大庆油田雾化／泡沫钻井液的研究与应用

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1、学兔兔www.xuetutu.com第26卷第4期钻井液与完井液Vol_26NO．42009年7月DRILLINGFLUID&COMPLETIONFLUIDJuly2009文章编号：1001—5620(2009)04—0029—03大庆油田雾化／泡沫钻井液的研究与应用赵晓竹何恕张坤孙西静(大庆钻探钻井工程技术研究院，黑龙江大庆)摘要徐深43井是松辽盆地北部勘探项目的一口预探井，井深为3990m，目的层为营城组砾岩层、火山岩储层。为提高该井登娄库组及其以下层段的钻井速度，在该井段试验应用了气体钻井技术。在空气钻井过程中遇到地层出水时，即使将空气注

2、入量提高至160m3／min，井内仍会存在返屑不畅、钻头泥包等问题。因此，通过对发泡剂、稳泡剂、抑制剂进行筛选，研制出了适合大庆油田地层条件的雾化／泡沫钻井液配方，并对其抑制性、抗温性、抗污染能力以及钻井液密度特性进行了评价。该井使用空气钻进14m后遇地层出水，转为雾化／泡沫，进尺为751in，钻进目的层395in，气测全烃最高达到2．9，稳定基值达到0．5N0．70,4，表明该套雾化／泡沫钻井工艺适合大庆油田地层。关键词空气钻井；雾化钻井；泡沫钻井；井眼稳定；出水中图分类号：TE254．3文献标识码：A大庆油田深层空气(氮气)钻井过程中，若钻

3、遇发泡等优点，且观察可见泡沫质量细腻，因此DY一2出水地层，即使将空气注入量提高至160in。／min，与K12发泡剂具有较好的发泡能力。井内仍会存在返屑不畅、钻头泥包、形成泥环等问1．1．2稳泡剂的优选题，甚至会导致井壁失稳等井下复杂情况出现。为分析了部分水解聚丙烯酰胺HPAM、生物聚合此，研制出了适合大庆油田地层条件的雾化／泡沫钻物XC和羧甲基纤维素CMC作为稳泡剂的性能，见井液配方，并在徐深43等井多次成功应用__1_3l。表2，其中发泡剂选用1．0DY一2。表2不同稳泡剂的稳泡效果对比(25℃)1室内研究1．1钻井液配方的确定1．1．1

4、发泡剂的优选雾化／泡沫钻井液用表面活性剂的筛选以发泡量大、抗温性能好、抗污染能力强以及半衰期适中为原则，采用“倾注法”对DY-2、AES、K12、尼纳尔和F873等发泡剂进行了评价，结果见表1。由表1可以看出，有常温常压条件下，DY一2和K12N-有溶解性好、易表1不同表面活性剂起泡效果对比表面不同表面活性剂加量下的泡沫体积／mL活性剂0．50．60．7％0．8X0．91．0由表2可知，HPAM和CMC均存在水溶性较差的缺点，尤其当它们的加量大于0．3后，基液的发泡效果受到一定的影响，同时HPAM基液具有“爬杆效应”，不利于配制优质雾化／泡沫液

5、；而XC具有较强的泡沫稳定能力，同时与发泡剂DY一2具有较好的协同作用。因此选XC作为稳定剂。第一作者简介：赵晓竹，助理工程师，1982年生，2005年毕业于中国石油大学(北京)，现主要从事雾化泡沫钻井液技术研究。地址：黑龙江省大庆市红岗区八百垧大庆钻探钻井工程技术研究院；邮政编码163413；电话13936828936；Dmail：zhaoxiaozhu@cnpc．corn．cn。学兔兔www.xuetutu.com30钻井液与完井液2009年7月1．1．3抑制剂的优选表7雾化／泡沫钻井液的抗岩屑侵能力选择1．0％DY一2作发泡剂，研究了KC

6、1和Nw一1抑制剂对发泡高度和泡沫半衰期的影响，结果见表3和表4。表3KOI抑制剂的性能测试注：岩屑为徐深302井岩心过孔径为0．154rflm的筛；3#：1．0DY～2；4#：1．0AES。从表6、表7可以看出，雾化／泡沫钻井液具有表4NW．1抑制剂的性能测试较强的抗盐能力，满足现场雾化／泡沫钻井工艺技术要求。1．2．2抗高温性能为满足深井气体钻井的需要，要求发泡剂不仅要有较强的起泡能力，同时还要有较好的抗高温能力。采用“倾注法”对表面活性剂的抗高温性能进行从表3、表4可以看出，随KC!和NW一1加入量了评价，实验结果见表8。的增加，泡沫高度

7、均逐渐减小，但加入1．0Nw一1时发泡剂溶液仍具有较好的发泡效果，可以得出，表8表面活性剂的抗高温性能(16h)Nw一1对泡沫性能的影响较小。实验测得水、泡沫+2KC1、泡沫4-3KC1、泡沫4-0．6NW一1和泡沫+1．5Nw一1的岩屑回收率分别为5．4、25．6、38．4、65．8、80．5，表明加入抑制剂后的泡沫抑制性明显高于清水，最高达80．5。因此，选定NW-1作为该雾化／泡沫液的抑制剂。1．2钻井液性能评价1．2．1抗盐水、岩屑侵污能力表8显示，在高温下，虽然DY-2发泡剂的泡沫在空气钻井过程中，当钻遇地层出水的情况而高度有所降低，

8、但仍具有较好发泡能力，因此DY一2转化成雾化／泡沫钻井工艺时，为了确保雾化／泡沫有较好的抗温性以及发泡能力。对雾化／泡沫钻井液与地层水具有较好的相容性