淺析優選鉆井液配方解決八廠芳字號造漿難題意義探討

徐義千 官海峰 于長明

摘要：在鉆井施工過程中，安全保環問題越來越被重視。在鉆井液方面主要體現是廢棄液的排放，如不能有效處理將對環境造成污染。

關鍵詞：鉆井液;安全保環;研究

（一）項目研究的目的和意義

目前，在芳字號區塊施工的鉆井隊由于控制不住地層造漿，為達到鉆井液性能，往往是外排一部份鉆井液，廢棄鉆井液處理就是直接排放，本項目就是從源頭上治理，杜絕在鉆進過程中外排鉆井液。為了解決這一問題，提出了強抑制性鉆井液體系的研究項目。

（二）項目計劃研究內容與驗收技術指標

1、主要研究內容

1.制定出滿足大慶探區采油八廠芳字號區塊的鉆井完井液配方。

2.制定出現場可行的施工方案。

3.強抑制性鉆井液在大慶探區采油八廠的推廣應用。

2、技術指標

1.具有強抑制性，避免在鉆井過程中外排鉆井液。

2.避免由鉆井液性能變化而引發的復雜情況及井下事故的發生。

3.現場實驗1-2口井。

（三）項目完成的研究內容與達到的技術指標

1、項目完成的研究內容

強抑制性鉆井液在采油八廠的推廣應用。

2、達到的技術指標

1.強抑制性鉆井液的配方完全能滿足大慶采油八廠芳字號區塊的施工要求。

2.2019年芳字號區塊施工的井無鉆井液外排及復雜情況發生。

3.該鉆井液配方能完全抑制泥頁巖的水化膨脹及分散，避免了鉆井液的粘度、切力增加，鉆井液性能惡化。

二、技術研究

（一）大慶探區采油八廠地區地質情況調研

大慶探區采油八廠地處松遼平原北部，淺部地層成巖性差，膠結疏松，嫩五段至嫩三段地層中硬夾層較多，嫩二段、青山口組地層發育大段泥巖，泥巖吸水水化膨脹易剝落，造漿性能強。嫩一段，姚二、三段地層泥巖中夾薄層砂巖或油頁巖。

（二）鉆井液體系的配方的研究

鉆井過程中泥頁巖的水化膨脹導致鉆井液粘度、切力升高，鉆井液的流動性變差，性能無法控制進而引發鉆井事故的發生。因此鉆井過程中抑制巖屑進一步水化分散，控制鉆井液固相含量是鉆井液工藝要解決的首要問題。

1、鉆井液配方的確定

原始配方：基漿+1%聚合鋁+1%復合銨鹽+0.1%聚丙烯酰胺鉀鹽 K-PAM +1%高效硅醇抑制劑+0.3%包被劑+0.5%褐煤-丙烯腈共聚物HX-E-2+1%封堵劑聚脂土瀝青JJFT-1

1配方：基漿+1%聚合鋁+1%復合銨鹽+0.2%聚丙烯酰胺鉀鹽 K-PAM +1%高效硅醇抑制劑+0.2%包被劑+0.5%褐煤-丙烯腈共聚物HX-E-2+1%封堵劑聚脂土瀝青JJFT-1

2配方：基漿+1%聚合鋁+1%復合銨鹽+0.3%聚丙烯酰胺鉀鹽 K-PAM +1.4%高效硅醇抑制劑+0.1%包被劑+0.5%褐煤-丙烯腈共聚物HX-E-2+1%封堵劑聚脂土瀝青JJFT-1

通過室內實驗配比聚丙烯酰胺鉀鹽 K-PAM和包被劑用量的比例，及高效硅醇抑制劑的加量來提高鉆井液的抑制性。

為了評價該鉆井液的配比的抑制性，進行了巖屑滾動回收率實驗，取巖屑加入鉆井液，在180℃，16h熱滾后，對10目和20目的巖屑進行回收，并測定回收率，實驗結果見表1。

從表1可以看出，2鉆井液配比的滾動回收率明顯高于其它兩組，因而2鉆井液配方的抑制性要優于其它兩組。

線性膨脹評價了實驗巖心在不同鉆井液配方中的線性膨脹值，見表2。該組數據說明2鉆井液配方的抑制能力強。

2維護處理措施

（1）維護處理原則：保證聚丙烯酰胺鉀鹽 K-PAM的有效含量以達到強抑制的效果，同時保持鉆井液性能的穩定;根據地層情況，在維護鉆井液性能的同時，提前加入足量的高效硅醇抑制劑，確保其有效含量達到室內配方的水平，保證鉆井液的流變性，提高鉆井液的抑制性。盡可能降低API濾失量，合理調整固相含量，以改善泥餅質量，增強抑制能力。

（2）現場具體維護處理：

一開鉆井液排掉加水稀釋后加入1%聚合鋁，0.5%銨鹽二開。進入嫩三段前聚丙烯酰胺鉀鹽 K-PAM含量達到0.3%，然后按循環周緩慢加入0.4%高效硅醇抑制劑。剩余高效硅醇抑制劑以細水長流的方式加入，進入嫩二后用包被劑補充消耗的抑制劑。以往高效硅醇抑制劑用于降粘，發現鉆井液粘度漲了，加入一桶。一兩個循環周后粘度還會漲起。很難控制。改進后增加了聚丙烯酸、高效硅醇抑制劑的加量，高效硅醇抑制劑在沒有造漿之前，提前加入。抑制地層造漿和巖屑的分散水化，改善鉆井液中的固相含量。

（三）現場應用情況

2#配方鉆井液在大慶采油八場芳字號區塊推廣應用了7口井，使用該體系不僅解決了地層造漿，鉆井液外排造成環境污染的問題，還避免了外排鉆井液發生的運費，降低了鉆井成本。有效解決了制約鉆井速度的技術難題。

三、經濟分析與市場前景

（一）經濟分析

藥品結余：一口井按20方（2車）排出鉆井液，單井鉆井液處理劑成本59869.98元，藥品結余11973.9元。7口井83817.97元。

運費結余：按1元/噸公里算，平均15公里。7口井結余2100元。七口井共結余85917.97元。

杜絕了鉆井液外排，減少了廢棄鉆井液對環境的污染。創造了良好的社會效益。

（二）市場前景

廢棄鉆井液對環境污染較嚴重，無害化處理難度大、費用高。應用該鉆井液配方鉆井施工，杜絕了廢棄鉆井液外排，有良好的市場前景。

2019年度項目預算單位自籌經費18萬元，詳細說明如下：

按公司井位運行情況，在大慶探區采油八廠地區進行3口井現場試驗應用，單井鉆井液成本6萬元，現場配制、維護鉆井液總金額為18萬元，

結論

強抑制性水基鉆井液具有很強的抑制能力和包被性能。適合于強水敏性地層的鉆井。該鉆井液具有良好的流變性能，有較高的動塑比，懸浮和攜帶巖屑能力較強，井眼凈化能力好，能夠達到快速鉆進的目的。同時避免了外排鉆井液發生的運費，有效的降低了鉆井成本，避免了環境污染。