伊拉克AHDEB油田鉆井液完井液技術研究與應用

汪世國，蓋軍慧，汪緒剛，王治中，李應光，李 競

（1.中國石油天然氣勘探開發公司綠洲石油有限責任公司，北京100724；2.中國石油天然氣集團公司西部鉆探工程有限責任公司，新疆 烏魯木齊830000）

伊拉克AHDEB油田是中國石油天然氣勘探開發公司綠洲石油有限責任公司與伊拉克石油公司合作的一個整裝油田開發項目。油田開發初期采用兩性離子聚合物鉆井液體系［1］，直井完鉆井深3255m，鉆井周期64.83d；水平井平均完鉆井深3652.5m，平均鉆井周期106.8d，鉆井過程中復雜情況與事故頻發，鉆井周期長、成本高。后選用聚磺混油鉆井液體系［2］，全部采用國產鉆井液材料，較好地解決了鉆井液性能穩定與井眼穩定問題，大幅提高了鉆井速度、降低了鉆井成本，受到伊拉克石油公司的高度認可，同時對中石油海外鉆井項目具有重要的借鑒意義。

1 AHDEB油田基本情況

AHDEB油田上部地層有高壓鹽水層，下部地層有裂縫和溶洞，并存在大段泥頁巖，因此鉆井過程中易發生井壁坍塌和漏失等復雜情況，嚴重影響鉆井工程的施工速度。地質分層與巖性情況見表1。

2 鉆井液的室內研究及性能評價

聚磺鉆井液具有抗溫抗鹽的特點，混油以后，會增強潤滑性及防塌效果，在鹽水層保持穩定的流變性，在泥巖段可以較好地保持井壁穩定。

2.1 各井段的鉆井液配方

表1 AHDEB油田地質分層與巖性Tab.1 Geological stratification and lithology of AHDEB Oilfield

一開：70%預水化膨潤土漿（清水＋5%膨潤土粉＋0.3%Na2CO3，預水化24h）＋30%完鉆井漿＋0.8%～1%SP－8＋0.8%～1%PLUS－L。

二開（1000m前）：一開井漿凈化稀釋至膨潤土含量25g·L－1＋0.8%～1%SP－8＋1%～1.5%PLUSL。

二開（1000m后）：井漿＋0.8%～1%SP－8＋1%～1.2%PLUS－L＋2%SPNH＋2%SMP－1干粉＋2%F－SOLTEX＋0.5%NaOH＋5%～7%原油＋0.2%～0.3%乳化劑＋重晶石粉提密度。

三開與四開：二開或三開井漿＋0.8%～1%SP－8＋0.8%～1%PLUS－L＋2%SPNH＋2%SMP－1干粉＋3%F－SOLTEX＋0.5%NaOH＋8%～10%原油＋0.2%～0.3%乳化劑＋2%～3%RH－2＋重晶石粉提密度。

油層段：井漿＋3%理想填充劑＋1%JYW－1＋1.5%CMJ－2，保持F－SOLTEX為4%。

2.2 常規性能測試

測試性能的配方為：清水＋5%膨潤土粉＋0.2%Na2CO3＋0.8%SP－8＋0.8%PLUS－L＋2%SPNH＋2%SMP－1干粉＋2%F－SOLTEX＋0.4%NaOH＋2%RH－2＋3%CaCO3＋8%原油＋0.2%乳化劑＋重晶石粉。測試結果見表2。

表2 鉆井液常規性能評價Tab.2 Conventional performance evaluation of drilling fluid

由表2可看出，體系具有良好的流變性和熱穩定性。

2.3 抑制性評價

抑制性評價分別采用線性膨脹性實驗、抗膨潤土與巖屑粉污染實驗、抗鹽與抗鈣侵污實驗及滾動回收率實驗進行，結果見表3～表6。

表3 線性膨脹性實驗結果（8h）Tab.3 Results of linear expansion experiment（8h）

表4 抗膨潤土與巖屑粉污染實驗結果Tab.4 Results of resistance to bentonite and rock pollution experiment

表5 抗鹽與抗鈣侵污實驗結果Tab.5 Results of resistance to salt and resistance to calcium influx experiment

表6 滾動回收率實驗結果（100℃／16h）Tab.6 Results of rolling recovery experiment（100℃／16h）

抗鹽與抗鈣侵污實驗的目的是為了了解鉆井液體系在鹽水層鉆井過程中鹽水侵污對鉆井液性能的影響。由表5可知，該體系抗鈣（CaCl2）5g·L－1以上、抗鹽（NaCl）100g·L－1，具有良好的抗鈣與抗鹽侵污能力。

2.4 巖心滲透率恢復值實驗（表7）

室內研究結果表明：鉆井液具有較強的抑制性、良好的流變性、較好的抗鹽與抗鈣侵污能力，儲層保護效果良好。

表7 巖心滲透率恢復值實驗結果Tab.7 Results of core permeability recovery value experiment

3 現場應用

3.1 現場鉆井液的性能（表8）

表8 AHDEB油田水平井分段鉆井液主要性能Tab.8 The main performances of drilling fluid in AHDEB Oilfield horizontal well

由表8可知，鉆井液濾失量、流變性與觸變性非常穩定，體系中大量Ca2＋及Cl－的存在亦有利于井壁穩定。

3.2 各井段井徑及阻卡時間統計（表9）

表9 鉆井密度、阻卡時間及井徑情況統計Tab.9 Statistics of drilling density，resistance card time and caliper

由表9可知，使用聚磺混油鉆井液體系以后，較好地解決了水敏性泥巖水化膨脹、縮徑問題，解決了鹽膏層與泥頁巖地層的坍塌問題。

3.3 鉆井時效統計

表10是對歷年所鉆井的機械鉆速和材料成本進行的統計，鉆速提高倍數是以2009年的平均鉆速作為比較基礎的。

由表10可知，2012年，AHDEB油田水平井鉆井速度較2009年提高2.21倍、直井提高2.52倍、定向井提高2.47倍；鉆井液材料費用同比，水平井降低了53.09%、直井降低了60.96%、定向井降低了62.06%。

3.4 廢棄鉆井液的無害化處理

對鉆井現場廢渣（鉆屑）與廢液進行工廠化集中處理。采用物理和化學相結合的方法，首先采用復合高效絮凝劑、助凝劑破壞其膠凝狀態，再采用真空吸附的方法將水體從廢液中脫離出來，使廢液中有害物的去除率達99%以上。然后采用精密過濾、超濾、反滲透相結合的工藝除去水中的有害成分。對于含油廢液，應用高效原油分離劑將含油廢液中的油相分離出99.999%，廢液再經陶瓷微孔過濾、超濾、反滲透等工藝處理，排放水達到國家一級污水綜合排放標準，固相達到國家農用污泥控制標準。

表10 AHDEB油田完鉆井鉆井速度與鉆井液材料費用統計Tab.10 Statistics of drilling speed and the cost of drilling fluid material for AHDEB Oilfield

4 結論

（1）聚磺混油鉆井液體系具有較強的抑制粘土水化分散能力，能有效抑制地層粘土的水化，保持井眼的規則和井壁的穩定。

（2）聚磺混油鉆井液體系具有良好的抗鹽、抗鈣與抗溫能力，鉆井液性能穩定。同時也拓寬了安全密度窗口，減小了鉆井與完井施工中的井漏幾率。

（3）大幅提高了鉆井時效，2012年AHDEB油田鉆井速度較2009年同比，水平井提高2.21倍、直井提高2.52倍、定向井提高2.47倍。

（4）聚磺混油鉆井液體系具有良好的儲層保護效果，油井經連續油管酸化作業后，單井產能普遍高于預期，同時也便于廢棄鉆井液的無害化處理。

［1］劉平德，牛亞斌，張梅.兩性離子聚合物鉆井液體系PL的研制［J］.天然氣工業，2005，25（3）：71－73.

［2］石秉忠，金軍斌.復合金屬離子聚磺混油鉆井液體系的研究與應用［J］.石油鉆探技術，2000，28（5）：35－36.