井壁强化可成膜钻井液技术

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1、学兔兔www.xuetutu.com第31卷第5期钴井液与完井液Vo1．3lNo．52014年9月DRILLINGFLUID&COMPLETIONFLUIDSept．2014doi：10．3969~．issn．1001—5620．2014．05．007井壁强化可成膜钻井液技术宋涛，刘永贵，杨东梅，孙露露，李海(大庆钻探工程公司钻井工程技术研究院，黑龙江大庆)宋涛等．井壁强化可成膜钻井液技术【J】_钻井液与完井液，2014，31(5)：25．27．摘要应用聚合物乳液可在特定条件下形成整体膜结构的这一特

2、性，研发出了一种可成膜钻井液体系，其能够在井筒内壁形成连续网状包覆膜，在降低钻井液滤失量的同时，起到增强井壁稳定性的作用。室内对SBR聚合物乳液的成膜作用机理、配伍性及泥饼膜效应进行实验评价，结果表明：SBR聚合物乳液在钻井液中可形成立体网状膜结构，且随着乳液颗粒数量增加，形成的膜结构致密性增强，具有降低高温高压滤失量的作用；其对现场钻井液流变性影响小、配伍性好，可提高泥饼韧性。SBR成膜钻井液在XSP34井进行了现场应用，解决了该井营四段原生孔隙和裂缝性夹层泥岩水化引起的井壁剥落问题，通过在裂缝面

3、形成网状强化层，最大限度提高滤饼的致密柔韧性，提高了滤饼的抗冲刷能力，减少了钻井液向地层滤失，提高了井壁稳定性。关键词成膜钻井液；聚合物乳液；井壁稳定；泥饼韧性中图分类号：TE254-3文献标识码A文章编号：1001．5620(2014)05—0025．03在石油天然气钻井施工过程中，为解决易水化泥液通过水分挥发后聚合物粒子相互靠近、黏结可形成页岩井段等复杂层位的井壁剥落、坍塌等井下事故的整体的膜结构，如图1表示。最初，聚合物乳液粒子发生，近年来兴起各种钻井液成膜技术。钻井液成膜分散在水中，水分蒸发

4、时，粒子渐渐靠近，温度高于技术就是通过在钻井液中加入成膜材料，使钻井液能乳液最低成膜温度时，粒子在相互靠近的时候可以变够在井壁表面形成一层半透膜或隔离膜结构，即在井形，以填充粒子之间的空隙，进而形成膜结构。壁的外围形成保护层，阻止或减小钻井液及滤液进入地层，防止地层岩石水化，封堵地层裂隙，保持井壁稳定[1]。分析了SBR聚合物乳液成膜机理，室内对聚合物颗粒逐渐沉积聚合物乳液的成膜性、与现场钻井液的配伍性及改善泥饼韧性的作用进行实验研究，通过现场试验，SBR聚合物颗粒紧密聚集聚合物钻井液能够提高泥饼韧

5、性，降低滤失量，增强井壁稳定性。该项技术的研究与成功应用使钻井工程E三三三l中的井壁稳定技术水平上升到一个新的高度，对于提具有力学强度的膜结构高油气井工程井下安全具有重要意义[2-4]。图1聚合物堆积成膜示意图根据上述聚合物乳液的成膜特性，将其加入到钻1聚合物乳液成膜作用机理井液中，使聚合物颗粒在钻井液中均匀分散，随着钻聚合物乳液泛指聚合物微粒分散于水中形成的胶井液向地层滤失，聚合物颗粒和固相颗粒在井壁上沉体乳液，习惯上将橡胶微粒的水分散体称为胶乳，树积，聚合物逐渐被限制在泥饼的孔隙中。随着滤失的脂

6、微粒的水分散体称为乳液。聚合物乳液通常由功能进一步进行，孔隙中的水量逐渐减少，聚合物颗粒絮单体、乳化剂、表面活性剂等在水中乳液聚合而成，凝在一起，在固相颗粒表面形成聚合物密封层，聚合一般分为天然胶乳、合成胶乳和人造胶乳。聚合物乳物密封层黏结了固相颗粒和井壁表面，泥饼中的孔隙第一作者简介：宋涛，工程师，1984年生，毕业于西安石油大学石油工程专业，现在从事钻井液技术研究工作。地址：黑龙江省大庆市红岗区八百垧钻井研究院钻井液所；邮政编码163413；电话13946919630；E-mail：ydm123

7、1995@163．corn。学兔兔www.xuetutu.com26钻井液与完井液2014年9月被有黏结性的聚合物所填充。由于滤失过程的不断进的泥饼部分腐蚀，露出立体网状膜结构，而且随着行，凝聚在一起的聚合物颗粒之间的水分逐渐失去，SBR聚合物加量的增加，形成的膜结构更加致密。最终完全凝结在一起形成连续的聚合物网状膜结构，2．2聚合物乳液对泥饼的影响即泥饼中的固相颗粒与聚合物交织缠绕在一起，改善应用ZN一4型泥饼厚度韧度自动测量仪对不同了泥饼质量，阻止了钻井液向地层的滤失，也提高了SBR聚合物加量所

8、形成的泥饼进行质量测定，评价泥饼与地层的黏结强度，起到稳定井壁的作用。SBR聚合物对泥饼质量的作用效果。实测加载重量与不同加量SBR聚合物时所形成的泥饼变形量之间2室内实验的关系，结果见图3。经数据处理，得出不同SBR2．1聚合物乳液的成膜降滤失作用聚合物加量条件下泥饼韧性变化趋势，如图4所示。以4％膨润土浆为基浆，分别加入不同量的SBR聚合物，充分搅拌后测其性能，结果见表l。由表l可知，SBR对钻井液的流变性影响小，同时具有降面吲低高温高压滤失量的作用。表I不同加量