兴古潜山段钻井液体系的研究

摘要：辽河油田目前兴古潜山区块井段使用的是卤水无固相钻完井液体系，由于钻井液中含有大量的无机盐对钻井过程中的设备仪器有极强的腐蚀作用，同时卤水钻井液的导电性好，会严重影响完井后测井的数据录取的准确性，并且该体系对土壤周边环境有污染。本文针对辽河油田兴古潜山钻井液体系进行研究，拟解决兴古潜山钻井液方面制约该潜山区块有效开发开采的问题。

关键词：兴古潜山;钻井液体系;甲酸盐

1、前言

钻井工程要以发现、开发油气层和最大限度保护油气层，提高采收率为最终目的。辽河油田目前在潜山井段钻井过程中使用的保护油气层钻井液体系为国内某石油研究院科研团队研究出了一种卤水无固相钻完井液体系。該种钻井液体系为无固相或低固相钻井液体系，该种钻井液添加剂的结构设计能减少地层中对油气层的损害，实验证明，该钻井液体系能在176℃下保持稳定的性能作用，可以减少油气层的伤害。该无固相钻完井液体系包括以有机盐、无机盐和加重的密度在1.03～1.90g/cm的加重钻完井液体系和密度在1.00～1.03g/cm不用加重钻完井液体系。

2、兴古潜山卤水钻井液体系存在的问题

兴古潜山为当前代表的潜山油气藏由于储层压力系数高，钻完井液设计密度最高达1.38g/ cm，为保护油气层，现在使用的是无固相钻完井液体系，用无机盐加重，为卤水氯化钙无固相钻完井液体系，但该体系由于含有大量的无机盐对钻井设备有极强的腐蚀性，同时导电性好影响完井后测井的数据录取质量，且该体系对环境有不利影响。已兴古7潜山为当前代表的潜山油气藏由于储层压力系数高，钻完井液设计密度最高达1.38g/ cm3，为保护油气层，需使用无固相钻完井液体系，用无机盐加重，现在使用的钻完井液体系为卤水氯化钙无固相钻完井液体系，基本配方为：卤水溶液120～150m3+1%～1.2%PAC+0.5%～1%XC+0.5%～1%KH-931+0.5%～1%SMP+2%～3%超低渗透剂+1%～2%液体润滑剂+1%～2%石墨粉+氯化钙。该体系由于含有大量的无机盐对钻采设备有极强的腐蚀性，同时导电性好影响完井后测井的数据录取质量，且该体系对环境有不利影响。根据该区块储层的特点和安全钻井、测井、环保要求的需要，以甲酸钠、甲酸钾组成的甲酸盐钻完井液可满足其需要，但由于该区块潜山井段钻井过程中大部分的井存在井漏或严重井漏问题，有些井在该井段漏失近2000方，而甲酸盐钻完井液体系成本特高，需要进行研究改性，形成成本低的新型体系已满足其需要。

3、兴古潜山新型替换钻井液体系

由于该区块潜山井段钻井过程中大部分的井存在井漏或严重井漏问题，有些井在该井段漏失近2000方，根据该区块储层的特点和安全钻井、测井、环保要求的需要，以甲酸钠、甲酸钾组成的甲酸盐钻井液可满足其需要。

使用的甲酸盐钻井液体系需用甲酸钠、甲酸钾和甲酸铯提高钻井液密度，并且能较好的满足安全钻井和低成本的需要。鉴于以上的情况研制出一种新型的钻井液体系不但可满足安全钻井、防腐、环保、油层保护、测井，且成本低的钻井液体系迫在眉睫。由于钙镁离子导致地开采过程结无机垢问题，因导电性好影响测井数据解说问题，因腐蚀导致钻具、套管等管材的腐蚀问题，减少因钻井过程中井漏失导致储层污染问题。

通过调研，室内实验并研究兴古潜山钻完井液体系的配方，然后进行室内评价，最后进行现场试验和推广应用。

目前能同时满足密度为1.01～1.39g/cm、并且在地层中抗高温能力达到 150℃以上钻井液的选择范围还比较少。而目前国内外对钻井液的抗温性及流变性及各种评价方法都是在高温热滚后测定其常温下的流变性，不能真实地反应钻井液井下具体的高温的性能。

该种新型甲酸盐钻井液体系是由钻井配浆土、各种类处理剂、钻屑和水组成的。根据钻井液体系作用的各种机理研究，钻井液性能好坏、抗温能力强弱不仅与配浆土有关，而且与组成体系的各种处理剂性能密切相关。该体系钻井液中的甲酸盐的加入量对油气层保护和钻井液性能有十分重要的影响。主要是在实验室中调节甲酸盐在钻井液中的含量，测定模拟兴古潜山段地层中钻井液的性能，对该种甲酸盐钻井液体系进行评价，优选出甲酸盐的合理加量与其它处理剂配伍性好的处理剂作为兴古潜山段钻井液体系的基础，并对其作用机理进行深入研究。

取小于200微米的甲酸盐颗粒作为该钻井液体系的材料。这些微米级的甲酸盐能够提高比表面，改善与处理剂中的相互作用，能更加完美的与同种类型处理剂的混合。而且从整个体系来看，更小更细的甲酸盐颗粒能有效的阻止钻井液中膨润土与甲酸盐颗粒混合时的聚集。该种甲酸盐钻井液在混合过程中只用了热力和物理反应，没有其它化学物质的反应，所以对土壤环境完全无污染和损害。

在地层深处，由于有压力，在压力差的压力下，钻井液中所含的的自由水向井壁岩石的裂隙和孔隙中渗透，钻井液中的固相颗粒便随着自由水进入岩层，并在井壁上形成泥饼。如果过多的滤液进入地层容易造成井壁的失稳，还容易造成油气层的损害。因为甲酸盐在实验中有较好的滤失造壁性，在现场实验中也能维持钻井过程中井眼的稳定，还能使钻井液中的液相减少侵入地层作用。

辽河油田现在在兴古7区块潜山使用的新型甲酸盐钻完井液体系，研制成功兴古潜山无固相钻井液体系并对其评价，体系润滑系数<0.07，密度在1.03-1.30g/cm及粘度在45-60s内可调，抗温>150℃，腐蚀性< 0.076mm/年（标准值，80℃），滤液钙、镁离子含量<50mg/L，电阻率满足测井要求。该钻井液体系可解决出，由于钙镁离子导致地开采过程结出无机垢的钻井问题，还有解决由于导电性好影响到测井数据，甲酸盐有效的降低了钻井液的导电性，使测井数据更加真实，该甲酸盐钻井液体系还可以减少因钻井过程中井漏失导致储层污染问题。

5、结论

这种新型的甲酸盐钻井液体系适应兴隆台古潜山地层的钻井需求，该体系具有良好的配伍性、流变性和润滑性，能满足潜山油藏安全、快速钻井、录井、测井、固井施工的要求，具有腐蚀性低、抗温能力强、润滑性好、可防止开采过程结垢等特点，同时可以降低钻井成本。

作者简介：

孙睿，女，出生于1986年1月，毕业于北京理工大学工程管理专业硕士学位，现在辽河油田公司钻采工艺研究院油田化学技术研究所，目前为工程师