大43區(qū)塊強(qiáng)封堵抑制型鉆井液體系室內(nèi)研究

楊姝(中國石化勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院，山東 東營 257015)

大43區(qū)塊強(qiáng)封堵抑制型鉆井液體系室內(nèi)研究

楊姝(中國石化勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院，山東 東營 257015)

針對大43區(qū)塊中低滲儲層特點(diǎn)及易漏失難點(diǎn)，從提高油氣層保護(hù)效果，降低鉆井成本角度出發(fā)，優(yōu)選了強(qiáng)封堵抑制型鉆井液體系，最終確定鉆井液體系配方為4%膨潤土+0.3% PAM+0.5%氨基硅醇+0.5%CMC+1%海水降濾失劑+3%超細(xì)碳酸鈣+1.5%磺化瀝青+1%非滲透處理劑+1%磺化酚醛樹脂。研究表明，該鉆井液體系在油氣層保護(hù)和提高鉆井施工質(zhì)量等方面都發(fā)揮了積極作用。

大43區(qū)塊;強(qiáng)封堵抑制型鉆井液;室內(nèi)研究

義北油田大43塊位于河口區(qū)義和鎮(zhèn)境內(nèi)，區(qū)域構(gòu)造位置為濟(jì)陽坳陷義和莊凸起東北坡，義東大斷層上升盤，該區(qū)塊共鉆井26口，效果不是很理想，鉆井周期長、費(fèi)用高、油氣層保護(hù)效果較差、鉆井質(zhì)量明顯低于其他區(qū)塊，通過分析發(fā)現(xiàn)造成以上問題的主要原因有以下三個方面：1、存在漏失層，本區(qū)沙二、沙三段間存在不整合面、膠結(jié)疏松，多口井在上部沙二段發(fā)生漏失。而且比較嚴(yán)重，承壓堵漏困難。2、儲層壓力體系不統(tǒng)一，低壓儲層易造成傷害，大43塊沙二段屬中孔中滲儲層；沙四段屬中孔低滲儲層。沙二段壓力系數(shù)0.965；屬常溫常壓系統(tǒng)。沙四段局部高壓，壓力系數(shù)在1.2～1.65之間。3、沙三、沙四地層容易垮塌，該區(qū)塊沙三、沙四地層泥巖發(fā)育，普通聚合物鉆井液很難保持井壁穩(wěn)定，井眼易垮塌。

針對以上難題，展開大43區(qū)塊新型鉆井液體系的研究，該鉆井液體系應(yīng)該具有特色堵漏、全方位油氣層保護(hù)、兼顧防塌三方面特點(diǎn)。

1 體系抑制劑的優(yōu)選：

1.1 動態(tài)線性膨脹實(shí)驗(yàn)

對清水和各種頁巖抑制劑在基本配方：基漿4%鈉土+0.3% PAM+0.5%CMC中的頁巖膨脹性進(jìn)行了評價，各種抑制劑的加量均為1%，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求，采用易水化泥頁巖巖粉壓制巖樣，在室內(nèi)用動態(tài)線性膨脹儀測試巖樣在清水、KCl、抑制劑BG和氨基硅醇中的動態(tài)膨脹情況，結(jié)果見圖1。由圖可見，氨基硅醇的頁巖膨脹率最低，頁巖最終膨脹率最高的是清水，然后是KCl、液體抑制劑BG。

圖1 頁巖動態(tài)線性膨脹率

1.2 絮凝實(shí)驗(yàn)

在100 mL具塞量筒內(nèi)加入100 mL一定濃度的抑制劑溶液，同時加入2 g鈉膨潤土，搖動10 min混合均勻，靜置24 h后記錄所對應(yīng)的絮凝體積，1%KCL、1%抑制劑BG、1%氨基硅醇、0.5%氨基硅醇的絮凝體積為10.5mL、11mL、5mL、6mL。從此可知，鈉膨潤土充分水化后能形成穩(wěn)定的膠體懸浮液，無絮凝現(xiàn)象，加入抑制劑后發(fā)生不同程度的絮凝；加入1%KCl后鈉膨潤土絮凝嚴(yán)重，這是鉀離子壓縮黏土擴(kuò)散雙電層的結(jié)果，且絮凝物密實(shí)，但是與氨基硅醇相比較松散；加入1%抑制劑BG后絮凝物較為疏松，可能是黏土顆粒之間發(fā)生了端-端或者端-面聚集；氨基硅醇抑制劑通過質(zhì)子化胺基吸附在黏土層間，黏土顆粒層間的負(fù)電排斥作用減弱，使得黏土顆粒主要以面-面形式聚集，絮凝物較為密實(shí)，且從下表和圖中可以看出0.5%氨基硅醇加量就能讓膨潤土的絮凝效果優(yōu)于KCL，達(dá)到很好的抑制效果。

2 鉆井液體系的配方確定

基于上述鉆井液處理劑組分的研究，根據(jù)各種處理劑的特性，對各種處理劑及加量進(jìn)行優(yōu)選優(yōu)配得到既滿足鉆井工程需要，又保護(hù)油氣層的鉆井液體系，室內(nèi)進(jìn)行了處理劑加量優(yōu)選，最終確定鉆井液體系配方為：4%膨潤土+0.3%PAM+0.5%氨基硅醇+0.5%CMC+1%海水降濾失劑+3%超細(xì)碳酸鈣+1.5%磺化瀝青+1%非滲透處理劑+1%磺化酚醛樹脂。

3 鉆井液體系的評價

（1）滲透堵漏試驗(yàn)

采用Fann-389滲透率封堵測試儀評價鉆井液體系的封堵能力。該實(shí)驗(yàn)測試條件3.5MPa/150℃，測試時間30min，在巖心片孔喉直徑同為35μm的情況下，常規(guī)聚磺鉆井液體系，強(qiáng)封堵抑制型鉆井液，油基鉆井液的濾失量分別為10.2mL,8.4mL, 5.0mL。由數(shù)據(jù)可見，鉆井液體系在加入復(fù)合封堵劑以后濾失量減小了1.8ml。實(shí)驗(yàn)證明強(qiáng)封堵抑制型鉆井液能有效的提高鉆井液封堵能力。

（2）抑制性評價試驗(yàn)

采用抑制巖心膨脹實(shí)驗(yàn)和巖屑回收率實(shí)驗(yàn)評價了體系的抑制性能，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示清水、強(qiáng)封堵抑制型鉆井液、常規(guī)聚磺鉆井液體系、油基鉆井液體系的膨脹量分別是4.08（8h）/mm，0.96（8h）/mm，1.52（8h）/mm，0.6（8h）/mm。由此可以看出，強(qiáng)封堵抑制型鉆井液較常規(guī)聚磺鉆井液抑制性能更好，具有優(yōu)異的抑制粘土水化膨脹能力。

4 現(xiàn)場應(yīng)用以及取得的成果

強(qiáng)封堵抑制型鉆井液體系在大43區(qū)塊一共應(yīng)用20口井，取得了良好的效果，不僅僅解決了井身結(jié)構(gòu)的問題，而且在油氣層保護(hù)和提高鉆井施工質(zhì)量等方面都發(fā)揮了積極作用。如大43-斜384井，由于該井應(yīng)用了強(qiáng)封堵抑制型鉆井液體系，施工非常順利，最后完鉆井深3211米，鉆井周期只有21天。

楊姝（1986-）女，漢，河北涿州人，助理工程師，主要從事油氣田開發(fā)工作。