24高鈣鹽鉆井液體系的應(yīng)用

1、高鈣鹽鉆鈣鹽鉆井液體系在西部油田的研究與井液體系在西部油田的研究與應(yīng)用張輝（中原油田鉆井工程技術(shù)研究院河南濮陽(yáng)457001）摘要：針對(duì)西部油田第三系易縮徑、阻卡；三疊系、石炭系井壁易坍塌擴(kuò)徑的地質(zhì)特點(diǎn)，提出采用高鈣鹽鉆井液體系解決所述問(wèn)題。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，高鈣鹽鉆井液體系具有極強(qiáng)的抑制防塌能力，可有效地解決淺層泥巖吸水縮徑、砂巖段厚泥餅縮徑和深部泥頁(yè)巖（三疊、石炭系）剝蝕掉塊垮塌等問(wèn)題，試驗(yàn)井段井徑規(guī)則，所試驗(yàn)井三疊、石炭系平均井徑擴(kuò)

2、大率小于6%，完井電測(cè)及下套管固井等作業(yè)順利。而且該體系在同樣地層鉆進(jìn)中的密度低于常規(guī)鉆井液體系，從而有利于油氣層保護(hù)。主題詞：主題詞：鉆井液塔里木油田高鈣鹽鉆井液抑制防塌一、前言一、前言通過(guò)我們大量的地質(zhì)資料調(diào)研，塔里木盆地的地層主要具有以下特點(diǎn)；①上部地層鉆屑分散性強(qiáng)，易在井壁上形成假泥餅，主要原因是鉆井液內(nèi)抑制性處理劑加量不足，抑制性不強(qiáng)，容易引起泥頁(yè)巖地層水化膨脹，導(dǎo)致泥巖井眼縮徑。②砂巖的滲透率極高，鉆井液易向地層濾失，在井壁

3、上形成厚泥餅，造成絕大多數(shù)砂巖層新井眼井徑小于鉆頭直徑。尤其是鉆井液失水大時(shí)，如塔河地區(qū)二開(kāi)井段濾失量一般在713ml，部分井濾失量偏大，更容易形成厚泥餅。同時(shí)上述粘泥團(tuán)的存在又加劇了厚泥餅的形成。在鉆井過(guò)程中，如不適當(dāng)采取短起下作業(yè)，起下鉆阻卡將會(huì)嚴(yán)重。③地層中不同程度的含有石膏、鹽等，地層中的鈣、鎂離子侵入鉆井液中，引起粘土顆粒聚集，改變了粘土顆粒的電位，從而釋放出自由水及束附水，使鉆井液失水上升，破壞了鉆井液性能，使泥餅變厚而虛，

4、砂巖地層就會(huì)形成厚泥餅造成井徑變小。④下部、石炭系地層粘土礦物以伊蒙混層和伊利石為主，且混層比高，屬易水化分散、剝落掉塊地層。且伊蒙混層礦物水化膨脹不均勻，當(dāng)泥漿濾液沿地層微裂隙侵入地層深部時(shí)，隨著泥頁(yè)巖的水化膨脹的進(jìn)行，地層將產(chǎn)生強(qiáng)大的膨脹壓，井壁失去平衡，導(dǎo)致坍塌掉塊。⑤三疊系下部、石炭系地層存在著較高的坍塌壓力，且坍塌壓力大于孔隙壓力。當(dāng)按孔隙壓力設(shè)計(jì)鉆井液密度時(shí)，相對(duì)于地層坍塌壓力而言即形成“欠平衡”。因此，鉆井液密度過(guò)低是導(dǎo)致

5、易坍塌地層擴(kuò)徑原因之一。⑥鉆井液體系及其性能控制不合理直接會(huì)影響泥漿的防塌性能，尤其是鉆井液濾失量之間形成濾餅（內(nèi)外濾餅）——半透膜，當(dāng)鉆井液濾液中的鈣離子大于地層中孔隙水的鈣離子濃度時(shí)，由于存在鈣離子濃度差的反滲透壓力，從而降低了鉆井液濾液向地層中滲透的力量，減少了地層泥頁(yè)巖的水化分散、膨脹和運(yùn)移的能力。2、抗鈣聚合物的研究、抗鈣聚合物的研究鈣離子的抑制作用是一把“雙刃劍”，它同時(shí)也對(duì)鉆井液的其它性能造成影響，破壞了鉆井液的穩(wěn)定膠體性

6、，抑制性越強(qiáng)破壞性越大，怎樣才能既讓鉆井液中的粘土水化成膠、又能抑制地層中的粘土不水化，經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，在配制鉆井液時(shí)，搬土預(yù)水化后用抗鹽的聚合物護(hù)膠，就能得到具有穩(wěn)定性能的鉆井液，從而起到穩(wěn)定井壁的作用（因其濾液中含有大量的鈣離子）。在高鈣環(huán)境下，使用的鉆井液處理劑必需具有抗鈣能力，但目前很多所謂的抗鹽處理劑都是在處理劑中混入純堿，在室內(nèi)評(píng)價(jià)時(shí)由于純堿除去了鈣，從數(shù)據(jù)上看似乎具有抗鈣性，這些處理劑的純品當(dāng)鈣離子達(dá)到500mgl以上，在1

7、20℃老化后，幾乎失去作用，為此我們用無(wú)機(jī)有機(jī)單體和AMPS磺酸鹽單體研制開(kāi)發(fā)了專(zhuān)用降失水劑SiopE和具有防塌增效作用的兩性離子磺酸鹽共聚物CPS2000。3、高鈣鹽體系性能研究、高鈣鹽體系性能研究(1)(1)高鈣鹽體系性能與飽和鹽水性能對(duì)比高鈣鹽體系性能與飽和鹽水性能對(duì)比室內(nèi)配制的高鈣鹽體系與現(xiàn)場(chǎng)飽和鹽水井漿性能對(duì)比如表1。從表1可以看出，室內(nèi)配制的高鈣鹽體系的基本性能與現(xiàn)場(chǎng)飽和鹽水井漿的性能相近。表1高鈣鹽體系與飽和鹽水井漿性能對(duì)

8、比常規(guī)性能泥漿體系Dgcm3AVmPa.SPVmPa.SYPPaFLmlmmHTHPml高鈣鹽體系1.6557.54314.54.80.514飽和鹽水井漿1.6260.045.015.04.00.514注：高鈣鹽體系為：4%鈣土漿1.3%NaOH0.5%處理劑A0.5%GXC1%處理劑D2%處理劑C3%CaCl25%NaCl；飽和鹽水聚磺井漿為：文9044井井深3250米取的完井樣。(2)(2)高鈣鹽體系的粒度分布高鈣鹽體系的粒度分布高