强抑制性钻井完井液研究与应用

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1、强抑制性钻井完井液研究与应用隋跃华成效华高建礼赵小平梁国昌牛国连（胜利石油管理局钻井工程技术公司钻井液公司山东东营）摘要:胜利油田郑408区块储层埋藏浅．胶结疏松，粘土含量为0.3%～13.2%,粘土矿物以易分散运移的高岭石和易膨胀的伊蒙混层为主，属强、中水敏性储层，而且存在碱敏现象。针对该地层特点，在大量室内实验的基础上，通过使用黑色正电胶和复合无机盐抑制剂，研制了适合强水敏性储层的水基钻井完井液体系，并将pH值控制在7.0～8.5之间。室内评价结果表明，该体系具有很强的抑制包被能力，能有效防止粘土水化膨胀和造成高岭石分散运移，钻井液各种处理剂之间有较好的相容性，滤

2、液与储层内流体有很好的相容性，保护油气层效果与油基钻井液相当；能抑制钻屑分散，有利于发挥固控设备效率和提高钻井速度；具有良好的携岩性、润滑性能、防塌抑制性和造壁性能，摩擦系数小于0.05;可抗13O℃的高温。在郑408区块用强抑制性水基钻井完井液代替油基钻井液用于强水敏储层钻进后，保护了油气层，提高了原油采收率，降低了成本，缩短了钻井周期，而且对环境无污染。关键词：强水敏储层防止地层损害水基钻井液黑色正电胶复合无机盐抑制剂胜利油田的郑家油田储层属强、中水敏性储层。应用普通水基钻井完井液钻井，储层岩石易产生水敏反应，堵塞油气孔道，对储层产生较大的污染，使储层产能得不到有

3、效开发。过去在这些区块用水基钻井液钻的井产油很少，甚至不出油。1994～1998年用油基钻井液钻16口井，取得了较好的油层保护效果，但油基钻井液存在着成本高、施工难度大、污染环境、安全性差等一系列问题，其推广应用受到了制约。因此针对该地区的储层物性，研究开发了一种适合于强水敏性储层的水基钻井完井液体系，并应用于现场，取得了良好的经济和社会效益。储层特点胜利油田的王庄油田处于东营凹陷北部陡坡带西段，是太古界基岩潜山油藏与下第三岩性一地层油藏的复合式油田，下第三系的稠油层控制含油面积为10.00km2。王庄油田主要含油层为沙三段上部的含砾砂岩、砾状砂岩夹砂质泥岩，平均粒径

4、中值为0.26mm，储层孔隙类型以粒间孔和微孔隙为主，并含有少量的次生溶孔，储层平均孔隙度为25%～29%，平均渗透率为909.2×10－3μm2，含油饱和度为63.7％。储层埋藏浅，胶结疏松，平均泥质含量为2.93％。郑408区块砂砾岩体连通性好，储层上部以中性一亲油为主，下部以亲水为主。沙三段上部储层粘土含量为0.3％～13.2%，粘土矿物以易分散运移的高岭石和易膨胀的伊蒙混层为主。原油性质较差，地面原油密度为0.9480～1.02249/cm3，粘度为149～9195mPa·S。地层水型为CaC12型。郑408区块砾岩体油藏类型是常温常压条件下受边水影响的中、高

5、渗构造性油藏。钻井液配方优选针对胜利油田郑408区块储层具有的特点，在优选钻井液配方时主要考虑的问题有：①选用的处理剂有良好的粘土稳定性，对产层内流体性能无影响，与产层矿物具有良好配伍性，而且处理剂之间有较好的相容性；②钻井液应具有强包被性能，防止造成高岭石分散运移，侵人储层的滤液不会使粘土矿物发生膨胀、运移，不会对储层造成伤害；③钻井液具有携岩性、润滑性、防塌抑制性和造壁性能，以稳定井壁、防止坍塌；④pH值控制在一定范围内。通过测量钠膨润土岩心和郑408区块地层岩心在各种介质中的膨胀率，评价了抑制剂、处理剂及各种钻井液体系的抑制能力和强包被能力，并以膨胀率作为其中一

6、个标准优选了抑制剂、包被剂的浓度及体系的配方，通过室内一系列实验确定了强抑制性钻井完井液配方（如下所示）。1#4％膨润土＋0.3%K-PAM+0.3%80A-51＋0.3%SK-Ⅱ+(0.1%～0.3%)903-A（提粘降滤失剂）+(0.1%～0.3%)SL-l+(0.2%～0.3%)SK-2+(1%～3%)OXAM（腐殖酸钾）+(1%～2%)SMP+3%复合强抑制剂(1.5%k2HPO4+0.3%CaCl2+1.0%KCl+0.5%Na2SO4)+2%BPS室内评价实验参与比较评价的钻井液体系如下。2"油基钻井液3"油包水钻井液4"普通水基钻井液1．页岩回收率取配制

7、好的各种钻井液350mL，倒人高温老化罐中，加人制备好的岩心（309)，在70C下滚动6h，测定岩心的回收率，结果见表1。从表1可以看出，岩心在强抑制性钻井完井液体系中的回收率最高。在该实验中，岩心在油基钻井液中的回收率较低，其原因是由于所选用岩心胶结物为油砂，但是从岩心块形状看，滚动后岩心块棱角分明，保持原状，也能证明油基钻井液的抑制能力很好。表l强水敏性储层岩心在不同体系中的回收率配方回收率／％备注1"99.0岩心块无明显变化，基本保持原状2"76.5棱角分明，但出现碎块3"86.0棱角分明，出现碎块4"62,5出现碎块2．线性膨胀值评价了实验岩