低密度全油基钻井液体系在塔中11区块的应用.pdf

石油天然气学报 江汉石油学院学报 2 0 1 4 年 8 月 第 3 6 卷 第 8 期 J o u r n a l o f O i l a n d Ga s T e c h n o l o g y J ． J P I A u g ． 2 0 1 4 V o 1 ． 3 6 N o ． 8 低密度全油基钻井液体 系在塔 中 1 1区块的应用 宋周成 ，段永贤 ，何思龙 张国 ，张宏强 中 石油塔里木油田分公司塔中勘探开发项目 经理部， 新疆库尔勒。 ’ 。 。 。 蒋卓 ，王荐 ，吕方 ，白炜 湖北汉科新技术研究所， 湖北荆州4 3 4 0 2 3 舒福昌 长江大学化学与环境工程学院， 湖北荆州4 3 4 0 2 3 ‘ 向兴金 长江大学石油工 程学院， Ni t 武汉4 3 0 1 o o [ 摘 要]低 密度 全油基钻井液体 系是 以 0 柴 油为基 液，配合有 机土 、润湿剂、有机 土增 效剂、增 黏提切 剂 、降滤 失剂 、碱度控制 剂、密度减 轻剂 等添 加剂配 制而 成，其 密度下 限可 以控制 在 0 ． 8 ～0 ． 8 5 g ／ c m。 。 在塔 中 1 1 - 2 H 水平 井钻 井过程 中，该钻 井液体 系具 有抑 制性 强、流 变性好 、润滑性好 等特 点，能够满足 水平 井等复杂井的要求 ，尤其适合低压地层和 欠平衡钻 井的需要。 [ 关键词 ]油基钻井液 ；低 密度 ；密度减 轻剂；欠平衡 钻井 [ 中图分类号]TE 2 5 4 [ 文献标志码]A [ 文章编号]1 0 0 0 9 7 5 2 2 0 1 4 0 8 0 1 0 7 0 3 塔中 1 1区块志留系油藏位于新疆维吾尔 自治区巴音郭楞蒙古 自治州且末县境 内、塔里木盆地塔克 拉玛 干沙 漠腹 地 ，构造 位 于塔 里木 盆地 塔 中隆起 塔 中 1 O号 构 造带 西 端 。 由于 地层 压 力 低 ，易发 生 水 敏 等储层伤害等问题 。因此 ，塔中 1 1区块志留系油藏开发适合应用油基欠平衡钻井技术。低密度全油基 钻井液体系主要用于解决一些低孔低渗 、地层压力因数低 、水敏性地层 的储层保护问题和深井欠平衡技 术难 题 。 塔 中 1 1 - 2 H 水 平 井深 5 0 1 3 m，水 平位 移 4 0 0 m，钻屑 颗粒 规则 且形 成 速度 快 ，地层 裂缝 发育 ，储 层 是以一砂一藏的边水层状油藏为主、构造背景下 的岩性油藏为辅的复合型油气藏 ，其 中主要为黑油油藏 和凝析气藏。现场钻井液密度控制在 0 ． 8 9 “ - - - 0 ． 9 1 g ／ c m。 ，以满足欠平衡水平井 的需要。该钻井液的流变 性 、滤 失性 、抑 制性 、润 滑性 等均 能满 足水 平井 段 的正 常带砂 、在 欠平 衡状 态下 的井 壁稳 定 、长 裸 眼水 平段 摩 阻控制 等 安全钻 井施 工需 要 。 室内配方及性能测试 针对低密度钻井液的具体要求 ，室内选用了密度较低 的柴油作为研究基液 ，配合有机土 、润湿剂、 有机 土增 效 剂 、增黏 提切 剂 、降 滤 失 剂 、碱 度 控 制 剂 ；根 据 不 同 密 度 的需 要 ，配 备 不 同 的密 度 减 轻 剂 “ ] 及加 重剂 最 低 密度 可 以降低 到 0 ． 8 g ／ c m。 。 室内通过大量试验优选出合适的典型全油基钻井液配方如下 2 柴油2 C a O3 有机土 2 增黏剂 1 乳化剂2 合成树脂降滤失剂 2 ％改性树脂降滤 失剂l 润湿剂3 稳定剂密度减轻剂／ 加重材料 配方中百分数为质量分数，下 同 。 具体性能变化见表 1 。室内配方试验表明 ，配制 的低密度全油基钻井液 ，其密度可控制在 0 ． 8 ～ 1 ． 5 g ／ c m。 任意范围内调整，滤失量小 、流变性好 、润滑性优 良、电稳定性 高，可以满足大多数低压储 层 的开 发 。 [ 收稿日期]2 0 1 4 一O 42 O [ 作者简介]宋周成 1 9 6 6 一 ，男 ，1 9 8 9年江汉石油学院毕业 ，博士 ，高级工程师 ，长期从事油气田开发 方面的研究工作 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 0 8 石 油天然 气工程 2 0 1 4年 8月 注 1 ／ L 为表观黏度； 为塑性黏度 ； T d 为动切力 ； R a 为动塑 比； N。 s、 Ne a分别为六速旋转黏度计 6 、3 r ／ rai n对应的读 值 VA p I 为 A P I 滤失量 ； Vh 。 1 为高温高压滤失量 ； U b为破乳 电压 。下同 。 注 2 热滚条件为 1 2 0 ℃1 6 h；测试温度为 5 0 0 C。 2 钻井液现场应用 2 ． 1密 度 的 控 制 根 据地 质预 测 的地层 压力 因数 ，三开 钻井 液密 度设计 为 0 ． 8 5 ～1 ． 1 5 g ／ c m。 。塔 中 1 1 2 H 水 平井 实钻 过 程 中 ，结 合欠 平衡 钻进 的需要 ，钻 进 过程 中钻 井液 密 度 控制 为 0 ． 8 9 ～ 0 ． 9 1 g ／ c m 。 。现场 应 用 过程 中 ， 体系不加加重材料的条件下为 0 ． 8 9 g ／ c m。 ，达到设计要求 ，可以直接开钻 。在钻进过程中当泥浆密度高 于 0 ． 9 l g ／ c m。时，开启离心机处理 2周 ；若泥浆量较少 ，则补加柴油维持泥浆密度。 2 ． 2流变 性的 控制 在 使用 全油 基钻 井液 时 ，保 证体 系 的塑性 黏度 保持在 一个 合理 的 范围 ，同时低 剪切 速率下 有 较高读 值 ，使 得全 油基 钻井 液流 变指标 更有 针对 性 。提高低 剪切 速 率下 的泥浆 流变性 ，有 助于 降低 岩屑沉 降现 象 。在现场上，通过固控设备控制固相 ，降低塑性黏度 ；同时通过补充增黏剂 ，提高体系的黏度 ，补充 基油或新浆 ，对泥浆进行稀释 ；加入乳化剂、润湿剂改变其泥浆体系中固相的润湿性，达到破坏细微水 滴 吸 附在 固相颗 粒上 的 目的 ，从 而 破坏颗 粒 问通过 氢键 结合形 成 的网状 结构 ，这样 就可 以降低 泥浆 的黏 度 。实 钻过 程 中 ，漏 斗黏 度控制 在 5 5 ～6 5 s之间 ，动塑 比控 制在 0 ． S P a ／ mP as 以上 。 2 ． 3滤失 量的 控制 钻井过程中通过补加降滤失剂来控制 中压滤失量在 3 mI 以下，高温高压滤失量在 8 mL以下。油基 泥浆 的滤 液是油 而不 是水 ，这 是油 基泥浆 在性 能上 的一 个重要 特点 ，也 是油基 泥浆 能够 保护 油气 层和适 用于 易坍塌 复杂 地层 的主 要原 因 。 2 ． 4电稳 定性 的控 制 油基泥浆的核心问题是在使用过程中，必须确保体系的稳定性 ，即电稳定性和热稳定性 。 1 衡 量 电稳定性 的定 量指 标是 破乳 电压 ，控制 高 破乳 电压 的 目的是 保 持 泥浆 的 电稳 定 性 。通 过对 破 乳 电压 的监测 ，可 以反 映 出地层含 水量 的情 况 。破乳 电压 的大小 通 常跟油 水 比、 电解 质 的浓 度 、水润 湿固体 、处理剂 、剪切状况、温度等有关 。全油基泥浆的破乳 电压较高，在配好泥浆时 ，破乳 电压高于 1 7 0 0 V；钻 完塞后 ，破 乳 电压均 高于 1 9 0 0 V。 2 衡量热稳 定性 的指标 是高温 高压滤失量 和泥饼 。全油基泥浆 的高温高压 滤失量低 ，均低 于 8 mI ，且泥饼厚度较薄 t b于 6 mm ，说明泥浆在高温下未发生沉降，体系抗温性能好 。 3 现场应 用效 果 3 ． 1钻 井液性 能稳 定 钻 井 液在塔 中 1 1 2 H 水平 井钻 进过 程 中 ，主要 是 采用 新浆 维 持 泥浆 正 常 消耗 的方 法来 维 持 泥 浆性 ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ 加 ∞ 加 2 O 2 O 4 2 6 5 3 1 3 l 5 4 8 6 4 4 7 O 9 3 2 3 2 4 2 5 3 4 3 4 4 n 4 n 7 9 M 7 5 5 3 8 8 8 4 1 2 1 2 l 2 2 3 弘 弘 ∞ 盯 蛆 前 后 前 后 前 后 前 后 滚 滚 滚 滚 滚 滚 滚 滚 踮 盯 L 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 石 油天 然 气工程 2 0 1 4 年 8 月 6 结论 1 压前 储层评 估 以及对 以往 的压 裂分 析表 明 ，鸭 西 异常 高应 力 储层 压 裂 难点 主 要在 于受构 造 应 力 影响，地面破裂压力和施工压力高，岩石 “ 硬” ，降低施工压力是该地区实施加砂压裂的关键所在 。 2 优选 了一套低伤害加重压裂液体系，该体 系加重后密度可达 1 ． 3 0 g ／ c m。 ，同时具有交联时间可 控、摩阻低 、压后破胶彻底等优点。 3 通过 优化设 计 并 采 用压 前 酸 预处 理 ，成 功 完 成 该 地 区第 1口深 井 加 砂压 裂 ，压后 取 得 显 著增 产效果 。 [ 参考文献] [ 1 ]C h e n g X i n g s h e n g ，L i Yo n g p i n g，D i n g Y u n h o n g ，e t n ￡ ．S t u d y a n d a p p l i c a t i o n o f h i g h d e n s i t y a c i d i n HP HT d e e p we l l[ J 3 S PE1 4 2 0 3 3．2 O1 1 ． [ 2 ]程兴生 ，张福祥 ，徐敏杰 ，等 ．低成本加重瓜胶压裂液 性能与应用 [ J ]．石油钻采工艺 ，2 0 1 1 ，3 3 2 9 1 ～9 3 ． [ 3 ]胥 云，李长忠 ，田助红 ，等 ．川 I中异常高应力裂缝性气藏加砂压裂现场试验研究 [ J ]．天然气技术 ，2 0 0 7 ，5 1 2 9 ～3 1 ． [ 4 ]付育武 ，马飞 ，杨逸 ，等 ．如何解决川东北地区异常高应 力储层难压开 的难题 E J ]．钻采工艺 ，2 0 1 1 ，3 4 6 4 5 ～4 6 ． [ 5 ]丁云宏 ．难动用油气储 量开发压裂酸化技术 [ M]．北京 石油工业出版社 ，2 0 0 5 ． [ 6 ]米 卡尔 J ．埃克诺 米德斯 ．油藏增产措施 [ M]．张保平 ，等译 ．北京 石油工业出版社，2 0 0 2 ． [ 编辑] 黄鹂 上接 第 1 0 9页 3 ． 4 润滑 性好 、机 械钻 速高 钻进 过程 中转盘 电流 3 5 0 4 0 0 mA，摩 阻 4 ～ 6 t ，三 开段 平 均机 械 钻 时为 2 5 mi n ／ m，最 大钻 时 为 定 向钻进 1 5 2 mi n ／ m，最小钻时为复合钻进 6 mi n ／ m。从全井 的施工过程来看 ，全油基钻井液能减小钻具 的扭矩、磨损和疲劳，提高了机械钻速 。 4 结果与认 识 1 该油基钻井液密度下限可以调控在 0 ． 8 ～O ． 8 5 g ／ c m。 ，适合低压及压力衰竭储层的钻井需求 。 2 该 油基 钻井 液体 系抑 制性 、流变 性 、润滑性 好 而且密 度可 调 ，适 合各 类敏 感性地 层 的钻探 开发 ， 有利于大位移水平井 的井眼清洁和抑制岩屑床的形成 ，保证复杂井的安全快速钻进 。 [ 参考文献] [ 1 ]唐军 ，吴正 良，李杰 ，等 ．超低密度仿油基钻井液工艺技术及应用 [ J ]．钻采工艺 ，2 0 1 3 ，3 6 1 9 4 ～9 7 ． [ 2 ]蒋卓 ，舒福 昌，向兴金 ，等 ．全油合成基钻井液的室内研究[ J ]．钻井液与完井液 ，2 0 0 9 ，2 6 2 I 9 ～2 0 ． E 3 ]贾兴 明，冯学荣 ，杨兰平 ，等 ．中空玻璃微珠低密度钻井液的现场应用 工艺[ J ]．钻井液与完井液 ，2 0 0 7 ，2 4 增刊 9 8 ～1 0 0 E 4 ]孟 尚志 ，鄢捷年 ，蔡恩宏 ，等 ．低密度空心微珠玻璃球钻井液室内研究 r - j ]． 钻井液与完井液 ，2 0 0 8 ，2 5 1 2 6 ～2 7 ． [ 编辑] 帅群 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m