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水包油钻井液在 C F D 1 8 1 一 A2 h井水平段的应用 I 韩丰欣， 杨成t 孙震z l 1 ． 中海 石油 q - 国 有限 公司天津分公司； 2 ． 中 海油能源 发展监督监理 技术公司 摘要C F D1 8 1 一 A2 h 井水平段钻遏古近系东营组二段底部砂砾岩及古潜山， 裂缝发育， 地层温度较高， 储层保护压 力大，常规钻井液作业难度大。由于水包油钻井液具有密度低、井底负压值波动小、稳定性强、润滑效果好、对储层伤害 小等优点， 所以选用了抗高温低密度水包油钻井液配合压力控制钻井技术钻进。钻完井作业期间， 水包油钻井液性能稳定， 机械钻速较高，起下钻正常，筛管顺利下至设计深度 ，投产后 自喷状态即超配产 1 0 0 ％，储层保护效果显著。 关键词水包油钻井液井壁稳定储层保护 D OI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 2 3 0 2 x ． 2 0 1 0 ． 0 5 ． 0 1 0 1 钻井技术难点 C F D 1 8 1 一 A 2 h 井是一口水平井 ，主要 目的层由古 近系东营组二段底部砂砾岩及潜山基岩组成 ，次级断 层较为发育。本井主要存在以下 4方面难点 1 根据探井井下取样报告， 储层温度为 1 0 9 ． 5 ℃， 地温梯度约 为 3 ． 4 C ／ 1 0 0 m 泥线温度设为 1 5 ℃ 。常规 钻井液无法满足抗高温要求。 2油藏分析显示砂砾岩顶面构造起伏较大 ，深 度具有不确定性，水平段可能钻遇泥岩段。东营组泥 岩地 层 ，岩性 硬脆 ，压力 敏感性 强 ，井壁 稳定性 差 。 3 C F D1 8 1 - A 2 h 井为正常压力梯度，压力系数 约为 1 ． 0 ，潜山裂缝发育 ，发生漏失风险大，储层保护 难度 高 。 4海上作业 ，钻井作业安全、环保风险较大。 2钻井液体系选择 水包油钻井液具有密度低 、井底负压值波动小 、 高温稳定性强 、防塌和润滑效果好、对储层伤害小、环 境保护压力小等优点。选用较低密度钻井液配合压力 控制钻井技术钻进，既可控制地层压力 ，又可降低井 漏风险 ，并能更好地保护储层。 2 ． 1 水包油钻井液技术特性 水包油钻井液是将一定量的油分散在淡水或不同 矿化度的盐水中，形成一种以水为连续相 、油为分散 相的水包油乳状液。它由水相 、油相 、乳化剂和其他 处理剂组成 ，其中水相是外相，油相是内相 ，以高闪 点 、高燃点和高苯胺点的矿物油 如柴油、原油和白 油 为 主 。 2 ． 1 ． 1 高温 稳定 性 水包油乳状液属于热力学不稳定体系 ，影响水 包 油乳状 液稳定 性 的主要 因素有 乳化剂 、外相黏 度 、内相性质及浓度 、界面电荷和 固体粉末等 ，其 中最主要 的是乳化剂 。乳化剂分子作用力越大 ，膜 强度越 高 ，乳状液越稳定 ；复合乳化剂 比单一乳化 剂形成 的界面膜强度高 ，乳状液中分散介质 的黏度 越大 ，稳定性越高 ；加入 固体粉末也能使乳状液趋 第一作者简介韩丰欣，1 9 7 6 年生，1 9 9 8 年毕业于中国石油大学 华东 石油工程专业，工程师，现任q - 海石油 中国 有 限公司天津分公司钻井部作业经理，拥有丰富的海洋石油钻完井作业经历。E - ma i l h a n f x 2 c n o o c ． c o rn． c n 3 石功 2 0 1 0 车 5 期 。 ， 。t 。 g | | 于稳 定 。 2 ． 1 _ 2 井壁稳 定 C F D 1 8 1 一 A 2 h井水平段钻遇东营组泥岩地层，岩 性硬脆，压力敏感性强。根据探井资料 ，本区块钻进 至东营组二段时， 钻井液密度为 1 ． 2 0～1 ． 2 2 g ／ c m 时，井 下发生垮塌 ，逐渐将密度提至 1 ． 2 7 g ／ c m ，垮塌现象逐 渐消失，但有微漏现象 3 m ／ h 。 ‘ C F D 1 8 1 一 A 2 h 井水平段采用水包油钻井液钻进 ， 设计密度为 0 ． 9 5～1 ． 0 5 g ／ c m ， ，就密度而言已经低于坍塌 压力 ，这对水包油钻井液的防塌性能是一个严峻的考 验。维持钻井液的乳状液的稳定性和滤失量，加入 P F O S Y和P F Z K S 一 1 以增强体系的稳定性。 2 。 1 ． 3储 层保 护 由于水包油钻井液密度低于普通钻井液体系，失 水量小，配合压力控制钻井技术钻进 ，很大程度上减少 了井漏的风险，较大限度地的减少了进入储层的失水 量，减少储层损害，有利于解放储层，提高油气井产能。 3现场作业情况 C F D1 8 1 - A 2 h 井设计井深 3 4 7 3 m，实际完钻井深 3 6 1 3 m。 一开 4 4 ． 5 mm 井眼钻进至5 1 5 m， ∞3 9 ． 7 m m套管 下深5 1 3 m ； 二开0 3 1 1 ． 2 m m 井眼钻进至3 3 9 0 m， 0 2 4 4 ． 5 m m 套管下至3 3 8 7 ． 7 m； 三开 1 5 ． 9 mm井眼压力控制钻进至 3 6 1 3 m， 水平段长 2 2 3 m。 三开水平段原始井眼在 3 4 4 4 ～3 5 0 0 m井段钻遇泥 岩，决定侧钻。在 3 3 9 8 m悬空侧钻主井眼，在 3 4 6 2 ～ 3 5 1 8 m井段钻遇泥岩，继续钻进至完钻井深。本段进尺 3 2 8 m， 共钻遇泥岩地层 1 1 2 m， 平均机械钻速为7 ．6 5 m ／ h 。 3 ．1 水包油钻 井液作业关键 3 。 1 ． 1 基 本配 方 中低温 1 2 0 C 水包油体系配方为 海水 油 7 0 3 0 0 ． 3 ％N a O H 2 ． 5 ％P F WO E MU L 主孚 L 化剂 l ％～ 1 ． 5 ％P F WO C O A T 辅乳化剂 0 ． 5 ％P F WO V I S 增黏 剂 2 ％P F WO D F L 降滤失剂 。 3 。 1 _ 2现 场 配制 地面配制水包油钻井液 2 0 0 m 3 。 1 池配备浆海水3 4 m 油1 4 m3 p F WO C O A T 辅 乳化剂 5 1 0 k g P F WO E MU L 主乳化剂 8 0 0 k g P F WO D F L 降滤失剂 4 0 0 k g P F WO V I S 增黏剂 1 7 5 k g 。 韩丰欣 等 水包油钻井液在 C F D1 8 1 一 A2 h井水平段的应用 2 、3 池各配钻井 液 海水 4 9 m 油 2 1 i n P F WO C O A T 辅乳化剂 8 5 0 k g P F WO E MU L 主乳化剂 1 4 0 0 k g P F WO D F L 降滤失剂 1 3 0 0 k g P F WO V I S 增 黏剂 2 5 0 k g 。 由于泥浆池深度为 3 m，当液面较高时搅拌器搅动 效果不理想 。现场配制过程如下 1 在泥浆池中加入 3 0 m， 海水 ，加入烧碱 ，然后 同时加入海水和油的方式 ，确保充分乳化 ； 2 充分乳化后，依次加入辅乳化剂和主乳化剂； 3乳化 3 h 后 ，再加入降滤失剂及增黏剂； 4材料加完后用混合泵充分剪切。 3 ．2 现场应 用情况 3 ． 2 ． 1 钻 井液 维护 钻井液维护具体表现如下 1 用海水 钻水泥塞 和套 管附件至 3 3 9 0 m，钻穿 之前替入水包油钻井液，建立循环。人井钻井液性能 密度为 1 ． 0 4 g ／ c m。 ，黏度为 5 2 s ／ q t ，失水量为2 ． 6 m L ，塑 性黏度为2 8 m P a s ，屈服值为 8 P a ，p H值至 9 。 2钻进期间往循环池中加入油 ，补充钻井液中 油相含 量 。 3密切注意水包油钻井液稳定性的变化。如果 高温 出现油水分层 ，说 明有破乳 现象 ，加人 P F WO C O A T 辅乳化剂 和P F WO E MU L 主乳化剂 保 持体系中水包油乳状液的稳定，同时开启混合漏斗 、搅 拌器，提高机械剪切速率 ，使分散相液滴进一步细化。 4 注意黏切变化。通过加水降低黏度 ，加入 P F WO V I S 增黏剂 提高黏度， 调节钻井液的黏度在 5 0～ 5 2 s ／ q t 小 范围内变动。 5 加入 P F WO D F L 降滤失剂 进一步降低钻 井液 A P I 滤失量至 1 ． 8 m L 。关注水包油钻井液油水比的 变化 ，及时补充水分 ，避免因井深温度高导致水蒸气 蒸发造成体系反向逆转。 6 定期补充烧碱水，使 p H值保持在 9～1 1 。 7期间补充新配置的水包油钻井液，以维持钻 井液消耗和维护钻井液性能。 3 _ 2 _2 固相控 制 为了更好地控制固相 ，保护储层 ，本井振动筛采 用高 目数筛布 2 1 07 1 4 0 X 8 1 1 0 X 1 ，全程开启 除砂器 、除泥器和离心机清洁钻井液中固相，保证钻 | l 201 0 5 井液中低含砂量 、低 固相。 3 ． 2 ． 3 性能维护情况 水包油钻井作业性能维护情况见表 1 。 表 1 水包油钻 井作业性 能维护情况 性 能 实 际 设 计 密度 g ／ c 1 l 0 4 O ． 9 5～1 ． 1 0 漏斗黏 度 s ／ q t 5 0～5 2 5 0～7 0 P mPaS l 3～2 2 1 0～2 O Y P P a 6～1 3 ． 5 1 0～1 5 Ge l P a 2～3 ． 5 ／ 5～6 3～6 ／ 5～ l 0 1 0 s ／ l 0 mi n 失 水量 11 l L 1 ～2 - 2 4 含 砂最 ％ 0 ． 2 0 ． 4 3 ． 3 效 果 评 价 3 ． 3 ． 1 油层 保护 效果 明显 水包油钻井液密度低，水平段作业期间未发生漏 失情况。根据投产情况看 ，本井超配产 5 0 ％ 以上。 C F D 1 8 1 一 A 2 h 井投产结果为配产 1 2 0 ～1 8 0 m ／ d ， 产液 量 2 0 8 ． O m ／ d ，产气量2 ． 8 X 1 0 m 。 ／ d 。 3 ． 3 ． 2 机械钻 速有 明显提 高 C F D 1 8 1 - A 2 h井水 平段钻 遇大段 泥岩和含砾细砂 岩，累计进尺 3 2 8 m，有效进尺 2 2 3 m，共钻遇泥岩地层 1 1 2 m，平均机械钻速为7 ． 6 5 m ／ h 。与探井相比，机械钻 速有较大的提高 ，探井相同地层机械钻速为2～5 m ／ h 。 3 ． 3 ． 3 并壁稳 定性 高 水包油钻井液防塌效果好。本井分别在原始井眼 钻遇泥岩地层5 6 m 3 4 4 4 ～3 5 0 0 m ， 侧钻井眼钻遇泥岩 地层5 6 m 3 4 6 2 ～3 5 1 8 m ， 在整个钻完井作业期间未发 生井壁掉块、垮塌现象，起下钻正常 ，筛管顺利下至 设计井深 ，无阻挂现象。 4结论和认识 I 由于水包油钻井液属于无 固相钻井液 ，屈服 值偏低 ，所以选择高温增黏剂时应着重优选增加切力 为主的高温助剂。 2水包油钻井液抗高温抗储层伤害能力强，能 有效防止泥岩地层坍塌掉块 。 3 水包油钻井液密度低 ，性能稳定，具有 良好 的流变性、抑制性 、携砂性 ，配合压力控制钻井技术 ， 防漏效果显著 ，储层保护效果明显。 4 维护处理前必须做好小型实验 ，严格控制油 水比例，防止因油水比例失调而造成破乳。 5水包油钻井液体系属于低密度低固相钻井液 体系 ，现场应配备相应的固控设备 ，加强固相控制。 【 参考文献 】 [ i 】 张高波， 徐家良， 史沛谦， 等． 抗高温低密度水包油钻井 液在文古2井的应用【 『 ] ． 钻井液与完井液， 2 0 0 2 ， 1 9 3 3 0 -3 2 ． 【 2 】 左凤江， 庄立新， 杨 洪． 低 密度水 包原油钻 井液 的应用 卟 钻井液与完井液， 1 9 9 6 ， 1 3 5 3 5 3 7 ． 【 3 ] 钱殿存， 王晴， 王海涛， 等． 水包油钻井液体系的研制与 应 用Ⅲ． 钻 井液与完井液， 2 0 0 1 ， 1 8 4 3 2 6 ． [ 4 】 徐 同台， 洪培云， 等． 水平井钻井液与完井液【 M】 ． 北京 石 油工 业 出版 社 ． 1 9 9 9 ． [ 5 ] 周福建， 刘雨晴， 杨贤友， 等． 水包油钻井液高温高压流 变性研究口 ． 石油学报， 1 9 9 9 ， 2 0 3 7 7 8 1 ． 【 6 】 张锐， 邱正松， 王瑞和， 等． 深井水包油钻井液高温高压 密度特性模拟 实验研 究【 I 1 ． 钻 井液与完井液， 2 0 0 2 ， 1 9 3 3 6 -4 0． 收稿日期2 0 1 0 0 8 1 2 o 贸石糟 溅 2 0 1 0车 5 - 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