超深井抗高温钻井液体系优化研究

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1、超深井抗高温钻井液体系优化研究摘要：随着国际市场油气需求日益增加，各个国家和地区的油气勘探开发力度也在逐年加人，面对浅层油气的快速枯竭，深层油气资源勘探开发变得越来越重要，深层油气田钻井难度增加的一个主要因素，就是钻井液体系和所钻地层如何进行最大程度的匹配。为满足高温复杂地层钻探的对钻井液的实际需求，迫切需要加强超高温钻井液技术优化研究。关键词：钻井液体系，超深井中图分类号：TE254文献标识码：A文章编号：引言：随着我国油气田勘探开发工业的快速发展以及对油气资源需求的不断增大，国内外从20世纪的70年代开始就一直在不断的进行高温深井钻井液体系及抗高温钻井液处理剂的研究和开发，并在

2、深井、超深井钻井中得到了应用。下文即笔者根据油田现阶段技术条件，结合现场工程实际优选出的几种钻井液体系。(1)聚磺钾盐钻井液体系抗高温处理剂SMP、SMC在淡水钻井液中抗温能力达200°C~220°C。SMP通过很好的吸附于粘土粒子表面提高其苛电位和增大水化膜厚度来保证钻井液中胶体粒子比率，提高微粒的堵孔能力，聚合物可提高滤液粘度，从而提高滤饼质量，降低滤饼渗滤系数，以达到降低钻井液高温高压滤失量的目的。滤饼质量高，粘附系数K“氐，井下摩阻小，高温高压滤失量低。加入SMC可以控制粘切。KC1由于K+具有较强的抑制页岩渗透水化能力，起到防塌稳定井壁的作用。聚磺钾盐钻井液具有防塌能力显

3、著、高温稳定性能好、润滑性能好、抗污染能力及携屑载砂能力强等特点。(1)MMH聚合物饱和盐水钻井液体系该钻井液体系对盐膏层有较强的抑制性，悬浮携砂性能好，抗污染，抗温达220°C-230°Co(2)复合金屈聚殒钻井液体系该体系的基本配方为：60%—8%膨润土浆+0.05%KPAM+0.05%BY一1+3%SMC+5%SMP胶液+3%RSTF+5%-7%FRH+2%-3%JN-l+0.5%-1%除硫剂。该体系未加JN-1的基浆仅能抗温到200°C,且随温度的增加，性能逐渐变坏，J7-1的加入有利于体系抗温能力的增强，抗温达220°C;同时随温度的增加，性能变化趋势渐缓，该体系在200

4、°C条件下静恒5天性能变化很小，说明该体系热稳定性能好。并且随着JN-1的加入该体系的粘切升高，特别是动塑比值升高，这有利于携带钻屑。现场应用表明，复合金属聚磺钻井液抗温能力强，流变性能好，性能稳定，维护处理方便，体系携砂能力强，有利机械钻速的提高，防塌能力强，有利于深井、超深井安全快速钻进。(3)聚磺钻井液体系该体系的配方为；基浆+HPAH+KPAM+SF-1+SF—2+SMP一2+SCUR+ZX—1+MMH+其它辅助剂。该体系抗温达230°C,具有较高的粘土容量(10%钙膨润土)，较强的抗水泥污染能力(抗10%水泥污染)和相对较好的抗盐能力(抗10%NaCl)o（5）低胶质体系

5、低胶质体系通过控制粘土、活性固体浓度，并使用大量木质素，使得水基钻井液具冇较广的温度范围，高温稳左性可达260〃C。这种钻井液由下列儿种基木物质组成：①重晶石;②粘土;③锯木质素;④苛T生钠;⑤聚合物;⑥石灰;⑦Resinex（M订park生产的抗高温树脂材料）。这种钻井液在现场具有广泛的用途：①它可用作地层温度高于150°C时的钻井液：②対于开发深层气区，它可用于替换油基钻井液;③新制备的钻井液能提供良好的悬浮和最小的泵压來打破循环，对地层起封隔作用。（6）高温抗污染水基钻井液体系在水基钻井液中加入VSVA聚言物能使其耐204°C的高温和高电解质杂质的污染。钻井液具有控制失水和稳

6、定流变性双重功能，填补了高温高污染地层使用水基钻井液的空白，将对在钻井液工业产牛重要影响。用VSVA配制的盐水泥浆配方如下：饱和盐水（1L）+O・86%海泡石+2.9%膨润土+1.7%合成树脂+1.7%VSVA+1.4%CaC03+0.86%馅木质素殒酸盐+0.14%氢氧化钠+15009重晶石（加重）“该钻井液现场使用取得良好的效果，在有些地层甚至不能用其它钻井液来代替。（7）高温高压条件下使用的石灰基钻井液体系右灰基钻井液体系是20世纪40、50年代广泛使用的并被认为抗污染能力较强的抑制性钻井液体系。但这种钻井液体系在较高井底温度下易发生严重胶凝。20世纪80年代研制KLM（钾石

7、灰Mor-Rex（用于石灰基钻井液的聚合物稀释剂))、钾石灰聚合物钻井液等体系之后，石灰基钻井液体系的使用重新引起了人们的注意。(8)抗高温DURATHERM水基钻井液体系flqMagcobar公司提供的一种水基泥浆，适合于极高温度(260°C)条件下工作。在有可溶性钠、钙盐和二氧化碳的影响下，具有良好的抗污染稳定性。该泥浆体系抗热稳定性与泥浆处理剂XP.20和Resiner产品的耐高温降解能力密切相关。尽可能减少胶凝添加剂含量并使用适量的聚合物材料，使整个体系的活性