环保型钻井液论文.doc

《环保型钻井液论文.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、环保型成膜水基钻井液技术研究与应用吴明强（中石化华东石油局钻井工程公司，江苏镇江212003）摘要：为了切实做好油气勘探开发中保护生态环境和生产环境，防治污染，实现生产与环境的协调发展，是在“十一五”期间努力的奋斗目标。本文通过室内实验研究，围绕研制的环保型成膜水基钻井液与完井液体系，能否满足环保和钻井工程的要求，以研究分析苏北新生代易塌地层井壁失稳及储层损害机理为切入点，开展了对环保型钻井液处理剂及体系优选试验等，研制了适合苏北新生代易塌地层井壁稳定与油层保护的环保型成膜水基钻井液与完井液体系，并成功地在苏

2、北金湖地区新生代地层进行了两口井（腰27井、腰28井）的现场试验。通过室内实验研究和现场应用表明，环保型成膜水基钻井液与完井液体系，达到国家环保排放标准EC50>30000mg/L指标，并解决了易塌地层井壁失稳和油气层保护等工艺技术难题，形成了一套适合苏北新生代地层的环保型钻井液与完井液工艺技术，取得良好的经济和社会效益，表明该项技术成果有着良好的推广应用前景。关键词：环保型钻井液室内实验井壁失稳储层保护现场试验工艺技术“九五、十五”期间，钻井公司钻井液技术取得了长足的进步和可喜成果，钻井液工艺技术能满足江苏

3、工区钻井工程要求。但是随着人们对环保意识增强，而目前使用的钻井液体系及产生的废液、固体废弃物排放不符合国家标准《石油勘探开发污染物生物毒性分级GB18420.1--2001》规定要求，必须按环评规定中对污染物排放或无污染处理，以达到环保要求，实现节能减排和可持续发展。因此，开展环保型钻井液体系研究与应用具有十分重要意义。1.技术难点分析及技术思路随着苏北油田勘探开发领域的不断扩展，新的技术难题相继出现，例如：在老油田开发过程中由于低渗储层的压力衰竭，采用以注水的方法来提高采收率，造成深井长裸眼井段地层压力系统

4、紊乱，使易垮塌的裂缝发育地层、破碎或弱胶结性地层的井壁失稳问题越来越复杂化，钻井施工中井壁垮塌、井涌、井漏、储层损害等复杂问题时有发生。研究表明，采用传统的工艺技术难以同时解决所出现的复杂问题。这就需要从新的角度，在一定程度上突破传统钻井液的概念和原理，探索开发新型钻井液体系及其处理剂，才有可能解决这些技术难题。1.1技术难点分析研究开发环保型钻井液体系，并不是特别困难的技术问题，而要同时解决钻井过程中井眼不稳定和油气层损害问题等，将会面临以下技术难点：必须对复杂地层的井眼不稳定机理和油气层损害机理认识清楚；

5、稳定井眼和保护油气层技术对策；优选技术性能好、无毒、对环境友好的钻井液处理剂；优选稳定井眼与保护油气层的钻井液新体系；制定科学合理的处理剂及体系的评价技术；钻井液工艺技术必须有效协调解决环境保护、井眼稳定和油气层保护问题等。1.2技术思路9针对以上技术难点分析，室内实验研究主要围绕着钻井液和完井液的环境保护、井壁稳定功能和油层保护功能进行。以研究分析苏北新生代易塌地层井壁失稳及储层损害机理为切入点，开展了对环保型钻井液处理剂及体系优选试验等，研制了适合苏北新生代易塌地层井壁稳定与油层保护的环保型成膜水基钻井液

6、与完井液体系，根据室内各项实验研究为依据，确定钻井液和完井液体系配方及性能，制定钻井液与完井液现场施工设计及工艺技术要点。通过现场实施验证，最终形成一套适合苏北新生代地层的环保型钻井液与完井液工艺技术。2.苏北新生代井壁失稳及油气层损害原因分析2.1苏北新生代井壁失稳原因分析根据前期研究和现场钻井实践，江苏金湖和溱潼地区新生代地层井壁失稳主要发生在戴一段下部、阜四段、阜二段硬脆性泥页岩地层，坍塌形式为剥落掉块。上部三垛组地层软泥岩主要表现为水化膨胀和分散特征。井壁失稳的主要原因通过X-射线衍射矿物组成分析认为

7、：粘土矿物总量及伊/蒙混层中膨胀层矿物绝对含量高；另外泥页岩电镜结构特征分析结果表明，阜四段和阜二段泥岩的水平层理发育明显，颗粒间孔隙和微裂缝较为发育，次生微裂隙间具有连通性，为泥页岩水化提供足够的水化空间，导致泥页岩易水化失稳的根本原因。其次原因是钻井液当量密度低于地层垮塌压力、孔隙压力造成井壁失稳。2.2苏北地区储层损害机理分析通过室内实验和评价就苏北地区对储层的损害机理有以下几方面：钻井液滤液水敏和碱敏损害：从钻井液滤液对储层的损害方面来看，钻井完井液中的水和碱对储层的损害主要表现为较强的水敏损害和中等

8、碱敏损害。因为三大区块含有水敏矿物伊利石和伊/蒙混层，另外储层中含有大量的长石和地层水含有一定量的钙镁离子，从而导致存在碱敏（pH值临界值为9-10）。钻井液处理剂对储层的损害：处理剂进入储层后，主要是通过在储层的裂缝和孔喉表面上吸附，形成吸附膜降低裂缝的有效宽度和孔喉的有效直径，从而造成储层损害。由前期实验结果可知，处理剂的损害程度与其种类的关系很大，有的高分子聚合物(如PHP，CMC)损害率要大