阳离子烷基糖苷钻井液在长南水平井的应用

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1、精细石油化工进展6ADVANCESINFINEPETROCHEMICALS第16卷第1期阳离子烷基糖苷钻井液在长南水平井的应用赵虎，司西强，雷祖猛，王忠瑾(中国石化中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院，河南濮阳457001)摘要针对陕北长南地区水平井开发的地质特点与工程情况，选用新型阳离子烷基糖苷(CAPG)钻井液体系进行试验。该钻井液体系以天然改性材料和聚合物材料为主剂，具有良好的抑制和润滑性能，生物毒性低，配方如下：30～50ks／m3CAPG+40ks／m烷基糖苷+聚合物增黏降滤失剂(COP—HFL)+

2、聚合物降滤失剂(COP—LFL)+羧甲基纤维素钠+60—80ks／nlKCI(或60—80kg／m硅甲基防塌剂)+lO一20ks／m沥青类+适量NaOH。CAPG钻井液在靖南72—13H1井、高桥26—126H井和高桥46—118H1井进行了现场应用，较好地解决了造斜段和水平段钻遇泥岩、砂泥岩、碳质泥岩和煤层等地层时的井壁失稳、托压和卡钻等井下复杂问题，并有利于油气层保护和环境保护。关键词钻井液阳离子烷基糖苷水平井井壁稳定陕北长南地区水平井为鄂尔多斯盆地伊陕斜吸附的季铵阳离子(RRR3RNC1一)。其抑制坡的丛

3、式水平开发井，目的层为二叠系一奥陶系，机理是多种化学和物理作用的共同体现¨，主为低渗致密储藏，岩性复杂。选用阳离子烷基糖要包括：1)静电吸附成膜及拉紧晶层；2)羟基吸苷(CAPG)钻井液进行试验，可发挥其优良的抑附成膜；3)季铵基团吸附成膜及嵌入去水；4)降制和润滑性能，解决造斜段和水平段易井壁失稳、低水活度；5)形成封固层。这些作用大大增强了托压和卡钻等井下复杂问题，并利用其低水活度CAPG的抑制能力，且仍保留了APG的润滑和抗和成膜封固作用，降低储层的水锁效应，保护致密温抗污染能力，加量显著降低。同时通过优

4、选封储藏。堵材料，优化体系配方，可协同作用解决水平段泥页岩的井壁稳定问题。1CAPG钻井液体系烷基糖苷(APG)与水有良好的互溶性，其水2陕北长南地区地质与工程概况溶液几乎不受无机盐的影响，因分子链的长短差现场试验井目的层为低渗致密储藏，岩性复异抗温150～180℃。将APG加入钻井液中：可杂，具体地质参数如表1所示。试验井位根据地质特点有2种井深结构，即增大钻井液的屈服值和凝胶强度，提高钻井液的携岩能力；可降低钻井液的摩擦系数，提高钻井液三开(二开为+241．3m钻头钻至造斜点前，的润滑性；可有效降低钻井液的

5、水活度，阻止与钻+215．9mm钻头钻至A靶点，下技套)和四开(三开西244．5mm钻头钻至A靶点)结构。完井方式井液接触的页岩水化和膨胀，降低储层的水锁效有2种，即分段压裂管柱和套管完井。具体工程应j。APG钻井液在中原油田的非常规水平井参数如表2所示，靖南72—13H1井和高桥26—的应用结果表明，该钻井液具有较好的携岩带砂、126H井均因地质出层而悬空侧钻，部分水平井段润滑防卡和抗温抗污染能力，可满足长水平段钻未计入水平段长。井的施工需要J，但抑制性能有待提高，不能有效解决长段泥页岩的井壁掉块问题，且加量

6、大，成本较高。CAPG在秉承了APG较好润滑性的基础上，抑制性能显著提高，能够有效解决泥页岩及砂泥收稿日期：2014—07—13。岩等易坍塌地层的井壁失稳问题。CAPG分子本作者简介：赵虎，高级工程师，现从事钻井液体系研究工作。身带正电荷，含有1个亲油的烷基、3个亲水的羟基金项目：中国石化先导项目“水平井烷基糖苷无土相钻井液技术”(SG12035)；中国博士后科学基金特别资助“钻井液基(一0H)、1个亲水的醚键(C—O—C)和1个强用两性甲基葡萄糖苷的合成及其作用机理”(2o12'r5o641)。2015年1月

7、赵虎等．阳离子烷基糖苷钻井液在长南水平井的应用7表2试验井工程参数题均是由井眼清洁差而形成的岩屑床、井壁不稳定、键槽和压差过大等因素引起的，长水平段对钻井液的润滑性能要求更高。3．2技术思路3．2．1井眼清洁根据多级套管组合和长水平井段钻井需求，3钻井液技术难点与技术思路采用合理的钻井液流变参数和合适的排量，将钻3．1技术难点井液黏度控制在50～70s，钻井液排量l4一l93．1．1井眼清洁难度大L／s。实钻过程中会因膨润土含量偏低造成钻井三口井设计水平段长均超过1000m，井身，液切力下降，可适当补充黄原胶(

8、XC)以改善钻井距结构为多级套管组合，尤其是靖南72—13H1液的流型，提高携岩带砂能力。井地面2928m套管直径为244．5mm，环空较3．2．2井壁稳定大；2728—3770m套管直径为177．8mm，环空选用合理密度的钻井液，以有效支撑井壁，造较小；四开水平段钻头直径为152．4mm，井眼较斜段钻遇大段泥岩或煤层时，及时提高钻井液密小。因此钻井液既要满足上部大环空低返速下的度，但