仿生固壁钻井液体系的研究与现场应用-论文.pdf

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1、第31卷第3期钴井液与完井液Vo1．31NO．32014血5月DRILLINGFLUID＆COMPLET10NFLUIDMay2014doi：10．3969~．issn．1001—5620．2014．03．001仿生固壁钻井液体系的研究与现场应用蒋官澄，宣扬，王金树，张弘，张振华。，彭春耀。(1．中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室，北京；2．中国石油大学(华东)石油工程学院，山东青岛；3．中国石油长城钻探钻井液分公司，北京)蒋官澄等．仿生固壁钻井液体系的研究与现场应用[J]．钻井液与完井液，2014，31

2、(3)：15．摘要实验剖析，结果表明贻贝足丝线能够于水下牢固地黏附在岩石表面的最主要原因，是其含有一种特殊的官能团，通过将这种官能团接栈到一种聚合醇骨架上，合成出了仿生固壁剂GBFS．1。该处理剂能够在井壁泥页岩表面固化形成具有较强黏附性和内聚力的凝胶“仿生壳”，从而起到提高井壁泥页岩强度的作用，而且实验发现其无法在运移中的钻屑表面形成“仿生壳”，因而不会影响仿生钻井液的携屑效果。以GBFS．1为核心处理剂配制出了仿生固壁钻井液体系。性能评价结果表明，该体系的流变性、滤失造壁性以及润滑性等满足钻井要求，防塌抑制

3、性强，泥页岩岩屑在该钻井液中的热滚回收率达90．6％，岩心在该钻井液中热滚后抗压强度提高10．8％。该体系在苏里格气田苏53．86一I5HI、苏53．86。I5H和苏53．70—22H井的现场试验情况表明，3口井在钻进过程中均没有发生泥岩段卡钻等复杂情况，并且机械钻速明显高于邻井。关键词防塌钻井液；仂生固壁剂；井眼稳定；胶结；泥页岩；苏里格气田中图分类号：TE254．3文献标识码：A文章编号：1001—5620(2014)0~0001—005井壁失稳一直是钻井过程中一个难以彻底解决的1仿生钻井液的室内研究问题[

4、1】。目前，在针对井壁稳定的钻井液体系方面，仿生钻井液体系以仿生固壁剂GBFS一1为核心处国内外学者主要关注于如何维持井壁泥页岩的有效应理剂，并复配使用了其他几种必要的处理剂，使整个力，筛选或设计对泥页岩有效应力损害程度最小的钻体系的流变性、滤失造壁性以及润滑性等性质符合钻井液体系[2-5]，例如用于抑制黏土膨胀压的KC1．PHPA井要求，其基本配方如下。钻井液体系】，用于提高页岩膜效率的NaC1一聚合4％钠膨润土+0．3％Na，CO+0．2％NaOH+0．6％两醇钻井液体系【以及用于封堵页岩孔隙的硅酸盐钻性离

5、子聚合物降滤失剂+2％磺化沥青FT-1A+2％乳井液体系[8等。但是，由于很难有水基钻井液能够化沥青FD一1+2％仿生固壁剂GBFS．1+1％液体润滑完全抑制黏土膨胀压或阻止孑L隙压力传递，因而该方剂+重晶石(密度为1．20～1．30g／cm3)法只能在一定程度上减轻井壁失稳事故发生的隐患。1．1固壁作用机理笔者通过仿生学与钻井液化学的有机结合，研制了能够在井壁表面形成具有较强内聚力和黏附性的凝胶仿生钻井液的固壁作用源白于其核心处理剂仿生“仿生壳”，以提高岩石强度的仿生固壁钻井液体系，固壁剂GBFS．1。通过剖

6、析海洋生物贻贝所分泌的足并在苏里格气田进行了3口井的现场应用，3口井在丝蛋白的化学成分，得知贻贝足丝线能够于水下牢固钻进过程中均没有发生泥岩段卡钻等复杂情况，并且地黏附在岩石表面的最主要原因，是其含有一种特殊机械钻速明显高于邻井。对仿生钻井液的固壁机理、的官能团。因此，将这种特殊的官能团接枝到一种聚性能评价及现场试验情况进行了详细的介绍。合醇骨架上，成功合成了仿生固壁剂GBFS．1。由于基金项目：国家自然科学基金项目(51074173)、国家自然科学基金创新研究群体(51221003)、国家自然科学联合基金项目

7、(U1262201)以及国家863主题项目(2013AA064803o第一作者简介：蒋官澄，教授，毕业于西南石油大学，现在主要从事油气层损害与保护、油田化学等方面的教学和科研工作。地址：北京市昌平区府学路18号中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室；邮政编码102249；电话(010)89732196；E．mail：jgc5786@126．tom。4钻井液与完井液2014年5月中热滚后结构保持得非常完整，说明仿生钻井液能够分散、剥落和垮塌。较好地保持井壁岩石的完整性。通过现场钻井液技术难点分析认为，该区的钻井

8、表3为不同膨润土含量的岩心分别在清水、对比液体系必须具备强防塌抑制性、低固相含量、流变性钻井液以及仿生钻井液中热滚后的抗压强度对比。好及携岩能力强等特性。表3岩心在不同钻井液中于120℃热滚16h后的单轴抗压强度2．2仿生钻井液现场应用效果在苏53区块3口井的应用效果表明，仿生钻井液体系不仅具有良好的流变性、稳定性、抗黏土污染能力和携岩能力，而且对泥页岩井壁具有稳定作用。以苏53—86