反渗透型低自由水钻井液体系

《反渗透型低自由水钻井液体系》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、学兔兔www.xuetutu.com第32卷第1期铝井液与完井液V．o1．32No．12015年1月DRILLINGFLUID&CoMPLETIONFLUIDJan．2O15doi：10．36960．issn．1001—5620．2015．O1．004反渗透型低自由水钻井液体系陈金霞，阚艳娜，陈春来，卢淑芹，王荐(1．冀东油田公司钻采工艺研究院，河北唐山；2．长江大学化工学院，湖北荆州)陈金霞等．反渗透型低自由水钻井液体系[J]．钻井液与完井液，2015，32(1)：14．17．摘要为了解决南堡油田深层硬脆性泥页岩并壁失稳问题，研究了反渗透型低自由水钻井液体系该体系针对泥岩纳

2、微米级孔喉引入纳微米封堵技术，在近井壁地带形成半渗透膜，配合键合水技术降低钻井液水活度，产生反向渗透压差，平衡液柱压差和毛管力，提高体系的井壁稳定效果。纳微米封堵材料包括胶束剂HSM和固壁剂HGW，HSM在水中呈球状、层状、棒状，尺寸在1～100rim之间，其通过亲水基团多点吸附缠绕在井壁上，其疏水基团裸露在外相互黏结，在井壁上形成一层疏水膜；HGW是憎水性的亚微米级乳液，其覆盖在井壁岩石表面，在压力作用下堆积形成一层憎水膜，通过加入3％HGw+2％HSM、再加入20％键合剂，钻井液的膜效率可以从0．11提高到0．30和0．50．室内评价表明，该体系具有类似于油基钻井液的防塌

3、抑制性、润滑性和储层保护性能。该体系在南堡2—35和南堡4—65井进行了应用。现场应用效果表明，应用井井壁稳定、井径规则，与邻井相比，钻井液密度由1．26降低至1．20g／cm，机械钻速提高了49．62％，实现了深层泥页岩的井壁稳定、油层保护与优快钻井的多重目的。关键词井壁稳定；水基钻井液；低自由水；反渗透；膜效率；纳米封堵剂；键合剂；硬脆性泥页岩中图分类号：TE254．3文献标识码：A文章编号：1001—5620(2015)01-0014—04南堡深层东二至沙河街组地层发育大段硬脆性泥页岩的有效封堵。室内优选了纳微米级封堵材料胶束页岩，其层理、微裂缝发育，黏土矿物含量高，主

4、要以剂HSM和固壁剂HGW，在近井壁地带形成较高膜伊蒙混层和伊利石为主；孔喉尺寸以纳米一亚微米级效率的半渗透膜，建立渗透屏障，阻止压力和水的传为主，自吸水现象严重，液相沿微裂缝侵入地层后，即递，为实现化学反渗透提供条件[4；键合剂在半透膜造成泥页岩结构强度降低、产生水力尖劈作用，最终导作用下产生反向渗透压差，平衡液柱压差和毛管力，致地层破碎[1]。实际钻进过程中遇阻卡、井壁坍塌掉阻止钻井液中的水向泥页岩地层渗透和迁移，同时其块事故频发，严重影响了钻井速度和井身质量。针对与纳微米封堵材料协同作用进一步提高膜效率，阻止泥页岩纳微米级孔喉特点，在低自由水体系基础上[2-3]水向地层

5、的传递，达到稳定井壁与保护油层的目的。引入纳微米封堵技术，保证在近井壁地带形成较理想1-1键合水活度控制技术作用机理的半渗透膜，同时配合键合水技术产生反向渗透压差，键合剂HBA含有羧基、羟基、酰胺基等多种能阻止钻井液中的水向泥页岩地层迁移，最终形成了反与水形成氢键的官能团，通过化学键合作用使水分子渗透型低自由水体系。室内评价和现场应用表明，该体内和水分子间形成网络结构而成为键合水f5】。一方面系性能稳定，易于维护，解决了深层泥页岩井壁稳定问降低钻井液水活度，使其小于或等于地层泥页岩水活题，同时满足了深层储层保护要求。度，在半透膜作用下钻井液与泥页岩井壁间产生反向渗透压，阻止钻

6、井液中的水向泥页岩地层渗透和迁移，1反渗透技术作用机理抑制泥页岩的水化膨胀。另一方面，由于键合剂含有南堡深层泥页岩以纳米．亚微米级孑L喉为主，常大量多羟基化合物，能够吸附在岩石微孔隙和黏土颗规封堵材料大多属于微米级范畴，无法实现对深层泥粒表面，降低泥页岩渗透率，阻止水分子侵入，提高基金项目：国家科技重大专项项目“渤海湾盆地黄骅坳陷滩海开发技术示范工程”(2011ZX05050)，冀东油田重大重点项目“南堡深层岩性油气藏钻井关键技术研究”(2013A01．12)。第一作者简介：陈金霞，工程师，1983年生，现在从事钻井液技术研究工作。地址：河北省唐山市路北区51甲区冀东油田钻采

7、工艺研究院；邮政编码063004；电话(0315)8768057／18633306398；E—mail：zcy_chenjx@petrochina．corn。学兔兔www.xuetutu.com第32卷第1期陈金霞等：反渗透型低自由水钻井液体系15钻井液膜效率。术进一步提高了膜效率，并产生了反向渗透压差，阻室内选用泥页岩膜效率测定仪，在人工半透膜两止了水和压力的传递。侧装入饱和氯化钠溶液和模拟液，通过测定饱和氯化钠溶液的电导率反映水的迁移状态，实验结果见图1。2钻井液性能评价由图1可以看出，当模拟液为清