低油水比油基鉆井液在三維反扣井中的應(yīng)用

摘 要：A-b2井位于東海海域，該區(qū)塊地層復(fù)雜，泥巖段容易縮徑和失穩(wěn)。本井12-1/4”井眼軌跡復(fù)雜，巖屑不易攜帶出來，井壁穩(wěn)定和鉆進(jìn)中高扭矩也是一大難點(diǎn)。針對鉆進(jìn)難點(diǎn)和油基鉆井液成本高的問題，室內(nèi)優(yōu)選和評價(jià)一套低油水比，低成本的油基鉆井液體系。該體系油水比70：30-75：25，具備良好的乳化穩(wěn)定性、流變性、封堵性、潤滑性和抗污染性，很好解決該區(qū)塊三維反扣井的一些問題，在現(xiàn)場中成功應(yīng)用，工期比設(shè)計(jì)工期提前20%。

關(guān)鍵詞：油基鉆井液;油水比;流變性能;潤滑性;三維井

東海某油氣田地層復(fù)雜，鄰井A-b1井在鉆進(jìn)過程中Stickslip值高、倒劃眼蹩扭矩嚴(yán)重、發(fā)生卡鉆等復(fù)雜情況，嚴(yán)重影響到該區(qū)塊正常開發(fā)。為保證正常開發(fā)同時(shí)降低成本，優(yōu)選和評價(jià)了油基鉆井液新配方。在鉆進(jìn)過程中該體系各項(xiàng)性能均滿足要求，為高效優(yōu)質(zhì)鉆井提供了技術(shù)保障。

1 A-b2井油基鉆井液技術(shù)難點(diǎn)

①井壁穩(wěn)定：地質(zhì)資料顯示該井段泥砂巖互層沉積，中間含多套煤層，泥巖容易膨脹縮徑垮塌，該井井眼軌跡沿著最大水平主應(yīng)力方向鉆進(jìn)，均容易造成井壁失穩(wěn);②井眼清潔：本井裸眼段長近1900m，三維反扣井，定向井軌跡非常復(fù)雜，不利于攜帶巖屑，容易形成巖屑床;③高扭矩和摩阻：井眼軌跡復(fù)雜，多處狗腿超過3°，上部井段軌跡兩次降斜反扣，鉆井過程中容易出現(xiàn)摩阻和扭矩大的情況、井眼軌跡控制難度大。

2 低油水比油基鉆井液體系優(yōu)化篩選

2.1 油水比的篩選

油水比對油基鉆井液的流變性和乳化穩(wěn)定性產(chǎn)生極大的影響，通過不同油水比測試流變性和破乳電壓，對體系進(jìn)行篩選。配方：5#白油+2.0%主乳化劑+2.0%輔乳化劑+1.0%潤濕劑+1.5%儲備堿+1.5%有機(jī)土+2.0%降濾失劑+2.0%封堵劑+1.0%流型調(diào)節(jié)劑+25%氯化鈣溶液+加重至1.15SG。從表1可知：隨著油水比增加，體系的粘切逐漸降低，穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)。油水比70：30-75：25具有良好流變性和乳化穩(wěn)定性。從油基鉆井液成本上考慮，油水比可以選擇70：30-75：25區(qū)間。

2.2 乳化劑加量篩選

乳化劑是配制油基鉆井液的關(guān)鍵組分，油包水乳化鉆井液體系是否穩(wěn)定很大程度上取決于乳化劑合理使用。為此，室內(nèi)對乳化劑加量進(jìn)行篩選。配方：280mL 5#白油+主乳化劑+輔乳化劑+1.0%潤濕劑+1.5%儲備堿+1.5%有機(jī)土+2.0%降濾失劑+2.0%封堵劑+1.0%流型調(diào)節(jié)劑+120mL25%氯化鈣溶液+加重至1.15SG。從表2可知：當(dāng)主、輔乳化劑加量1：1，總結(jié)量為4.0%時(shí)，滾前和滾后性能都很穩(wěn)定，且符合低粘高切的理念，說明該乳化劑配比對流變性的調(diào)整和和乳化穩(wěn)定性較為合適。

3 低油水比油基鉆井液體系性能評價(jià)

3.1 封堵性能評價(jià)

鉆井液中的成膜封堵劑，能夠吸附在井壁巖石表面形成一層或多層無滲透隔離膜，有效封堵不同滲透性地層，阻止固相和液相進(jìn)入地層，穩(wěn)定井壁。室內(nèi)采用填砂管（20-40目和40-60目）實(shí)驗(yàn)，評價(jià)了油基鉆井液體系成膜封堵性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：20-40目侵入深度為0.9cm，40-60目侵入深度為0.6cm，說明該體系具有較好的成膜封堵效果，能夠有效降低砂床侵入深度。

3.2 摩阻及潤滑性能評價(jià)

室內(nèi)采用極壓潤滑儀，對該油基鉆井液的潤滑性能評價(jià)。所評價(jià)油基鉆井液潤滑系數(shù)為0.06，對于水基無固相鉆井液而言潤滑系數(shù)為0.11，相比而言，油基鉆井液具有更優(yōu)良的潤滑性能，潤滑系數(shù)降低了45.5%，可以滿足鉆井作業(yè)過程中軌跡復(fù)雜的定向井對鉆井液潤滑系數(shù)要求。

3.3 抗污染性能評價(jià)

現(xiàn)場鉆進(jìn)中，油基鉆井液可能會遇到海水、巖屑、氯化鈉等的侵污，其抗污染評價(jià)見表3可知：該油基鉆井液受到海水、巖屑、氯化鈉等侵污后，整體性能都較為平穩(wěn)，變化不大，說明該體系的抗侵污能力強(qiáng)，能夠滿足現(xiàn)場作業(yè)要求。

4 現(xiàn)場應(yīng)用

鉆進(jìn)期間性能維護(hù)：①鉆井液密度1.15-1.25SG，鉆進(jìn)期間均勻提高比重，維持井壁力學(xué)平衡;②維護(hù)粘度55-65S，YP：7-12Pa，YP/PV≥0.35，低粘沖（下轉(zhuǎn)第127頁）（上接第124頁）刷井壁，高動塑比提高攜巖能力;③鉆井期間補(bǔ)充新漿維護(hù)性能，新漿油水比70：30-75：25;封堵劑和降濾失劑加量各不低于2.0%，強(qiáng)化封堵，保證井壁穩(wěn)定;④使用140目及以上篩布，開啟離心機(jī)清除低密度有害固相，保證鉆井液流變性能穩(wěn)定;⑤控制HTHP120°濾失量低于4mL，破乳電壓高于400V。鉆進(jìn)期間可適度補(bǔ)充乳化劑，保證油基鉆井液的穩(wěn)定性。

鉆進(jìn)期間泵壓扭矩正常，未出現(xiàn)高扭矩、托壓等現(xiàn)象。12-1/4”井段中完后直接起鉆至井口，裸眼段未進(jìn)行短起下通井，9-5/8”套管順利下至設(shè)計(jì)深度，中途無阻掛。整個(gè)作業(yè)期間未發(fā)生任何復(fù)雜情況，工程順利，并節(jié)省一趟短起下時(shí)間，提高了作業(yè)時(shí)效。

5 結(jié)論

①優(yōu)化篩選出一套適合于本區(qū)塊油基鉆井液體系：5#白油+2.0%主乳化劑+2.0%輔乳化劑+1.0%潤濕劑+1.5%儲備堿+1.5%有機(jī)土+2.0%降濾失劑+2.0%封堵劑+1.0%流型調(diào)節(jié)劑+25%氯化鈣溶液+加重（油水比70：30-75：25）;

②該油基鉆井液體系具有較好的流變性和乳狀穩(wěn)定性、較好的成膜封堵效果和潤滑性能。鉆進(jìn)過程中攜巖充分，井壁穩(wěn)定，高質(zhì)量泥餅極大降低復(fù)雜軌跡井眼的摩阻，成功運(yùn)用于本區(qū)塊A-b3井中;③油水比低，降低了成本。處理劑總的加量少，適應(yīng)性強(qiáng)，在各種處理劑加量變化時(shí)，體系性能變化較小，便于現(xiàn)場施工中對油基鉆井液的維護(hù)和處理。

作者簡介：

佘運(yùn)虎（1987- ），男，中級工程師，主要從事海上油氣田鉆完井液工作。