微泡钻井液在岩芯钻探中的多重功效.pdf

《微泡钻井液在岩芯钻探中的多重功效.pdf》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、第45卷第3期地质与勘探V01．45No．32o09年5月GEOLOGYANDEXPL0RAT10NMary，2009微泡钻井液在岩芯钻探中的多重功效郑秀华，王军，詹美萍，申庆民，蔡福民(1．中国地质大学，北京100083；2．陕西省地矿局西安地勘院，西安7101OO；3．甘肃省核地质212大队，武威733040)[摘要]岩芯钻探经常遇到构造复杂、裂隙发育、地层破碎等地层，造成钻进困难，效率低下等问题。微泡的特殊结构使微泡钻井液在漏失地层具有堵漏材料的特性；同时，由于其优良的流变特性和润滑性能，携带岩粉能力强，有利于提高岩芯采取率、机械钻速

2、和钻探质量，降低了钻探成本。本文介绍了微泡钻井液特性，并结合现场实践讨论了可循环微泡钻探技术在岩芯钻探中的多重功效。[关键词]微泡钻井液岩心钻探漏失[中图分类号]P634．5[文献标识码]A[文章编号]0495—5331(2009)03—032l—o4ZhengXiu．hua，WangJun，ZhanMei-ping，ShenQing-min，CaiFu-min．Themulti·functi0nsofmicr0_bubbledrilIingnuidf0rc0redrilling[J]．Ge0logyandExpl0rati0n，20O9，

3、45(3)：321—324．1前言钻井液特性和在岩芯钻探中的多重功效。2微泡钻井液技术特性岩芯钻探通常技术要求高，既要保证岩芯、岩样的采取率，又要满足孔内各项试验要求。当钻遇裂微泡特性是由其特殊结构决定的。图l为微泡隙发育、破碎地层时会发生钻井液漏失，钻进泥页岩的微观结构，微泡以球形内相(通常为气体)为核地层时则出现膨胀缩径掉块等现象，造成钻进困难，心，外围被含有表面活性剂分子双层液相包围。静岩芯采取率低，钻探质量差等问题。一方面随钻漏止时微泡亲水，在高速剪切下外层液膜脱落，微泡显失造成材料浪费，使钻探综合成本增加；另一方面由示疏水特性。微

4、泡粒径在25～2O0m之间。微泡于泥浆切力低，泥页岩地层自然造浆，普通泥浆流变极易流动，具有胶体性质，易于输送，这使微泡沫的性变差，携岩能力下降，造成孔底岩粉重复破碎，钻应用领域大大拓宽，可以利用常规钻探设备实现泡头、钻杆接手、岩芯管磨损严重。沫钻进。泡沫由于密度低，携岩能力强，常用于漏失地2．1微泡钻井液的堵漏特性层，提高取心效率；常规泡沫需要增加空压机和高压微泡钻井液独特的性能有利于阻止滤液进入地管汇，限制了其应用范围一J。微泡的特殊结构使层。其机理可以阐述如下：其坚韧富有弹性，在压力作用下压缩变形。钻遇裂1)微泡钻井液具有很高的低剪粘

5、度。钻井液隙或孔隙地层时，压力降低，所储蓄的能量释放，微进入漏失层后，速度降低，粘度增大很多，有利于封泡相对基液快速流动进入地层空隙，在漏失地层架堵裂缝或裂隙地层；桥，起堵漏材料的作用，同时微泡钻井液在剪切速率2)在压差作用下，微泡与钻井液基液产生相对较低时具有很高的粘度，能够有效阻止钻井液向地运动，坚韧而有弹性的微泡在前缘聚集成气泡流，形层渗漏；微泡沫携带岩屑能力强，能够保持孔底干成软的封隔层，阻止滤液进入地层；净，高剪切稀释性好，井底压力低，有利于提高碎岩3)微泡钻井液中的几种成分相互胶联，形成微效率、岩芯采取率和综合钻探质量。本文介绍

6、微泡胶，有利于降低初失水；[收稿日期]2O08～l2—01；[修订日期]2()(】9一O4—15。[责任编辑]王梅。[基金项目]国土资源部地质调查局地质调查项目“口r循环微泡钻探技术的研究”，项目编号：1212O1066O8O2。[第一作者简介]郑秀华(1965一)，女，2OO1年毕业于中国地质大学(北京)，获工学博士学位，教授，主要从事钻井液教学和研究工作。321地质与勘探20O9年A图1微泡的微观形态A：目镜：10倍；物镜：5倍Fjg．1MicroStmctureofAphf《】nsA：0cular：1Otimes；Objectkns：

7、5times4)由于微泡的疏水特性，使得微泡能够集聚在一起而不聚结。钻井时，微泡钻井液侵入地层，形成3微泡钻井液在岩芯钻探中的应用一个大的聚集体，在孔隙或裂隙喉部变形，该结构仍微泡钻井液首先应用于油气田勘探与开发，在然具有亲油特性。绝大多数油气储层具有亲水特衰竭储层、高渗地层和微裂缝地层中钻进，自从美国性，毛细管压力阻止亲油材料向地层中进一步渗透。20世纪90年代首次在德克萨斯的Fusselman油田微泡的封堵能力取决于孔／裂隙喉部尺寸和微泡壳使用微泡钻井液成功钻穿漏失地层以来，微泡钻井体的疏水特性。如果孔隙小，微泡壳体疏水能力强，液在世界

8、各地已经钻进超过300口井，并获得成功。封堵能力就强。由于可以使用常规泥浆设备配制，与常规泡沫和空2．2微泡钻井液提高机械钻速和钻头寿命气钻井相比，微泡钻井液为最经济的可实现欠平