張永(中海油服油田化學(xué)事業(yè)部 河北 石家莊 050000)
無滲透無侵害鉆井液是對傳統(tǒng)鉆井液體系的一種創(chuàng)新,在原有的鉆井液基礎(chǔ)上,結(jié)合降濾失劑的普遍應(yīng)用,又加入了新型的降濾失劑,使得傳統(tǒng)的鉆井液在技術(shù)上有了顯著的提升,轉(zhuǎn)化為一種無滲透鉆井液,并且具有無損害的特點(diǎn)。該種鉆井液技術(shù)最初是由外國的研究者提出并加以實(shí)施的,為了進(jìn)一步判斷這種鉆井液的使用效果和性能水平,在實(shí)驗(yàn)過程中還使用砂床輔助完成濾失實(shí)驗(yàn),測得的濾失量趨近于零,也更進(jìn)一步增強(qiáng)了井下模擬實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性。無滲透無侵害鉆井液的使用可以最大限度滿足現(xiàn)代鉆井工程中對塑性流體程度的需求,濾液幾乎不滲入地層中,固相顆粒也不會對地層產(chǎn)生任何影響,可以有效防止儲層滲透率的減小,從而確保無損害鉆井過程的實(shí)現(xiàn)。
目前,我國的無滲透無侵害鉆井液也已經(jīng)用于鉆井的施工中,通過鉆井液現(xiàn)場的實(shí)際應(yīng)用,得到了無滲透無侵害鉆井液的幾個明顯的特征[1]:
(1)它的配置是利用傳統(tǒng)的鉆井液,結(jié)合新型的無滲透鉆井液轉(zhuǎn)化而來,可以最大限度實(shí)現(xiàn)無侵害的鉆井過程;(2)經(jīng)過用砂床檢測后,能夠非常準(zhǔn)確的評價它的滲濾性能效果,并判斷出鉆井液的性質(zhì)和泥餅狀況,同時可以及時了解鉆井底部的工程作業(yè)情況;(3)無滲透無侵害鉆井液對地層的濾液滲透幾乎可以忽略不計,針對固相沒有任何的侵害。通過這點(diǎn)可以說明該體系在使用中不僅只是作用于泥頁巖的水化分散,而且能夠進(jìn)一步的使砂巖、頁巖穩(wěn)定,同時還能夠提高地層承受的壓力值,對井眼的穩(wěn)定有很大的作用;(4)無滲透無侵害鉆井液針對自身擁有潤滑性和抑制性,它能夠使鉆頭得到很好的潤滑;(5)無滲透無侵害鉆井液在使用的過程中,可以有效防止地層中存在的油氣任意流動,提高作業(yè)環(huán)境的安全性,而且能夠?qū)訐p害降到最低,并且能夠一定程度的酸化堵塞物質(zhì),滲透率的恢復(fù)值較高;(6)無滲透無侵害鉆井液屬于一種流體物質(zhì),在使用中具有抗鹽、抗溫的特點(diǎn),并且體系的組分與結(jié)構(gòu)比較簡單,施工過程非常方便,工程維護(hù)與管理十分便捷,總體使用周期較長,工程造價比較經(jīng)濟(jì)合理。
目前評價無滲透鉆井液滲濾性能的方法主要有4種,即API濾失儀測試法,砂床測試法,注射器測試法及試管測試法[2-3]。
20世紀(jì)30年代初期出現(xiàn)了API濾失試驗(yàn),它最初是用于評價泥餅的質(zhì)量,后來才用于評價懷俄明膨潤土質(zhì)量,經(jīng)過一定的實(shí)踐和研究最后才擴(kuò)展為評價0.69Mpa壓力下特定流體在30 min內(nèi)的濾失特性,目前,這一評價方法已實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。
在20世紀(jì)中期就有人在濾失試驗(yàn)中使用砂巖作為實(shí)驗(yàn)的主要對象,使用濾紙作為關(guān)鍵的滲濾介質(zhì)。試驗(yàn)的結(jié)果證明,該種濾紙濾失量為零的油基鉆井液,在變換介質(zhì)之后,即使用松砂巖作為介質(zhì)來進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn),則濾失實(shí)驗(yàn)中測量的濾失量存在顯著的不同。這就表示用不同的滲濾介質(zhì)對同種鉆井液濾失性能的評價結(jié)果是完全不相同的。因此后來就有人提出用砂巖作為滲濾介質(zhì),由于鉆井液在井下接觸的很多的儲層都是砂巖,所以這樣能夠更好的模擬井下的真實(shí)情況。這個試驗(yàn)是通過國外許多研究者的大量的試驗(yàn)工作,最后才確定的一個相對接近于API濾失儀測試法的砂床濾失試驗(yàn)評價方法。
注射器測試法其實(shí)是在砂巖作為滲濾介質(zhì)時能夠比較直觀的一種試驗(yàn)方法。這個測試法就是在注射器中放入一定體積并且選擇具有一定粒徑的砂子,將這些砂子倒入到試驗(yàn)液中,就可以讓試驗(yàn)的人員來推動活塞去觸碰砂層,直到最后不能將活塞推動為止,這個時候再去觀察鉆井液的滲慮情況。這樣在試驗(yàn)后就能直觀、快速的觀察到鉆井液的滲濾情況,如果濾液的侵入量很少的話,就沒有流體從注射器中流出,并且可以測定侵入的深度。這種測試方法相對有很大的局限性,方法非常的簡單,但是只能做定性的評價。因?yàn)獒槍Σ煌纳皫r的大小就會對選用的注射器的型號和大小,還有砂量的使用量、砂樣的尺寸都需要進(jìn)一步的摸索和探討。
試管測試法和注射器的測試法有一些相似之處,用試管測試法去做砂巖為滲濾介質(zhì)的試驗(yàn)也是一個非常直觀的試驗(yàn)。它的試驗(yàn)過程就是在試管中放入一定體積并具有一定粒徑的砂子,然后倒入試驗(yàn)液體,觀察液體的滲濾情況及形成屏蔽層的情況。
綜上所述,四種對無滲透無侵害鉆井液滲濾性能的評價方法中,試管測試法和注射器測試法是相對而言較為直觀的測試方法。而且,通過砂床的測試方法和濾紙采用的介質(zhì)所得到的的結(jié)果是不同的,在同樣的試驗(yàn)體系中,采用的評價方法不同,所測得的數(shù)據(jù)也存在很大的差異。目前可以確定砂床測試方法能夠很好測試評價無滲透無侵害鉆井液體系。鉆井液的滲濾性可以通過多種方法綜合評定,不同的鉆井液可以根據(jù)實(shí)際情況及現(xiàn)場使用效果選用不同的評價標(biāo)準(zhǔn)。
[1]蔣官澄,王樂,張朔,湯新國,郭海濤.低滲特低滲油藏鉆井液儲層保護(hù)技術(shù)[J].特種油氣藏,2014,01:113-116+156.
[2]蔡利山,于培志,劉貴傳.關(guān)于無滲透鉆井液技術(shù)合理性的思考[J].鉆井液與完井液,2009,04:56-61+94.
[3]袁萍,謝葵,馬巍,黃一漢,沈飛.復(fù)合緩釋型鉆井液濾餅清除劑的研究與應(yīng)用[J].鉆井液與完井液.2011(04).