高性能油基钻井液的研制及在彭页3HF井的应用

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1、学兔兔www.xuetutu.com第3O卷第5期钻井液与完井液V_01．3ONo．52013年9月DRILLINGFLUID&COMPLETIONFLUIDSept．2013【理论研究与应用技术】高性能油基钻井液的研制及在彭页3HF井的应用何恕，李胜，王显光，林永学，李舟军(中国石化石油工程技术研究院，北京)何恕等．高性能油基钻井液的研制及在彭页3HF井的应用[J]_钻井液与完井液，2013，30(5)：1-4．摘要彭页3HF井为一口页岩气评价井，水平段长1150m，三开龙马溪组页岩黏土矿物含量高达30．05％，以伊利石和伊

2、／蒙混层为主，且页岩微裂缝发育，对钻井液性能要求高。研制出了能增强油水两相乳化效果的大分子乳化剂和新型提切剂，新型提切剂通过电性作用可增强油水界面膜的强度，减少分散相的团聚几率，能与乳化剂协同增效，进一步提升体系乳化稳定性；结合优选的改性褐煤降滤失剂SMFLA．O和封堵剂SMRPA、SMFibre—O等，形成了一套高性能油基钻井液。该油基钻井液在该井三开钻进期间，塑性黏度为20～28mPa·S，动切力为10～15Pa，表现出低黏高切的流变性；破乳电压高，性能稳定；封堵防塌能力强，无剥落、掉块现象，且钻井液消耗量低；井眼清洁、无

3、岩屑床，摩阻、扭矩低，无托压现象，确保了该井顺利完钻，累计进尺1815m。关键词页岩气井；油基钻井液；乳化剂；提切剂；钻井液配方；流变性；井眼稳定中图分类号：TE254_3文献标识码：A文章编号：】001．5620(2013)05—0001．04彭页3HF井是中国石化在上扬子盆地武陵褶皱降低页岩的整体强度，导致井壁失稳。彭水区块页带彭水德江褶皱带桑柘坪向斜构造部署的一口页岩岩矿物中脆性矿物含量高，易剥蚀掉块，且页岩地气评价井，井型为水平井，主要目的层为下志留统层微裂缝发育，钻井液滤液容易沿微裂隙进入页岩龙马溪组。为防止页岩水化

4、膨胀、垮塌，并提高钻内部，破坏泥页岩的胶结性和原有的力学平衡，导井液的润滑性，开发出了具有低塑性黏度、高动切致岩石的碎裂。力、高动塑比的油基钻井液。该钻井液在该井三开1．2润滑技术页岩井段进行了应用，满足了现场施工要求[1-7]。彭页3HF井三开设计定向造斜段造斜率为5。／30m，实际定向造斜时受地层倾角及地层岩性1钻井液技术难点分析变化的影响，往往采用较高的造斜率进行定向造斜，斜井段滑动钻进定向时，容易在井壁形成小台阶，1．1井壁稳定技术造斜点至A靶点相对狗腿度较大，起下钻容易形成彭页3HF井三开井段为志留系龙马溪组地层，键

5、槽。在水平井段定向滑动钻进时，钻具与井壁的主要为灰色泥岩、深灰色一灰黑色页岩、粉砂质页岩、摩擦力大，正常钻进时钻头扭矩大，必须要求钻井灰黑色．黑色碳质页岩。龙马溪组灰黑色页岩中黏液具有良好的润滑性，以起到降摩减阻的作用。土矿物含量为23．7％～36．8％，平均值为30．05％，1．3井眼净化技术以伊利石(48％65％)和伊／蒙混层(48％～65％)为主，伊／蒙混层的混层比(s)为5％～10％，虽然随井斜角的增大，岩屑滑向井壁底边的倾向也黏土矿物中无膨胀性矿物蒙脱石，不易水化膨胀，越大，特别是在井斜角为45。～60。时，容易在井

6、但是伊／蒙混层中少量蒙脱石的水化膨胀能大幅度壁低边形成岩屑床。在水平段施工过程中，钻井液基金项目：中国石化科技开发重点项目“页岩气藏水平井油基钻井液技术研究”(P11053)。第一作者简介：何恕，高级工程师，1969年生，2009年毕业于中国石油大学(北京)油气井工程并获得博士学位，主要从事井壁稳定及钻井液工艺等方面的研究工作。地址：北京市朝阳区北辰东路8号汇欣大厦B座309室；邮政编码100101；电话(010)84988620；E-mail：heshu．sripe@sinopec．corn。学兔兔www.xuetutu.c

7、om2钻井液与完井液2013年9月不论是循环还是静止，岩屑“垂沉”现象常有发生，时，油基钻井液的动塑比可达0．4Pa／mPa·S以上，极易形成岩屑床，加剧了岩屑床的形成厚度，造成且随着其加量的增加，油基钻井液的破乳电压显著摩擦阻力增加、钻具悬重增加、扭矩增大、起钻困提高，可见研发的提切剂通过电性作用可增强油水难、下钻划眼等井下复杂情况，甚至出现卡钻事故，界面膜的强度，减少分散相的团聚几率，能与乳化因此要求钻井液的携砂能力强。剂MUL．4协同增效，进一步提升体系乳化稳定性。表2提切剂SMHSFA加量评价实验2高性能油基钻井液配方

8、优选2．1新型乳化剂的性能评价提羹mPPV／．。YPP／P6／油包水钻井液是一种热力学不稳定体系，影响其稳定性的最关键因素是乳化剂。室内对自主研制的乳化剂MUL一4与收集的其他乳化剂进行了对比，实验结果见表l。由此可知，研发的乳化剂MUL．4具有良好的乳化效果，乳化后油包水体