一种硅酸盐钻井液的研究及在靖边气田的应用

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1、2013年1月西安石油大学学报(自然科学版)Jan．2013第28卷第1期JournalofXianShiyouUniversity(NaturalScienceEdition)Vol_28No．1文章编号：1673-064X(2013)01-0076-04一种硅酸盐钻井液的研究及在靖边气田的应用王京光，黎金明，赵向阳，王勇强，李华伟，吴超(川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院长庆分院钻井液所低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，陕西西安710018)摘要：针对长庆地区靖边气田水平井钻井中遇到的地层

2、造浆、垮塌、钻头泥包等问题，分析钻井液的技术难点，选用一定模数的硅酸盐与有机抑制剂复配，研制出强抑制无土相防塌硅酸盐钻井液体系．确定了体系基本配方并对体系的性能进行了评价．在靖平33—01井和靖平34—11井等多口井进行了现场应用，取得了良好的效果．室内外实验结果表明，体系抑制性、防塌性、润滑性良好．关键词：防塌；钻井液；硅酸盐；有机抑制剂中图分类号：TE254文献标识码：A长庆地区靖边气田水平井斜井段施工中钻遇多具有各向异性的层理和纹理结构，抗拉强度较弱、易个相对不稳定的泥页岩互层、煤层以及煤、泥

3、页岩混于坍塌等不利因素¨引，使得井壁失稳问题成为制层，地层造浆、垮塌、钻头泥包、煤层掉块垮塌等井下约正常快速钻井、钻井提速的一个难题，甚至影响到复杂情况长期困扰着水平井斜井段正常施工．通过油田的开发速度和效益．在该地区先后使用了研制室内实验优选出防塌性能强、水溶性好的泥页岩抑的多种钻井液，但由于防塌抑制性弱未能完全解决制剂G304-NFI"，分析了防塌作用机理，并优选出与坍塌问题．为此，迫切需要一种成本低、抑制防塌和之复配后防塌效果好的防塌抑制剂PHPA，以这两井眼净化能力强、腐蚀性低的钻井液体系J

4、．种处理剂为主，结合降滤失剂、增黏剂、流型调节剂、润滑剂等其他处理剂，确定了钻井液体系的配方，评2泥页岩抑制剂的优选价了体系性能，形成一套具有长庆特色的强抑制无土相防塌硅酸盐钻井液体系的工艺技术．由于硅酸盐的模数大小对其溶解性能及防塌抑该体系已经先后在靖平33-01井、靖平34—11井制性影响较大，一般表现为模数越大，溶解性能越差等多口水平井现场试验，取得了良好的应用效果．试但防塌抑制性越强J，因此对其模数开展了相关实验中钻井液体系主要克服了以下技术难点：①斜井验，优选出溶解性能和防塌抑制性均较为理

5、想的硅段井壁不稳定及钻遇煤层等出现的井塌；②泥页岩酸盐产品G304．NFT．实验数据见表1．混层吸水膨胀及泥岩造浆造成的PDC钻头泥包现由表1可知，G304一NFT的溶解时间随模数增大象；③斜井段的井眼净化和润滑降摩、防卡．而增大，岩屑回收率随模数先增大后减小，原因是模数为3．10～3．40的G304．NFT溶解性较差，在体系1技术难点中分散性不好，影响了防塌抑制性能．根据实验结由于泥页岩容易吸水膨胀引起井壁失稳，煤层果，选出适宜模数为2．8O一3．00．收稿日期：2012-05．10基金项目：中石

6、油集团公司项目“非常规资源钻井提速技术研究”(编号：2012T-0201-005)作者简介：王京光(1981一)，男，硕士，工程师，主要从事钻井液、完井液的研究．E-mail：wjg0393@163．com王京光等：一种硅酸盐钻井液的研究及在靖边气田的应用一77一摹＼瓣日表1G304-NFT的模数测试结果结果表明，PHPA、KPAM、KCI与G304．NFT复∞∞∞∞加Tab．1ModulusofG304-NFT配后能够显著增强钻井液的抑制性，其中PHPA与G304．NFT的复配效果最好，一次回收率

7、明显提高，达到92．5％．因此选择PHPA与G304一N丌进行复配作为体系的防塌增效剂以提高抑制性．在“2％G304一NFT+0．3％PHPA”主配方的基注：120℃X16h热滚后测试岩屑回收率，岩屑为直罗组泥岩岩屑础上，开展了流型调节剂、提黏剂、聚磺处理剂、润滑剂等处理剂筛选，然后通过大量的配伍实验优选出3钻井液体系配方研究钻井液体系的基本配方：2％G304一NFr+0．3％PH．PA+0．2％PAC—Hv+0．1％xCD+0．3％PAC—LV+选用G304一NFT分别与KC1、PHPA、KPAM

8、、3％一】．NHC1、CWD一1、CSJ一1、SI一1等7种抑制剂进行复配，根据岩屑回收率的大小对6种抑制剂进行筛选．实4钻井液体系性能评价验结果如图1所示．4．1pH值对体系性能的影响考察pH值对G304．NFT钻井液体系性能的影响．首先采用25％HCI降低pH值，测试pH值对体系流变性的影响．当确定了体系能够容忍的最低pH值后再用20％Na0H溶液增大体系pH值，观察体系流变性的恢复情况．实验结果见表2．实验表明，当pH值低于lO时，G304．NFT就会KCIPH