胺基硅醇鉆井液體系的應(yīng)用

何振奎 劉炳 華松 鄭永超 劉霞（華北石油工程有限公司河南鉆井分公司，河南 南陽 473132）

胺基硅醇鉆井液體系的應(yīng)用

何振奎 劉炳 華松 鄭永超 劉霞（華北石油工程有限公司河南鉆井分公司，河南 南陽 473132）

泥頁(yè)巖是鉆井中遇到的主要地層，抑制泥頁(yè)巖造漿、維持泥頁(yè)巖井壁穩(wěn)定是鉆井界永遠(yuǎn)的攻關(guān)方向。河南油田東部大部分油田古近系廖莊組、核桃園組粘土礦物含量高，其中蒙脫石含量高達(dá)40～70%，造漿嚴(yán)重，導(dǎo)致鉆井液性能差、井壁不穩(wěn)定。大分子聚合物抑制包被劑可較好地解決泥頁(yè)巖的造漿問題，但是其抑制能力仍然不足。胺基硅醇分子量小，分子中含有硅羥基，能有效抑制泥頁(yè)巖水化、分散、膨脹和造漿，將基引入河南油田鉆井液體系中，形成直井定向井、水平井2套體系，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用6口井，性能穩(wěn)定，沒有由于造漿而外排鉆井液，沒有掏罐；井徑擴(kuò)大率小，井徑規(guī)則，起下鉆、電測(cè)、下套管通暢。

胺基硅醇粘土礦物造漿抑制；井徑擴(kuò)大率鉆井液排放量；鉆井液直接成本；胺基硅醇；鉆井液；應(yīng)用

1 胺基硅醇鉆井液體系構(gòu)建

在各區(qū)塊鉆井液體系（直井、定向井、大斜度井、水平井）配方基礎(chǔ)上引入胺基硅醇形成不同區(qū)塊不同井型的胺基硅醇鉆井液體系。經(jīng)一系列室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，主要成分優(yōu)選結(jié)果如下：

胺基硅醇加量?jī)?yōu)選：結(jié)合抑制效果及成本，優(yōu)選加量0.5-0.8%。

包被劑優(yōu)選：優(yōu)選0.3%KPAM作為體系的大分子包被劑。

膨潤(rùn)土加量?jī)?yōu)選：膨潤(rùn)土加量達(dá)到4%時(shí)，可以滿足流變性要求。

降濾失劑優(yōu)選：采用2%OSAM-K作為優(yōu)化配方的降濾失劑。

防塌封堵劑優(yōu)選：結(jié)合API和HTHP濾失量及砂床實(shí)驗(yàn)，2%SFT效果最好，作為防塌封堵劑。

形成如下體系配方：

直井/定向井配方1：4%土漿+0.2%NaOH+0.3%KPAM+2% OSAM-K+2%SFT

+0.5%AGC-HN+1%ZRH-2

大斜度/水平井配方2：4%土漿+0.2%NaOH+0.3%KPAM+ 2%OSAM-K+3%SFT

+6-8%白油+0.2%SP-80+2%ZRH-2+0.5%AGC-HN

2 胺基硅醇鉆井液體系性能評(píng)價(jià)

2.1 基本性能

數(shù)據(jù)表明，引入胺基硅醇AGC-HN后，鉆井液具有良好的流變性和濾失造壁性。

2.2 抗鉆屑污染能力評(píng)價(jià)

數(shù)據(jù)表明，隨著鉆屑的增加，AGC-HN體系的粘切逐漸增加，但上升幅度較小，流變性能較穩(wěn)定。當(dāng)鉆屑加量為5%時(shí)，動(dòng)切力YP上漲率為13%；鉆屑加量為25%時(shí)，體系動(dòng)切力YP上漲率達(dá)47.69%。因此體系可抗鉆屑25%，有效抑制的水化造漿，抑制性好，抗劣質(zhì)固相污染能力強(qiáng)。

2.3 胺基硅醇鉆井液體系性能綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

胺基硅醇鉆井液體系性能綜合評(píng)價(jià)結(jié)果表明，鉆井液堵封能力強(qiáng)，高溫高壓濾失量11ml，鉆井液頁(yè)巖滾動(dòng)回收率達(dá)86.9%，16h膨脹率只有8.07%，說明抑制能力強(qiáng)。滲透率恢復(fù)值85.7%，儲(chǔ)層保護(hù)效果好。

3 應(yīng)用效果

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)6口井，試驗(yàn)井與鄰井井徑擴(kuò)大率、鉆井周期對(duì)比可知，胺基硅醇顯著提高鉆井液的抑制性，井壁穩(wěn)定，井眼規(guī)則，平均井徑擴(kuò)大率在0.48%-3.53%左右，起下鉆通井順暢，電測(cè)順利，下套管一次到位。另外試驗(yàn)井除1口井掏了一次錐形罐外，其余3口井均未陶罐，有效減少了鉆井液的外排量，減輕了環(huán)保壓力；在井型、井深基本相同的情況下，鉆井周期大大縮短。

4 鉆井液維護(hù)處理

4.1 一開井段（0-301m）

開鉆前配膨潤(rùn)土漿60m3，循環(huán)罐中加入清水和0.3%的純堿，然后在攪拌下通過配漿漏斗加入6%～7%的膨潤(rùn)土，攪拌預(yù)水化24h以上備用。

鉆井液性能：密度1.06-1.10g/cm3，粘度45-60s。

完鉆后大排量洗井，充分循環(huán)鉆井液使含砂量降至0.5%以下，振動(dòng)篩基本無砂時(shí)，進(jìn)行短起下鉆作業(yè)。

短起下后再充分循環(huán)2周～3周，用高粘度鉆井液清掃井眼，確保下套管順利。

4.2 二開井段（直井或直井段）：胺基硅醇強(qiáng)抑制不分散體系

施工難點(diǎn)：上部地層造漿嚴(yán)重，極易膨脹縮徑造成起下鉆困難，開鉆前將大分子量提高至0.2%-0.3%，胺基硅醇含量加至0.5%。

配方：4%土漿+0.2%Na2CO3+0.3%KPAM+2%OSAM-K+2% SFT+1%ZRH-2+0.5%AGC-HN+（定向段：+6-8%白油+0.2% SP-80）

維護(hù)措施：

（1）一開固井后，使用清水和稀膠液沖稀循環(huán)罐內(nèi)老漿，降低膨潤(rùn)土含量至30g/L左右，并加入0.4t純堿防止水泥污染，進(jìn)行掃塞作業(yè)。掃塞結(jié)束后，徹底清理循環(huán)系統(tǒng)泥砂，將鉆井液中加入KPAM、OSAM-K調(diào)整鉆井液性能：控制鉆井液粘度在35s～40s之間，密度在1.01～1.05g/cm3開始二開鉆進(jìn)。

（2）鉆進(jìn)過程中，將各種處理劑按配方比例配成膠液，以細(xì)水長(zhǎng)流的方式加入，補(bǔ)充泥漿消耗量。采用0.15-0.3%的KPAM膠液維護(hù)，提高鉆井液體系的抑制能力；同時(shí)，補(bǔ)加有機(jī)硅腐植酸鉀降低鉆井液濾失量，控制失水在5ml以內(nèi)。

5 結(jié)語

研制的胺基硅醇強(qiáng)抑制對(duì)鉆井液的流變性和濾失量均無明顯影響。AGC-HN體系具有優(yōu)異的抗污染能力（抗鉆屑污染達(dá)25%）和儲(chǔ)層保護(hù)效果（滲透率恢復(fù)值達(dá)到85%）。形成適用于東部油田直井定向井、大斜度水平井胺基硅醇鉆井液體系配方。現(xiàn)場(chǎng)使用6口井，結(jié)果表明：胺基硅醇體系抑制性強(qiáng)，返出鉆屑完整，無糊篩現(xiàn)象；改變了由于地層造漿、頻繁掏罐、排放泥漿的現(xiàn)象，減少了泥漿排放量，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。與鄰井相比，井徑平均擴(kuò)大率小，井眼規(guī)則，起下鉆、電測(cè)、下套管順利，井下安全且有利于提高固井。

[1]胡友鄰,岳前升,等.BZ29-4S油田軟泥巖鉆井液技術(shù)研究.石油天然氣學(xué)報(bào),2012,10.

[2]劉曉棟,王宇賓,等.活性泥頁(yè)巖鉆井液技術(shù)研究與應(yīng)用.石油鉆采工藝.2011,33.

何振奎，（1959-）甘肅古浪人，高級(jí)工程師，華北石油工程有限公司鉆井工程專家。一直從事鉆井液技術(shù)研究、新技術(shù)推廣工作及鉆井液現(xiàn)場(chǎng)施工。