抗高温聚束钻井液在南堡315井的应用

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1、学兔兔www.xuetutu.com第31卷第4期钻井液与完井液Vo1．31No．42014年7月DRILLINGFLUID&COMPLETIONFLUIDJuly2014doi：10．39698．issn．1001—5620．2014．04．005抗高温聚束钻井液在南堡3—15井的应用王维，杨波，李占伟，党辉，肖和2(1．中国石油冀东油田勘探开发建设项目部，河北唐山；2．湖北汉科新技术有限公司，湖北荆州)王维等．抗高温聚束钻井液在南堡3．15井的应用[J]．钻井液与完井液，2014，31(4)

2、：15．18．摘要南堡油田3号构造中深层东营组和沙河街组地层垂深在4000m以上，地温梯度为(3．66～4．05。c)／100m，极易发生井壁失稳、井漏、CO：污染，同时储层水锁严重，地质要求对荧光进行严格控制。针对以上钻井液系列难题，室内研究了一种抗高温聚束钻井液体系，该体系是在以往低自由水钻井液体系的基础上，增强了钻井液高温条件下稳定性及微纳米级泥岩孔缝封堵能力等特性。通过在南堡3—15井的应用表明，该体系具有良好的流变性、润滑性、抑制性和低滤失性，解决了中深部地层井壁稳定和井漏问题，高温稳

3、定，抗污染能力强，实现了长位移井段低荧光钻进，且能提高机械钻速、缩短钻井周期。关键词高温；聚束钻井液；井壁稳定；CO，污染中图分类号：TE254．3文献标识码：A文章编号：1001．5620(2014)04—0015—04南堡3．15井位于南堡油田南堡3号构造，是一HLB+(0．3％～0．5％)流型调节剂HVIs+烧碱+纯碱口重点探井，该井设计井深为4999m，井底位移为+重晶石2232m，预测井底温度在160。C以上，对钻井液的1．1聚束剂和有机铝络合剂的作用机理润滑、抗温陛要求极高；钻遇的东

4、营组和沙河街组地聚束剂HMP是一种高分子量聚合物，具有较高层泥岩发育且存在微裂缝，水敏性强，易发生井壁的耐温和耐盐性，是剪切稀释性很好的增黏剂，具有失稳和井漏，且含有CO：气体，易造成钻井液污染；很强的包被抑制能力、束缚力和封堵能力。其作用原沙河街目的砂岩层属于中低孔．低渗型储层，水锁伤理是利用分子聚合物胶束中的疏水基团以类似表面活害严重，此外探井地质录井对钻井液荧光控制要求高。性剂憎水基团相互聚集形成胶束方式，相互聚集成疏以上施工难点给钻井施工带来了一系列技术难题。结水微区，导致分子内和分子问

5、缔合，分子内缔合可增合该区块的地质特征，决定采用抗高温聚束钻井液体加分子刚性，而分子间缔合则可形成连续的网状结构。系。室内评价和现场应用表明，该体系性能稳定、易因为这种分子在水溶液中由静电、氢键或范德华力作于维护，满足该区块快速、安全钻进要求[1-5]。用而在分子间产生具有一定强度但又可逆的物理缔合，形成巨大的三维网状结构，实现对钻井液中自由1抗高温聚束钻井液体系水的束缚，降低钻井液的滤失量，并利用其分子刚性，通过室内实验研究，确定了抗高温聚束钻井液配在地层孔隙中形成疏水膜，阻隔滤液进入地层，因

6、而方如下。使胶束聚合物具有较强的束缚水和封堵孔隙能力。(2％～3％)膨润土+(0．6％--~1．2％)聚束剂有机铝络合剂HOA是通过将铝化合物HAC和HMP+(1％～2％)有机铝络合剂HOA+(2％～3％)胶胶束成膜剂HCM按一定比例共聚合成，具有铝化学体稳定剂HFL．T+(2％～3％)封堵剂HBJ+(2％～3％)和成膜特性：利用铝化合物生成的铝沉淀在成膜剂胶束封堵剂HSM+(2％～3％)固壁剂HGW+1％聚胺HCM的胶结成膜作用下在孔喉或微裂缝中沉积，达抑制剂HPA+5％Kcl+(1．5％～2

7、％)防水锁剂HAR—D+到显著提高页岩井壁稳定性的能力。铝化合物在pH(1％～1．5％)润湿反转剂HWR+(2％～3％)润滑剂值较高时，它会生成水溶性的四羟基铝阴离子，而当第一作者简介：王维，1989年生，2010年毕业于西安石油大学石油工程系，现在主要从事钻井液方面的监督管理工作。地址：河北省唐山市唐海县新城大街勘探开发建设项目部；邮政编码063200；电话(0315)8765737；E—mail：ww2010@petrochina．com．crl。学兔兔www.xuetutu.coml6钻井

8、液与完井液2014年’pH值下降时，它会生成氢氧化铝沉淀，因此利用铝知，添加微纳米封堵材料后，滤纸6h滤失量降低基聚合物的这种特性来稳定井壁。由于钻井液一般呈36．9％，滤膜6h滤失量降低34．9％，在滤纸和滤膜碱性，故当在钻井液中加入铝聚合物时，它是以溶解都表现出很好的封闭性。人工岩心封堵性实验表明(见的络合离子形式存在。而当铝离子随钻井液滤液进入图3)，添加微纳米封堵材料后，可以明显降低钻井地层时，遇到地层水即会生成氢氧化铝沉淀。成膜剂液的压力传递，阻止钻井液对泥页岩井壁的侵入。HcM是一种