 尽
柯探1井高钙盐水层的钻井液技术

石油地质与工程2021年1月PETROLEUM GEOLOGY AND ENGINEERING 第35卷第1期文章编号:1673–8217(2021)01–0105–04柯探1井高钙盐水层的钻井液技术白海鹏,刘学清,商国玺,陈勇,陈海军(北京京能油气资源开发有限公司,北京100000)摘要:柯探1井是部署在新疆阿克苏地区柯坪县的一口风险探井,在寒武系沙依力克组钻遇高钙盐水层,持续不断地钙侵导致重晶石沉降,发生了卡钻等一系列井下故障。
为优化复杂地质条件下钻井液配方,现场开展多种试验,提出了钙盐水层钻井液等一系列钻井液配方:①三开配浆即用海泡石代替现在的膨润土,控制好低密度固相,为转换四开饱和盐水钻井液做好准备;②除聚合物之外,常见的淀粉比较适合该区块;③除应用纯碱和小苏打除钙外,使用一些硅酸钾,能预防钙侵,生成的硅酸钙对井壁稳定、防塌有一定的帮助,同时钾离子可以提高钻井液的抑制性;④采用质量较好的白沥青,实现快速优质钻进。
现场应用表明,四开高钙盐水层,电测无阻卡,井径规则,套管一次性下到位,钻井液性能满足固井施工要求,现场施工效果良好。
关键词:新疆阿克苏地区;柯探1井;高钙盐水;优化配方;抗钙降滤失剂中图分类号:TE254 文献标识码:ADrilling fluid technology for high calcium brine layer in Ketan-1 wellBAI Haipeng, LIU Xueqing, SHANG Guoxi, CHEN Yong, CHEN Haijun(Beijing Jingneng Oil and Gas Resources Development Co., Ltd., Beijing 100000, China) Abstract: Ketan-1 well is a risk exploration well deployed in Keping County of Aksu area in Xinjiang. During drilling in Shayilik formation of Cambrian system, high calcium brine layer was encountered, and barite settlement was caused by continuous calcium invasion, and a series of downhole failures such as pipe sticking occurred. In order to optimize the drilling fluid formula under complex geological conditions, a variety of field tests were carried out for a series of drilling fluid formulations. ①In the third spud, sepiolite is used to replace the present bentonite to control the low density solid phase and prepare for the conversion of the fourth spud saturated salt water drilling fluid;②Besides polymer, common starch is more suitable for this block;③In addition to the application of soda ash and sodium bicarbonate to remove calcium, some potassiumsilicate can be used to prevent calcium invasion. The generated calcium silicate is helpful to wellbore stability and collapse prevention, and potassium ion can improve the inhibition of drilling fluid;④High quality white asphalt is used to realize fast and high quality drilling. The field application shows that the high calcium brine layer has been opened four times in Ketan-1 well, the well diameter is regular, the casing is put in place at one time, the drilling fluid performance meets the requirements of cementing operation, and the field operation effect is good.Key words: Aksu area in Xinjiang; Ketan-1 well; high calcium brine; optimized formula; anti calcium fluid loss additive柯探1井是京能油气公司部署在新疆阿克苏地区柯坪县的第一口重点风险探井,目前已在中下寒武系盐下吾松格尔组获得日产百万方的高产天然气流,获得塔里木盆地新区新层系的重大突破。
抗盐钙钻井液技术研究与应用

抗盐钙钻井液技术研究与应用新疆塔河油田,塔中、巴麥、玉北及外围勘探区盐水地层分布范围广,存在大段盐膏地层及含高钙盐水污染,在钻井过程中高密度钻井液受到严重污染,给该区块的钻探施工带来较大困难。
针对该地区地层特点,分析了盐水对钻井液体系影响机理,优选出抗高钙降滤失剂SMPFL-L和流性调节剂SMS-19等关键处理剂,通过各处理剂的优化和配伍,室内形成一套抗钙能力达13000mg/L、抗温150℃、抗20%地层水污染、密度大于1.80g/cm3,沉降稳定性小于0.03g/cm3的抗污染钻井液体系。
该技术在玉北X井进行应用,在钻穿古近系大段盐膏层后性能稳定,表现出较好抗污染能力,整个二开井段施工顺利,未发生任何井下复杂情况,能够满足巴麦地区的使用要求。
标签:抗盐钙;高密度钻井液;盐水层;盐膏层Abstract:In Tahe Oilfield in Xinjiang,the salt water strata in the exploration areas of Tazhong,Bamai,Yubei and its periphery have a wide distribution,and there is a large section of salt paste formation and high calcium salt water pollution. During drilling,the high-density drilling fluid is seriously polluted. It brings great difficulties to the drilling construction of this block. According to the formation characteristics of this area,the influence mechanism of brine on drilling fluid system is analyzed. The key treatment agents,such as SMPFL-L and SMS-19,are selected and optimized and compatible with each other. A set of anti-pollution drilling fluid system with 13,000 mg/L calcium resistance,150℃temperature resistance,20% formation water pollution resistance,with a density >1.80g/cm3 and settling stability less than 0.03g/cm3 was formed,which can meet the requirements of the Bama area.Keywords:salt-resistant calcium;high-density drilling fluid;brine layer;salt-gypsum layer引言随着勘探开发的深入,钻遇高压盐水层越来越多[1],施工中钻井液流变性难以维护,易造成井壁失稳、重晶石沉降、卡钻等复杂情况,不仅严重影响钻探作业的速度,还大大增加了工程的安全风险。
深井抗高温高密度盐水钻井液实验研究

影响的试验结果 , 可以看 出烧碱含量 ( 钻井液 的 p H 值) 不仅影响钻井液的流变性 , 而且影 响钻井液的滤 失量.H值较低时( .) 热滚前钻井液明显增 稠, p 80 , 热滚后钻井液的黏切降低幅度大 , 悬浮性能差 , 当热 滚后 钻井 液的 p 值为 8 5时 , H . 高温 高压 滤失量
Sp 0 7 e .2 0
V0.2 No 5 12 .
文章编号:6 3 6 X 20 )503 . 17 . 4 (07 0 . 70 0 0 4
深 井抗 高温 高密 度 盐 水钻 井液 实验 研 究
E p rme tl td ftehg -e st atw船 x ei na u yo h ih d n i s l s y d il g fud wi ihtmp r tr e i a c o ep wel rln i t hg ・ i l h e eau ers tn efrd e l s s
表 1 不 同厂家降滤失剂对钻井液滤失量的影响
S MP加量、 种类 、 厂家
0
于 20g c 3 . /m 的高密度钻井液 . 在克拉 2号气 田钻
遇地层 上 第 三 系 、 下第三 系和 白垩系 , 主要 分布 气层
在下第三系盐膏层和白垩系, 储层压力系数高(. ~ 19 5 22 )地层温度高 ( . , 0 平均地温 15 8℃) J需要抗 0. l, 2 高温的高密度钻井液钻穿储层 . 在塔里木油 田的迪 那区块, 同样存在大段盐膏层 , 需要用高密度盐水钻 井液l . 3 目前 , J 对高密度钻井 液的使用 已有很多经 验, 但在使用过程 中还存在一些 问题 , 即钻井液增 稠, 流变性 难 以控 制 等 l J有 必 要 进 行 系 统 研 究 , 4 ,
强抑制性高钙盐聚合物钻井液体系的研究与应用

块
油
气
田
2 1 年 7月 01
1 室 内研 究
11 材 料 及 设 备 .
盐聚合物钻井 液 , 可在短时 间内实现对地层有效封堵 。
表 2 井壁 封 固性 能评 价
1 . 材料 .1 1
实验 材料 为 中原 油 田钻 井 院生 产 的无机 一 机单 有
体 聚合 物 SO 、 性离 子磺 酸 盐聚 合物 C S 2 0 、 IP 两 P 一 0 0 聚 合铝 防塌剂 A P 1 固相化 学 清 洁剂 Z C 2 1工业 O一及 S 一0 品; 磺化 酚醛 树脂 S P、 M 磺化 褐煤 S 、 MC 聚合 醇及 羧 甲
( . 3 %) a l ( . 1 %) C+ 20 3 %) 1 %~ . C C: 05 0 0 + %~ . K I ( . 0 %~ . 聚 0
合 醇或沥 青类产 品+ 晶石 。 重
13 性 能 评 价 .
1 . 抑制、 .1 3 防塌 性能 1 抑制 性能 。 了考察 钻井液体 系 的防塌能力 , ) 为 使 用马 1 2井 27 8 ~ 1 0 . 27 5m处 的泥岩 岩 心 , 1 0℃ 5 在 5
15 ) .% AOP一 1十( .% ~ .% ) S 2 l十 .% Na 03 05 Z C一 0 03 OH 十
当N C 加 至饱 和 时钻 井 液 黏切 降低 . 水 无 明 显 变 a1 失
化 , 明该体 系 的抗 盐能力 较强 。 说
表 3 钻 井 液抗 Na 污 染 性能 评 价 Gl
制性 高 钙盐 聚合 物钻 井 液所 需 的处 理 剂和 用量 范 围 。
其 基 础 配 方 为 : 20 60 ) 润 土 + 05 10 ( .%~ .% 膨 ( .%~ .%)
高温高密度钻井液技术研究与应用

西部 探 矿T程
3 1
超 高温高密度钻井液技术研究与应用
王卫 国 , 王 多夏 , 盖靖 安 , 梁志 印, 艾贵成 , 梁 明姑
( 西部 钻探 国际钻 井公 司 , 新疆 乌鲁 木 齐 8 3 0 0 0 0 )
摘 要 : 通过 对 国 内外 深 井 高密度 超 高温钻 井液技 术调 研 、 室 内研 究及 现 场 实践 , 针 对 费 尔甘 纳 区块 秋 斯特 帕普构 造 深 井超 高温 、 高压 、 高密度 等诸 多重 大技 术难题 , 优 选 出了磺 化 复合 盐 水抗 高温钻 井 液 体 系配 方 , 自主研 发 了适 用 于秋 斯 特 帕普 构 造 的 超 高 温 欠饱 和 复 合 盐 水 聚磺 钻 井液 技 术 , 并在 CP — E x l 井成 功地 进 行 了应 用 、现 场应 用表 明 , 该 钻 井液 体 系性 能稳 定 、 抑 制性 强 、 润滑 性 好 、 抗 温 可达 2 f ) ( ) ℃、 抗盐、 抗 钙 能力 强 、 流 变性 可调 控 , 能 满足 该 区深 井钻 井要 求 , 为秋斯 特 帕普 构造 深 部地
2 主 要技 术研 究
KC I + 0 . 5 %Na ( ) H+ 3 %聚 合物 降失 水剂 + 3 %磺化 降 失水
剂+ 重 晶石 。
高 温 高 是深 井 、 超 深 井 水 钻 井 液 所 面 临 的一
个 主要 的技 术 难题 。深 井 、 超 深井 钻 井 时 , 钻井 液 长时
CP - E x l 位 于 乌 同 费尔 H 纳盆 地 秋 斯 特 帕普 块, 是韩 同 KN( ) 石 油 公 司 布置 的一 口超深 探 井 。前 苏 联 时期 , 该地I 必累计 钻井 1 2 u, 其l l 1 1 0 U外报 废 , 仅
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高密度抗钙盐水钻井液的研究与应用摘要:土库曼斯坦阿姆河右岸区块钻井施工中钻遇巨厚盐层及石膏层,前期采用的复合盐水钻井液体系在施工中存在流变性差、抗污染能力差; HTHP滤失量难控制的技术难题,先后发生了卡钻、电测遇阻及反复大幅度处理钻井液等情况。
为此结合盐水钻井液特点及钙污染对钻井液性能的影响特性,室内实验有针对性地以“优质护胶、综合封堵”作为抗钙型盐水钻井液体系研发思路,最终确定出了抗钙盐水钻井液体系配方。
通过现场应用表明,该钻井液体系性能优良,满足了巨厚盐膏层施工的需要。
关键词:巨厚盐膏层石膏层抗钙盐水钻井液室内试验配方优化现场应用引言土库曼上侏罗系基末利阶地层普遍发育巨厚盐膏层,可分为上中下三层石膏层夹两层盐层,俗称“三膏两盐”。
石膏层累计厚度超过400m。
钻开膏层后,每趟钻下钻到底,井底返出钻井液呈“豆腐脑”状,必须进行大型降粘处理。
不仅增加了钻井液成本,还易导致卡钻、井塌、划眼、起下钻及电测阻卡等井下事故复杂。
因此有必要对盐水钻井液的抗污染能力、流变性、滤失造壁性等进行深入的研究,确定一套抑制性强、性能稳定、滤失造壁效果好、流变性易于调节的盐水钻井液体系,提高钻井液钻深井、超深井及特殊工艺井的能力,满足钻井施工需要。
1国内外研究现状及技术发展趋势国内施工巨厚盐层的井,一般采用普通的盐水钻井液或NaCL-KCL复合盐水钻井液,一般不强调抗钙能力。
国内中原油田研究应用过高钙盐钻井液体系,但钙离子含量在800-1000mg/l,没有做过进一步钙污染的研究。
国外应用低固相强抑制复合盐水钻井液或油基钻井液施工该类地层,其中油基钻井液由于成本及环保等问题难以广泛应用,在水基钻井液方面国外处理剂的性能及配伍性大大领先于我们,因此在技术及应用效果上我们均有较大的差距。
2 技术思路及实施方案2.1技术路线2.1.1保持钻井液粘土含量在25-30g/l之间,通过使用磺酸盐共聚物等抗高钙盐的处理剂进行护胶,是保证钻井液抗钙污染的基础。
2.1.2 选择使用超细碳酸钙、羟基铝等无机处理剂改善泥饼质量、控制HTHP失水。
2.1.3 使用无水聚合醇提高钻井液的抑制性、护壁能力、润滑效果,并进一步降低滤失量。
2.1.4 选择使用黄原胶等手段解决钻井液的悬浮及携砂能力。
2.2实施方案针对于盐水钻井液特点及钙污染对钻井液性能的影响特性,室内实验有针对性地以“优质护胶、综合封堵”作为抗钙型盐水钻井液体系研发思路。
实验中对抗钙盐水钻井液体系单剂进行抗盐、抗钙及抗高温老化实验评价,并对实验结果分析,优选体系护胶降滤失类单剂。
在优选护胶单剂的基础上,根据项目所提出的技术指标要求,对抗钙盐水钻井液体系配方进行复配、整合,通过引入封堵类材料,结合刚性颗粒与可变性颗粒综合封堵,优化体系配方,提高泥饼质量。
再通过一系列评价实验对体系进行全面评价,最终确定抗钙盐水钻井液体系配方。
3抗钙型盐水钻井液体系降滤失剂筛选及评价3.1盐水钻井液体系中,对活性固相的护胶极为重要。
本实验通过在基浆中加入不同护胶降滤失剂,然后测定各试样热滚前后API滤失量,通过对比不同降滤失剂的护胶降滤失能力,对降滤失剂进行筛选。
根据土库曼现场提供的资料及实验评价方案,将实验用基浆的配方确定如下:水+2.5%钠土+0.3%纯碱+0.5%PAM+NaOH(PH=8)+5%KCL+25%NaCL待选降滤失剂:磺酸盐共聚物降滤失剂(DSP-2)、磺甲基酚醛树脂(SMP-2)、天然高分子降滤失剂(WNP-1)。
通过筛选实验结果可以看出,各待选降滤失剂在盐水中都有较好的降滤失性能。
其中,DSP-2尤为突出,这说明DSP-2具有很强的抗盐、抗温能力。
3.2封堵剂优选及评价实验3.2.1封堵剂优选实验为了提高体系的综合性能,达到项目预期目的,在抗钙型盐水钻井液体系中引入封堵性钻井液处理剂,用以进一步提高泥饼质量、改善体系性能。
实验中选用超细碳酸钙(500-700目与1500-2000目)、无水聚合醇SYP-1、铝基聚合物防塌剂DLP-1、作为待选封堵剂,并及时根据实验结果有选择性的进行封堵剂复配实验。
封堵剂优选实验基浆组成:水+2.5%钠土+0.3%纯碱+0.5%PAM+2%WNP-1+3%SMP-2+2%DSP-2+NaOH(PH=8)+5%KCL+25%NaCL+重晶石(加重至1.95g/cm3)各实验样品组成如下:1# 基浆2# 基浆+3%SYP-1;3# 基浆+1.5%碳酸钙(500-700目)+1.5%碳酸钙(1500-2000目);4# 基浆+2%DLP-1;5# 基浆+2%DLP-1+1.5%碳酸钙(500-700目)+1.5%碳酸钙(1500-2000目);6# 基浆+2%DLP-1+1.5%碳酸钙(500-700目)+1.5%碳酸钙(1500-2000目)+3% SYP-1表2中的数据表明,体系中引入封堵类材料后,体系滤失性能,尤其是高温高压滤失量均有不同程度降低。
复配样品6#有良好的效果,API滤失量及HTHP滤失量较其他样品具有明显优势。
3.3抗钙型盐水钻井液体系抗钙污染能力评价为便于对比分析和确定最终体系配方,本实验分别对以下试样进行抗污染能力评价。
1# 水+2.5%钠土+0.3纯碱+ 0.5%PAM + 2%WNP-1 + 3%SMP-2 + 2%DSP-2 +3%SYP-1+ 2%DLP-1 + NaOH(PH=8)+ 5%KCL + 25%NaCL+1.5%碳酸钙(500-700目)+1.5%碳酸钙(1500-2000目) + 重晶石(加重至1.95g/cm3)2# 水+2.5%钠土+0.3纯碱+ 0.5%PAM + 2%WNP-1 + 3%SMP-2 + 2%DSP-2 +3%SYP-1 + 2%DLP-1 + Ca(OH)2+ 5%KCL + 25%NaCL +1.5%碳酸钙(500-700目)+1.5%碳酸钙(1500-2000目)+ 重晶石(加重至1.95g/cm3)3# 水+2.5%钠土+0.3纯碱+ 0.5%PAM + 2%DSP-3 + 3%SMP-2 + 2%DSP-2 + 3%SYP-1 + 2%DLP-1 + Ca(OH)2+ 5%KCL + 25%NaCL +1.5%碳酸钙(500-700目)+1.5%碳酸钙(1500-2000目)+ 重晶石(加重至1.95g/cm3)以上试样在120℃下热滚12小时后,使用5%石膏进行污染实验。
对1#试样分别做污染前后流变性能和滤失性能,其余式样进行污染后性能测量。
实验结果见表3。
通过抗污染能力评价实验结果可以看出,1#配方5%石膏污染前后,表现出较强的抗污染能力,明显优于其它配方。
3.4提高体系切力的研究通过对之前评价实验数据进行分析,不难看出,抗钙型盐水钻井液体系在高温老化后的切力值都有大幅降低的趋势,这对高密度钻井液的悬浮性能有较大的负面影响。
实验采用添加提切剂和抗盐土的方法,用以适当提高体系的切力,确保体系有较强的悬浮能力,以满足井下安全的需求。
本实验采用的基浆配方为:水+2.5%钠土+0.3纯碱+ 0.5%PAM + 2%WNP-1 + 3%SMP-2 + 2%DSP-2 + 3%SYP-1+ 2%DLP-1 + NaOH(PH=8)+ 5%KCL + 25%NaCL+1.5%碳酸钙(500-700目)+1.5%碳酸钙(1500-2000目) + 重晶石(加重至1.95g/cm3)+ 5%石膏。
实验结果如表4所示。
从表4中的数据可以看出,基浆中加入0.2%XC后,体系热滚前后的切力都有所提高且较稳定,性能完全满足项目指标的要求。
另外,加入0.2%XC后体系的滤失性能也有所改善。
3.5抗钙型盐水钻井液体系配方确定通过体系降滤失剂单剂筛选及复配优化、体系封堵性能的优化,并综合考虑抗钙型盐水钻井液体系其他性能方面的要求,将该体系室内配方确定如下:水+2.5%钠土+0.3%纯碱+ 0.5%PAM + 2%WNP-1 + 3%SYP-1+ 3%SMP-2 + 2%DSP-2 + 2%DLP-1+ 1.5%碳酸钙(500-700目) + 1.5%碳酸钙(1500-2000目) + 5%KCL + 25%NaCL + NaOH(PH=8)+ 0.2%XC4现场应用在阿姆河右岸B区别列克特利-皮尔古伊气田施工的B-P-109H井,为该区块的第一口水平井,设计井深3921m,设计井斜85.5º,设计水平位移分别为998.15m。
设计盐膏层厚度分别为1045m,其中石膏层厚度分别为445m。
盐膏层段设计钻井液最高密度分别为1.95g/cm3。
水平井对钻井液的滤失造壁、携砂清洁、润滑防粘、降摩减阻及预防“托压”等能力要求大大高于直井,如不能很好地解决大段石膏层对钻井液的钙污染问题,不能保障良好的钻井液性能,意味着这口井将无法正常施工。
为此, B-P-109H井应用了《抗钙盐水钻井液技术研究》的研究成果。
该井设计2215m进入上石膏层,所以钻进至2080m进入提塘阶,就开始进行抗钙盐水钻井液的转换。
转化前,首先对钻井液做降低膨润土含量及提高抑制能力的处理,使用离心机及PAM、AP-1胶液稀释等手段,严格控制膨润土含量在20-25g/l范围内。
储备钻井液预留出加盐及加重的空间,之后按顺序加入0.5%WNP-1、2%SMP-2、0.5%DSP-2、30% NaCL、0.5~1%AP-1, 2%CaCO3,加重至1.90g/cm3。
循环均匀后,测定膨润土含量、CL-含量、Ca2+含量、Mg2+含量、流变及滤失性能,达到方案设计要求,转换完成。
转换前后钻井液性能见表5。
从表5数据可以看出,转换完成的抗钙盐水钻井液HTHP滤失量只有11ml,滤饼厚2mm,初切力1.5Pa,达到了项目立项时提出的性能技术指标。
在后期施工中,钻井液性能保持稳定,每次下钻到底开泵井底返出钻井液第一周漏斗粘度比起钻前高10S左右,不经过任何处理第二周基本能恢复到起钻前水平。
在后续施工的GiR-23D、GiR-24D、SLa-21、Cha-105D、BoTa-102D、Met-101H等井的使用,表明该体系具有很强的抗盐、抗钙能力,完全可满足钻巨厚盐膏层,特别是厚石膏层的要求。
5认识与建议5.1 加强体系的封堵能力,以不同粒度结合的封堵、刚性封堵与可变形封堵相结合,物理封堵与化学封堵相结合的方式,弥补不分散体系滤失量不易控制、滤饼质量差的缺点。
5.2严格控制膨润土含量及低密度固相含量,配合高效提切剂XC,可有效控制高钙钻井液切力在合理范围内。
5.3建议开发高效广谱封堵剂,进一步降低高钙钻井液滤失量,改善滤饼质量。
参考文献[1] 鄢捷年.钻井液工艺学.东营;中国石油大学出版社,2006.12[2]刘天科.土库曼斯坦亚速尔盐膏层及高压盐水层钻井液技术措施[J].石油钻采工艺.2010.32(2):38-41。