硅酸盐钻井液在乍得Bongor盆地的应用

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1、学兔兔www.xuetutu.com第28卷第2期钻井液与完井液V01．28No．22011年3月DRILLINGFLUID&C0MPLET10NFLUIDMar．20l1文章编号：1001．5620(2011)02．0036．03硫酸钾／硅酸盐钻井液在乍得Bongor盆地的应用代礼杨，李洪俊，苏秀纯，于永新，董殿彬2，贾培娟(1．渤海钻探工程技术研究院，天津；2．渤海钻探泥浆技术服务公司，天津)摘要乍得Bongor盆地Kubla、Mimosa地层黏土矿物含量高，层理和微裂隙发育，易发生井壁水化膨胀、井

2、眼坍塌现象。因此在对坍塌层位岩性进行综合分析的基础上，针对乍得Bongor盆地环境保护要求高的特点，研制出一种安全环保的强抑制K2SO4／硅酸盐钻井液。在ProsopisE1—1井的现场应用表明，该钻井液携岩能力强，具有良好的抑制泥页岩水化膨胀能力和防止地层垮塌能力；其抗盐膏、水泥污染能力强，性能稳定，易于维护；润滑性好，泥饼薄而韧，摩阻低；所钻井井径规则，对稳定井壁起到了显著的作用。关键词K2504／硅酸盐钻井液；井眼稳定；强抑制；润滑性；乍得Bongor盆地中图分类号：TE254

3、3文献标识码：A硅

4、酸盐钻井液是一种新型强抑制性、无荧光、土等矿物颗粒结合成牢固的整体，封固井壁[2-4]。低成本和环保型水基钻井液¨】。由于在中国和苏丹六区成功应用的KC1／硅酸盐钻井液不能满足乍得2室内研究环境保护的要求，因此在对KCI／硅酸盐钻井液研2．1抑制性究的基础上，开展了K2SO／硅酸盐钻井液的研究，2．1．1滚动回收率并在乍得Bongor盆地ProsopisE1．1井进行了应用，应用乍得Ronier4—1井Kubla层岩心，在110℃、取得了很好的防塌效果。16h下进行滚动回收率实验，结果见表1。从表1硅酸

5、盐稳定井壁的机理可以看出，在钾离子相当的情况下，硫酸钾与氯化钾抑制效果相当，复配盐的协同防塌效果明显。实验研究表明，硅酸盐稳定井壁的机理有以下表1乍得Ronier4—1井岩心回收率几个方面。①硅酸盐在水中可形成不同大小的颗粒，颗粒尺寸分布宽，通过吸附、扩散等途径，在近井配方回收率岩心壁堵塞孔隙和微裂缝，阻止滤液进入地层，抑制页岩中黏土矿物水化。②硅酸根在pH值小于9时，与地层水作用，立即变成硅酸盐凝胶堵塞裂缝孔隙。③进入地层的硅酸根离子与岩石表面或地层水中的Ca2、Mg发生反应生成CaSiO、MgSiO

6、沉淀，覆盖在岩石表面起封堵作用。④当井温低于80cI二时，硅酸盐可通过氢键力、静电力和范德华力的叠加与地层黏土矿物牢固结合；而井温高于80℃，特别在高于105oC时，其分子中的硅醇基与黏土矿2．1．2高温高压页岩膨胀率物的铝醇基发生缩合反应，产生胶结性物质，将黏使用JHTP高温高压智能膨胀仪在1．5MPa、第一作者简介：代礼杨，工程师，2002年毕业于石油大学，现在从事钻井液完井液技术研究工作。地址：天津市大港区渤海钻探工程技术研究院，邮政编码300280；电话(022)25928231；E—mail：

7、dailiyang_gcy@126．corn。学兔兔www.xuetutu.com第28卷第2期代礼杨等：硫酸钾／硅酸盐钻井液在乍得Bongor盆地的应用3760下，测定了岩心在不同配方中的膨胀率，实验东南部，构造位置处于中西非裂谷系，是白垩纪发时间为4h，结果见图1。从图l可以看出，5％氯展起来的裂谷盆地。其地质分层及岩性为：第三系化钾和6％硫酸钾的抑制效果相当，在硅酸盐体系地层(0--505m)，岩性以砂岩为主，夹泥岩，顶中加入氯化钾或硫酸钾后，可提高体系的抑制性。部30m有红土沉积，下部主要为砂岩

8、；Ronier地层(505～1010m)，主要沉积大套细粒到粗粒砂岩，—+一清水+5％硅酸钠+5％氯化钾一I-一清水+5％硅酸钠+6％硫酸钾间或沉积泥岩和页岩；Kubla地层(1010～1737m)，4．O3．5主要沉积页岩、粉砂岩和细砂岩，局部有细到粗粒砂岩的反旋回沉积，岩石主要以暗色泥岩、页岩为蠢主，常见粉砂岩，页岩井壁坍塌严重；Mimosa地O．5层(1737～1830m)，以砂岩为主，夹深灰色、棕0．O050100150200250红色泥岩；Cailcedra地层(1830～2300m)，主要t

9、／min沉积泥岩、页岩、粉砂岩和细砂岩。图1岩心在不同溶液中的高温高压页岩膨胀率对坍塌物进行的x．射线衍射分析表明，Kubla地层为典型的泥页岩，其黏土矿物总量超过50％，2．2环保性能以伊／蒙混层为主，问层比约为5％；极易引起井壁采用发光细菌500型仪器，按照ISO11348—3水化膨胀、井眼缩径、坍塌等井下复杂情况。同时标准，分别对10％硅酸钠、8％硫酸钾进行发光细地层中层理和微裂隙发育，钻井液滤液侵入微裂缝，菌法EC铀毒性实验，测试结