松遼盆地深層水平井鉆井液技術(shù)探究

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1、松遼盆地深層水平井鉆井液技術(shù)探究摘要：本文通過對(duì)高溫穩(wěn)定劑的作用原理進(jìn)行分析，首先選擇出合適的高溫穩(wěn)定劑，接著對(duì)深層水平井鉆井液的配方進(jìn)行優(yōu)選，從而確定鉆井液的配方，并根據(jù)根據(jù)所指定的配方指定相應(yīng)的施工現(xiàn)場要求，形成集施工、管理、技術(shù)于一體的綜合性深層水平井水基鉆井液技術(shù)。關(guān)鍵詞：水平井流變性抑制性抗劣土侵前言松遼盆地為典型的復(fù)雜小塊油田，多采用深井、超深井作業(yè)[1],造成水基鉆井液各成分長時(shí)間處于高溫高壓的工作條件下，易于與各種微粒子作用發(fā)生高溫去水化作用、大分子處理劑高溫氧化降解作用、有機(jī)處理劑高溫交聯(lián)作用等，致使鉆井液的各項(xiàng)性能指標(biāo)下降，進(jìn)而使得鉆井機(jī)械鉆速慢、鉆井周期長成本

2、高，因此研究深層水平井鉆井液在高溫高壓條件下的慮失性能、流變性能和鉆井液的抗高溫性能具有重要意義。一、高溫穩(wěn)定劑選擇分子的熱運(yùn)動(dòng)主要由溫度影響，溫度越高，分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，所以在高溫的環(huán)境下，由于水分子劇烈運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致粘土粒子之間的排斥力減弱，從而出現(xiàn)聚結(jié)趨勢，導(dǎo)致鉆井液的黏度增加，呈現(xiàn)高溫減稠特性。并且，隨著粘土含量的增加，將會(huì)導(dǎo)致各分子之間相互聚結(jié)形成網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，從而使得黏切大幅度提高，嚴(yán)重時(shí)可能發(fā)生膠凝、固化等現(xiàn)象。為了防止上述問題的發(fā)生，通過對(duì)鉆井液體系的水基進(jìn)行研究，對(duì)比不同種類的高溫穩(wěn)定劑，選擇出了STBHU高溫穩(wěn)定劑，其作用機(jī)理為：1）在球狀分子之間形成柔性連接，提高其搬

3、運(yùn)能力；2）半剛性微粒粘度特性。通過這兩個(gè)特性的綜合控制，實(shí)現(xiàn)鉆井液在高溫條件下的粘度、濾失、潤滑等性能的綜合控制。二、深層水平井鉆井液配方的優(yōu)選1?鉆井液配方選擇針對(duì)松遼盆地地層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和構(gòu)造井深，在充分考慮鉆井液抗高溫穩(wěn)定性、抗鹽抗鈣污染能力、抑制性能、抗巖屑污染能力等性能要求，優(yōu)選出了松遼盆地井水平井水基鉆井液配方：海水+9?10%膨潤土+0.6-0.9%純堿+0.3-0.6%天然高分子包被劑IND-30+0.2-0.3%流型調(diào)節(jié)劑HF-1+0.3%Na0H+0.01%-0,02%聚丙烯酰胺鉀鹽KPAM+4%-6%高溫抗鹽降慮失劑+4%-5%防卡降濾失劑+0.5%-1%降粘劑

4、+8%-10%的仿油基材料+2%-4%抑制劑+重晶石+4%-4.5%膨脹土，通過對(duì)鉆井液配方的優(yōu)選，確保其在高溫工作條件下的穩(wěn)定性、抑制性能、抗鹽、抗鈣污染能力。2.鉆井液體系性能及其評(píng)價(jià)鉆井液性能包括抗溫性能、抑制性能、抗污染性能及對(duì)氣層儲(chǔ)層保護(hù)性能[2],選定鉆井液后，需要對(duì)其進(jìn)行性能校核，確定其是否符合性能要求，對(duì)于其抗高溫穩(wěn)定性，可以通過比較不同密度的深層水平井鉆井液，用高速攪拌制造高溫環(huán)境，經(jīng)過16個(gè)小時(shí)的攪拌老化，對(duì)比其濾失性能和流變性能，結(jié)果見表1。根據(jù)表1可知，對(duì)于不同密度的鉆井液經(jīng)過高溫?cái)嚢韬鬂L動(dòng)16h,對(duì)比熱滾前后數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)其均有良好的率變性能,能夠滿足松遼盆地

5、地區(qū)深井段安全快速的鉆井要求。選取經(jīng)過烘干的松遼盆地地區(qū)的泥巖巖屑50g(1.651—3.347mm),分別加入500ml深層水平井鉆井液和500ml清水之中，在80攝氏度條件下滾動(dòng)16小時(shí)后，將所得的殘?jiān)谷?.3mnik振動(dòng)篩中，并用水沖洗lmin,然后對(duì)其進(jìn)行烘干稱重，并進(jìn)行巖屑回收率的標(biāo)定。標(biāo)定結(jié)果如表2所示。由表2可知，該井選用的深層水平井鉆井液的巖屑回收率效果較好，倒到97.53%,這充分表明了該深層水平井鉆井液的抑制性能很好，進(jìn)而表明所選取的鉆井液合理有效。選取0.36mm-0.844mm的松遼盆地地區(qū)泥巖巖屑加入深層水平井鉆井液中，經(jīng)170攝氏度滾動(dòng)16小時(shí)后，以用

6、來評(píng)價(jià)器抗巖屑污染能力，所得結(jié)果如表3所示。經(jīng)過對(duì)比可知，當(dāng)巖屑加量小于或者等于4%時(shí)，松遼盆地井所選用的深層水平井鉆井液中的固相容量為4%o3.深層水平井鉆井液技術(shù)要求深層水平井鉆井液技術(shù)對(duì)于施工過程至關(guān)重要，因此，必須規(guī)范其施工過程，從而實(shí)現(xiàn)鉆井液滋工過程中的防卡、防噴、防漏、防塌等危險(xiǎn)現(xiàn)象。其施工過程必須對(duì)鉆井液按以下方法進(jìn)行維護(hù)：1）對(duì)處理劑進(jìn)行適時(shí)監(jiān)控，維持期正常消耗；2）鉆進(jìn)過程中，使用好固控設(shè)備，清除劣質(zhì)土相,降低含砂量；3）起鉆前必須充分循環(huán)鉆井液，一般不少于兩周，保證井眼清潔，循環(huán)期間可適當(dāng)提高泵的排量；4）鉆進(jìn)期間必須保持鉆井液性能穩(wěn)定，不斷添加抗高溫降失水劑以

7、便于提高鉆井液的熱穩(wěn)定性；5）及時(shí)改善濾餅質(zhì)量從而降低高溫高壓濾失量，以便于減少濾液對(duì)地層的侵入量；6）通過多級(jí)防塌機(jī)理協(xié)同作用對(duì)地層孔隙及微裂縫進(jìn)行封堵，以便于抑制粘土水化作用，達(dá)到提高井壁的穩(wěn)定性的目的。三、總結(jié)松遼盆地井及的順利完井，充分證明了該井所選用的深層水平井鉆井液技術(shù)適合松遼盆地地區(qū)井段的鉆井工作，并且在現(xiàn)場施工過程，施工人員根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，形成了集技術(shù)、管理、施工于一體的綜合性深層水平井鉆井液技術(shù)，并且經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)后該井所采用的深層水平井鉆井液