硅酸盐钻井液体系的研究与应用.pdf

第 3 6 卷 第2 期 2 0 1 4年 3月 石 油 钻 采 工 艺 O I L DRI L L I NG P RODUC T I ON T E CHN0L OGY V0 l _ 3 6 No ． 2 Ma r c h 2 01 4 文章编 号 1 0 0 0 7 3 9 3 2 0 1 4 0 2 -0 0 6 0 0 4 d o i l O ． 1 3 6 3 9 ．o d p t ． 2 0 1 4 ． 0 2 ． 0 1 5 苏丹 六 区 KC I ／ 硅 酸盐钻 井液体 系的研 究与应 用 陈 博 赵 后春 徐 心 彤 1 ． 中国石 油集团长城钻探 工程公 司钻 井液公 司， 北京1 0 0 1 0 1 ；2 ． 北京4 ．z - 大学 ， 北京 1 0 0 0 2 9 引用格式陈博， 赵后春， 徐心彤 ． 苏丹六区KC 1 ／ 硅酸盐钻井液体系的研究与应用 [ J ]． 石油钻采工艺， 2 0 1 4 ， 3 6 2 6 0 6 3 ． 摘要苏丹六区出于节约成本的考虑， 将部分三开井身结构改为两开结构， 不同压力系数和特性的地层处于同一裸眼段 内， 造成原有的钻井液技术已经不能满足钻井作业的需要， 容易发生井塌和井漏的问题。为此， 根据地层特性， 对原有的钻井液 技 术进行 改进 ， 通过 大量的 室内实验和现 场试验 ， 研 发 出一种 实用的 K C I ／ 硅 酸盐钻 井液体 系。新体 系可将 上部地层 的承 压能 力提高至 1 ． 2 5 c m ， 实现 了窄密度安全窗口下的安全钻进；通过有效控制钻井液固相含量， 克服 了硅酸盐钻井液流 变性难以 控制的缺点， 实现 了钻进过程中钻井液体系的稳定转化。新的KC 1 ／ 硅酸盐钻井液体系解决了井身结构改变后长裸眼段 内不同 地层性质和 不同压力体 系下出现 的井塌和 井漏 的问题 ， 减 少 了体 系转化所 需时间 ， 大大降低 了废 弃钻 井液 的排放 量 ， 缩短 了钻 井周期， 节约了材料成本。 关键词K C I ／ 硅酸盐钻井液；体系转化；井壁稳定 ；流变性；苏丹六区 中图分类号 T E 2 5 4 文献标识码 B Re s e a r c h a nd a ppl i c a t i o n o f KCL／ s i l i c a t e d r i l l i n g flui d i n b l o c k 6 o f Su da n C H E N B 0 ， Z H A 0 H 0 u c h u n ， X U X i n t 0 n g 1 ． C N PC Gr e a t W a l l Dr i l l i n g Fl u i d C o m p a n y ， B e ij i n g 1 0 0 1 0 1 ， C h i n a ； 2 ． B e ij i n g Un i v e r s i t y o fC h e mi c a l T e c h n o l o g y ， B e r i n g 1 0 0 0 2 9 ， C h i n a Ab s t r a c t I n c o n s i d e r a t i o n o f s a v i n g c o s t s i n b l o c k 6 o f S u d a n ， t h e o p e r a t i n g c o mp a n y c h a n g e d t h e s t r u c t u r e o f s o me we l l s t o ‘ t wo s e c t i o n’ i n s t e a d o f ‘ t h r e e s e c t i o n’ ． Th u s f o r ma t i o n wi t h d i ffe r e n t p r e s s u r e f a c t o r s a n d c h a r a c t e ri s t i c s i s i n t h e s a me b o r e h o l e wh i c h wo u l d c a u s e c o mp l e x p r o b l e ms i n t h e h o l e s u c h a s l o s t c i r c u l a t i o n a n d b o r e h o l e c o l l a p s e a n d u n d e r wh i c h t h e o ri g i n a l d ri l l i n g f l u i d t e c h n o l o g y c o u l d n o t me e t t h e d e ma n d f o r d r i l l i n g ． T h u s ， the o rig i n a l d r i l l i n g fl u i d t e c h n o l o g y i s i mp r o v e d a c c o r d i n g t o t h e f o r ma t i o n c h a r a c t e ris t i c s ． Th e p r a c t i c a l KCL ／ s i l i c a t e d r i l l i n g fl u i d s y s t e m i s d e v e l o p e d b a s e d o n a l o t o f e x p e rime n t s i n l a b a n d o n s i t e ． T h e n e w d r i l l i n g fl u i d c a n i n c r e a s e s u s t a i n a b l e p r e s s ure o f u p p e r f o r ma t i o n t o 1 ． 2 5 e C c m a n d c a n d r i l l s a f e l y wi t h a n a r r o w s a f e t y d e n s i t y wi n d o w． T h e e ff e c t i v e c o n t r o l o f s o l i d c o n c e n tra t i o n o f d r i l l i n g fl u i d c a l l o v e r c o me t h e d i ffi c u l t i e s i n c o n t r o l t h e r h e o l o g i c a l p r o p e r t y a n d r e a l i z e t h e s tab l e c o n v e r s i o n o f d r i l l i n g f l u i d s y s t e m i n d ril l p r o c e s s ． T h e n e w KCL ／ S i l i c a t e d ri l l i n g fl u i d s o l v e s t h e p o t e n t i a l ri s k o f c a v i n g a n d l o s t c i r c u l a t i o n p r o b l e m s i n l o n g b o r e h o l e wi t h d i ffe r e n t f o rm a t i o n p r o p e r t i e s ， p r e s s u r e s a ft e r the we l l b o r e s t r u c t u r e c h a n g e s ， r e d u c i n g ， s y s t e m c o n v e r s a t i o n t i me a n d t h e d r a i n a g e o f wa s t e d r i l l i n g fl u i d s i g n i fi c ant l y , p r o p e n t i e s ， s h o r t e n t i n g t h e d r i l l i n g p e r i o d a n d c u u t i n g c o s t s o f d r i l l i n g fl u i d ma t e ria l s ． Ke y wo r d s KC1 ／ s i l i c a t e d r i l l i n g fl u i d ； mu d s y s t e m t r a n s f r h o l e s tab i l i z a t i o n ； r h e o l o g i c a l p r o p e r t y ； b l o c k 6 o f S u d a n K C 1 ／ 聚合物和硅酸盐钻井液体系是两种具有 代表性 的强抑制性水基钻井液体系， 具有抑制性 强 、 成本 低 、 环保性 好 、 易于维护 等优点 ， 在 苏丹地 区已应用 多年 。特别是在地质条件复杂 、 地层不稳 定 的六 区， 取得 了 良好 的效果 。 J 。具体 工艺是在 B e n t i u及其 以上地层使用 KC 1 ／ 聚合物钻井液体 系， 穿过 B e n t iu地层以后下技术套管， 然后转化为适用 于 A b u G b u r a 地层的硅酸盐钻井液体系。但 近年来 甲方出于节 约成本 的考虑 ， 将原来 的三开井身结构 设计改为两开结构 ， 取消了技术套管 ， 二开裸眼段增 长 ， 不同压力体系的地层在同一裸眼段 内， 给钻井液 技术服务带来很大 困难。针对现有井身结构和地层 作者简介陈博， 1 9 8 2 年生。现从事钻井液技术服务工作， 硕士， 工程师。E - m a i l c h e n b o 0 0 0 1 y e a h ．n e t 。 陈博等 苏丹六区 KC i ／ 硅酸盐钻井液体 系的研 究与应用 6 l 特点， 在原有钻井液技术基础上 ， 优化改进 了钻井液 配方和现场施工工艺， 并成功应用于多 口新井的钻 井施工。 无膨润土的钻井液无法形成高质量的滤饼 ， 流变参 数不够理想， 特别是动切力偏低， 携岩效果差。为了 解决这些难题， 进行了一系列的室内实验。 1 技术难点和对策 2 室内研究 1 ． 1 技术 难点 1 安全密度窗 口变窄。以往在钻井施 工过程 中， 二开完井时钻井液密度通常为 1 ． 1 5 ～ 1 ． 1 6 g ／ c m ， 而三开钻井液密度在 1 ． 2 5 g ／ c m 左右 ， 由于地层压力 系数的不同， 取消技术套管后钻井液安全密度窗口 变窄。如果钻井液密度偏低， 下部 A b u G b u r a 地层 容易垮 塌；而钻井 液密度偏高 ， 上部 B e n t i u地层和 A ma l 地层则有可能发生漏失。 2 钻井液体系适用 性。K C 1 ／ 聚合物钻井液体 系对上部地层有 良好的抑制性和稳定井壁的能力 ， 但用 于 A b u ． Gb u r a 硬 脆性 页岩地层 则效 果不够 理 想。硅酸盐钻井液应用于 A b u G b u r a 地层效果很好 ， 但同时也存在滤失量偏大 、 固相容量低 、 流变性不易 控制等特点 ， 若用于造浆性的地层 ， 随着钻井液 固相 含量 的增加流变性难 以控制 ， 对砂岩地层也难 以发 挥硅酸盐钻井液体系的优点。 3 钻井液体系转化。经过对两种钻井液体系特 点和适用性进行分析 ， 决定在 B e n t i u及 以上的地层 使用 K C 1 ／ 聚合物钻井液体系， A b u ． G b u r a 地层使用 硅酸盐钻井液体系 ， 这样钻井液体 系的转化就成为 一 个难题。由于硅酸盐钻井液体系流变参数对 固相 含量较为敏感 ， 在有技术套管的条件下 ， KC 1 ／ 聚合物 钻井液在技术套管固井之后， 放掉循环罐中全部或 大部分钻井液 ， 三开配制硅 酸盐钻井液不使 用膨润 土。但取消技术套管后， 不可能在钻进过程中大规 模置换新 的钻井液 ， 这样也不利于井 眼的稳定 ， 如何 在裸眼段完成钻井液体系的转化是一个新的难题。 1 ． 2 技术对策 1 窄安全密度窗 口对策。 由于存在不 同的地 层压力 ， 选择合理 的密度是非常重要 的。具体思路 为在保证 Ab u G b u r a地层稳定无垮塌和起下钻顺利 的前提下尽量降低钻井液密度 ， 同时想办法 提高上 部 地层 的承压 能力， 尤其是 Ama l 、 B e n t i u等易漏砂 岩地层 。 2 钻井液体系的转化方法。设计 K C I／ 聚合物 钻井液在 到达 Ab u Gb u r a 地层前 ， 也就是需要转化 为硅酸盐钻井液体系时能够维持较低的MB T值 ， 这 样可以在不需要大规模置换钻井液的前提下进行体 系转化 。采取的方法为二开配制 KC I ／ 聚合物钻井 液时采用无黏土相配方 J ， 但这样又带来新 的问题 ， 为 了得到能满足要求的钻井液 配方 和工艺 ， 在 之前的技术经验基础上进行了一系列的室内实验 5 - 6 ] , 包括硅酸盐 钻井液 的流变参 数 和膨 润土含量 的关 系、 无黏土相 K C 1 ／ 聚合物钻井液滤失实验， 以及提 高砂岩地层承压能力的模拟实验。 2 ． 1 膨润土含量对硅酸盐钻井液流变性影响 在使用硅酸盐钻井液时， 膨润土含量是个很重 要 的参数 ， 对钻井液的流变性能有很大影响。膨润 土含量常用 MB T实验来测量。膨润土含量过高会 使钻井液黏度和切力难 以控制 ， 因此在现场应用时 ， 经常用无黏土相的方法来配制硅酸盐钻井液。但在 新的条件下 ， 需要确定硅酸盐钻井液的流变参数和 膨润土含量的定量关系， 以确定钻井液体系转化的 MB T指标 。 根据实验研究和现场经验 ， 选用基浆配方为膨 润土 2 ％P AC I ． 5 ％P AC - R L 0 ． 3 ％XY - 2 7 7 ％K C l 。 分别配 制膨润 土含量 为 0 、 1 0 、 2 0 、 3 0 、 4 0 、 5 0 、 6 0 g m 的基浆， 用六速旋转黏度仪测量其塑性黏度和动切 力 ， 然后分别在 每种基浆 里面加入 1 0 ％ 的硅 酸钠 ， 再测塑性黏度和动切力 ， 并进行对 比， 研究膨润土含 量对硅酸盐钻井液体系流变性的影 响 图 1 。 0 1 0 2 0 3 0 40 5 0 6 0 膨润土含量／ ％ 图 1 膨N- - 含量对两种钻井液体系流变参数的影响 由图 l 可以看出， K C 1／ 聚合物体系随着膨润土 含量 的增加 ， PV和 Y P基本上表现 出线性增加 的趋 势， 随着膨润土含量 的增大 ， 动塑 比增加。加入硅酸 钠以后， P V和 Y P的值都增大， 但 y 尸增加的速度要 远远大于 PV ， 特别是膨润土含量超过 3 0 g ／ L时， y 尸 数值急剧增加。根据现场经验数据， y 尸的值在 8 ～ l 2 P a 范围内较为合理 ， 当膨润土含量 由 3 0 g ／ L增加到 4 0 g ／ L时 ， 从 9 增长到 2 O ， 超 出了可接受的范围。 膨 润土含量越低 ， 硅酸盐对钻井液流变性 的影 ∞ 如 加 m O 日 、 ． s把 窨 6 2 石油钻采工艺 2 0 1 4年 3月 第 3 6卷 第 2期 响越小 。这是 由于膨润土含量增加 ， 硅 酸钠和膨润 土微 观粒子之 间发生物理化学反应 ， 增 大了钻井液 的结 构强度 ， 因此动切 力迅速增大 ， 破坏 了钻井液 的流变性。 南实验可知 ， 为了保证硅酸盐钻井液 的流变性 ， 维护时要保持 MB T值不超过 3 0 g ／ L， 在钻井液体系 转化时应保证 MB T值不超过 2 0 g ／ L 。 2 ． 2 KC I ／ 聚合物钻井液造壁性能实验 膨润土除 了可 以调节钻井液流变参 数 、 维持合 理 的动塑 比之外 ， 还有着降低滤失量 、 形成滤饼 的重 要作用 。无黏土相 的 KC 1 ／ 聚合 物钻井 液存 在滤失 量 大 、 滤饼质量差 的缺点 ， 不利于形成稳定的井壁。 为 了解决这个问题 ， 选用磺化沥青 F T - l 和超细碳酸 钙 Qs ． 2作为造壁材料 ， 通过实验验证其造壁效果。 选用无膨润土的基浆， 加入不同 比例 的 F T - 1 和 QS ． 2 ， 钻井液加热 至 4 0℃， 高速搅拌 以后利用 AP I 中压滤失仪测量 3 0 mi n滤失量 表 1 。 表 1 KC I ／ 聚合物钻井液滤失量和滤饼实验 南表 1 可以看出， Q S 一 2 有着很好的封堵作用， 降滤 失效果 明显 ， 但没 有韧性 ， 形 成的滤饼非 常脆 弱 ；F T _ l 在温 度超过 软化点 以后也 有 良好 的封堵 作用， 但对小的孑 L 隙作用不明显， 滤饼光滑但不够致 密 ， 且 黏滞 力强。F T ． 1 和 Qs 一 2配合使用 以后 ， 降滤 失效果更好 ， 而且能形成光滑致密而有韧性的滤饼。 经过实验选择优化配方为 3 ％F T - I I ％～ 2 ％QS ． 2 。 2 ． 3 地层 模 拟承压 实 验 上部地 层 中 Ama l 和 B e n t i u地层 以砂岩 为主 ， 孔 隙度 高 ， 易发生 渗透 性漏失 。设 计使 用 F T - 1和 QS ． 2 对砂岩地层孔隙进行封堵 ， 提高地层承压能力。 为了验证其效果， 使用高温高压滤失仪进行了地层 模拟承压实验 。 把从 Ama l 地层取出的砂样洗净晾干， 称取 1 0 0 g 装入高温高压滤失仪并压实， 选取 2 种钻井液配方进 行实验。l 群为无膨润 土基浆 ， 2 ≠ } 为无 膨润土基浆 3 ％F T - 1 1 ． 5 ％QS - 2 。 苏丹六区设计井深一般为 2 4 0 0 m， 井底温度 6 0℃ 左 右。为 此 ， 测 量钻 井液 在 6 0℃ 的条件 下 ， 3 ． 5 ～ 6 MP a 范围内 3 0 mi n滤失量 ， 结果见表 2 。表 中 2 ≠ } 样 品 1 ≠ } 样 品为 2 样 品测试结束后 ， 将钻井液倒 出， 再次倒入 1 ≠ } 样品 ， 在同样的压力温度条件下进行实 验的滤 失量。可 以看 出， 钻井液 加入 F T _ 1 和 OS 一 2 后对地层孔隙有 良好 的封堵效果 ， 2 } } 样 品 1 ≠ } 样 品 滤失量和 2 群样品实验结果相比仅有少量增加 。 表 2 地层封堵效果评价模拟实验结果 实验结束后取出砂样发现 F T - 1 在 6 0 条件下 软化并 渗透到砂样 内部 ， 说 明 F T - 1和 Q S ． 2配合使 用不但有良好的降滤失效果， 能够在井壁形成稳定 的滤饼， 更能渗透到近井壁处封堵地层孔隙， 阻止钻 井液 进一步 向地层渗透 ， 有效提高 地层承压 能力。 在滤饼形成以后 ， 即使再更换其他的钻井液体系 ， 地 层也能够承受更高的压力 ， 这为安全密度窗 口变窄 的情况下 钻井 液 的工 艺可行性 提供 了理论 支持。 3 现场应用 新 的 K C I ／ 硅 酸 盐 钻 井 液 体 系 在 Mo g a 7 ． 1 、 Mo g a 7 3 、 F N4 7等多 口井 中进行 了现场试验 ， 结果 证明， 经过改进 的 KC 1 ／ 硅 酸盐钻井液体系对地层适 应性好 ， 易于维护 ， 转化方便 ， 现场钻井液配制工艺 和维护方法如下 。 3 ． 1 KC I ／ 聚合物钻井液体系 表层固井结束 以后 ， 放掉表层钻井液 ， 清理所有 罐 配制 KC 1 ／ 聚合 物钻井液 。钻井液 配方 为 0 ． 1 ％～ 0． 2％ NaOH 2％ PAC LV0． 5％ PAC ． RL0． 2％ ～ 0 ． 5 ％XC D 0 ． 5 ％～ 0 ． 8 ％KP AM 7 ％～ 8 ％KC I 重 晶 石 根据需要添加 。性能参数 密度 1 ． 1 0 ～ 1 ． 1 7 g ／ c m ， 漏斗黏度 5 O ～ 5 5 S ， 塑性黏度 1 7 mP a S ， 动切力 8 P a ， AP I 滤失量 4 mL， 初切 3 P a， 终切 7 P a ， p H值 9 ， 膨 润土含量 1 0 g ／ L。 无 黏土相 KC 1 ／ 聚合物钻井 液的黏度和切力 比 较低 ， 为了维持良好的流变参数， 需要使用 X C D进 行调节， 根据经验数据和现场实际情况， X C D的含 量在 0 ． 2 ％～ 0 ． 5 ％ 之间钻井液能保持 比较好的流变参 数和动塑比。调节钻井液动塑 比 0 ． 5 左右 ， 保证钻井 液有较好 的携带钻屑的能力 。 随着井深的增加 ， 钻井液温度逐渐升高， 温度达 到 4 0℃时 ， 开始逐渐往钻井液里添加 F T _ l 和 Q s ． 2 。 钻至 A rea l 地层时， 提高 F T _ 1 含量至 3 ％、 QS 一 2含量 陈博等 苏丹六区KC I ／ 硅酸盐钻井液体 系的研究与应用 6 3 至 1 ． 5 ％， 以形成封堵 Ama l 砂岩地层孔隙的滤饼 ， 提 高地层 的承压能力。 随着井深的增加， 逐渐提高钻井液密度。到达 Ar e d e i b a地 层 前 ， 钻 井 液 密 度 提 高 至 1 ． 1 5 ～ 1 ． 1 6 g ／ e m ， 以避免 A r e d e i b a地层缩径 。 上部泥岩地层存在一定 的造浆性， 易于在钻 井液 中分散 ， 增加 MB T值和固相含 ， 对下部转化硅 酸盐钻井液体系产生不利影响， 因此控制上段 K C 1 ／ 聚合 物钻井液体系的固相含量 ， 尤其是分散性黏土 颗粒的含量是非常重要的。采取的技术措施如下 。 1 提高钻井 液 中 K P AM 的含量 至 0 ． 5 ％～ 0 ． 8 ％ 一般钻井液 K P A M 加量 为 0 ． 3 ％～ 0 ． 5 ％ 。实践证 明 KP A M 具 有 良好 的包被性能 ， 可 以吸附钻井液中的 黏土颗粒和小粒径劣质固相颗粒， 以便于固控设备 及时去除有害固相 ， 保持钻井液低 MB T含量。 2 在钻进时要求 固控设备运转情况 良好 ， 振动 筛使用 1 0 0 ～ 1 2 0目的筛布， 除砂器和除泥器使用率 1 0 0 ％， 离心机每天使用 6 ～ 1 0 h 。部分 F T - l 和 QS 一 2 会在 离心机 工作 时去 除 ， 要及 时补充 保持 其正 常 比例。 3 每天要早晚测量 2次 MB T值 ， 如发现 MB T 值增长速度过快， 及时采取措施， 如增加离心机的使 用时间， 补充新钻井液等措施来降低 MB T值。 3 ． 2 钻井液体系转化 当钻至 Be n t i u地层底部时 ， 可 以转化为硅酸盐 体系。转化之前要准确测试 MB T值， 结果在 2 0 g ／ L 以下时， 可以直接进行转化；若 MB T 值超过 2 0 g ／ L， 则需要用新钻井液对现有钻井液进行部分置换 ， 以使 MB T降至 2 0 g ／ L以下。置换时应注意新钻井 液密度和黏度应等于或接近现有钻井液 ， 新钻井液 的滤失量应在合理的水平 ， 新钻井液的 K C 1 含量在 7 ％ ～ 8 ％。此时钻井液密度维持在 1 ． 1 7 ～ 1 ． 1 8 g ／ c m 。 较 为合适， 这样在钻至A b u ． G b u r a 地层时， 不需要大幅 度提高钻井液密度 ， 以免对上部 薄弱地层造成过大 激动压力 。 在转化前 ， 需要测试钻井液 的总硬度 ， 根据计算 结果加 入所需 的 Na ， C O ， 去 除钻井液 中 C 、 Mg 等高价金属离子， 避免硅酸钠和其反应生成沉淀， 影 响硅酸盐钻井液流变性 ；另外用 Na O H调节钻井液 p H值 9 ～ 1 0 ， 因为在较低的p H值条件下硅酸钠与 结合会生成硅胶 。 调整好以后 ， 就可以加入硅酸钠处理剂 ， 加量为 8 ％～ 1 0 ％。2 ～ 3 个循环周以后 ， 测量硅酸盐钻井液的 性 能 ， 在加入硅 酸钠后 ， 钻井液性能会发生变化 ， 具 体表现为滤失量变大和流变参数的变化 ， 加入 1 0 ％ 硅酸钠前后钻井液性能如表 3所示。 表 3 加入硅酸钠前后钻井液性能对比 由表 3可见 ， 加入硅酸钠后钻井液滤失量变大 ， 需要加 入 P AC L v和 P AC R L来 降低滤 失量 ， 同时 流变参数也有一定程度的变化 ， 流变参 数的变化和 MB T值有关， MB T值越大流变参数变化越大。 3 ． 3 硅酸盐钻井液体 系 A b u G b u r a 地层 以硬脆性页岩为主 ， 不易造浆 ， 因此硅酸盐钻井液的性能维护起来相对容易， 主要 注意以下几个方面 。 1 维持 p H值不低于 l 1 ， 硅酸盐钻井液才能保 持较好 的流变性 ， p H值降低说明钻井液中硅酸盐含 量降低 ， 需要及时补充。 2 使用 K P A M 絮凝钻井液 中劣质 固相 ， 但要注 意降低 K P A M 的加量至 0 ． 1 ％ ～ 0 ．2 ％。 3 褓 持 KC 1 含量 7 ％～ 8 ％， 硅酸钠含量 8 ％～ l 0 ％， 维持 良好的抑制性 。 4 注意处理剂与硅酸盐钻井液体系的适用性， 处理剂使用不 当可能会产生钻井液起泡的问题 _ 8 ； 5 在井壁无垮塌 、 起下钻顺 畅的前提下尽量 降 低钻井液密度 ， 经过几 口井 的实验证 明， 完井密度保 持在 1 ． 2 2 ～ 1 ． 2 3 g ／ c m 可 以保证井下安全 ， 之前相 同 地层钻井液密度都在 1 ． 2 5 g ／ c m 或者更高。 硅酸盐钻井液 的性能参数为 密度 1 ． 2 0 ～ 1 ． 2 3 g ／ c m 3 ，漏斗黏度 5 0 ～ 6 0 S ， 塑性黏度 2 3 mP a S ， 动切力 1 0 P a ， A P I 滤失量 4 ． 5 mL， 初切 4 P a， 终切 9 P a ， p H 值 l 2 ， 膨润土含量 2 5 g ／ L。 4 结论 1 通过室 内和现场实验 ， 研发 出一种实用的新 型 K C 1／ 硅酸盐钻井液体系， 解决了井身结构改变后 长裸眼段内不 同地层性质和不同压力体系下 出现的 井塌和井漏的问题 ， 满足了苏丹六区的钻井需要。 2 F T _ 1 和 Q S 一 2的合理使用， 提高了上部地层 承压能力 ， 并解决 了无 黏土 相钻井液滤失量不易控 制 、 滤饼质量差的问题 ， 在较窄的安全密度窗 口下实 现 了井下安全。 3 通过实验得出K C 1 ／ 聚合物钻井液转化为硅 酸盐钻井液的合理 MB T值 。包被剂 K P A M 以及固 控设备的有效使用 ， 控制 了 KC 1 ／ 聚合物钻井液体系 下转至第 6 7页 张洁等 伊拉克 Ah d e b油田储层损 害机理研 究 6 7 由表 1 可 以看 出， 不加重 晶石 的配方渗透率恢 复值高达 9 7 ． 7 ％， 且随着重 晶石加量 的增加 ， 储层污 染越严重 ， 渗透率恢复值越小 。 由表 2可以看出， 随着碳酸钙的质量分数从 5 ％ 增加至 3 0 ％， 岩心的渗透率恢复值从 6 0 ．2 6 ％提高到 9 6 ． 5 8 ％， 加重剂中重 晶石组分增加会使渗透率恢复 值降低。总体看来重 晶石的污染程度大于碳酸钙 ， 酸化后重晶石不溶于酸， 不能返排， 污染效果不可逆。 截取重 晶石污染后岩心端面 ， 用扫描 电镜观察 ， 可以看 出， 重晶石在岩石表 面形成一层重 晶石饼 ， 堵 塞了孔道 ， 是导致渗透率恢复值下 降的重要原因。 速敏无， 盐敏弱一中， 水敏弱， 酸敏无 ， 碱敏无一弱， 应力敏感弱一 中。R u储层 与 K h储层敏感性差别较 大， K h储层更容易发生盐敏和碱敏 。加重剂中重 晶 石的量增加会 使储 层损害加重。R u储层存在潜在 水锁损害的岩心 比例较高 ， 相对 于 Kh储层而言 ， 更 容易发生水锁损害， 在钻井时要求钻井液的滤失量 尽可能低 ， 必要时可加入适量防水锁剂 。 3 储层保护措施应注重降水锁， 降低滤失量， 减 少无法酸溶 固相加重剂 的用量 ， 重视封堵 ， 选用可酸 溶油溶的随钻堵漏材料， 尽量采用清洁的钻井液体 系， 尽量选用可以酸化或者油溶的钻井液处理剂 。 3 储层保护措施 参 考文 献 1 尽量采用可 以酸化的加重齐 0 ， 如石灰 、 碳酸钙 [ 1 ] 汪绪刚， 张文华， 李应光， 等． 伊拉克艾哈代布油田快速 等， 使得酸化后渗透率能迅速恢复， 保护储层。 钻井技术 [ J ] ． 石油钻探技术， 2 0 1 3 ， 4 1 1 3 5 3 9 ． 2 容易水锁的 R u储层必要时可加入适量防水 [ 2 ]冉建斌 伊拉克A h d a b 油田白垩系碳酸盐岩油藏描述 锁剂， 使得钻井液滤液更容易返排， 提高产量。 、 建模 [ D] ． ．北京中．国地质大学 北京 , 2 0 0 5 √ 具 罩 布 岫1 2 2 畔 - 1 2 3 ． 平井钴井液技 弱盐敏损害 ， 还可 以减少固相加重剂的含量 ， 减少固 [ 4 ]B N N 1 0 N B ，_T M 0 s F B ， B I E T z R F ， e t a 1 ． 相损害。建议可以在部分井试验低固相盐水储层专 W a te r a n d h y d r o c a r b o n p h a s e 仃 印 p in g in p o r o u s m e d ia ． 打钻井液体系。d i a g n o s i s ， p r e v e n t i o n a n d t r e a t me n t [ J ]． J o u r n a l o f 4 应注重强化钻井液对井壁的封堵性 ， 尽量 降 C a n a d i a n P e t r o l e u mT e c h n o l o g y , 1 9 9 6 ， 3 5 1 0 2 9 3 6 ． 低钻井液滤失量 ， 选用可酸溶油溶 的随钻堵漏材料 [ 5 ]袁波，汪绪刚， 汪世国， 等． 聚磺钻井液在伊拉克艾哈 可以实现较好的防漏堵漏与储层保护效果。 代布油田水平井中 的应用[ J ] 钻井液与完井液， 2 0 1 1 ， 4 结论 [ 6 ]鄢捷年． 钻井液工艺学[ M] ． 北京中国石油大学出 1 通过对 A h d e b 储层岩性、 物性资料的调研及 ～ “ 实验评价 ， 证实 Ah d e b油 田的储层以碳酸盐岩为主 ， 修改 稿收到日 期 2 o 1 4 ．0 2 1 8 属于较为典型的高孔低渗储层。 [ 编辑 朱 伟] 2 确定 了储层损害的主要机理 。 六敏整体评价 上接第 6 3页 MB T含量 ， 在钻进过 程 中实现 了 KC 1 ／ 聚合物钻井 液到硅酸盐钻井液体 系的转化 ， 避免了大量排放废 弃钻井液， 提高了钻井施工的环保水平， 降低了钻井 液材料成本。 参考文献 [ 1 ] 郭健康， 鄢捷年， 王奎才， 等 ． 强抑制性 K C 1 ／ 硅酸盐钻 井液体系及其在 苏丹六区的应用[ J ] ． 钻井液与完井液， 2 0 0 5 。 2 2 1 1 4 ． 1 8 ． [ 2] 艾中华， 郭健康， 唐德钊 ． 新型 K C 1 ／ 硅酸钠钻井液在强 水化分散泥页岩中的应用 [ J ]． 石油钻探技术， 2 0 0 9 ， 3 7 5 7 7 ． 8 0 ． [ 3] 王权阳， 李尧 ． 抗高温 K C1 聚磺钻井液体系在伊 朗F X 井中的应用 [ J ]． 石油钻采工艺， 2 0 1 2 ， 3 4 1 5 0 ． 5 3 ． [ 4] 张洁， 孙金声， 杨枝， 等 ． 抗高温无固相钻井液研究[ J ] ． 石油钻采工 艺， 2 0 1 1 ， 3 3 4 4 5 ． 4 7 ． [ 5] 丁锐 ， 李健鹰 ． 稀硅酸盐钻井液防塌性能的影响 因素 [ J ]． 石油学报 ， 1 9 9 9 ， 2 0 4 9 3 ． 9 6 ． [ 6] 聂勋勇， 李再钧， 王平全， 等 ． 硅酸钾聚合醇钻井液体 系 的实验研 究 [ J ]． 钻 井液与完井液 ， 2 0 1 0 ， 2 7 5 3 4 ． 37 ． [ 7] 蓝强， 邱正松 ， 王毅， 等 ． p H值对硅酸盐钻井液性能的影 响 [ J ]． 石油钻采工艺， 2 0 0 7 ， 2 9 3 8 0 ． 8 2 ． [ 8] 刘绪全， 陈博， 陈勉 ． 苏丹地区硅酸盐钻井液发泡原 因 分析 [ J ]． 钻井液与完井液， 2 0 1 2 ， 2 9 3 4 7 ． 5 0 ． 修 改稿 收到 日期2 0 1 4 ． 0 2 一 l 3 [ 编辑朱伟 ]