侯瑞雪 郭曉軒

摘 要：Polyol Enhanced Mud簡稱PEM鉆井液。鉆井液主要包含氯化鉀、聚合物包被劑（PF-PLH/ PF-PLUS）和聚合醇（PF-JLX）配制而成。體系的最大使用密度為1.80g/cm3，最高使用井溫155℃，抗各種污染能力強(qiáng)。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明：鉆井液流變性易于調(diào)節(jié)、井壁穩(wěn)定、井眼規(guī)則、提高機(jī)械鉆速和油井產(chǎn)量，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞：鉆井液;流變性;環(huán)保

Abstract：Polyol Enhanced Mud referred to as PEM drilling。PEM drilling is configured by KCL， PF-PLH/ PF-PLUS， PF-JLX. Maximum use density of the system is 1.80g/cm3 . Maximum use well temperature is 155℃ . Strong resistance to various pollution . Field application shows： Drilling fluid rheology is easy to adjust ， well wall stability ， well rule ， increase mechanical drilling speed and oil well production . Protect the environment ， Obtained obvious economic and social benefits .

Keywords：water based ;rheology;environment

PEM是一種國內(nèi)領(lǐng)先，水基防塌鉆井液體系。能有效地提高鉆井速度及保持井眼穩(wěn)定，其抑制能力強(qiáng)，LC50大于30000ppm，對(duì)環(huán)境影響小的鉆井液體系。該體系適用于低壓衰竭地層、低孔低滲油藏層理發(fā)育裂隙地層、中深井段，軟、硬脆性泥頁巖等易垮塌地層等[1]。中海油田服務(wù)股份有限公司于二十世紀(jì)九十年代初率先開始聚合醇產(chǎn)品研究，不僅對(duì)其作用機(jī)理進(jìn)行了深入的研究，且以形成濁點(diǎn)40℃～120℃連續(xù)變化的系列產(chǎn)品。并先后在中國海洋石油公司、中國石油天然氣集團(tuán)公司、中國石化總公司及國外的Phillips和Apache石油公司的勘探開發(fā)中的直井、大斜度井和水平井中推廣應(yīng)用上千口井[2]。

1 體系組成

1.1 基礎(chǔ)配方

PEM是一種水基鉆井液體系，主要由聚合物包被劑、KCl抑制劑、PF-JLX水基抑制潤滑劑、降失水劑和防塌封堵劑等材料組成，其主要配方見表1。

1.2 體系抗高溫配方

高溫配方是在基本配方基礎(chǔ)上加入部分以下功能材料而形成，參考加量如表2所示：

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 抗溫邊界性能測(cè)試

室內(nèi)通過測(cè)定基本配方在不同溫度熱滾后的性能變化來考察鉆井液的抗溫能力，老化時(shí)間為16h，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖1所示：

由上圖可以看出，基本配方在130℃老化以后，動(dòng)切力及初終切都下降明顯，高溫高壓失水量高于15mL。所以建議此基本配方在120℃以下使用。

2.2 加重邊界確定

在PEM基礎(chǔ)配方基礎(chǔ)上分別用石灰石加重至1.1SG、1.2SG、1.3SG、1.4SG、1.5SG，120℃老化16h后測(cè)其基本性能，如下圖所示：

由上圖可以看出，體系使用石灰石加重至1.3SG以后，動(dòng)切力增加明顯且高溫高壓失水量大于15mL。因此建議，基本配方在使用石灰石加重后，最好在1.2SG以下情況下使用。

2.3 抗NaCl鹽邊界確定

在PEM基本配方的基礎(chǔ)上，分別加入NaCl的量為5%、10%、15%、20%及飽和，測(cè)定老化前后基本性能與FLHTHP，結(jié)果如下圖所示：

由上圖可以看出，PEM體系中鹽加量增加到20%時(shí)，其FLHTHP增加至20.4mL，因此在使用此體系時(shí)，當(dāng)鹽含量增加至20%時(shí)，應(yīng)加大降濾失劑的使用量。

2.4 抗鈣土污染邊界確定

為更加符合現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，分別用重晶石和石灰石加重后，確定此體系抗劣土污染邊界。由于現(xiàn)場(chǎng)一般密度在1.3以內(nèi)用石灰石加重，而1.3以上則用重晶石加重，此基礎(chǔ)配方一般用在地層中上層，因此決定用重晶石加重至1.3SG，石灰石加重至1.2SG，評(píng)價(jià)抗劣土污染邊界。PEM基礎(chǔ)配方加重以后，分別加入鈣土的量為5%、10%、15%、20%，25%，30%測(cè)定老化前后基本性能與FLHTHP。結(jié)果如下所示：

由上面兩圖可以看出，PEM體系在加重以后進(jìn)行劣土污染，隨著劣土加量的增加，此體系性能無大的變化，說明此體系能夠抗劣土污染30%以上。

3 結(jié)論

通過上述的實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)：

①PEM體系適用于井底溫度低于120℃的地層;②PEM最大加重密度不能超過1.2SG;③當(dāng)NaCl侵入達(dá)到20%以上時(shí)，需要提高降濾失劑的加量;④該體系可以抗劣土污染30%以上。

參考文獻(xiàn)：

[1]王富華，王力，張煒徽.深井水基鉆井液流變性調(diào)控機(jī)理研究.斷塊油氣田，2007，14（5）：61-64.

[2]Paul F L，Rossi S.The Colloidal and Rheological Prop-erties of Bentonite Suspensions. Advances in Colloid and Interface Science，1999（82）：43-92.