SJY1防塌钻井液的研究及应用

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1、学兔兔www.xuetutu.com第26卷第5期钻井液与完井液Vo1．26NO．52009年9月DRIIIINGFLUID&COMPLETIONFIUIDSept．2009文章编号：1001—5620(2009)05—0014—03SJY一1防塌钻井液的研究及应用金祥哲陈在君杨斌(中石油川庆钻探工程有限公司工程技术研究院，西安)摘要为解决长北气田双分支水平井3¨．15mm斜井段钻进中缩径、扩径、坍塌掉块、钻头泥包等井下情况所致的机械钻速低、建井周期长的技术难题，研发出了有机抑制剂，将它与无机抑制剂复配形成复合抑制剂，以其为主要防塌剂优选出了无膨润土的sJY1防塌钻井液。对该防塌

2、钻井液的防塌性、润滑性及对加重材料的悬浮性能进行了室内评价。结果表明，该钻井液的一次回收率大于85，二次回收率大于69，页岩膨胀量降低率最低达72．4；用DA—II动态润滑仪测得6ON侧向力条件下该钻井液的扭矩降低27．5％，摩擦系数降低18．2。该钻井液在现场试验9口井，均没有出现明显的遇阻现象，岩屑内部呈现干态；稳定井壁的钻井液密度从1．23降至1．18g／cm。，使311．15rnm井段机械钻速提高了47．7，施工周期缩短了57．1；解决了PDC钻头的泥包问题。关键词防塌钻井液；抑制剂；井眼稳定；机械钻速；长北气田中图分类号：TE254．3文献标识码：A在长北气田双分支水平

3、井311．15mm斜井研发的有机长链抑制剂。KP—A既含有抑制页岩、段钻进时，因“双石层”属于易吸水膨胀的泥页岩，且稳定井壁的阳离子，还含有有机长链，其在长链上氢其底部夹有煤层或煤一泥页岩}昆层，易发生由泥页岩键或静电引力的作用下，在黏土颗粒表面发生多点吸水膨胀引起的缩径、扩径、坍塌掉块、钻头泥包等吸附，吸附多个黏土颗粒的有机长链包被黏土颗粒井下复杂情况或事故，导致斜井段施工周期延长，进而阻止其吸水分散。CP一1为常用的无机钾盐，主如CB3—1井，其斜井段施工周期长达189d。长北要用其抑制黏土的水化分散。无机盐的加入还能提气田自2005年开始开发至2007年底，仅完钻9口高钻井

4、液水相的矿化度，降低水相活度，减小钻井液水平井。针对上述难题，分析了导致井下复杂的因水相与地层水相间的渗透压差，降低了钻井液水相素，研究出了以复合抑制剂为主要防塌剂，具有强进入地层黏土中的势能。另外，加入无机钾盐可减抑制性、携砂性能良好、润滑减阻效果明显的SJY一1少KP—A在水相中的溶解度，使其在黏土表面的吸防塌钻井液，使长北气田斜井段的机械钻速提高附量增加，并产生致密、坚实的保护膜，充分发挥膜50以上，实现了2008年内完钻9口井的目标。隔离水分子和碳链憎水阻水的双重作用]。因此，将自主研发的有机抑制剂KP—A与优选的无机钾盐lSJY—l钻井液防塌机理抑制剂CP1进行复配，形

5、成复合抑制剂。通过正交试验，形成SJY_l防塌钻井液配方如下。2SJY-1防塌钻井液室内评价淡水+0．2NaOH+0．2有机抑制剂KP—A+0．3生物聚合物ASV一1I+7．0无机钾盐抑制2．1抑制性剂CP一1+0．5PACR+0．2HCHO+消泡剂+在上述配方基础上，改变CP1和KP—A的加1．5润滑剂DFI一1+加重材料量，分别测其一次、二次岩心回收率和页岩膨胀率其中，KP—A是根据聚合物在黏土颗粒上的多(实验温度为100℃)，结果见表1。由表1可以看点吸附和成膜作用阻止黏土水化膨胀的机理，自主出，随着抑制剂加量的降低，一次、二次回收率都略基金项目：川庆钻探工程有限公司200

6、8年度科研项目：双钾离子聚合物钻井液体系研究及应用。第一作者简介：金祥哲，工程师，1970年生，2005年于西安石油大学硕士研究生毕业，现在从事钻井液研究工作。地址陕西省西安市未央区兴隆园小区长庆大夏A301；邮政编码710018；电话(029)86593501；Email：jinxiangzhel970@126．corn。学兔兔www.xuetutu.com第26卷第5期金祥哲等：SJY～1防塌钻井液的研究及应用15有下降，但一次回收率均大于85，二次回收率均12oN侧向力时，扭矩从30．0N·m降低到了22．5大于69，页岩膨胀降低率最低也达72．4，表明N·m，降低率为25

7、，摩擦系数从0．170降低到了SJY一1钻井液具有很强的抑制性。0．147，降低率为13．59／6；且DFL一1浓度超过3时，扭矩和摩擦系数趋于稳定，润滑剂加量以1．5表1SJY-1防塌钻井液的抑制性为宜。2．3对加重材料的悬浮性向钻井液中加入14重晶石粉后，静置12h，取容器上部样品测其热滚前后的性能，结果见表3。由表3可以看出，钻井液加重后除密度相应升高外，O．392．8376．5O82．70其它性能变化较小，只是润滑系数有所回升，这是钻8O．291．0474．7279．60