何瑞兵，苗海龍，陳增海，徐安國，席江軍

（1.中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300459；2.中海油田服務股份有限公司油田化學事業(yè)部，河北燕郊 300450）

蓬萊19-3 油田儲層油層厚度為50 m～150 m，儲層巖性以細砂巖、中細砂巖和含礫中粗砂巖為主[2]。儲層孔隙發(fā)育，連通性好，儲集空間以原生粒間孔為主，其次是粒間縫，并見少量的粒內(nèi)溶孔、粒間溶孔等次生孔隙。巖心常規(guī)物性分析表明，儲層具有中高孔滲的儲集特征。油田儲層膠結(jié)程度差，填隙物以泥質(zhì)為主；黏土礦物為高嶺石、伊利石、蒙脫石、伊利/蒙脫石和綠泥石。黏土礦物遇水有可塑性，多數(shù)有較強的吸附性和離子交換性等特點[1]。

通過對作業(yè)期間該區(qū)塊的復雜情況統(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)由于該區(qū)塊地層壓力復雜、同層出現(xiàn)高壓和低壓點。為了提高作業(yè)時效，通過對區(qū)塊鉆井液體系的梳理，同時對鉆井液體系進行升級和改進，引入一種高效物理封堵劑，從而提高了鉆井液體系的封堵及承壓能力，滿足該區(qū)塊的作業(yè)需求。

1 主要處理劑的優(yōu)選

1.1 增黏劑的優(yōu)選

室內(nèi)評價了渤海油田常用的幾種增黏劑在鉆井液體系中的增黏效果，滾動老化條件為80 ℃×16 h，基礎(chǔ)配方為：海水+0.3 %NaOH+0.2 %Na2CO3+0.2 %增黏劑+0.6 %PF-PACLV+0.8 %PF-VIF+0.6 %PF-PLH+3 %KCl+10 %NaCl+3 %PF-JLXC+3 %HP-LUBE+重晶石。實驗結(jié)果（見表1）。

由表1 結(jié)果可知，在相同的加量實驗下，PFEZVIS 增黏效果略好，但是其成本過高。相比之下PFXC 的成本低且增黏效果好，已滿足現(xiàn)場作業(yè)需求，因此選擇PF-XC 為體系的增黏劑。

1.2 降濾失劑的優(yōu)選

室內(nèi)評價了不同降濾失劑在鉆井液體系中的效果，滾動老化條件為80 ℃×16 h，基礎(chǔ)配方為：海水+0.3%NaOH+0.2 %Na2CO3+0.2 %PF-XC+0.6 %PF-PACLV+0.8 %降濾失劑+0.6 %PF-PLH+3 %KCl+10 %NaCl+3 %PF-JLXC+3 %HP-LUBE+重晶石，實驗結(jié)果（見表2、圖1）。

由表2 和圖1 中結(jié)果可知，不同種類的降濾失劑在相同的加量下，PF-VIF 降濾失效果最好且成本較低，因此選擇PF-VIF 作為體系的降濾失劑。

1.3 抑制劑的優(yōu)選

由于蓬萊區(qū)塊地層黏度礦物含量較高，在鉆井過程中易發(fā)生黏土水化膨脹分散。因此需要在鉆井液體系中加入性能優(yōu)良的抑制劑。室內(nèi)使用現(xiàn)場鉆屑評價了不同抑制劑在鉆井液中的滾動回收率，從而評價其抑制效果。4 種抑制劑在鉆井液體系中的滾動回收率（見圖2），其中PF-JLXC 和UHIB 抑制效果最好，考慮PF-JLXC 同時具有潤滑性能，因此選擇PF-JLXC 作為體系的抑制劑。

表1 不同增黏劑在鉆井液中的性能

表2 不同類型降濾失劑在鉆井液中的性能

圖1 不同類型的降濾失劑對體系濾失性能的影響

圖2 不同抑制劑在鉆井液中的回收率

1.4 潤滑劑的優(yōu)選

實驗評價篩選了國內(nèi)外4 種高效潤滑劑，4 種潤滑劑在相同加量下對鉆井液黏度的影響較小（見圖3、圖4）。4 種潤滑劑潤滑系數(shù)都隨潤滑劑加量的增加降低，COSL Chemicals（HP-LUBE）的潤滑性能與國外產(chǎn)品相近，且成本更低，均優(yōu)于現(xiàn)有潤滑劑。因此選擇HPLUBE 為體系的潤滑劑。

1.5 承壓封堵劑的優(yōu)選

圖3 不同潤滑劑的潤滑系數(shù)

蓬萊油田儲層主要是明化鎮(zhèn)組和館陶組。儲層巖性為砂巖、粉砂巖及泥巖交互層，平均孔隙度28 %，平均滲透率為1 D，含油飽和度為50 %～70 %[3]。滲透性評價封堵儀是近年來國內(nèi)外評價鉆井液承壓封堵性能的重要手段。實驗以750 mD 封堵砂盤作為評價介質(zhì)。將國內(nèi)外10 余種封堵材料進行濾失測試對比評價（見圖5）。實驗結(jié)果表明：高效物理封堵劑PF-ECOSEAL封堵能力最強，30 min 濾失量僅為1.8 mL。因此選擇PF-ECOSEAL 作為體系的封堵劑[4，5]。

2 體系構(gòu)建及評價

2.1 體系基本性能

經(jīng)過上述一系列實驗，最終構(gòu)建完成了高效封堵性鉆井液體系的配方：海水+0.3 %NaOH+0.2 %Na2CO3+0.6 %PF-PACLV+0.8 %PF-VIF+0.6 %PF-PLH+0.2 %PF-XC+3 %KCl+10 %NaCl+3 %PF-JLXC+3 %HPLUBE+鉆井液總體積3%碳酸鈣+3%PF-ECOSEAL+重晶石（加重至1.30 g/cm3）（見表3）。

2.2 抗污染性能評價

圖4 不同潤滑劑對鉆井液AV 的影響

圖5 不同類型封堵劑在7 MPa 下的封堵效果

表3 高效封堵性鉆井液體系老化前后性能

圖6 鈣土污染后對濾失性能影響

鉆井液中加入不同量的鈣土，考察鉆井液體系抗污染性能，由圖6 和圖7 可知鉆井液的黏度隨著鈣土加量的增加而增加，但增加幅度很小，鉆井液API 濾失量隨鈣土加量的增加而增加，但增加幅度并不大，高溫高壓濾失量隨鈣土加量影響也不明顯。說明體系抗污染能力強。

2.3 承壓封堵能力評價

為了驗證體系的承壓封堵能力，分別選擇750 mD和2 D 兩種不同滲透率的砂盤進行實驗。在7 MPa、10 MPa、12 MPa、15 MPa 四個壓力段進行承壓封堵能力評價，當砂盤為750 mD 時，實驗壓力為7 MPa，承壓60 min 后，濾失量幾乎不再變化。維持在5.5 mL 左右。當實驗壓力為15 MPa 時，承壓30 min 后濾失量僅為7.2 mL。說明體系加入高效物理封堵劑以后，對于滲透率為750 mD 的砂盤封堵效果很好，實驗結(jié)果（見圖8）。

圖7 鈣土污染后對鉆井液AV 的影響

當砂盤為2 D 時，實驗壓力為7 MPa，承壓120 min后，濾失量僅為6.5 mL。當實驗壓力為15 MPa 時，承壓30 min 后濾失量僅為7.6 mL。實驗結(jié)果（見圖9）。說明體系對于滲透率為2 D 的砂盤同樣具有良好的承壓封堵能力，完全滿足蓬萊油田的作業(yè)需求。

2.4 儲層保護效果評價

實驗對比評價了優(yōu)化前后的體系配方，考察了高效封堵性鉆井液體系對儲層保護效果的影響。對比結(jié)果（見表4）。

圖8 750mD砂盤時不同的起始壓力對封堵效果的影響圖9 2D砂盤時不同的起始壓力對封堵效果的影響

表4 優(yōu)化前后鉆井液體系的滲透率恢復值

由表4 中可以看出，構(gòu)建的高效封堵性鉆井液體系的滲透率恢復值達95.74 %，效果最好。這是由于體系的承壓封堵能力強，有效降低了鉆井液中的固相顆粒侵入，減少了對儲層造成的傷害。說明鉆井液體系具有良好的儲層保護性能。

3 結(jié)論

（1）通過大量室內(nèi)實驗評價，最終研究出一套適合蓬萊油田群的高效封堵性水基鉆井液體系，體系的具體配方為：海水+0.3 %NaOH+0.2 %Na2CO3+0.6 %PFPACLV+0.8 %PF-VIF+0.6 %PF-PLH+0.2 %PF-XC+3 %KCl+10 %NaCl+3 %PF-JLXC+3 %HP-LUBE+3 %碳酸鈣+3 %PF-ECOSEAL+重晶石。

（2）通過技術(shù)優(yōu)化，引入一種高效物理封堵劑代替多種封堵材料，性能評價結(jié)果表明，體系承壓封堵能力強，同時具有良好的抗污染性能以及儲層保護性能，能夠滿足蓬萊油田群的壓力復雜井段的作業(yè)需要。