抑制劑NAPG在文23儲氣庫的應用研究

國安平

中國石化中原石油工程有限公司鉆井工程技術研究院，河南濮陽 457001

聚醚胺基烷基糖苷(NAPG)是由中原鉆井院研發的新型高效抑制劑[1-3]。聚醚胺基烷基糖苷具有多胺基、烷基、羥基及葡糖糖環等，NAPG可通過多胺基團的超強吸附及拉緊作用可充分發揮抑制性能；另外，分子中的烷基糖苷結構的位阻效應可有效保證鉆井液的分散穩定性，可通過吸附兼顧一定的抑制性能[4]。

1 室內試驗

1.1 NAPG與微泡鉆井液的配伍性

文23儲氣庫現場施工三開微泡鉆井液的基礎配方為：(2%～4%)膨潤土+(0.5%～1%)LV-CMC+(0.3%～0.6% )COP-HFL/LFL+(0.3%～0.5% )穩泡劑HXC+(1%～2%)發泡劑+(1%～2% )膠束促進劑+(2%～4%)液膜強化劑+(0.1%～0.3%)泡沫控制劑+(1%～2%)改性纖維封堵劑。

為了考察NAPG對微泡鉆井液的配伍性，分別加入不同量的NAPG，考察其對微泡鉆井液穩定性及流變性的影響。鉆井液老化試驗條件為：110 ℃、16 h，試驗結果見表1。微泡鉆井液配方1#～6#為基礎配方中分別加入NAPG的量為：0，0.5%，0.8%，1.0%，1.5%，2.0%。

表1 NAPG加量對微泡鉆井液性能的影響

由表1可以得出，微泡鉆井液100 ℃高溫老化16 h后，NAPG加量0.5%～2.0%時，微泡鉆井液的動塑比和中壓濾失量基本保持不變；微泡鉆井液的密度保持不變，說明NAPG在此加量范圍內與配方所用的處理劑配伍性良好，尤其是發泡劑的配伍性；初終切略有下降、中壓濾失量基本保持不變，說明加入NAPG可一定程度上改善流變性能；微泡鉆井液中加入0.8%NAPG，動塑比0.45 ms-1、API濾失量4.5 mL、初切3.0 Pa、終切5.0 Pa。分析得出，NAPG與微泡鉆井液體系有良好的配伍性，并具有一定的稀釋鉆井液的作用。

1.2 NAPG對微泡鉆液膨潤土含量影響

NAPG有較強的抑制性能，對膨潤土水化具有一定的影響。為了考察NAPG對微泡鉆井液的膨潤土含量的影響。分別測試了NAPG加量為0，0.5%，0.8%，1.0%，1.5%，2.0%的微泡鉆井液于110 ℃/16 h條件下老化后的膨潤土含量，結果見表2。

表2 NAPG加量對微泡鉆井液膨潤土含量影響

由表2可知，微泡鉆井液體系中加入0.5%～2.0%NAPG,110 ℃/16 h老化后，膨潤土的含量隨NAPG加量的增加而降低，并且顯著降低，NAPG加量為2.0%時配方中膨潤土含量由40 g/L降為21.3 g/L，降低率為46.8%。這是因為NAPG分子中的吸附基團吸附在膨潤土表面，導致亞甲基藍有機陽離子無法與膨潤土結合，膨潤土含量降低。綜上分析，NAPG加量在2.0%以內與微泡鉆井液配伍性較好，當微泡鉆井液固相含量較高時，可加適量NAPG，在不影響泥漿性能的同時可降低微泡鉆井液的固相含量，有清除有害固相的作用。現場應用時，可根據實際情況選擇NAPG加量。

1.3 抑制性能

為驗證NAPG在微泡鉆井液所起的抑制性效果，進行現場巖屑回收試驗及巖心浸泡試驗。

1.3.1現場巖屑滾動回收試驗

試驗條件為100 ℃、16 h(一次回收)，100 ℃、2 h(二次回收)，采用巖屑為文23儲氣庫6-5井3 100～3 120 m處4～10目的鉆屑。配方分別為：測試清水、微泡鉆井液及加入1.0%NAPG微泡鉆井液，試驗結果見表3。

表3 NAPG對微泡鉆井液巖屑回收試驗的影響

由表3可得出，微泡鉆井液自身抑制性較差，一次回收率為76%，而加入1%NAPG的微泡鉆井液一次回收率到97%，二次回收率95.6%，相對回收率為98.56%，由此可知，加入1.0%NAPG的微泡鉆井液具有良好的抑制鉆屑膨脹、水化分散的能力，表現出優異的抑制防塌性能。

1.3.2巖心浸泡試驗

考察NAPG的抑制防塌性能，進行不同NAPG加量溶液的巖心柱浸泡實驗。實驗條件：取10 g研磨后的現場鉆屑在10.0 MPa，5.0 min條件下制備巖心，室溫條件下浸泡60 d后，觀察巖心外觀變化見圖1、圖2。

圖1 浸泡前巖心柱外觀形態

圖2 浸泡60 d后的巖心柱的外觀形態

由圖2可知，浸泡60 d后，巖心柱的狀態發生明顯變化，巖心柱發生了不同程度的坍塌和開裂，隨著NAPG加量的增加，可看出溶液的抑制防塌性能顯著提高。當NAPG加量為30%時，巖心表面較堅硬，因去水化作用，巖心表面出現微小裂紋。50%NAPG加量的巖心外觀形態變化不大，說明NAPG有優異的抑制防塌性能。

2 NAPG在文23儲氣庫的應用

文23儲氣庫微泡鉆井液實施井段為三開井段，目前已施工了14口井。在施工過程中，鉆井液性能穩定、起下鉆暢通、電測及完井作業均一次成功，未出現井下復雜情況。現場具體效果如下：

1)抑制性強，井壁穩定。施工中維持NAPG的合適含量，保證鉆井液的抑制性。在施工中 鉆遇泥巖和砂質泥巖含量高的井段，未出現掉塊等井壁失穩現象，施工井的井徑擴大率小于5%。

2)有利于保護儲層。加入NAPG的微泡鉆井液可有效降低體系的水活度，且NAPG獨特的分子結構能高效阻止泥巖水化和膨脹，較好地維持井眼的穩定性，降低儲層的水鎖效應，利于保護儲層。

3)NAPG與微泡鉆井液配伍性良好。微泡鉆井液加入體積分數為0.5%～2.0%的NAPG，體系的抑制性增強，且保持微泡鉆井液較強的剪切稀釋性能不變。在整個施工過程中，體系穩定，流變性好。

3 結論

1) NAPG具有較強的抑制作用，NAPG加量1.0%時，現場巖屑一次回收率達97%。

2)NAPG與微泡鉆井液配伍性良好，可顯著 提高微泡鉆井液抑制防塌性能；在文23區塊應用的14口井，井壁穩定，起下鉆正常，完井作業順利，井徑擴大率小，充分說明了NAPG的優異的防塌能力。

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