抗高温水基钻井液在龙岗地区的应用.pdf

2 0 1 0年 1 0月 王兰等． 抗高温水基钻井液在龙岗地区的应用 抗高温水 基钻 井液在龙 岗地 区的应 用 王兰马光长 吴琦 川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院， 广汉 6 1 8 3 0 0 摘要针对龙岗地区深井段的工程地质特点 ， 进一步优化抗高温水基钻井液体系， 配制了 高温热稳定性优良、 抗盐钙污染能力强、 抑制性能好的抗高温水基钻井液。在龙岗地区剑f - 1 1井、 龙岗0 0 1 3井 、 龙岗 1 9井及龙岗 2 9井进行了现场应用。室内及现场试验结果表明， 该钻井液体 系抗温达 1 8 0℃、 抗盐达 1 5 ％及抗钙大于 1 0 0 0 m s ／ L； 钻井液综合性能优良， 可有效减少井下复杂 情况， 能够满足该地区深井段安全快速钻井的要求。 关键词龙岗地区水基钻井液抗高温抗污染深井应用 龙 岗地 区是 四川油气 田的重点勘探 开发 区 域， 其主力产层为飞仙关鲕滩和长兴生物礁储层 ， 钻井井深超过6 o o o m， 井底 温度高达 1 7 0℃ ， 并 需钻遇长段盐膏层 ， 因此 ， 要求钻井液具有 良好 的 抗盐抗钙能力和高温稳定性能， 以满足深井段快 速安全钻井 的需要 。针对龙 岗构造深井段的工程 地质特点， 进一步优化抗高温聚磺水基钻井液体 系， 可有效控制钻井液在深井复杂井段高温流变 性能并提高抗盐钙 的污染能力 ， 从而减少龙 岗地 区深井段钻井 中的井下复杂情况， 满足安全快速 钻井 的要求。 1 抗高温钻井液配方 的优选及性能评价 1 ． 1 钻井液配方的优选 针对龙岗构造深井段 的工程地质特点 ， 优选 了抗高温水基钻井液的配方 淡水 1 ％ ～2 ％膨 润土 0 ． 2 ％ 一 0 ． 3 ％ N a O H 0 ． 0 1 ％ ～ 0 ． 0 2 ％聚 丙烯酰胺钾盐 K P A M 4 ％ ～5 ％高温抗盐降滤失 剂 R S T F4 ％ ～6 ％磺 化酚醛树脂 S MP1 ％ ～ 2 ％防塌剂 4 ％ 一6 ％ 防卡降滤失剂 0 ． 5 ％ ～ 1 ％降黏剂 8 ％ 一1 0 ％仿油基材料 2 ％ ～ 4 ％抑 制剂 重晶石。 1 ． 2 抗高温钻井液性能评价u 1 ． 2 ． 1 抗高温稳定性 高速搅拌条件下配制不同密度的抗高温水基 钻井液 ， 在1 8 0℃下滚动1 6 h ， 考察热滚前后钻井 液的流变性及 降滤失性 ， 结果 见表 1 。不 同密度 的钻井液在 1 8 0℃老化后 ， 均具有 良好 的流变性 能和降滤失性能 ， 能够满足龙 岗地区深井段安全 快速的钻井要求。 表 1 抗高温钻井液高温稳定性能 注 热滚条件为 1 8 0℃滚动 1 6 h ， F L m,n P 在 1 5 0℃、 3 ． 5 MP a下 测定， 黏度在 5 O℃下测定， 下同； P V 为塑性黏度， 为动 切力 ， 儿 H T II P 为高温高 压滤失量 ， Gl0 l ／ G l o m iI 1 分别 为初切 和 终切 ， 下 同。 1 ． 2 ． 2抗盐、 抗钙污染能力 分别向抗高温钻井液中加入不同量的氯化钠 和氯化钙 ， 在1 8 0 a I 滚动 1 6 h ， 考察钻井液抗盐 、 抗钙污染能力 ， 结果见表 2 。 由表 2可看出 ， 抗高 温钻井液抗盐达1 5 ％以 上 ， 抗钙达1 0 0 0 m g ／ L 以上 ， 能够满足龙 岗地 区深 井段长段盐膏层的要求 。 1 ． 2 ． 3抑制性能 选取经烘干 的四川地 区 自流井 组泥岩 岩屑 5 0 g 1 ． 6 5 13 ． 3 2 7 i r ff n ， 分 别加入3 5 0 mL 清水 和抗高温钻井 液 中， 在8 O℃下滚动 1 6 h 后 ， 将岩 屑倒人0 ． 3 5 mm筛 ， 并 用水 冲洗 1 mi n ， 将筛余 物 烘干至恒重 ， 测定岩屑回收率 ， 结果见表 3 。 收稿 日期 2 0 1 0一o 61 l 。 作者简介 王兰 ， 硕士 ， 2 0 0 7年毕业 于西南石油大学应用化学 专业 ， 主要从事钻井液技术研究工作。 精细石油化工进展 第 l 1 卷第 l 0期 2 4 AD VANC E S I N nN E P E T RO C胍 MI C AL S 表 3 岩屑回收率实验结果 配方 岩屑回收率， ％ 3 5 0 m L清水 5 0 g 岩屑 3 5 0 m L 抗高温钻井液 5 0 g 岩屑 4 0 ． 7 4 9 7 ． 68 由表 3可看出 ， 抗 高温钻井 液的岩屑 回收率 较高， 达9 7 ． 6 8 ％， 这说明该钻井液的抑制性能好。 1 ． 2 ． 4 抗岩屑污染能力 取0 ． 3 5 0 ． 8 3 3 m m的 四川地 区 自流井 组泥 岩岩屑加入抗高温钻井液中， 经1 7 0℃滚动1 6 h 后， 评价其抗岩屑污染能力， 结果见表 4 。当岩屑 加量不大于3 ％时 ， 抗高温钻井液体系的黏度、 滤 失量基本不变。这说明抗高温钻井液体系的固相 容量为3 ％。 表 4 抗岩屑污染能力 8 黼 -0m- ～ 3 mP a- 。 Y P ／ c C 苜 to ／ ／ F L A t t ／ 。 F ／ 2 高温对钻井液流变性能的影响 龙岗地 区 深井 段现 场 使 用 钻 井液 密 度 为 1 。 8 0 V c m。 左右 ， 因此 ， 选用最佳配方的抗高温钻 井液体系， 密度为1 ． 8 0 g ／ c m 。将抗高温钻井液 体系在1 8 0℃条件下 滚动1 6 h 后 ， 分别在 不同温 度和3 ． 5 MP a 压力条件下 ， 利用 R S 6 0 0 0型高温高 压流变仪测试钻井液的流变性能。 2 ． 1 温度对钻井液表观黏度的影响 分别在高剪切速 率 1 0 2 2 s 和低剪切速 率 5 ． 1 1 S 下 ， 考察温度对表观黏度的影 响， 结 果 见图 1 。 ∞ ● 订 ＼ 世 图 1 温度对高、 低剪切速率下表观黏度的影响 从图1 可看出， 在高剪切速率下， 随着温度升 高， 钻井液的表观黏度呈下降趋势， 但在1 0 0 1 8 0℃区间， 钻井液没有发生明显的减稠现象 ， 说 明该钻井液具有抗温1 8 0℃ ， 并有利于泵送和循 环； 在低剪切速率下， 随着温度升高， 钻井液的表 观黏度呈上升趋势， 但在1 0 01 8 0℃区问 ， 钻井 2 0 1 0年 1 0月 王兰等． 抗高温水基钻井液在龙岗地区的应用 液没有发生明显的增稠现象 ， 说 明该钻井液具有 抗温1 8 0℃， 并且有利于静止时钻屑悬浮。 2 ． 2不同剪切速率下温度对剪切应力的影响 在不同剪切速率下 ， 考察温度对剪切应力 的 影响 ， 结果见图2 。随着温度增加 ， 剪切应力呈下 降趋势 。当温度为1 0 01 8 0 c I 时 ， 剪切应力几乎 重合 ， 这表明该钻井液高温性能稳定 ， 满足工程需 要， 适合深井、 超深井钻井。 4 0 3 5 3 0 2 5 2 0 5 0 剪切速率／ s 图 2 不同剪切速率下温度对剪切应力的影响 3 抗高温钻井液在龙岗地区的现场应用 3 ． 1 抗高温钻井液的转化 以抗高温钻井 液体系配方为基础 ， 首先 在室 内对井浆进行转化前的小型实验 。根据室内实验 结果 ， 转化时将处理剂配成胶液 ， 按循环周期采取 缓慢的方式加入 ， 保证钻井液浓度均匀 ， 并根据胶 液的加量均匀补充重晶石 ， 维持井内钻井液密度 的 稳定。剑门 1 井钻井液转化前后 的性能见表 5 。 表 5 剑门 1井钻井液转化前后的性能 项 目 ／ 3 。 Y P ／ ／／ F ／ 转化 前1 ． 7 2 5 5 4 4 ． 0 2 ． 0 2 ． 0 ／ 7 ． 5 2 ． 0 0 ． 5 0 ． 0 9 7 5 转化后1 ． 7 2 5 4 3 6 ． 0 5 ． 0 2 ． 0 ／ 7 ． 5 1 ． 8 0 ． 5 0 ． 0 6 8 7 注 凡 P I 为在 0 ． 6 9 MP a下 3 0 m i n时的滤失 量 ， 为摩 阻系数 ， 下 同。 由表 5可看 出， 转化后的钻井液性能优于转 化前 ， 有利于深井复杂层段的安全钻井 。 3 ． 2 抗高温钻井液的维护 由于现场为一次性转化 ， 转化后抗高温钻井 液的性能基本稳定。因此 ， 现场钻井液 的维护 主 要是补充处理剂 的消耗量 ， 即只对钻井 液性 能进 行 日常维护 ， 但维护方式仍采用处理剂配成胶液 ， 以缓慢加人的方式进行。 3 ． 3抗高温钻井液的应用效果 抗高温钻井 液在龙 岗地区 的应 用效果 见 表 6 。在龙岗地区井深 4 0 0 0～7 0 0 0 m应用表明 ， 抗 高温钻井液综合性能稳定 ， 满足该井段钻井液设 计指标 ， 安全钻井末发生井下复杂情况。 表 6 抗高温钻井液在龙 岗地区的应用效果 3 ． 4 抗高温钻井液抗盐污染能力 在剑 门 1井雷 口坡组 一嘉陵江组 ， 井段井深 5 2 7 2～ 6 5 0 6 i n ， 钻遇 4 2段膏盐层 ， 其总厚度 达 3 4 9 m 其中最厚层达4 8 m ， 钻进中钻井液性能 稳定 ， 表现出很好的抗盐能力。 3 ． 5 抗高温钻井液抗温能力和高温高压流变性 图 3为各应用井钻井液表观黏度与温度的关 系。钻井液表观黏度随温度的上升而下降， 但钻 井液没有发生明显 的高温增稠或减稠现象 ， 说明 钻井液抗温能力强、 高温稳定性好 、 流变性好 ， 能 很好的满足深井高温井段的钻井要求。尤其是剑 门 1 井 ， 井底温度高达1 7 5 o C， 钻井液在井 内静置 5 d ， 下钻通井循环无阻卡。 ∞ ● ＼ 勰 露 0 图 3 在不同应用井中温度对表观黏度的影响 3 ． 6 抗高温钻井液润滑性能 剑门 l 井 小井眼段长2 0 0 5 ． 4 3 r n ， 抗高 温钻 井液最 高 密度 1 ． 8 6 g ／ e m ， 滤 饼摩 擦 系数 小 于 0 ． 0 7 ， 起钻时的最 大摩 阻小 于5 0 k N， 这说 明该钻 井液具有较好 的润滑性能 ， 保证了小井 眼段 的顺 利钻 进 。 4结论 1 研究出的抗高温钻井液能抗温1 8 0℃、 抗 盐达1 5 ％及抗钙大于 1 0 0 0 m g ,／ L， 并且具有 良好 的抑制性能和较强 的抗岩屑能力 ， 满足龙 地 区 超深井钻井液要求。 精细石油化工进展 第 1 1 卷第 1 0 期 ADVA NC ES I N 兀NE P E T RO CHE MI C AL S 2 高温 高 压 流 变 性 实 验表 明 ， 该 抗 温 钻 井 参考 文献 液不会发生明显的增稠或减稠现象 ， 具有很好 的 I鄢捷年． 钻井液工艺学． 山东东营 中国石油大学出版社， 高温高压流变性。 2 0 0 1 5 7 ～ 8 8 3 在龙岗地区剑门 1 井、 龙岗0 0 1 3 井、 2 蒋 官 澄 ， 王 书 琪 深 井 水 基钻 井液高 温高 压 流 变 特 性的 研究 龙岗1 9 井及龙岗2 9 井井深4 0 0 0 7 0 0 0 m 井段 钻 井 液 与 完毕 液, 1 9 9 4 , 1 1 1 8 - 2 3 应用表明， 抗高温钻井液综合性能优良， 能满足深 。赵 胜 英， 鄢 捷 年， 丁 彤 伟 等 抗高 温 高 密 度 水 基 钻井 液 流 变 性 井段钻井工程要求。 研究 天然气工业， 2 0 0 7 ， 。 。 0 Ap p l i c a t i o n o f Th e r mo s t a bl e W a t e rb a s e Dr i l l i n g Fl u i d i n Lo n g g a n g Ar e a Wa n g L a n Ma G u a n g c h a n g Wu Q i Dr i l l i n gP r o d u c t i o n E n g i n e e r i n g a n d T e c h n o l o g y I n s t i t u t e o f C h u a n g q i n g Dr i l l i n g E n g i n e e r i n g C o m p a n y L i m i t e d， G u a n h a n 6 1 8 3 0 0 Ab s t r a c t I n v i e w o f t h e c h a r a c t e ri s t i c s o f the e n g i n e e rin g g e o l o g y i n t h e d e e p w e l l s e c t i o n o f L o n g g a n g a l a ， a t h e r mo s t a b l e wa t e rb a s e d ri l l i n g fl u i d c h a r a c t e r i z e d b y e x c e l l e n t h i g h t e mp e r a t u r e t h e r ma l s t a b i l i t y ，s t ron g c a p a c i t y a g a i n s t s a l t a n d c a l c i u m c o n t a mi na t i o n a n d g o o d i n h i b i t i o n p r o p e r t y wa s pr e pa r e d f o r the p u r p o s e o f f u r t h e r o p t i mi z i n g t h e r mo s t a b l e wa t e rb a s e d ri l l i n g fl u i d s y s t e m．T h e wa t e r b a s e d ri l l i n g fl u i d h a s b e e n a p p l i e d i n J i a n me n No ．1 o i l w e l l ，No ．0 0 13 o i l w e l l ，N0 ．1 9 o i l we l l a n d No ．2 9 o i l w e l l i n L o n g g a n g a r e a ． Re s u l t s o f l a b o rat o r y t e s t an d fi e l d t e s t h a v e s h o w n tha t t h i s d ri ll i n g fl u i d s y s t e m c o u l d w i t h s t a n d the t e mp e r a t u re u p t o 8 0 c I ，t h e s a l t c o n t e n t u p t o 1 5 ％a n d the c a l c i u m c o n t e n t h i g h e r tha n 1 0 0 0 mg ／ L ．T h e o v e r a l l p e r f o r ma nc e o f the d ril l i n g flu i d i s g o o d．Th e d ril l i n g flu i d c a n b e u s e d t o c o n t r o l the c o mp l e x c o n d i t i o n s a n d e r g r o u n d e ff e c t i v e l y， a n d me e t s t h e r e q u i r e me n t f o r s a f e a n d f a s t d ri l l i n g i n t h e d e e p we l l s e c t i o n o ft h i s a r e a ． Ke y W o r d s L o n g g a n g a r e a ，wa t e rb a s e d ri l l i n g fl u i d，t h e r mo s t a b l e ，c o n t a mi n a t i o n p r o o f ，a p p l i c a t i o n 2 0 0 9年欧盟生物柴油生产量增长 1 6 ． 6 ％ 欧盟生物柴油局 E u ro p e a n B i o d i e s e l B o a r d ， E B B 于 2 0 1 0年 7月 2 3日发布的统计数字显示 ， 2 0 0 9 年欧盟生物柴油生产量增长 1 6 ． 6 ％至 9 ． 0 0 Mt 。这一增长率远低于前 4年中 3年的生产增长率 2 o o 8 年为 3 5 ％ ， 2 0 0 6年为 5 4 ％和 2 0 0 5年为 6 5 ％ ； 2 0 0 7年增长率也为 1 6 ％。 2 0 0 9年 ， 许多欧盟成员 国包括德 国、 希腊和英 国的生物柴油生产有下 降， 但一些其他 国家如奥地 利、 比利时、 芬兰、 意大利、 荷兰、 波兰和西班牙等国生产量有增长， 其中意大利成为仅次于德国和法国之 后的第三大欧盟生物柴油生产国。 尽管生产增长较慢 ， 欧盟仍然是世界上领先 的生物柴油生产地区， 占世界产量约 6 5 ％。2 0 0 9年， 生 物柴油 占欧洲生物燃料生产量约7 5 ％ 2 0 0 9年生物乙醇燃料生产量约为 3 0 0 Mt 。 欧洲生物柴油生产能力现约为 2 2 Mt 。截至 2 0 1 0年 7月的统计 ， 现有的生物柴油设施数为 2 4 5套 ， 由于该部门实施了重组 ， 设施数比 2 0 0 8年略有减少。 欧盟生物柴油局 E B B 将欧盟生物柴油生产较低的增速和下降的能力利用率归咎于世界生物柴油 市场上不公平的贸易行为 ， 尤其是美国部分生物柴油生产商。 美国生物柴油生产商 自2 0 0 7年初 以来 ， 就 以相对较低的价格 向欧盟推销 B 9 9生物柴油。欧盟 自 2 0 0 9年 3月实施 了反倾销和反补贴措施。 Gr e e n e a r c o n g r e s s ． 2 01 0一o 723