氯化鈉在渤海鉆完井液體系中的應(yīng)用

李凱 張利威 齊帥斌 彭三兵（中海油服油田化學事業(yè)部鉆完井液業(yè)務(wù)部，天津 300450）

氯化鈉在渤海鉆完井液體系中的應(yīng)用

李凱 張利威 齊帥斌 彭三兵（中海油服油田化學事業(yè)部鉆完井液業(yè)務(wù)部，天津 300450）

氯化鈉在渤海鉆完井液體系中應(yīng)用廣泛。在鉆井液體系中，氯化鈉常作為抑制劑與加重劑使用，在綜合陽離子鉆井液、聚合物鉆井液與EZFLOW鉆開液中都有應(yīng)用。在完井液體系中，則主要作為加重劑。使用氯化鈉與氯化鉀復(fù)配一般能收到更理想的抑制和加重效果。

氯化鈉；鉆完井液；抑制劑；加重劑；

1 氯化鈉應(yīng)用原因分析

1.1 氯化鈉鹽水鉆井液

在渤海鉆完井液配制過程中大多使用海水為溶劑，屬鹽水鉆井液體系。傳統(tǒng)觀念認為其礦化度高，對鉆具腐蝕性較大，維護工藝復(fù)雜，耗鹽量大，配制工作量大，因此在一定程度上限制了它的應(yīng)用[1]。但NaCl來源廣，優(yōu)點突出：

(1)礦化度高，抑制性強，能有效抑制泥頁巖水化；

(2)抗鹽侵能力及抗高溫能力強，可在深井和超深井中使用；

(3)濾液性質(zhì)與地層原生水比較接近，對油氣層的損害小；(4)流動性好，性能穩(wěn)定[2]。

與氯化鉀鹽水鉆井液相比，其抑制性相對較弱，可用于大段軟泥巖地層鉆進，能有效抑制泥頁巖水化，保證井壁穩(wěn)定。如DN36-2區(qū)塊明化鎮(zhèn)層位。對于其他地層，可與KCl復(fù)配達到合適的抑制效果，如HD18-1區(qū)塊中綜合陽離子鉆井液體系，應(yīng)用效果好，鉆井效率大大提高。

作用機理

抑制作用：降低濾液活度，減緩濾液向地層滲透，防止泥頁巖膨脹。

②絮凝作用：Na+使黏土顆粒的擴散雙電層受到擠壓，Na+大量聚集在吸附層附近，擴散雙電層和水化膜變薄，電位下降，顆粒間斥力趨近于零，顆粒相互聚結(jié)，產(chǎn)生絮凝。

1.2 氯化鈉鹽水完井液

氯化鈉在完井液中主要作為加重劑使用，與KCl相比，成本低且加重效果好。

表1-1 氯化鈉與氯化鉀加重數(shù)據(jù)表

1．19 1．20 30 31 357．75 372．07

由此可見，相同條件下NaCl比KCl的加重能力高，且結(jié)晶點低，更有利于低溫環(huán)境下使用。

2 氯化鈉在渤海鉆完井液中的應(yīng)用實例

2.1 氯化鈉在綜合陽離子鉆井液體系中的應(yīng)用

綜合陽離子鉆井液體系在HD18-1區(qū)塊應(yīng)用較為成功，該區(qū)塊先后使用了PEM、PEC及綜合陽離子鉆井液體系，PEM鉆井液體系采用無機鹽氯化鉀作為主要抑制劑，存在環(huán)空憋壓、返砂少、易形成巖屑床、起下鉆憋泵憋扭矩耗時長等負載現(xiàn)象。PEC鉆井液體系以氨基硅醇作為主要抑制劑，雖然減弱了蹩扭矩現(xiàn)象，但抑制性不夠。而使用綜合陽離子鉆井液體系之后鉆進過程中的返砂增多，且?guī)r屑成型，倒劃眼過程中的憋卡問題得到明顯改善[3],且加入氯化鈉后體系流變性能穩(wěn)定，易于控制和調(diào)整。

該體系中PF-CPI降低粘土表面的負電荷，使粘土表面鈍化，抑制粘土水化分散，避免地層的硬化；氯化鉀壓縮雙電層，降低粘土活化能力，與PF-CPI共同使用達到抑制平衡效果[4]。而NaCl的加入使得體系的抑制性增強，流變性更易調(diào)控。綜合陽離子鉆井液體系是NaCl在渤海鉆井液體系中成功應(yīng)用的典范。

2.2 氯化鈉在聚合物鉆井液體系中的應(yīng)用

在聚合物鉆井液體系中，采用氯化鉀與氯化鈉復(fù)配使用的方式以達到良好的抑制效果。

該體系針對LK12-1區(qū)塊地層特征，采用氯化鈉與氯化鉀復(fù)配使用。既能達到一定的抑制性，又保證井壁不過于堅硬，提高倒劃眼速度。進入館陶之后采用氯化鉀與氯化鈉復(fù)配使用，提高抑制性，保持井壁穩(wěn)定。氯化鈉在該體系中應(yīng)用效果良好。

2.3 氯化鈉在完井液體系中的應(yīng)用

氯化鈉在渤海完井液中作為加重劑使用，因其擁有更高的加重上限，較低的結(jié)晶點，且更符合環(huán)保的要求而被大量使用。

3 氯化鈉使用的結(jié)論與建議

(1)聚合物鉆井液加入適量NaCl，既不有改變原鉆井液體系的基本特性，性能也無大的波動。

(2)加入NaCl前，保持鉆井液粘切、MBT適中，若提粘困難，可以適當混入預(yù)水化好的膨潤土漿。

(3)聚合物鉆井液加NaCl時，注意控制Cl-含量，過高易引起粘切升高、失水變大，過低，則抑制性弱，效果不佳。

(4)施工中要勤監(jiān)測，Cl-含量下降要及時補充。

(5)若單獨使用氯化鈉抑制性不理想，可與氯化鉀復(fù)配使用。

(6)作為加重劑使用時注意加重上限與結(jié)晶點。

[1]趙靜杰.魯克沁油田鉆井液設(shè)計與應(yīng)用[B].西部探礦工程.2010.10:42-43+47.

[2]薛志飛，張永，雷志永，宋曉偉.陽離子鉆井液在渤海油田的應(yīng)用.中海油田工程技術(shù)2015.03：31-34.

[3]汪軍英，李益壽，李云志，等.陽離子鉆井液在土哈溫西區(qū)塊的研究與應(yīng)用[J].鉆井液與完井液，2008.25（3）：39-42.

[4]劉雨晴.陽離子聚合物鉆井液的研究和應(yīng)用[J].天然氣工業(yè)，1992.12（3）：46-52.

李凱（1985-），工程師，學士，2009畢業(yè)于西南石油大學應(yīng)用化學專業(yè)，現(xiàn)從事泥漿工程師工作。