高性能水基鉆井液體系在水平井中的應用

梁文利（大慶鉆探工程公司鉆井工程技術研究院鉆井液分公司，黑龍江　大慶　163413）

高性能水基鉆井液體系在水平井中的應用

梁文利（大慶鉆探工程公司鉆井工程技術研究院鉆井液分公司，黑龍江大慶163413）

高性能水基鉆井液體系具有良好的抑制性、流變性和潤滑性，是國內外研究的熱點。通過對抑制劑的優選，確定了高性能水基鉆井液體系的配方，現場應用過程中性能表現良好，滿足了長水平段、大位移水平井的施工要求。

自2013年起大慶油田開始對外圍的致密油進行開發，應用油基鉆井液成功鉆探了多口大位移、長水平段水平井。雖然油基鉆井液具有抑制性強、潤滑性好、鉆井施工難度低等特點，但是對環境污染嚴重，后期處理困難，因此油基鉆井液已經不在適合水平井鉆井工程的需要，急需開發一套高性能水基鉆井液體系來保證大位移、長水平段水平井施工的順利進行。

1　高性能水基鉆井液體系配方

高性能水基鉆井液也被稱為胺基鉆井液，在國外被廣泛地應用。為了滿足開發大慶油田致密油水平井，選取聚胺和聚合醇兩種化合物作為高性能水基鉆井液的主要處理劑，實現高性能水基鉆井液的強抑制性、高封堵能力和良好的潤滑性。滾動回收法與線性膨脹法是國內在評價鉆井液處理劑方面比較常用的方法，這兩種處理劑的評價方法雖然擁有諸多的優點，但是對于評價像聚胺這樣的低分子處理劑還不是很適合，所以需要重新建立一套聚胺這類處理劑的評價方法，從宏觀和微觀兩個方面對聚胺化合物的抑制性進行評價。

1.1高速離心法

應用聚胺溶液與膨潤土配成濃度為6%的實驗溶液，水化24小時后與清水進行對比，結果如圖1所示。

圖1　實驗結果圖

由圖1我們可以看出，在進行離心實驗前樣品的體積是相同的，當進行離心實驗后實驗樣品JN-1最清澈，析出的水最多，因此JN-1的抑制性最強。

1.2激光粒度分析法

配制6%的聚胺與膨潤土溶液紡織在振蕩器上，每20分鐘進行振蕩一次，24小時水化后進行激光粒度實驗，分別讀取d10、d50、d90和D［4.0，3.0］的值，實驗結果如表1所示。

表1　激光粒度分析值

JN-4 JN-5 JN-3 5.022 4.957 2.295 18.016 17.534 6.475 43.526 42.02 19.263 23.157 22.174 9.405

由表1可發現，實驗樣品JN-1的d10、d50、d90、D［4.0，3.0］的值最大，說明JN-1的抑制性最強。

1.3封堵劑優選

瀝青具有良好的封堵能力，由瀝青演化出的產品還有黃化瀝青、乳化瀝青和氧化瀝青等，室內分別把這幾種產品按2%的比例加入到基漿中，在不同目的砂床上進行封堵實驗實驗結果表明：相同加量的情況下乳化瀝青瞬時漏失80ml，表現最好，封堵效果最好，且該處理劑與其他藥品配伍性也比較好。

1.4潤滑劑優選

室內在基漿中加入DYRH-3和ORH-101兩中液體潤滑劑，1分鐘和10分鐘后測定摩阻系數，分別為0.06和0.09，表現出了很好的潤滑性能，能夠滿足水平井鉆井液潤滑性的需求。

1.5鉆井液配方

根據室內實驗的數據分析，最終確定了高性能水基鉆井液的配方為：4%膨潤土+0.25%純堿+0.2%KOH+2%樹脂類降濾失劑+2%銨鹽類降濾失劑+2%封堵防塌劑+0.4%聚胺+0.3%包被劑+3%聚合醇+5%液體潤滑劑+適量消泡劑。

2　現場應用

龍26-平25井位于龍虎泡油田，是一口開發致密油水平井，完鉆井深4055.00米，水平段長2033.00米，是目前大慶油田應用高性能水基鉆井液體系施工的水平井段最長、水平位移最大的水平井。該井的目的層為青山口組的青二、三段，青山口組發育有大段的泥巖，遇水化很容易膨脹，引起井壁坍塌掉塊，給鉆井施工帶來安全隱患。因此在應用高性能水基鉆井液主要是要保證該鉆井液體系的抑制能力、封堵能力和潤滑能力，首先要保證主體抑制劑聚胺的含量不低于0.4%，鉆井液密度控制在1.25～1.30g/cm3范圍內，失水量要小于2mL，水平段每施工100米就要補充高效液體潤滑劑2噸，保證鉆井液的潤滑性。在該井的施工中，高性能水基鉆井液體系表現了良好的抑制性、潤滑性和流變性能，保證了該井的安全、順利完鉆。

3　結語

（1）通過離心法和激光粒度分析法對高性能水基鉆井液體系抑制劑聚胺的優選，最終確定了該套鉆井液體系的配方。

（2）高性能水基鉆井液體系在龍26-平25井施工中應用，取得了完鉆井深4055.00米，水平段長2033.00米的好成績。

［1］侯杰，劉永貴，李海.高性能水基鉆井液在大慶油田致密油藏水平井中的應用［J］.石油鉆探技術，2015，43（4）：59-64.

［2］鄒大鵬.大慶油田致密油水平井強抑制防塌鉆井液技術［J］.石油鉆采工藝，2015，37（3）：37-40.