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胺铝基高清洁钻井液体系及其在田310井的应用 胜利石油管理局钻井工艺研究院油田化学所 摘要：面对越来越复杂的勘探开发技术难题以及日臻完善的环保法规，开发新型高性能水基钻井液 体系是目前钻井液技术发展的一个重要趋势。通过大量的实验研究，研制出一种胺铝基高清洁钻井 液体系。性能评价结果表明，胺铝基高清洁钻井液体系抑制能力强，一次岩屑回收率略低于油基钻 井液；滤饼质量好，高温高压滤饼抗剪切强度系数与油基钻井液相仿。本文还阐述了胺铝基高清洁 钻井液在田310井的应用情况。针对田310井上部泥岩裂缝发育、易坍塌掉块，下部裂缝发育的泥 页岩与低渗砂岩间互分布，更易失稳的特点，该井采用了胺铝基高清洁钻井液体系。田310井现场 试验表明，胺铝基高清洁钻井液体系抑制性好，井眼清洁能力强，井径规则，对泥页岩地层具有很 强的稳定井壁的能力。 随着全世界各油田的开发逐渐进入中后期，钻井作业的难度和油气井开发成本均急剧地增加。 为了解决越来越多的井下复杂情况，传统的方法是采用油基钻井液和合成基钻井液，但是，随着环 保部门对钻井液废弃物排放的控制日益严格以及钻井成本的要求，油基和合成基钻井液的使用受到 了很大程度的限制。为此，近年来，国内外越来越多的石油公司和石油科研院所注重开发高性能水 基钻井液体系。美国贝克休斯公司近期就开发出一种高性能水基钻井液(HPWBM)替代油基钻井 液，用于钻进工艺复杂井和高成本井，并在现场取得了成功应用【1．5】。中石化胜利油田钻井工艺研究 院一直注重新产品、新技术的开发应用，研究开发了一种胺铝基高清洁钻井液体系，在重点探井田 3lO井进行了现场试验。 1胺铝基高清洁钻井液体系的研制 1．I胺铝基高清洁钻井液体系的作用机理 分子主要通过胺基官能团特有的吸附作用起到抑制泥页岩水化的作用。胺基能够很好的吸附、 镶嵌在粘土层间，通过胺基抑制剂分子特有的分子结构而使粘土矿物层紧密的结合在一起，从而减 弱粘土矿物的水化分散趋势。另外(1)胺基的强抑制性 胺基抑制剂，胺基抑制剂还可以通过阳离子抑制性来起作用，粘土矿物水化表面呈现负电性， 阳离子的加入可以通过电中和来起到抑制粘土水化膨胀的作用。 (2)铝化学稳定井壁机理 钻井液含一种铝基聚合物，在合适的pH值条件下，它可与页岩基岩发生反应而生成沉淀，从 而形成一种内部桥堵。在钻井液体系的正常pH值条件下，这种化合物是可溶的，而当其进入页岩 140 后，由于pH值的降低或与地层中的二价阳离子发生反应，便会生成沉淀。这种铝的沉淀物能显著 增强井壁稳定性，提高敏感性页岩的物理强度，并形成～种物理的屏蔽带，阻止钻井液滤液进一步 侵入页岩内部。 1．2主处理剂抑制性能评价 分别研制了一种胺基抑制剂和一种铝基聚合物，并对其抑制性能进行了室内评价。 利用胜利油田田305井沙三段泥页岩岩屑，对胺基抑制剂和铝基聚合物的抑制岩心膨胀和抑制 岩屑分散性能进行了评价，并与国内所使用的效果较好的抑制剂进行了对比。 表l不同处理剂的抑制性能评价 一次回收质 2h膨胀率 16h膨胀率 一次回收率 配方 量 ％ ％ ％ g 淡水 5．63 15．68 8．43 16．86 淡水+2％聚合醇 8．43 17．48 30．65 61．3 淡水+5％KCI 15．12 17．14 37．15 74．3 淡水+2％聚合醇+5％KCl 5．28 11．67 45．38 90．76 淡水+o．3％强抑制聚合物增粘剂