大43區塊強封堵抑制型鉆井液體系室內研究

楊姝(中國石化勝利油田分公司地質科學研究院，山東 東營 257015)

大43區塊強封堵抑制型鉆井液體系室內研究

楊姝(中國石化勝利油田分公司地質科學研究院，山東 東營 257015)

針對大43區塊中低滲儲層特點及易漏失難點，從提高油氣層保護效果，降低鉆井成本角度出發，優選了強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和提高鉆井施工質量等方面都發揮了積極作用。

大43區塊;強封堵抑制型鉆井液;室內研究

義北油田大43塊位于河口區義和鎮境內，區域構造位置為濟陽坳陷義和莊凸起東北坡，義東大斷層上升盤，該區塊共鉆井26口，效果不是很理想，鉆井周期長、費用高、油氣層保護效果較差、鉆井質量明顯低于其他區塊，通過分析發現造成以上問題的主要原因有以下三個方面：1、存在漏失層，本區沙二、沙三段間存在不整合面、膠結疏松，多口井在上部沙二段發生漏失。而且比較嚴重，承壓堵漏困難。2、儲層壓力體系不統一，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0.965；屬常溫常壓系統。沙四段局部高壓，壓力系數在1.2～1.65之間。3、沙三、沙四地層容易垮塌，該區塊沙三、沙四地層泥巖發育，普通聚合物鉆井液很難保持井壁穩定，井眼易垮塌。

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

1 體系抑制劑的優選：

1.1 動態線性膨脹實驗

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中的頁巖膨脹性進行了評價，各種抑制劑的加量均為1%，根據實驗的要求，采用易水化泥頁巖巖粉壓制巖樣，在室內用動態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膨脹情況，結果見圖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 頁巖動態線性膨脹率

1.2 絮凝實驗

在100 mL具塞量筒內加入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定的膠體懸浮液，無絮凝現象，加入抑制劑后發生不同程度的絮凝；加入1%KCl后鈉膨潤土絮凝嚴重，這是鉀離子壓縮黏土擴散雙電層的結果，且絮凝物密實，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生了端-端或者端-面聚集；氨基硅醇抑制劑通過質子化胺基吸附在黏土層間，黏土顆粒層間的負電排斥作用減弱，使得黏土顆粒主要以面-面形式聚集，絮凝物較為密實，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于KCL，達到很好的抑制效果。

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，根據各種處理劑的特性，對各種處理劑及加量進行優選優配得到既滿足鉆井工程需要，又保護油氣層的鉆井液體系，室內進行了處理劑加量優選，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

采用Fann-389滲透率封堵測試儀評價鉆井液體系的封堵能力。該實驗測試條件3.5MPa/150℃，測試時間30min，在巖心片孔喉直徑同為35μm的情況下，常規聚磺鉆井液體系，強封堵抑制型鉆井液，油基鉆井液的濾失量分別為10.2mL,8.4mL, 5.0mL。由數據可見，鉆井液體系在加入復合封堵劑以后濾失量減小了1.8ml。實驗證明強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

采用抑制巖心膨脹實驗和巖屑回收率實驗評價了體系的抑制性能，實驗結果顯示清水、強封堵抑制型鉆井液、常規聚磺鉆井液體系、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，強封堵抑制型鉆井液較常規聚磺鉆井液抑制性能更好，具有優異的抑制粘土水化膨脹能力。

4 現場應用以及取得的成果

強封堵抑制型鉆井液體系在大43區塊一共應用20口井，取得了良好的效果，不僅僅解決了井身結構的問題，而且在油氣層保護和提高鉆井施工質量等方面都發揮了積極作用。如大43-斜384井，由于該井應用了強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工作。