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2014年9月张守文.渤南油田高混油水基钻井液体系研究与应用9

渤南油田高混油水基钻井液体系研究与应用

张守文

(中国石化胜利石油工程公司钻井工艺研究院，山东东营257000)

[摘要]室内研制了一种高混油水基钻井液，其基本配方为：(0.3%~0.5%)聚丙烯酰胺+(1.0%~1.5%)胺基聚合物+(2%~3%)防塌剂+(2%～3%)羧甲基磺化酚醛树脂+(2%~3%)胶乳沥青+(0.5%~1%)流型调节剂+(8%~20%)原油+(1.5%~2.5%)聚合醇+(3%~4%)BH-1润滑剂。实验结果表明，原油加量为20%时，钻井液体系具有：较好的流变性能及润滑性能；抗劣质土污染达6%,抗盐污染可达5%;强抑制防塌性能、高密度润滑性，以及较好的抗高温能力；渗透率恢复值可达90%,对油层污染小，良好的油气层保护效果。该钻井液体系在渤南油田义123区块应用取得成功。

[关键词]渤南油田高混油有机胺润滑防塌钻井液

目前国内采用了多种方法提高水基钻井液的性能，开发出阳离子聚合物钻井液、聚合醇钻井液、高性能钻井液等，然而这些钻井液在抑制泥页岩水化以及钻井液润滑性等方面不能满足非常规油藏开发的需要。水基钻井液面临的主要技术难题有井壁失稳问题、润滑问题、井眼净化问题、油层保护问题等。要解决上述问题，传统方法是采用高成本的油基和合成基钻井液。随着环保部门对钻井液和钻屑毒性要求的日益严格，油基钻井液的使用受到了很大程度的限制，而合成基钻井液的使用也因其高成本受到限制。因此开发出一种新型的高混油水基钻井液体系，形成配套的钻井液工艺技术，对促进非常规低渗砂泥岩油气藏水平井的规模化开发，具有重要的意义。

笔者室内研制出高混油水基钻井液用原油乳化剂，以原油为基础油，确定与之复配的高效润滑剂，优选出抑制剂、防塌(降失水)剂、封堵剂，高混油水基钻井液体系的基础配方为：

(0.3%~0.5%)聚丙烯酰胺+(1.0%~1.5%)胺基聚合物+(2%~3%)防塌剂+(2%~3%)羧甲基磺化酚醛树脂+(2%~3%)胶乳沥青+(0.5%~1%)流型调节剂+(8%~20%)原油+(1.5%~2.5%)聚合醇+(3%~4%)BH-1润滑剂。

添加剂：纳米乳液、胺基聚合物、磺酸盐共聚物、超细碳酸钙、重晶石。

1实验部分

1.1原料及仪器

聚丙烯酰胺(PAM)干粉、胺基聚合物、胶乳

沥青、防塌降滤失剂、原油、乳化剂、磺酸盐共聚物、超细碳酸钙、聚合醇等。

液体密度计、六速旋转黏度计、变频高速搅拌机、润滑仪、双通道膨胀量测定仪、中压滤失仪、高温滚子加热炉、储层损害评价仪等。

1.2实验内容

1)改变原油加量，考察原油加量对体系流变性的影响；采用岩屑回收率法评价高混油水基钻井液的抑制性，所用的岩屑为渤南油田义123区块沙一段地层的岩屑。

2)在基础配方中加入劣质土及氯化钠，观察其抗污染能力，考察不同加量劣质土和氯化钠对高混油水基钻井液性能的影响。

3)采用重晶石加重，考察钻井液的高混油水基钻井液的密度对其性能的影响。

4)抗温性能评价，分别进行110,130,150℃下16h高温滚动实验，考察钻井液的性能变化。

5)通过岩心动态污染实验评价高混油水基钻井液体系的储层保护能力，实验岩心为CB32井东营组地层岩芯。

2结果和讨论

2.1原油加量对钻井液性能的影响

原油加量对体系流变性能的影响见表1。基浆的密度为1.4g/cm3。随着原油加量的增加，塑性黏度及动切力上升，在原油加量≥25%时，体系终切上升迅速。综合考虑原油加量为20%时钻

收稿日期：2014-07-01。

作者简介：张守义，工程师，主要从事油田化学和钻井液技术等研究工作。

精细石油化工进展

10ADVANCESINFINEPETROCHEMICALS第15卷第5期

井液体系具有较好的流变性能及润滑性能。

表1原油加量对体系流变性能的影响

钻井液配方

塑性黏度/动切力/

初终切/(Pa/Pa)

润滑系数

(mPa·s)

Pa

基浆

16

4.5

1.0/11.5

0.23

基浆+10%原油

20

7.5

1.0/10.0

0.20

基浆+15%原油

23

8.0

1.0/15.0

0.21

基浆+20%原油

25

9.0

1