有机盐强抑制润滑钻井液研究及应用

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1、学兔兔www.xuetutu.com石油天然气学报(江汉石油学院学报)2014年7月第36卷第7期JournalofOilandGasTechnology(J．JpI)ju1．2o14Vo1．36No．7有机盐强抑制润滑钻井液研究及应用冯云春(中石化东北油气分公司工程技术处，吉林长春130062)来梅花(中石化东北油气分公司勘探开发研究院，吉林长春130062)[摘要]胜利油田滨435块目的层为沙河街组四上、下亚段，为滩坝砂油藏，储层属低孔、特低渗储层，经探井试油评价，只有采用水平井压裂投产才有开采价值。由于上部地层疏松，沙三、四段地层黏土矿物质量

2、分数高，油泥岩较为发育，水化膨胀严重，易掉块、垮塌，井壁易失稳，普通钻井液不能满足该区块水平井施工要求。为解决这些难题，通过对地层岩样进行一系列试验研究，最终研制出了适合该区块的有机盐强抑制润滑钻井液体系，并在该区块第一口水平井滨435—1HF井得到了成功应用，为该区块以及类似油藏的开发做出了积极贡献。[关键词]有机盐；润滑；水平井；强抑制钻井液[中图分类号]TE254[文献标志码]A[文章编号]1000—9752(2014)O7一Oll2一O5胜利油田滨南采油厂滨435块位于济阳坳陷东营凹陷西北部，主力含油层系为沙河街组四上、下亚段，埋深3200

3、~3500m，为滩坝砂油藏。沙四上亚段砂体沉积类型为滩坝砂沉积，地层由上到下依次是：平原组、明化镇组、馆陶组、东营组、沙河街组。据该区块3口井取心资料分析，目的层为岩屑质长石砂岩，其中石英质量分数44．8，长石质量分数28．5，岩屑质量分数21．o，泥质质量分数6．7，磨圆为次棱角状，胶结类型为孔隙式胶结。据滨410井x衍射分析黏土矿物总质量分数8．5，其中储层绿泥石质量分数29，伊利石质量分数27．7，高岭石质量分数23．3，．伊蒙混层质量分数2O。该区块埋藏深，储量丰度低，全区平均35×10t／km，平均孔隙度】2，平均空气渗透率1．8mD，属

4、低孔、特低渗储层。常规直井开发难以获得经济效益，试油井初期采用常规求产，平均单井日产油0．88t，基本无自然产能；压裂后初期平均单井日产油7．4t，增产效果明显。因此，该区块采用长水平段裸眼多级压裂水平井开发。但由于明化镇组至东营组地层胶结疏松，沙河街组黏土矿物以绿泥石质量分数为主，因此该区块水平井开发存在以下难点：①上部地层疏松，沙三、四段地层黏土矿物质量分数高，油泥岩较为发育，水化膨胀严重，易掉块、垮塌，井壁易失稳；②水平段较长(平均水平位移>1500m)，钻井液携岩困难，钻柱摩阻大；③油层保护难度大；④钻井、压裂投产成本高。以上难点就要求该区

5、块的钻井液必须具备优良的抑制性、润滑性、封堵防塌性、携岩能力、保护油气层、低成本等特性，普通的钻井液体系不能满足实际生产需要，因此研制适合滨435块的钻井液体系显得尤为紧迫。1强抑制钻井液体系优选针对滨435区块明化镇组至东营组岩性胶结疏松，沙河街组黏土矿物质量分数高，井壁极易失稳、垮塌，长水平段导致摩阻大，携岩困难等，优选出适合的钻井液体系，利用其强抑制、高效润滑的特点来保证正常钻进。考虑成本因素首选水基钻井液体系，通过岩屑膨胀性试验、页岩回收试验和抑制剂优选试验等确定滨435块钻井液体系类型。1．1岩屑膨胀性试验取滨438井泥岩岩屑，分别加入淡

6、水配的聚合醇、聚乙二醇、有机盐、HYJA一1和HJA一1溶液中，[收稿日期]2013—12—20[作者简介]冯云春(1979一)，男，2003年大学毕业，硕士，工程师，现主要从事钻井与完井研究工作。学兔兔www.xuetutu.com第36卷第7期冯云春等：有机盐强抑制润滑钻井液研究及应用静置2h和16h。2。18口2h膨胀率广16口16h膨胀率广142篓108r77]641【20淡水淡水+2％聚合醇淡水+20％有机盐淡水+2％聚合醇+2％KC1淡水+O．3％HYJA一1淡水+0．端HJA一1淡水+2％聚乙二醇注：配方中的百分数为质量分数。下同。图

7、1不同配方有机盐抑制膨胀试验结果试验证明有机盐的抑制岩屑膨胀能力较强。其机理是：①有机盐钻井液中水的活度远比岩石中水的活度小得多，这将产生一个渗透压力使岩石中的水保持渗流入钻井液的趋势，钻井液中的水不会渗流入岩石，这有利于井壁稳定及钻屑、黏土的不分散；②有机盐溶液中电离出的大量的阳离子K、NH、[NHR一](一1～4)可通过静电引力吸附进入黏土晶格(尤其是蒙脱石晶格中)，抑制黏土表面水化及渗透水化膨胀；③有机酸根阴离子可吸附在带负电的黏土边面上，抑制其水化分散；④有机盐阳、阴离子对黏土颗粒的吸附扩散双电层具有较强的压缩作用，从而抑制黏土分散_】]。

8、1．2页岩回收试验取滨438井3648．3m处页岩岩屑进行滚动分散回收试验，并与清水、聚磺钻井液、有机盐混油钻井液、油基钻