魯鵬 雷志永 楊世杰 劉海麗(中海油田服務(wù)股份有限公司油田化學(xué)事業(yè)部， 天津 塘沽 300457)

PEM鉆井液體系優(yōu)化技術(shù)研究及應(yīng)用

魯鵬 雷志永 楊世杰 劉海麗(中海油田服務(wù)股份有限公司油田化學(xué)事業(yè)部， 天津 塘沽 300457)

針對KL10-1油田群大斜度井、水平井鉆井需要，通過技術(shù)優(yōu)化，引入一種泥餅增韌改良劑代替多種降失水材料，優(yōu)化出抗污染、抗溫能力強(qiáng)，抑制性強(qiáng)，潤滑性和保護(hù)油層效果好的PEM鉆井液配方；并在KL10-1油田群得到了很好的應(yīng)用效果，優(yōu)化后的PEM鉆井液各項(xiàng)性能均能很好的滿足鉆井液技術(shù)要求，使東營組易垮塌地層起下鉆得到很好的改善。

KL10-1; 泥餅增韌劑; 潤滑性;抗污染; 抑制性;降本增效

KL10-1區(qū)塊屬首次開發(fā)，通過對探井作業(yè)期間該區(qū)塊的復(fù)雜情況統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)該區(qū)塊影響時效作業(yè)的主要因素多數(shù)屬于明化鎮(zhèn)、館陶組地層起下鉆阻卡以及東營組垮塌問題。針對KL10-1油田群現(xiàn)場鉆井過程中存在的起下鉆不暢、憋壓、憋扭矩、抬鉆具、鉆井液粘切上升幅度大等復(fù)雜情況和儲層保護(hù)需要，為進(jìn)一步提高作業(yè)時效，降低鉆井液成本，通過技術(shù)梳理，本文對現(xiàn)用PEM鉆井液體系進(jìn)行優(yōu)化升級，簡化配方，使其在提高鉆井效率的同時，能夠達(dá)到降低鉆井液成本的目的，并且能更好的滿足鉆井液技術(shù)要求。

1 KL10-1油田群技術(shù)難點(diǎn)及應(yīng)對措施

KL10-1前期已完鉆井均存在不同程度的復(fù)雜情況，主要包括鉆具阻卡，倒劃眼困難，頻繁憋壓，憋扭矩，抬鉆具，縮徑，鉆遇斷層發(fā)生井漏，井壁失穩(wěn)等，并且在明化鎮(zhèn)組、館陶組、東營組和沙河街組均有作業(yè)井出現(xiàn)復(fù)雜情況。

綜合分析鉆遇地層巖性特征、鉆井液性能及現(xiàn)場施工措施初步推斷，KL10-1已鉆井頻繁出現(xiàn)復(fù)雜情況的主要原因：各個地層均含有不同程度的泥巖，明化鎮(zhèn)及館陶組巖屑組成多以伊蒙間層為主，遇水膨脹厲害，在選擇體系時不能使用強(qiáng)抑制體系，只能選擇適度抑制分散的原則來保證起下鉆效率，而東營組和沙河街組巖屑性質(zhì)多為泥頁巖容易垮塌，必須選用強(qiáng)抑制的不分散體系，從而保證井壁穩(wěn)定[1、2]。

通過技術(shù)難點(diǎn)及原因分析，可得出解決思路：KL10-1油田上部明化鎮(zhèn)館陶組可盡量采用海水膨潤土漿深鉆，下部東營組、沙河街可以依據(jù)“多元協(xié)同”防塌原理，提出“物化封堵--有效應(yīng)力支撐--抑制水化”的三元協(xié)同防塌鉆井液技術(shù)對策，提高封堵性。為了達(dá)到真正的“降本增效”，油化塘沽作業(yè)公司鉆完井業(yè)務(wù)部專門針對現(xiàn)有PEM體系進(jìn)行優(yōu)化，采用綜合性高性能材料替代多種材料，以達(dá)到降低成本，增加效率的目標(biāo)[3]。

2 PEM鉆井液體系室內(nèi)優(yōu)化研究

針對KL10-1油田群現(xiàn)場鉆井過程中存在的問題，根據(jù)技術(shù)措施及目標(biāo)要求，對現(xiàn)有PEM鉆井液體系進(jìn)行優(yōu)化升級。通過基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，對主要單劑進(jìn)行篩選，通過采用優(yōu)質(zhì)多功能處理劑替代老PEM體系中的多種材料，達(dá)到簡化體系構(gòu)成，優(yōu)化體系性能，方便現(xiàn)場維護(hù)，降低作業(yè)成本的目標(biāo)。

采用多功能增粘提切降失水劑PF-VIF復(fù)配PF-PAC LV替代PF-XC，同時可降低其他降失水劑的加量，降低成本；采用潤滑封堵降失水劑PF-NRL(泥餅增韌改良劑)替代PFTEMP、PF-SMP和PF-SMPC及PF-DYFT，在提高泥餅潤滑性的同時，提高封堵性，降低失水，大大降低成本。

優(yōu)化PEM：3%海水拌土漿+0.2%NaOH+0.3%Na2CO3+0.3% PF-PACLV +1.5%PF-VIF +2.0%NRL

+1.5%PF-LPF+3%PF-JLXC+5%KCL +0.5%PF- PLH +重晶石調(diào)節(jié)比重至1.3g/cm3。

表1 優(yōu)化PEM和老PEM體系性能對比

通過材料替代及體系簡化后，優(yōu)化后的PEM泥漿的基本性能與老PEM體系相差不大，并且性能更優(yōu)于老PEM，流變性能低粘高切，泥餅有了一定的改善，潤滑性也大大提高。

3 現(xiàn)場應(yīng)用效果

PEM體系在優(yōu)化后，在KL10-1油田群進(jìn)行應(yīng)用，取得了較好的應(yīng)用效果。優(yōu)化PEM前期應(yīng)用于KL10-1區(qū)塊2口井及QHD28-4-1D作業(yè)，通過逐步積累優(yōu)化，劃眼時間逐步縮短，鉆井時效穩(wěn)步提升。優(yōu)化PEM體系由于簡化了配方，現(xiàn)場操作上免去很多繁瑣工作，操作簡單，性能易控制。鉆井液體系綜合性能優(yōu)良,同時明顯提高了鉆井生產(chǎn)時效。

后期優(yōu)化PEM體系結(jié)合海水膨潤土漿深鉆技術(shù)，推廣應(yīng)用于KL10-1A/B區(qū)塊A26、A27、AB1、B7等10口井，效果顯著，平均倒劃眼速度為118.59m/h；累計節(jié)約工期12.27天，提高作業(yè)時效11.5%，使得鉆井周期大大減少；累計節(jié)約鉆井液成本193萬元，鉆井液成本降低6.2%。

4 結(jié)語

①通過引入泥餅增韌劑PF-NRL，簡化了泥漿配方，使得現(xiàn)場調(diào)控簡單，同時能夠滿足現(xiàn)場作業(yè)要求，穩(wěn)定井壁，保證井眼通暢，PF-NRL材料具備提高封堵，改善泥餅質(zhì)量，增強(qiáng)泥餅韌性的效果。②采用優(yōu)化PEM體系結(jié)合海水膨潤土漿深鉆技術(shù)在KL10-1區(qū)塊進(jìn)行的作業(yè)井，現(xiàn)場應(yīng)用效果良好，泥漿性能穩(wěn)定，不僅滿足了生產(chǎn)需要，提高了作業(yè)時效，同時降低了鉆井液成本。

[1]劉慶旺,高大鵬，徐博韜．PEM鉆井液體系性能評價與應(yīng)用[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2009,(11).

[2]李蔚萍，向興金，舒福昌，胡墨杰．渤海油田PEM聚合物水基鉆井液廢棄物固液分離技術(shù)研究[J].石油與天然氣化工，2009，38(2)：158-163．

[3]徐榮強(qiáng)，邢洪憲，張仁勇,等.渤海灣邊際油田水平井鉆完井技術(shù)[J].石油鉆采工藝,2008,(02).

魯鵬(1986 -)，男，漢，湖北孝感人，畢業(yè)于長江大學(xué)鉆完井液專業(yè)，工程師，主要從事鉆完井液服務(wù)工作。