徐義千 官海峰 于長明

摘要：在鉆井施工過程中，安全保環(huán)問題越來越被重視。在鉆井液方面主要體現(xiàn)是廢棄液的排放，如不能有效處理將對環(huán)境造成污染。

關(guān)鍵詞：鉆井液;安全保環(huán);研究

（一）項目研究的目的和意義

目前，在芳字號區(qū)塊施工的鉆井隊由于控制不住地層造漿，為達到鉆井液性能，往往是外排一部份鉆井液，廢棄鉆井液處理就是直接排放，本項目就是從源頭上治理，杜絕在鉆進過程中外排鉆井液。為了解決這一問題，提出了強抑制性鉆井液體系的研究項目。

（二）項目計劃研究內(nèi)容與驗收技術(shù)指標

1、主要研究內(nèi)容

1.制定出滿足大慶探區(qū)采油八廠芳字號區(qū)塊的鉆井完井液配方。

2.制定出現(xiàn)場可行的施工方案。

3.強抑制性鉆井液在大慶探區(qū)采油八廠的推廣應(yīng)用。

2、技術(shù)指標

1.具有強抑制性，避免在鉆井過程中外排鉆井液。

2.避免由鉆井液性能變化而引發(fā)的復(fù)雜情況及井下事故的發(fā)生。

3.現(xiàn)場實驗1-2口井。

（三）項目完成的研究內(nèi)容與達到的技術(shù)指標

1、項目完成的研究內(nèi)容

強抑制性鉆井液在采油八廠的推廣應(yīng)用。

2、達到的技術(shù)指標

1.強抑制性鉆井液的配方完全能滿足大慶采油八廠芳字號區(qū)塊的施工要求。

2.2019年芳字號區(qū)塊施工的井無鉆井液外排及復(fù)雜情況發(fā)生。

3.該鉆井液配方能完全抑制泥頁巖的水化膨脹及分散，避免了鉆井液的粘度、切力增加，鉆井液性能惡化。

二、技術(shù)研究

（一）大慶探區(qū)采油八廠地區(qū)地質(zhì)情況調(diào)研

大慶探區(qū)采油八廠地處松遼平原北部，淺部地層成巖性差，膠結(jié)疏松，嫩五段至嫩三段地層中硬夾層較多，嫩二段、青山口組地層發(fā)育大段泥巖，泥巖吸水水化膨脹易剝落，造漿性能強。嫩一段，姚二、三段地層泥巖中夾薄層砂巖或油頁巖。

（二）鉆井液體系的配方的研究

鉆井過程中泥頁巖的水化膨脹導(dǎo)致鉆井液粘度、切力升高，鉆井液的流動性變差，性能無法控制進而引發(fā)鉆井事故的發(fā)生。因此鉆井過程中抑制巖屑進一步水化分散，控制鉆井液固相含量是鉆井液工藝要解決的首要問題。

1、鉆井液配方的確定

原始配方：基漿+1%聚合鋁+1%復(fù)合銨鹽+0.1%聚丙烯酰胺鉀鹽 K-PAM +1%高效硅醇抑制劑+0.3%包被劑+0.5%褐煤-丙烯腈共聚物HX-E-2+1%封堵劑聚脂土瀝青JJFT-1

1配方：基漿+1%聚合鋁+1%復(fù)合銨鹽+0.2%聚丙烯酰胺鉀鹽 K-PAM +1%高效硅醇抑制劑+0.2%包被劑+0.5%褐煤-丙烯腈共聚物HX-E-2+1%封堵劑聚脂土瀝青JJFT-1

2配方：基漿+1%聚合鋁+1%復(fù)合銨鹽+0.3%聚丙烯酰胺鉀鹽 K-PAM +1.4%高效硅醇抑制劑+0.1%包被劑+0.5%褐煤-丙烯腈共聚物HX-E-2+1%封堵劑聚脂土瀝青JJFT-1

通過室內(nèi)實驗配比聚丙烯酰胺鉀鹽 K-PAM和包被劑用量的比例，及高效硅醇抑制劑的加量來提高鉆井液的抑制性。

為了評價該鉆井液的配比的抑制性，進行了巖屑滾動回收率實驗，取巖屑加入鉆井液，在180℃，16h熱滾后，對10目和20目的巖屑進行回收，并測定回收率，實驗結(jié)果見表1。

從表1可以看出，2鉆井液配比的滾動回收率明顯高于其它兩組，因而2鉆井液配方的抑制性要優(yōu)于其它兩組。

線性膨脹評價了實驗巖心在不同鉆井液配方中的線性膨脹值，見表2。該組數(shù)據(jù)說明2鉆井液配方的抑制能力強。

2維護處理措施

（1）維護處理原則：保證聚丙烯酰胺鉀鹽 K-PAM的有效含量以達到強抑制的效果，同時保持鉆井液性能的穩(wěn)定;根據(jù)地層情況，在維護鉆井液性能的同時，提前加入足量的高效硅醇抑制劑，確保其有效含量達到室內(nèi)配方的水平，保證鉆井液的流變性，提高鉆井液的抑制性。盡可能降低API濾失量，合理調(diào)整固相含量，以改善泥餅質(zhì)量，增強抑制能力。

（2）現(xiàn)場具體維護處理：

一開鉆井液排掉加水稀釋后加入1%聚合鋁，0.5%銨鹽二開。進入嫩三段前聚丙烯酰胺鉀鹽 K-PAM含量達到0.3%，然后按循環(huán)周緩慢加入0.4%高效硅醇抑制劑。剩余高效硅醇抑制劑以細水長流的方式加入，進入嫩二后用包被劑補充消耗的抑制劑。以往高效硅醇抑制劑用于降粘，發(fā)現(xiàn)鉆井液粘度漲了，加入一桶。一兩個循環(huán)周后粘度還會漲起。很難控制。改進后增加了聚丙烯酸、高效硅醇抑制劑的加量，高效硅醇抑制劑在沒有造漿之前，提前加入。抑制地層造漿和巖屑的分散水化，改善鉆井液中的固相含量。

（三）現(xiàn)場應(yīng)用情況

2#配方鉆井液在大慶采油八場芳字號區(qū)塊推廣應(yīng)用了7口井，使用該體系不僅解決了地層造漿，鉆井液外排造成環(huán)境污染的問題，還避免了外排鉆井液發(fā)生的運費，降低了鉆井成本。有效解決了制約鉆井速度的技術(shù)難題。

三、經(jīng)濟分析與市場前景

（一）經(jīng)濟分析

藥品結(jié)余：一口井按20方（2車）排出鉆井液，單井鉆井液處理劑成本59869.98元，藥品結(jié)余11973.9元。7口井83817.97元。

運費結(jié)余：按1元/噸公里算，平均15公里。7口井結(jié)余2100元。七口井共結(jié)余85917.97元。

杜絕了鉆井液外排，減少了廢棄鉆井液對環(huán)境的污染。創(chuàng)造了良好的社會效益。

（二）市場前景

廢棄鉆井液對環(huán)境污染較嚴重，無害化處理難度大、費用高。應(yīng)用該鉆井液配方鉆井施工，杜絕了廢棄鉆井液外排，有良好的市場前景。

2019年度項目預(yù)算單位自籌經(jīng)費18萬元，詳細說明如下：

按公司井位運行情況，在大慶探區(qū)采油八廠地區(qū)進行3口井現(xiàn)場試驗應(yīng)用，單井鉆井液成本6萬元，現(xiàn)場配制、維護鉆井液總金額為18萬元，

結(jié)論

強抑制性水基鉆井液具有很強的抑制能力和包被性能。適合于強水敏性地層的鉆井。該鉆井液具有良好的流變性能，有較高的動塑比，懸浮和攜帶巖屑能力較強，井眼凈化能力好，能夠達到快速鉆進的目的。同時避免了外排鉆井液發(fā)生的運費，有效的降低了鉆井成本，避免了環(huán)境污染。