硅酸盐钻井液体系的研究进展

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1、精细石油化工进展第13卷第12期34ADVANCESINFINEPETROCHEMICALS硅酸盐钻井液体系的研究进展孟丽艳，黄宁，张麒麟(中原石油勘探局钻井工程技术研究院，濮阳457001)[摘要]综述了硅酸盐钻井液的发展历程和现场应用情况，简介了聚合物类、环保型、深水钻井型和无机盐类4种硅酸盐钻井液；详细叙述了影响硅酸盐钻井液性能的主要因素，包括模数、硅酸盐用量、pH和环境温度；归纳了硅酸盐钻井液稳定井壁的机理，分析硅酸盐钻井液储层损害的因素，并提出了储层保护技术。[关键词]硅酸盐钻井液影响因素稳定井壁储层保护井壁稳定问题是油气钻

2、井工程中经常遇到的成熟技术使用，并在北海、阿拉斯加、纽芬兰、墨西难题。据统计，世界石油工业每年用于处理井壁哥等地成功地进行了数百口井的施工。Marquis稳定事故的经费高达7亿美元。为防止井壁坍Fluids公司自1998年起在加拿大西部、英国和哥塌，国内外科研工作者做了大量工作，研制出了多伦比亚近40口大位移定向水平井、高温高压复杂元醇钻井液、甲基葡萄糖甙钻井液、甲酸盐钻井深井中使用了强抑制性硅酸钠／钾环保钻井液体液、硅酸盐钻井液、正电胶钻井液、合成基钻井液系，提高了机械钻速，抑制了页岩的水化膨胀。和油基钻井液等钻井液体系。硅酸盐钻井

3、液的防Barnfather等将硅酸盐钻井液应用于挪威的海上塌效果较为突出，抑制性能接近于油基钻井液，具油田，控制了易膨胀水化的泥页岩⋯。鉴于硅酸有成本低、环境友好、储层保护效果良好等优点，盐体系优异的抑制性能和膜封堵效应，中国从2O日益受到国内外钻井界的重视。笔者对硅酸盐钻世纪90年代开始对该体系进行系统研究，开发了井液体系的发展过程及现场应用情况作了简要概多种复合型硅酸盐钻井液体系。述，对硅酸盐的防塌能力的影响因素和防塌作用2硅酸盐钻井液体系类型及现场应用机理进行了详细分析，并介绍了硅酸盐钻井液的2．1聚合物类硅酸盐钻井液评价实验和

4、储层保护技术。胜利油田在牛斜114井成功应用硅酸盐钻井1硅酸盐钻井液的发展历程液技术，该体系保护油气层效果好，具有良好的井早在20世纪30年代，前苏联和美国就开始眼稳定性和防塌能力，提高了机械钻速，对环境有保护作用J。塔里木油田为适应复合盐膏层钻研究硅酸盐钻井液，并应用在墨西哥湾地区大段易坍塌泥页岩地层，用于解决钻井过程中的卡钻井的需要，研制了高密度饱和盐一稀硅酸盐钻井等问题，使用含量(质量分数，下同)一般为20％液，并在康一2井和克拉一204井成功应用。为～30％，但由于此类钻井液的流变性与滤失性能解决川西知新场地区泥页岩发育、井壁

5、失稳的问题，研发了一套以聚磺钻井液为基础的稀硅酸盐不好控制、热稳定性不高(仅抗温100℃)，并影防塌钻井液技术，现场应用结果表明具有较强的响测井质量，因而没有被广泛推广应用，美国甚至防塌封堵能力J。硅磺聚合物钻井液成功应用于1949年基本否定了此类钻井液。随后，前苏联一直致力于此类钻井液的改进工作，成功研制了于文299井和中原油田河岸、桥口、白庙等区块，起到了较好的防塌和润滑效果，渗透率恢复值高，稀硅酸盐钻井液，在20世纪60年代研究利用硅油气层保护效果好。中国石油大学金军斌酸盐提高羧甲基纤维素钠的抗温性。稀硅酸盐等研制的硅酸盐无渗透

6、防塌钻井液具有良好(含量5％～10％)钻井液开始在现场使用，并采用稀硅酸盐一盐溶液加固潜在的不稳定泥页岩，收稿日期：2012—10—09取得较好的稳定井壁效果。进入20世纪90年代作者简介：盂丽艳，硕士，工程师，主要从事油田化学及储层保护研究工作。以后，国外石油公司基本上已将硅酸盐体系作为2012年l2月盂丽艳等．硅酸盐钻井液体系的研究进展35的防塌、防卡和携岩能力，非渗透效果显著，在永硅酸根在溶液中聚集成的胶粒就越多，硅酸盐的9井4318．00～5895．00m层段，应用效果良好。模数决定了它的物理性质和化学性质，如固体硅2．2环保

7、型硅酸盐钻井液酸盐的溶解性、硅酸盐的活性、硅酸盐液体的黏度蔡利山等_9研制出硅酸盐一烷基葡萄糖苷及硅酸盐对膨润土的抑制能力等¨。大量实验(APG)钻井液，APG与硅酸盐体系复配以后，能研究结果表明，硅酸盐的模数越大，对泥页岩水化极大地改善硅酸盐体系的综合性能，包括流变性的抑制能力越强。但模数的增加并非越高越好，能、抑制性能及润滑性能等，并且提高了体系的抗随着硅酸钠模数的增加，钻井液体系的表观黏度、污染能力，利于环境保护，具有比较广阔的应用前塑性黏度及动切力均呈下降趋势，流变性难以控景。张洁_l。。研制出聚合糖一硅酸盐钻井液体系，制，滤

8、失量也随之增大。现用的硅酸盐模数大多提高了硅酸盐与处理剂的配伍性，发现新的调节为2．4～3．2。因此，对于硅酸盐钻井液，应根据硅酸盐钻井液流变及滤失性能的有效处理剂，从钻井液体系的要求，选择合适的硅酸盐模数。而拓宽了硅酸