PEM鉆井液體系優化技術研究及應用

魯鵬 雷志永 楊世杰 劉海麗(中海油田服務股份有限公司油田化學事業部， 天津 塘沽 300457)

PEM鉆井液體系優化技術研究及應用

魯鵬 雷志永 楊世杰 劉海麗(中海油田服務股份有限公司油田化學事業部， 天津 塘沽 300457)

針對KL10-1油田群大斜度井、水平井鉆井需要，通過技術優化，引入一種泥餅增韌改良劑代替多種降失水材料，優化出抗污染、抗溫能力強，抑制性強，潤滑性和保護油層效果好的PEM鉆井液配方；并在KL10-1油田群得到了很好的應用效果，優化后的PEM鉆井液各項性能均能很好的滿足鉆井液技術要求，使東營組易垮塌地層起下鉆得到很好的改善。

KL10-1; 泥餅增韌劑; 潤滑性;抗污染; 抑制性;降本增效

KL10-1區塊屬首次開發，通過對探井作業期間該區塊的復雜情況統計，發現該區塊影響時效作業的主要因素多數屬于明化鎮、館陶組地層起下鉆阻卡以及東營組垮塌問題。針對KL10-1油田群現場鉆井過程中存在的起下鉆不暢、憋壓、憋扭矩、抬鉆具、鉆井液粘切上升幅度大等復雜情況和儲層保護需要，為進一步提高作業時效，降低鉆井液成本，通過技術梳理，本文對現用PEM鉆井液體系進行優化升級，簡化配方，使其在提高鉆井效率的同時，能夠達到降低鉆井液成本的目的，并且能更好的滿足鉆井液技術要求。

1 KL10-1油田群技術難點及應對措施

KL10-1前期已完鉆井均存在不同程度的復雜情況，主要包括鉆具阻卡，倒劃眼困難，頻繁憋壓，憋扭矩，抬鉆具，縮徑，鉆遇斷層發生井漏，井壁失穩等，并且在明化鎮組、館陶組、東營組和沙河街組均有作業井出現復雜情況。

綜合分析鉆遇地層巖性特征、鉆井液性能及現場施工措施初步推斷，KL10-1已鉆井頻繁出現復雜情況的主要原因：各個地層均含有不同程度的泥巖，明化鎮及館陶組巖屑組成多以伊蒙間層為主，遇水膨脹厲害，在選擇體系時不能使用強抑制體系，只能選擇適度抑制分散的原則來保證起下鉆效率，而東營組和沙河街組巖屑性質多為泥頁巖容易垮塌，必須選用強抑制的不分散體系，從而保證井壁穩定[1、2]。

通過技術難點及原因分析，可得出解決思路：KL10-1油田上部明化鎮館陶組可盡量采用海水膨潤土漿深鉆，下部東營組、沙河街可以依據“多元協同”防塌原理，提出“物化封堵--有效應力支撐--抑制水化”的三元協同防塌鉆井液技術對策，提高封堵性。為了達到真正的“降本增效”，油化塘沽作業公司鉆完井業務部專門針對現有PEM體系進行優化，采用綜合性高性能材料替代多種材料，以達到降低成本，增加效率的目標[3]。

2 PEM鉆井液體系室內優化研究

針對KL10-1油田群現場鉆井過程中存在的問題，根據技術措施及目標要求，對現有PEM鉆井液體系進行優化升級。通過基礎實驗，對主要單劑進行篩選，通過采用優質多功能處理劑替代老PEM體系中的多種材料，達到簡化體系構成，優化體系性能，方便現場維護，降低作業成本的目標。

采用多功能增粘提切降失水劑PF-VIF復配PF-PAC LV替代PF-XC，同時可降低其他降失水劑的加量，降低成本；采用潤滑封堵降失水劑PF-NRL(泥餅增韌改良劑)替代PFTEMP、PF-SMP和PF-SMPC及PF-DYFT，在提高泥餅潤滑性的同時，提高封堵性，降低失水，大大降低成本。

優化PEM：3%海水拌土漿+0.2%NaOH+0.3%Na2CO3+0.3% PF-PACLV +1.5%PF-VIF +2.0%NRL

+1.5%PF-LPF+3%PF-JLXC+5%KCL +0.5%PF- PLH +重晶石調節比重至1.3g/cm3。

表1 優化PEM和老PEM體系性能對比

通過材料替代及體系簡化后，優化后的PEM泥漿的基本性能與老PEM體系相差不大，并且性能更優于老PEM，流變性能低粘高切，泥餅有了一定的改善，潤滑性也大大提高。

3 現場應用效果

PEM體系在優化后，在KL10-1油田群進行應用，取得了較好的應用效果。優化PEM前期應用于KL10-1區塊2口井及QHD28-4-1D作業，通過逐步積累優化，劃眼時間逐步縮短，鉆井時效穩步提升。優化PEM體系由于簡化了配方，現場操作上免去很多繁瑣工作，操作簡單，性能易控制。鉆井液體系綜合性能優良,同時明顯提高了鉆井生產時效。

后期優化PEM體系結合海水膨潤土漿深鉆技術，推廣應用于KL10-1A/B區塊A26、A27、AB1、B7等10口井，效果顯著，平均倒劃眼速度為118.59m/h；累計節約工期12.27天，提高作業時效11.5%，使得鉆井周期大大減少；累計節約鉆井液成本193萬元，鉆井液成本降低6.2%。

4 結語

①通過引入泥餅增韌劑PF-NRL，簡化了泥漿配方，使得現場調控簡單，同時能夠滿足現場作業要求，穩定井壁，保證井眼通暢，PF-NRL材料具備提高封堵，改善泥餅質量，增強泥餅韌性的效果。②采用優化PEM體系結合海水膨潤土漿深鉆技術在KL10-1區塊進行的作業井，現場應用效果良好，泥漿性能穩定，不僅滿足了生產需要，提高了作業時效，同時降低了鉆井液成本。

[1]劉慶旺,高大鵬，徐博韜．PEM鉆井液體系性能評價與應用[J].科學技術與工程，2009,(11).

[2]李蔚萍，向興金，舒福昌，胡墨杰．渤海油田PEM聚合物水基鉆井液廢棄物固液分離技術研究[J].石油與天然氣化工，2009，38(2)：158-163．

[3]徐榮強，邢洪憲，張仁勇,等.渤海灣邊際油田水平井鉆完井技術[J].石油鉆采工藝,2008,(02).

魯鵬(1986 -)，男，漢，湖北孝感人，畢業于長江大學鉆完井液專業，工程師，主要從事鉆完井液服務工作。