海上耐高溫封閉液體系性能評價與現(xiàn)場應(yīng)用

◇中海石油（中國）有限公司湛江分公司 肖 平 韓 成

南海西部高溫高壓井目的層井段鉆井液比重高、井下溫度高，現(xiàn)有鉆井液體系高溫穩(wěn)定性差、失水控制難、泥餅虛厚，電測期間易造成電測阻卡等復(fù)雜情況頻發(fā)，嚴重影響了作業(yè)安全及時效。在現(xiàn)有鉆井液體系基礎(chǔ)上，通過室內(nèi)試驗，研發(fā)了新型抗高溫封閉液。室內(nèi)性能評價表明，相比現(xiàn)場常規(guī)鉆井液，ENVIROTHERM NT封閉液更適用于目的層井段電測作業(yè)。封閉液成功在南海鶯歌海盆地LD-X井進行了應(yīng)用，高溫穩(wěn)定性強、降失水性良好、潤滑性好，應(yīng)用井段電測過程無阻卡發(fā)生，為類似海上高溫高壓井目的層電測作業(yè)提供了參考。

高溫高壓廣泛分布于南海鶯歌海盆地中央凹陷北部，其成藏條件、儲層物性、天然氣品質(zhì)和產(chǎn)能均較優(yōu)，是南海西部地區(qū)氣田群的重要儲備力量[1-3]。該區(qū)域高溫高壓井溫度150 ℃～210 ℃，地層壓力52 MPa～90 MPa，作業(yè)窗口不足0.2 g/cm3，目的層井段電纜測井作業(yè)極易發(fā)生阻卡等復(fù)雜情況，電測對鉆井液的性能提出了非常高的要求[4]。

在現(xiàn)有鉆井液體系基礎(chǔ)上，通過室內(nèi)試驗，研發(fā)了新型抗高溫ENVIROTHERM NT封閉液。與現(xiàn)場使用的常規(guī)鉆井液進行性能對比，ENVIROTHERM NT封閉液在高溫高壓條件下穩(wěn)定性更好。現(xiàn)場應(yīng)用表明，ENVIROTHERM Nt封閉液能夠解決以往常規(guī)鉆井液電測過程中所遇到的問題。

1 主要問題與挑戰(zhàn)

南海西部高溫高壓井地層壓力系數(shù)1.80～2.20，設(shè)計鉆井液密度高達2.30 g/cm3左右，井底溫度最高達210 ℃，電測對鉆井液的性能提出了非常高的要求。前期探井作業(yè)表明，目前的鉆井液在電測期間存在以下問題：①井下高溫條件下，鉆井液容易發(fā)生高溫失穩(wěn)，前期探井鉆井中使用鉆井液存在不同程度的高溫失穩(wěn)，導(dǎo)致稠化嚴重或重晶石沉降；②高比重條件下鉆井液體系固相含量高，失水量大容易造成泥餅虛厚，井眼縮徑，同時由于大量自由水造成鉆井液體系內(nèi)部失穩(wěn)稠化；③高固相含量造成潤滑性能差，增加電測儀器起下摩阻。

2 室內(nèi)性能評價

根據(jù)《GB/T 16783.1-2014 石油天然氣工業(yè) 鉆井液現(xiàn)場測試 第1部分 水基鉆井液》，使用六速粘度計測定常規(guī)鉆井液和ENVIROTHERM NT封閉液在不同轉(zhuǎn)速下的讀數(shù)，并計算表觀粘度AV、塑性粘度PV、動切力YP、靜切力和動塑比YP/PV。根據(jù)井底實際溫度，在180 ℃條件下對鉆井液進行老化處理，老化時間為16 h。

在現(xiàn)有鉆井液體系基礎(chǔ)上，通過室內(nèi)試驗，研發(fā)了新型抗高溫封閉液[5-7]。現(xiàn)場使用的常規(guī)鉆井液配方為2%M-I Gel+0.3% EMI-1045 +3% KCl+0.6%NaOH+0.1%Ca(OH)2+3% XP-20K +2% Resinex +2% Asphasol Supreme +2% ULTRAHIB+1%Lube 167+優(yōu)質(zhì)重晶石（ρ=1.9g/cm3），優(yōu)化形成的ENVIROTHERM NT封閉液配方為2%M-I Gel+0.4% EMI-1045 +1% KCl+0.6%NaOH+0.1%Ca(OH)2+3% XP-20K+3% Resinex +3% SOLTEX +1% G SEAL F+2% Lube 167+優(yōu)質(zhì)重晶石（ρ=1.9g/cm3），對兩種配方進行基本性能測試，測試結(jié)果如表1～表3所示。

表1 常規(guī)鉆井液和ENVIROTHERM NT封閉液的基本性能

表2 常規(guī)鉆井液和ENVIROTHERM NT封閉液的失水性能對比

表3 潤滑性能參數(shù)對比

室內(nèi)實驗評價表明，通過對常規(guī)鉆井液配方優(yōu)化，ENVIROTHERM NT封閉液較常規(guī)鉆井液配方提高了總體穩(wěn)定性、失水性能以及潤滑性能。在性能維護上，使用優(yōu)質(zhì)進口般土MI-GEL配漿，降低有害固相對性能的影響，提高抗高溫聚合物CALOVIS FL濃度，使泥漿具有更強的高溫穩(wěn)定性和高溫護膠能力，以利于長時間電測等作業(yè)，同時提高瀝青和RESINEX的使用濃度，使鉆井液能在井壁形成薄而韌的濾餅，降低電測儀器遇卡的風(fēng)險，配合使用液體潤滑劑LUBE167和進口固體潤滑劑G SEAL F，提高泥漿的潤滑性，降低電測儀器粘附的風(fēng)險。

3 現(xiàn)場應(yīng)用

LD-X井是我國南海鶯歌海盆地一口典型的高溫高壓探井，井深4008米，井底溫度182℃，井底壓力系數(shù)高達1.82，高溫高壓目的層井段長600米，電纜測井作業(yè)期間對鉆井液的穩(wěn)定性要求高。電纜測井作業(yè)前，通過段塞的方式在裸眼段墊入25方ENVIROTHERM NT封閉液，以提高整個裸眼段在電測作業(yè)期間穩(wěn)定性。ENVIROTHERM NT封閉液的現(xiàn)場應(yīng)用配方為：2%MI Gel+0.4% EMI-1045+1% KCl+0.7%NaOH+0.15%Ca(OH)2+4% XP-20K+3% Resinex+3% SOLTEX+1% G SEAL F+2%Lube 167+優(yōu)質(zhì)重晶石（ρ=1.85g/cm3），封閉液現(xiàn)場實測性能見表4。

表4 現(xiàn)場應(yīng)用的ENVIROTHERMNT封閉液性能

實踐表明，ENVIROTHERM NT封閉液在LD-X井應(yīng)用中高溫穩(wěn)定性良好，順利完成四趟電纜測井作業(yè)，累計47.5小時，電纜測井過程中未發(fā)生阻卡，起下過程中摩阻小。通井作業(yè)后井底返出封閉液性能穩(wěn)定（見表5），未發(fā)生失穩(wěn)增稠等情況。

表5 通井返出ENVIROTHERMNT封閉液性能

4 結(jié)論

通過對常規(guī)鉆井液配方優(yōu)化，ENVIROTHERM NT封閉液較常規(guī)鉆井液配方提高了總體穩(wěn)定性、失水性能以及潤滑性能，能夠滿足海上高溫高壓井電纜測井作業(yè)要求，有效保障了電纜測井順利實施。