低固相鹽水鉆井液體系配方優選

摘 要：以往鉆井過程中遇鹽巖井段采用傳統的分散鉆井液體系，會有大量無機鹽溶解在鉆井液中，導致鉆井液的粘度、濾失量增高、井徑擴大，給繼續鉆進帶來困難，會嚴重影響固井[1]。該文針對目前大慶油田區域特點，根據現場地層特征，通過試驗研究形成一套施工方便的低固相鹽水鉆井液體系。通過實驗優選出配方為：3%坂土+0.10%NaOH+0.1%Na2CO3+0.2%增粘劑ZN-1+2%降濾失劑KFT+1%降濾失劑SMC+0.5%瀝青粉+0.5%銨鹽+15%工業鹽。

關鍵詞：鉆井液 低固相 鹽水 低傷害

中圖分類號：TE254 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）01（b）-0003-01

1 膨潤土含量對體系性能的影響

研究膨潤土含量對體系性能影響，對于指導現場配制鉆井液，以及鉆探過程中的鉆井液維護都具有指導意義，以下是不同膨潤土含量對體系性能影響的實驗結果。

配方：膨潤土±0.1%NaOH+0.1Na2CO3

+0.1%PAM+0.3%CMC-HV+1%CMC-LV+3%KFT+2%SMP-II+1%瀝青粉+0.5%銨鹽+20%工業鹽

實驗條件：120 ℃×16 h，性能測定：20 ℃。

從表1可以看出，隨著體系膨潤土含量的增加，體系的粘度也有所增大，加入4%膨潤土漿后，體系粘度過大。加入5%膨潤土漿后，鹽不能充分溶解，在現場配制鉆井液時推薦膨潤土加量3%。

2 增粘劑對體系性能的影響

為了保證井眼清潔和安全鉆進，鉆井液的黏度和切力必須維持在一定范圍內，黏度和切力過低時，可以通過增加膨潤土含量和增加增粘劑加量來提黏，但是增加膨潤土含量會增加鉆井液固相含量，粘土顆粒特別是亞微米顆粒含量對機械鉆速有較大影響，為了提高機械鉆速，經常需要加入增粘劑[2]。

表2是對增粘劑篩選的結果。配方：3%膨潤土漿+0.4%增粘劑+5%鹽

實驗老化：120 ℃×16 h測試溫度：室溫20℃

從結果來看，XC在0.4%加量條件下具有最好的增粘效果，同時Φ6/Φ3較大，有利于攜巖帶砂，ZN-1增粘效果優于HV-CMC，考慮到XC價格較ZN-1、HV-CMC高出很多，室內選用ZN-1作為低固相鹽水鉆井液體系的增粘劑。

3 濾失劑對體系的影響

結合國內現有的降濾失劑產品，實驗室對KFT、SMC進行了篩選和加量評價，以得到適用于低固相鹽水體系的降濾失劑材料，對不同降濾失劑加量和濾失量進行研究，以得到適當的泥漿材料加量范圍，從而指導現場配漿，并為現場鉆探作業的鉆井液維護提供理論依據[3]。室內對KFT和SMC加量進行了評價。結果顯示，瀝青粉、KFT和SMC總加量超過5%后有增稠趨勢，當SMC加量超過2%后，泥漿有部分瀝青類物質析出并且伴隨起泡現象，SMC加量超過3%時起泡明顯。低固相鹽水鉆井液體系降濾失材料配方為2%KFT、1%SMC。

4 工業鹽含量對體系的影響

在低固相鹽水鉆井液體系中，無機鹽主要起到加重和抑制作用，室內對無機鹽加量對體系的性能影響進行了評價。氯化鈉鹽水是最為常用的無機鹽加重劑，在配制氯化鈉鹽水時，為了防止地層粘土的水化，可以在氯化鈉鹽水中加入0.5%銨鹽作為粘土穩定劑。

室內評價了不同工業鹽加量條件下鉆井液性能的變化，隨著工業鹽加量的增加，低固相鹽水鉆井液體系密度增加，鹽加量15%時，密度達到1.13 g/cm3，性能穩定；加入10%工業鹽時，體系AV值最大，熱滾后體系AV、PV值均有小幅度增加；總體來講，工業鹽的加入對體系影響較小。

5 結論

（1）經過處理優選，得到鉆井液配方為：3%坂土+0.10%NaOH+ 0.1%Na2CO3+0.2%ZN-1+2%KFT+ 1%SMC+0.5%瀝青粉+0.5%銨鹽+工業鹽。

（2）該鉆井液體系礦化度高，有較強的抗鹽侵的能力，抗高溫，對地層傷害較小，流動性好，性能穩定。

參考文獻

[1]S Polaszek，L J Fraser.Drilling Fluid Formulation for Shallow OffshoreHorizontal Well Applications[J]. SPE 22577，2000.

[2]王展旭，孫偉，張科.新型耐溫抗鹽壓井液添加劑研究進展[J].遼寧化工，2004，33（8）：460，463.

[3]黃漢仁，楊坤鵬，羅平亞.泥漿工藝原理[M].石油工業出版社，1981.