大43区块强封堵抑制型钻井液体系室内研究

杨姝(中国石化胜利油田分公司地质科学研究院，山东 东营 257015)

大43区块强封堵抑制型钻井液体系室内研究

杨姝(中国石化胜利油田分公司地质科学研究院，山东 东营 257015)

针对大43区块中低渗储层特点及易漏失难点，从提高油气层保护效果，降低钻井成本角度出发，优选了强封堵抑制型钻井液体系，最终确定钻井液体系配方为4%膨润土+0.3% PAM+0.5%氨基硅醇+0.5%CMC+1%海水降滤失剂+3%超细碳酸钙+1.5%磺化沥青+1%非渗透处理剂+1%磺化酚醛树脂。研究表明，该钻井液体系在油气层保护和提高钻井施工质量等方面都发挥了积极作用。

大43区块;强封堵抑制型钻井液;室内研究

义北油田大43块位于河口区义和镇境内，区域构造位置为济阳坳陷义和庄凸起东北坡，义东大断层上升盘，该区块共钻井26口，效果不是很理想，钻井周期长、费用高、油气层保护效果较差、钻井质量明显低于其他区块，通过分析发现造成以上问题的主要原因有以下三个方面：1、存在漏失层，本区沙二、沙三段间存在不整合面、胶结疏松，多口井在上部沙二段发生漏失。而且比较严重，承压堵漏困难。2、储层压力体系不统一，低压储层易造成伤害，大43块沙二段属中孔中渗储层；沙四段属中孔低渗储层。沙二段压力系数0.965；属常温常压系统。沙四段局部高压，压力系数在1.2～1.65之间。3、沙三、沙四地层容易垮塌，该区块沙三、沙四地层泥岩发育，普通聚合物钻井液很难保持井壁稳定，井眼易垮塌。

针对以上难题，展开大43区块新型钻井液体系的研究，该钻井液体系应该具有特色堵漏、全方位油气层保护、兼顾防塌三方面特点。

1 体系抑制剂的优选：

1.1 动态线性膨胀实验

对清水和各种页岩抑制剂在基本配方：基浆4%钠土+0.3% PAM+0.5%CMC中的页岩膨胀性进行了评价，各种抑制剂的加量均为1%，根据实验的要求，采用易水化泥页岩岩粉压制岩样，在室内用动态线性膨胀仪测试岩样在清水、KCl、抑制剂BG和氨基硅醇中的动态膨胀情况，结果见图1。由图可见，氨基硅醇的页岩膨胀率最低，页岩最终膨胀率最高的是清水，然后是KCl、液体抑制剂BG。

图1 页岩动态线性膨胀率

1.2 絮凝实验

在100 mL具塞量筒内加入100 mL一定浓度的抑制剂溶液，同时加入2 g钠膨润土，摇动10 min混合均匀，静置24 h后记录所对应的絮凝体积，1%KCL、1%抑制剂BG、1%氨基硅醇、0.5%氨基硅醇的絮凝体积为10.5mL、11mL、5mL、6mL。从此可知，钠膨润土充分水化后能形成稳定的胶体悬浮液，无絮凝现象，加入抑制剂后发生不同程度的絮凝；加入1%KCl后钠膨润土絮凝严重，这是钾离子压缩黏土扩散双电层的结果，且絮凝物密实，但是与氨基硅醇相比较松散；加入1%抑制剂BG后絮凝物较为疏松，可能是黏土颗粒之间发生了端-端或者端-面聚集；氨基硅醇抑制剂通过质子化胺基吸附在黏土层间，黏土颗粒层间的负电排斥作用减弱，使得黏土颗粒主要以面-面形式聚集，絮凝物较为密实，且从下表和图中可以看出0.5%氨基硅醇加量就能让膨润土的絮凝效果优于KCL，达到很好的抑制效果。

2 钻井液体系的配方确定

基于上述钻井液处理剂组分的研究，根据各种处理剂的特性，对各种处理剂及加量进行优选优配得到既满足钻井工程需要，又保护油气层的钻井液体系，室内进行了处理剂加量优选，最终确定钻井液体系配方为：4%膨润土+0.3%PAM+0.5%氨基硅醇+0.5%CMC+1%海水降滤失剂+3%超细碳酸钙+1.5%磺化沥青+1%非渗透处理剂+1%磺化酚醛树脂。

3 钻井液体系的评价

（1）渗透堵漏试验

采用Fann-389渗透率封堵测试仪评价钻井液体系的封堵能力。该实验测试条件3.5MPa/150℃，测试时间30min，在岩心片孔喉直径同为35μm的情况下，常规聚磺钻井液体系，强封堵抑制型钻井液，油基钻井液的滤失量分别为10.2mL,8.4mL, 5.0mL。由数据可见，钻井液体系在加入复合封堵剂以后滤失量减小了1.8ml。实验证明强封堵抑制型钻井液能有效的提高钻井液封堵能力。

（2）抑制性评价试验

采用抑制岩心膨胀实验和岩屑回收率实验评价了体系的抑制性能，实验结果显示清水、强封堵抑制型钻井液、常规聚磺钻井液体系、油基钻井液体系的膨胀量分别是4.08（8h）/mm，0.96（8h）/mm，1.52（8h）/mm，0.6（8h）/mm。由此可以看出，强封堵抑制型钻井液较常规聚磺钻井液抑制性能更好，具有优异的抑制粘土水化膨胀能力。

4 现场应用以及取得的成果

强封堵抑制型钻井液体系在大43区块一共应用20口井，取得了良好的效果，不仅仅解决了井身结构的问题，而且在油气层保护和提高钻井施工质量等方面都发挥了积极作用。如大43-斜384井，由于该井应用了强封堵抑制型钻井液体系，施工非常顺利，最后完钻井深3211米，钻井周期只有21天。

杨姝（1986-）女，汉，河北涿州人，助理工程师，主要从事油气田开发工作。