非常規油氣藏水平井全油基鉆井液技術應用

毛世發 宋花 徐建勛 劉曉燕

摘 要：全油基鉆井液體系在中原的三口非常規油氣藏水平井中進行了應用，最高密度2.15 g/cm3，最大井斜97.5°，水平段最長1216 m，井底最高溫度138 ℃，該體系表現出濾失量低、抑制性強、潤滑性、電穩定性及熱穩定性好等優點，成功解決了泥巖垮塌，長水平段摩阻大、易粘卡等技術難題，由于可重復使用，能有效降低油基鉆井液的配制成本。

關鍵詞：全油基 高密度 強抑制性 配方與維護 非常規水平井

中圖分類號：TE254 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）02（a）-0149-01

全油基鉆井液不含水，可用于易坍塌地層、鹽膏層，特別是水相活度差異較大的地層，以及能量衰竭的低壓地層和海洋深水鉆井[1]。且由于該體系的中壓、高溫高壓濾失量都很低，可以最大限度的減少液相和固相侵入儲層，達到保護油氣層的目的[2]。全油基鉆井液體系在衛383-FP2井、白-平2HF井等3口非常規油氣藏井上的應用，成功解決了水基鉆井液鉆遇泥頁巖段易坍塌掉塊、水平段摩阻大、易粘卡、高溫高密度條件下流變性差等復雜難題，為加速中原非常規油氣藏的勘探開發做出貢獻。

1 基本配方

主要由基油、4%～5%有機土、4%～5%主乳化劑、0.5%～1%輔乳化劑、1%～2%潤濕劑、4%～6%降濾失劑、2%～3%堿度調節劑和加重劑組成。基油選用5#白油和0#柴油，白油與柴油相比，生物毒性較低[3]，安全系數較高，但配制成本較高，所配制的全油基鉆井液相對柴油來說粘切稍高，綜合安全、性能、成本等因素，決定白油、柴油混合使用，兼具兩者優點。

2 現場維護

（1）密度的調整：提高密度時使用重晶石按循環周均勻加重，同時根據鉆井液穩定變化補充乳化劑、潤濕劑等處理劑。降低密度時，加入基油，同時補充適量的乳化劑、潤濕劑和有機土。

（2）流變性的控制：當粘度偏低，主要是通過加入膠體結構劑來提高粘度；當粘度高于所要求的參數時，根據現場情況調整油相，采取加入稀釋液的方法進行調整，并充分剪切乳化，保持鉆井液具有適當的剪切速率，防止因鉆井液長時間靜止而造成的乳化不穩定，引起粘度的變化。

（3）堿度：根據消耗將適量石灰適時配入基液以保持體系堿度穩定，同時加入潤濕劑、乳化劑。

（4）濾失量的控制：根據濾失大小補充適量的有機土、乳化劑、降濾失劑和封堵材料。

3 現場應用

3.1 衛383-FP2井

本井三開全油基鉆井液施工井段：2800～4134m，最大井斜97.5°，鉆井液工作的重點是固相控制，本井控制鉆井液密度1.94～2.08 g/cm3，粘度85～105 s，失水≤0.3 ml，動切力保持在13 Pa以上，動塑比控制在0.25～0.50之間，滿足了攜帶懸浮巖屑的要求；鉆進過程中返砂正常無掉塊，起下鉆暢通，使用油基鉆井液鉆進鹽膏層和泥頁巖等水敏性地層時，地層穩定，無坍塌掉塊。與水基鉆井液相比，井徑擴大率顯著降低，最大井徑為7%。水平段段鉆井液性能見表1。

3.2 白-平2HF井

白-平2HF井是中原油田部署在東濮凹陷黃河南白廟構造主體北部白44塊的一口非常規水平井。實際井深：5374 m，水平段長1216 m，水平段最大落差85.08 m，最大井斜：92.7°。完鉆井底溫度138 ℃，本井水平段采用全油基鉆井液體系，性能穩定，潤滑性好，在連續定向施工中，沒有出現過脫壓現象，在鉆井過程中摩阻基本在6～8 t，完井通井摩阻也在10 t以內。鉆井液密度根據井下情況調節簡單，最高密度為 1.75 g/cm3，密度變化對鉆井液的粘切影響不大。鉆井液性能穩定，剪切稀釋性、流變性好，動切力維持在8～11 Pa范圍內，攜巖能力強，井眼清潔，井眼暢通。起下鉆正常，電測、下套管安全順利。

4 幾點認識

（1）全油基鉆井液體系具有良好的流變性及高溫穩定性；抗溫、抗鹽污染、抑制造漿等能力突出；既較好解決了泥頁巖地層坍塌掉塊問題，又解決了鹽溶、泥頁巖污染及造漿等問題，適合含鹽地層、泥頁巖地層及強水敏地層或非穩地層使用。

（2）全油基鉆井液維護處理簡單，毒性很小，對環境影響小。由于配制成本較高，可回收循環使用。

（3）鉆井過程中，流變性受溫度影響較大，特別是溫度低于20 ℃以后，粘切上升過快，泵壓升高，影響機械鉆速和安全施工，應加強低溫低剪切速率下流變性控制研究。

參考文獻

[1] 舒福昌，岳前升，黃紅璽，等.新型無水全油基鉆井液[J].斷塊油氣田，2008，15（3）：103.

[2] 張文波，戎克生，向興金，等.油基鉆井液研究及現場應用[J].石油天然氣學報，2010，32（3）：305.

[3] 彭放.低毒油基鉆井液在南海西部的應用[J].鉆井液與完井液，1996，13（6）：28-32.