无土相复合盐水钻井液的研究与应用

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1、学兔兔www.xuetutu.com第27卷第6期钻井液与完井液、，01．27No．62010年l1月DRILLINGFLUID＆COMPLETIONFLUIDNore．20l0文章编号：1001。5620(2010)06—0034—04无土相复合盐水钻井液的研究与应用刘兆利，李晓明，张建卿，付红卫，王玉鹏，兰正升，夏俊(川庆钻探_【程有限公司长庆钻井总公司，西安)摘要长庆气田水平井斜井段将钴遇石千峰细、石盒子细易坍塌地层以及山西组、本溪组易垮塌煤层，以往使用的三磺钻井液防塌能力差，井径扩大率大，为了稳定井壁，提高钻井液密度和黏度后，又导

2、致机械钻速降低，泥饼质量和润滑性变差，摩阻增大。针对以上情况，开发了复合盐水钻井液，其可由聚合物体系和抗盐三磺体系直接转化，使用甲酸钠、氯化钠和氯化钾3种盐，复配抗盐降滤失剂、提黏剂、超细碳酸钙、阳离子乳化沥青粉等材料。室内研究和现场应用结果表明，该体系具有抑制性好、防塌能力强、密度高、滤失量低、固相含量低、润滑性良好、性能易于控制等特性，有效地解决了钻进中地层掉块、垮塌、岩屑携带及阻卡等问题，起下钻畅通，下套管顺利，井径规则，平均井径扩大率在10％以内，控制了井下复杂情况的发生，满足了水平井安全钻井的需要。关键词水平井；气井；复舍盐水钻

3、井液；无黏土相钻井液；井眼稳定；机械钻速；钻头泥包中图分类号：TE254．3文献标识码：A随着长庆气田开发和产能建设的需要、水平井入了聚合物抗盐降滤失剂(HL一60)。室内对SFT-1增产效果的凸显、水平井应用的范围逐步扩大，以和HL一60在甲酸钠和氯化钠混合盐溶液中的使用往使用的水基三磺钻井液存在的不足突出表现如效果进行了评价，结果见表1。可以看出，加入下：抑制性差，具体表现为防塌能力差、PDC钻头SFT-1和HL．60后，基浆密度变化较小，漏斗黏度泥包、井径扩大、井眼不规则等；密度较高时，体升高幅度不大，降滤失效果明显，SFT-1和H

4、L．60系中固相含量高，泥饼厚，润滑性差，摩阻大，滑是该体系理想的三磺材料。表1中钻井液配方如下。动钻进时托压、压差卡钻严重。针对以上情况，研1清水+0．3％PAC+0．2％KPAM+l5％甲酸钠究应用了复合盐水无土相钻井液体系，目的是用无WT-1+20％NaCl机盐和有机盐提高钻井液的密度、降低钻井液的总21+5％SFT-1+2％HI一60固相含量、增强钻井液的防塌抑制能力、提高机械表1SFT-1和HL60对甲酸钠／氯化钠溶液性能的影响钻速，降低钻井事故复杂时效，提高整体经济效益。1室内实验1．1体系配方的确定n1)引入甲酸钠。甲酸钠自

5、身密度较高，溶于注：配方中加入5％SFT-1和2％HL一60后，充分搅拌均匀并加热至75℃，然后降至室温测定性能。水后可形成较高密度的溶液，且价格便宜，是配制无固相、低固相流变性较好的高密度钻井液的基础。3)同相的优选。将基浆充分搅拌均匀后分成42)抗盐三磺材料的选择。在三磺材料选择方份，分别加人同等含量(5％)的不同活性固相，搅拌面保留了原j磺盐水体系中使用效果较好的阳离子均匀后静止24h，搅拌30min测其性能，结果见表2。乳化沥青粉(SFT-1)和磺化酚醛树I~(SMP一2)，新引从表2可以得出以下结果。①重晶石提高密度的效第一作者

6、简介：刘兆利，工程师，毕业于重庆石油学校油田化学专业，现任川庆钻探工程有限公司长庆钻井总公司技术管理发展部钻井液办公室主任。地址：西安市未央区长庆大厦2107；邮政编码71002l；电话(029)86592020。学兔兔www.xuetutu.com第27卷第6期刘兆利等：无土相复合盐水钻井液的研究与应用35果较明显，但是加入其导致摩阻变大，且降滤失效1．3钻井液的维护处理措施果差，需和大量润滑剂配合使用；②膨润土在加入1)提高体系的综合防塌能力。在斜井段施工过程中先期效果不明显，在其加量超过2％后黏度时，由于轨迹控制需要，使用牙轮钻头钻

7、进，机械突然上升，流动性变差，搅拌困难。可见膨润土的钻速下降，使钻井液对井壁的浸泡时间加长。随着加入破坏了体系的基本性能，导致黏度迅速上升、井斜的增加，新井眼井壁的稳定性逐渐下降，且盒切力变大、泥饼虚厚、降滤失效果不明显，虽然摩6、盒7组泥岩易塌井段的井斜为60。～80。，对地阻在适当范围，但不适合此体系使用。③在加量一层的稳定极为不利，容易造成井下复杂情况的发生，样时，超细钙和石灰石粉提高密度的效果一样，超为此决定采用物理防塌和化学防塌措施。在钻进该细钙由于粒度小，其形成的泥饼较加石灰石粉时致井段前，维持钻井液密度大于1．28g／cm，

8、用高的密，降滤失效果明显，且钻井液摩阻容易控制，因液柱压力平衡地层坍塌压力，同时以0．5％～1．0％此其适合该体系使用，但是其价格昂贵，不适用于的XCS．3、1．5％SF~1为主防塌剂，配合使