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1、有机盐钻井液在塔里木东河油田DH186井的应用有机盐钻井液在塔里木东河油田DH186井的应用周建东李在均邹盛礼瞿凌敏姚少全张民立唐怀联何宝石(1.塔里木油田分公司;2.北京培康佳业技术发展有限公司;3.塔里木石油勘探开发指挥部第四勘探公司)摘要有机盐钻井液体系由水溶性加重剂Weigh2和Weigh3,降滤失剂Redul和Redu2,无荧光白沥青NFA一25,强包被抑制剂IND10,提切剂Viscol和Visco2组成.有机盐钻井液具有流变性好,抑制性强,造壁性好,保护油气层效果好,对钻具无腐蚀,对环境无污染等特点.介绍了有机盐钻井液在DH186井的现场应用情况.应用结果表明,该井二开段井眼平均
2、井径扩大率为5.4;该井井底温度为134,在深井段取心,钻进和完井的施工中,钻井完井液性能稳定,滤失量稳中有降,取心,完井作业,3次完井电测以及下套管固井均非常顺利.该井使用FS2565钻头从井深1892m钻至井深5120m,进尺3228m,钻头提出后完好无损,证明该体系能够充分清洗,冷却和保护钻头,延长钻头寿命;该井有机盐钻井液现场用浆经中国石油天然气集团公司环境监测总站检测,结果无毒.关键词:有机盐钻井液钻井液性能防止地层损害机械钻速环境保护DH186井概述针对塔里木盆地深井长裸眼钻井,泥页岩易水化分散,钻井地区对环境保护要求高等特点,塔里木油田分公司开发事业部在其他油田应用有机盐钻井液成
3、功经验的基础上,在塔里木油田进一步进行有机盐钻井液的现场应用试验.有机盐钻井液体系由水溶性加重剂Weigh2和Weigh3,降滤失剂Redul和Redu2,无荧光白沥青NFA一25,强包被抑制剂IND10,提切剂Viscol和Visco2组成.有机盐钻井液体系具有如下特点.流变性好.Weigh2和Weigh3在水中的溶解度分别大于9O%和150,水溶液密度较高,最高可达1.55g/cm.,在一定密度范围内,不需用惰性加重剂调节密度,在高密度范围内惰性加重剂加量也比常规钻井液少得多,且流变性比常规钻井液好得多.抑制性强.有机盐加重剂在钻井液中可离解为M阳离子(K,Na,NHf和NHRf)以及有机
4、酸根阴离子XRCOO一,M可进入层状粘土晶格,抑制粘土分散与膨胀,XmRC00一可吸附在粘土片状结构的边缘上,抑制其分散与膨胀.造壁性好.Redu系列降滤失剂,无荧光白沥青NFA一25可以改善泥饼质量,降低滤失量,形成润滑性能良好的薄而韧的泥饼,防塌,防卡.保护油气层效果好.有机盐钻井液中离子活度高,水活度小,钻井液中的水不会进入井壁,井壁中的水进入钻井液,且钻井液中各组分不会与地层水中的组分形成沉淀,可以有效地保护油气储层.对钻具无腐蚀,对环境无污染.现场应用2000年6月在塔里木东河油田的DH186井进行了现场应用试验,取得了安全优质钻进,钻速快,井径规则的良好效果.1.试验井概况DH18
5、6井设计井深为5900m;实际井深为5950m;311mm钻头钻至井深1507m,216mm钻头钻至井深5950m.DH186井第四系(O187m)岩性为流沙,粉沙岩;上第三系(1874462m)岩性为泥岩,粉沙岩,底部夹石膏;下第三系(44624582m)岩性为泥岩,粉沙岩;白垩系(45825ll6m)岩性为砂泥岩;侏罗系(51165578m)岩性为泥岩,粉沙岩;石炭系(55785950m)岩性为泥岩,粗砂岩,细砂岩.DH186井钻井液技术难点为:一开表层段较长(1500m),有流砂层且地层胶结性差,极易造成串漏和散塌;二开裸眼段长(15005950m);第三系至白垩系地层埋藏深(5116m
6、),且以强水敏性泥岩为主,易分散造浆,易发生缩径卡钻;侏罗系地层极易发生垮塌,掉块,井壁难稳定;二开裸眼段存在多套压力系统,目的层石炭系压力低(在1.00g/cm.以下),易发生井漏.2.现场应用情况DH186井分段钻井液配方如下.钻井液与宄井液?2002年第19卷第4期?2】.二开转化配方水+10Weigh2+0.8%Redul15073000m井段配方水+0.3NaOH+0.3Na2CO.+15Weigh2+1Redul+0.2IND1030004300rn井段配方水+0.3NaOH+0.3Na2CO3+(510)Weigh2+1Redul+0.2IND10+0.5NFA一25+0.5%D
7、H一143005600m井段配方水+0.3%NaOH+0.3Na2CO.+(8%11)Weigh2+1.5%Redul+2NFA一25+1DH一156005770m井段配方水+0.5NaOH+(15-20%)Weigh2+0.5JYP57705950rn井段配方水+0.5NaOH+(152O)Weigh2+29/5Redul+2NFA一25+0.5DH一1+2JYP其中,DH一1为润滑剂,JYP为油气层屏蔽暂堵剂.二开转化为有机盐钻井液后,钻井液性能非常稳定,流变性良好,粘度和切力较低,见表1.DH186井顺利钻至井深4300m后,加入2%无荧光白沥青NFA一25,井壁较稳定,没有出现垮塌,掉
8、块现象.在最后300m钻进井段,粘度和切力有所上升,主要是润滑剂DH一1加量太大所致,后改为加入胶液,流变性大有改善.该井在钻进及取心(58905933rll井段)过程中,起下钻均畅通无阻.电测均一次成功,下套管顺利到底,钻井液返出正常,开泵循环通畅,固井注水泥,替浆至碰压都非常顺利,无憋泵,漏失现象.二开使用216mmH126钻头钻至井深1892ITI,机械钻速为12.2m/h,换PDC钻头(FS2565)钻至井深5120ITI,机械钻速为7.63m/h,钻头起出完好无损.DH186井全井的平均机械钻速为6.91m/h,钻井周期为58.5d,其中取心进尺43.6m,占用时间为6d,比以往在该
9、区块的钻井速度有了较大的提高.DH186井完井液性能良好,井眼规则(井径扩大率为5.4),为固井施工创造了良好条件.固井质量为优级.表1DH186井分段钻井液性能?22?钻井液与完井液?2002年第19卷第4期几点认识1.井深在5000m以内时,有机盐的浓度大于10,井深在5000m以上时,有机盐的浓度大于15时,钻井液体系具有抑制性强,性能稳定,井壁稳定的特性.2.有机盐钻井液体系对水敏性泥页岩地层的抑制能力非常强,在钻进中井壁稳定,井眼规则,井径扩大率较小.由测井数据可知,DH186井二开段井眼平均井径扩大率为5.4.3.有机盐钻井液体系具有较好的抗高温能力,DH186井井底温度为134C
10、,在深井段取心,钻进和完井的施工中,主要以有机盐体系的配套处理剂有机盐加重剂Weigh2,降滤失剂Redul和白沥青NFA一25配制胶液维护处理,钻井完井液性能稳定,滤失量稳中有降;取心,完井作业,3次完井电测以及下套管固井均非常顺利.4.有机盐钻井液体系中亚微米颗粒含量非常低,可降低钻头的研磨效应,延长钻头的使用寿命,该井使用FS2565钻头从井深1892m钻至井深5120m,钻头起出后完好无损.证明该体系能够充分清洗,冷却和保护钻头,延长钻头寿命.5.当有机盐在钻井液中的浓度达到一定值时,对粘土矿物的吸附扩散双电层具有较强的压缩作用,使侵入钻井液中侵入的粘土矿物产生面一面聚结,在重力的作用
11、下沉降,有利于固控设备清除,降低固相含量.6.通过在现场施工过程中观察得知,金属在有机盐钻井液中不发生电化学反应,钻具,设备不会被腐蚀;在每次提下钻过程中,井内钻具起出都未见任何腐蚀迹象.7.有机盐钻井液体系由于固相含量易控制,电解质浓度高,对油气储层不会产生堵塞污染,根据活度平衡理论,当钻井液的矿化度大于地层流体矿化度时,井眼系统的水不会流向地层;体系中不含高价离子,不会与地层流体中组分生成沉淀,可有效保护油气储层.8.有机盐钻井液中各组分皆为无毒物质,不会对环境造成污染.DH186井有机盐钻井液现场用浆已经中国石油天然气集团公司环境监测总站检测,检测结果为无毒.作者简介周建东,高级工程师,
12、1965年生.1987年毕业于江汉石油学院钻井专业,获工学学士学位,现任塔里木油田分公司开发事业部副经理.地址:新疆库尔勒市塔里木油田分公司开发事业部;邮政编码841000.(收稿日期20020325;HGF=024A16;编辑汪桂娟)(I-接第2O页)4RoberJ.EnglishandHarpreetS.Gulati.SolutionRheolo-gyofaHydrophobicallyModifiedAlkalisolubleAssoeiativePolymer.J.Rheo1.,1997,41(2):4274445周晖,黄荣华.疏水缔合水溶性丙烯酰胺一丙烯酸正辛酯共聚物的溶液性能.油田
13、化学,1997,(14)3:2522566郭拥军,等.疏水改性水溶性聚合物/表面活性剂溶液性质.应用化学,1999,(16)6:56587李春洲,祖庸,马宝歧.泡沫流变特性研究.化工,1993,(44)4:48O4858BiggsS,SelbJandCandauF.EffectofSurfactantontheSolutionPropertiesofHydrophobical1yModifiedPolyacrylamide.Langmuir1992,8:8388479AnnaLenaKjoniksen,SusanneNilsson,etc.EffectsofSurfactantonDynami
14、candViscoelasticPropertiesofAqueousSolutionsofHydrophobicaUyModifiedEthy(hydroxyeth1)cellulose,withandwithoutSpacer.Macro-molecules,2000,(33)8:7788610罗开富,叶林,黄荣华.疏水缔合水溶性聚合物的溶液性质.油田化学,1999,(16)3:286290l1谢剑耀,樊世忠.泡沫稳定性.油田化学,1988,(5)1:56163作者简介李林辉,1977年生,2000年毕业于西南石油学院应用化学专业,现为西南石油学院化学化工学院应用化学专业2000级硕士研究生,现主要从事疏水缔合水溶性聚合物微观结构与宏观流变性的研究.地址:四川省南充市西南石油学院硕2000;邮政编码637001;电话(0817)2607943;Email:ncjason.(收稿日期20011226;HGF=024A8;编辑张炳芹)钻井液与完井液?2002年第19卷第4期?23?
