硅銨聚合物鉆井液體系在英坨地區的應用

摘要：吉林探區英坨地區上部地層造漿嚴重，我們使用聚丙烯酸鉀聚合物鉆井液體系，鉆井施工后期，鉆井液粘度切力升高，導致流變性變差，四方臺組縮徑，嫩江組造漿嚴重，嫩二及青山口組掉塊，起下鉆有抽吸現象，這地層特點一直困擾著鉆井生產，影響快速優質鉆井施工。為了更好的解決這些問題，做了大量的室內研究，確定出與這個區塊相適應的硅銨聚合物強抑制性鉆井液體系，制定出切實可行的施工方案，并在現場進行了應用試驗，明顯提高了機械鉆速，延長了PDC鉆頭的使用壽命，縮短了鉆井周期，降低了鉆井液成本，取得了明顯的經濟效益，在這個地區推廣應用，效果明顯。

關鍵詞：頁巖膨脹；鉆井液抑制性；縮頸；造漿；粘度；切力

一、地質情況簡介

英坨地區地層自上而下鉆遇第四系、第三系泰康組、大安組、白堊系上統的明水組、四方臺組、白堊系下統的嫩江組、姚家組、青山口組及泉頭組，總體上看該地層礦物組分以伊蒙混層為主，其中，四方臺以上地層為雜色砂礫巖及灰綠、灰色泥巖和粉砂質泥巖、蒙脫石含量相對較高，地層較軟，鉆遇該層位易吸水膨脹引起縮徑，嫩二段地層伊利石含量相對較高，地層易發生掉塊及坍塌，青二加三段以伊利石為主，同時含有一定的綠泥石，該層位層理發育，巖芯成“千層餅裝”，水分子極易沿層理和裂縫進入層片之間，加強了粘土層片間的離解，導致井壁不穩定。英坨地區上部地層造漿嚴重，青二加三段縮徑，針對這兩個地區地層特點，經室內試驗確定出硅銨基強抑制性鉆井液，制定該體系的現場施工方案。

二、室內研究試驗：

首先從理論上了解一下硅醇抑制劑的作用，硅醇抑制劑的有效成分是甲基硅醇鈉，含量大于14%，甲基硅醇鈉具有優良的抗溫能力，抗溫可達240oC，同時具有潤滑保護井壁的性能。對粘土水化分散具有一定的抑制作用，并且性能穩定，甲基硅醇鈉與聚丙烯酸鉀發生聚合反應，能有效的抑制鉆屑的水化分散，同時具有降粘降切作用，穩定鉆井液粘度切力，硅醇抑制劑處理的鉆井液各項性能長期穩定。

以上是硅醇抑制劑在實際應用中的理論。根據現場需要，在現場應用之前，做了如下幾項室內實驗：

表3實驗巖樣選在英臺與四方坨子地區，取平均值。巖樣回收率實驗結果表明，硅銨聚合物體系的頁巖回收率比聚合物體系的略高。

三、現場應用實驗

1、打完導管固井侯凝時間到了，用清水掃水泥塞，掃穿之后開始配制膨潤土漿：膨潤土4%+純堿0.3%+銨鹽0.5%

2、采用膨潤土漿鉆進過流沙層。

3、用膨潤土漿鉆進過流沙層后，以膠液的形式逐步加入聚丙烯酸鉀0.2%和銨鹽0.5%

4、當井深在350—450時，調整鉆井液性能在50S左右，逐步加入硅醇抑制劑進行體系轉化。

5、采用銨鹽膠液維護粘度切力，控制濾矢量。

6、隨時監測鉆井液性能，要根據實測數據決定補充各種處理機加量。

四、現場應用效果

采用硅銨聚合物鉆井液體系在英臺和四方坨子大16口井，英臺地區5口，四方坨子11口，鉆井施工都非常順利，測井都是一次成功。鉆井液性能都符合設計要求。

下面我們把用聚合物體系和硅銨聚合物鉆井液體系，在英臺和四方坨子所打井做一下對比。

五、結論

1、硅銨聚合物鉆井液鉆井液體系流變性好，懸浮能力強，攜屑能力強。

2、抑制性強，在大段泥頁巖井段，控制造漿能力強，流動性好。

3、具有一定的潤滑作用。

4、提高了機械鉆速。

5、降低了處理劑成本，維護簡單。英臺地區單井鉆井液成本是63705元，四方坨子單井鉆井液成本是77924.43元。使用硅銨聚合物鉆井液，每口井可以節約處理劑成本4000元左右。

該體系能與多種處理復配使用，而且效果比較好，比如在海坨子地區，由于姚家組油層漏失嚴重，因此需要在打開油層前，加入2%堵漏劑，聚合物體系在加入堵漏劑后，流動性不好，粘切高，環控阻力大，導致井底壓力大，容易造成漏失。使用硅銨聚合物鉆井液就解決了這個問題。

6、具有廣泛推廣使用的價值。

參考文獻

[1]穆劍主編《鉆井液及處理劑評價手冊》北京：石油工業出版社，2007·11

作者簡介：田兆義，1963年生，1991年畢業于吉林油田職工大學油田化學專業，一直從事鉆井液、完井液的研究和現場服務工作。

（作者單位：大慶鉆探工程公司鉆井四公司鉆井液分公司）