郭沫 劉鋒 張世攀

摘 要：由我公司在新疆油田現(xiàn)場應(yīng)用的聚束鉆井液，主要是針對(duì)新疆克拉瑪依金龍區(qū)塊39井鉆井特點(diǎn)，通過增加抗高溫處理劑及其他相關(guān)處理劑，在KCl聚合物泥漿體系基礎(chǔ)上衍生的新型鉆井液體系。

關(guān)鍵詞：聚束鉆井液;高抑制性;聚合物;穩(wěn)定性;處理

0 引言

金龍39井位于準(zhǔn)噶爾盆地西部隆起中拐凸起金龍30井東烏爾禾組斷層--地層圈閉的一口預(yù)探井，對(duì)鉆井液的潤滑、抗溫性要求極高;同時(shí)由于傳統(tǒng)的鉀鈣基聚磺鉆井液的應(yīng)用受到限制，加之新疆維吾爾自治區(qū)環(huán)保法規(guī)收緊，對(duì)現(xiàn)場使用的鉆井液提出了環(huán)保性上的更高要求，亟需應(yīng)用環(huán)境友好型鉆井液體系，其應(yīng)具有無毒、色淺的特性，鉆井液處理劑不含磺與重金屬，并可生物降解。

1 聚束環(huán)保鉆井液體系

1.1 聚束環(huán)保鉆井液作用機(jī)理

1.2 聚束環(huán)保鉆井液核心技術(shù)

聚束劑：高分子聚合物膠束分子中的疏水基團(tuán)以類似表面活性劑憎水基團(tuán)相互聚集形成膠束方式，相互聚集成疏水微區(qū)，導(dǎo)致分子內(nèi)和分子間締合;分子內(nèi)締合可增加分子剛性，而分子間締合則可形成連續(xù)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu);因?yàn)檫@種分子在水溶液中由靜電、氫鍵或范德華力作用而在分子間產(chǎn)生具有一定強(qiáng)度但又可逆的物理締合，形成巨大的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

2 聚束環(huán)保鉆井液現(xiàn)場應(yīng)用情況

2.1 二開聚束鉆井液的轉(zhuǎn)換

①一開固井后，將地面泥漿用車倒走部分一開泥漿，地面保留部分泥漿，地面用水稀釋坂含至20-30g/L，轉(zhuǎn)漿坂含基礎(chǔ)低點(diǎn)后期抗污染能力好些;②先加入0.2%純堿，0.2%燒堿調(diào)節(jié)pH在9-10，攪拌均勻;③順序加入0.5%降濾失劑HFL、0.7%CMC-LV、1.5%降濾失劑HFL-2進(jìn)行護(hù)膠，攪拌均勻;④加入0.8%HMP聚束劑，循環(huán)剪切、攪拌均勻;⑤順序加入12%KCl攪拌均勻;⑥泥漿經(jīng)過充分循環(huán)剪切3-4周后，根據(jù)需要調(diào)節(jié)密度;加入0.2%氧化鈣提高防止HCO3-污染能力。

2.2 聚束鉆井液井段維護(hù)措施

①土谷魯、頭屯河的大段泥巖質(zhì)軟、水敏性強(qiáng)，易水化分散和膨脹造漿，引起井壁縮徑和泥漿的坂含上升，增大鉆井液后期流變性控制的難度;西山窯、八道灣砂泥巖互層，同時(shí)夾煤層質(zhì)脆易坍塌需要加強(qiáng)泥漿的封堵;八道灣組煤層及砂礫巖連通性好、烏爾組的裂縫發(fā)育，易發(fā)生井漏;克拉瑪依、烏爾禾組的泥巖以硬脆性泥頁巖為主，其微裂縫發(fā)育、水敏性強(qiáng)易發(fā)生坍塌;②將一開鉆井液用清水和膠液沖稀至坂含20-30g/L，按照轉(zhuǎn)漿配方和步驟一次加足各種處理劑，調(diào)整性能到設(shè)計(jì)要求范圍后方可二開;③鉆進(jìn)中以強(qiáng)化體系的抑制能力為主。聚束劑HMP按照1-1.5kg/m進(jìn)行補(bǔ)充維護(hù)，維持其體系具有較強(qiáng)的包被能力，控制巖屑分散;每天根據(jù)進(jìn)尺補(bǔ)充KCl和CaO，控制K+含量在20000-25000mg/L、Ca2+含量在300-600mg/L，使鉆井液具有很強(qiáng)的包被、抑制和抗CO2污染能力;④保證四級(jí)固控設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)良好，鉆進(jìn)中要求振動(dòng)篩（篩布使用80目以上）開動(dòng)率100%，除泥器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)率80%，離心機(jī)有效開動(dòng)率應(yīng)滿足鉆井液相關(guān)的性能要求，以“凈化”?！皟?yōu)化”。

3 現(xiàn)場聚束環(huán)保鉆井液性能

見下表。

4 電測井徑曲線

從井徑曲線圖可以看出，在下部井段3030-3090m的平均井徑擴(kuò)大率為20%。鉆硬脆性泥巖前需要根據(jù)鄰井密度使用情況逐漸提高泥漿的密度，建立力學(xué)平衡;強(qiáng)化封堵，減少壓力傳遞，穩(wěn)定井壁。

5 認(rèn)識(shí)及建議

通過聚束環(huán)保鉆井液在金龍39井二開的現(xiàn)場應(yīng)用可看出該體系的環(huán)保性能好、性能穩(wěn)定，整口井的鉆時(shí)比較快，地層可鉆性好，表現(xiàn)出的特點(diǎn)如下：

①聚束環(huán)保鉆井液以天然材料改性為主，具有無毒、可生物降解、同時(shí)材料顏色較淺的特點(diǎn)，具有較好的環(huán)保特性和有利于錄井顯示的發(fā)現(xiàn);②聚束環(huán)保鉆井液通過將HMP和KCl配合，進(jìn)一步增強(qiáng)了體系的包被抑制能力，性能穩(wěn)定，具有較好的攜巖能力;③聚束鉆井液具有較好的封堵防塌能力和潤滑能力;④聚束環(huán)保鉆井液因具有低坂含、強(qiáng)包被抑制特性，體系中含有較少的亞微米固相顆粒，有利于機(jī)械鉆速提高;⑤配制和維護(hù)工藝流程便捷，便于現(xiàn)場操作，具有較好的抗鈣、抗鹽污染能力;⑥該體系使用的是天然改性材料，對(duì)鉆井液的pH要求較嚴(yán)格（9.5-10），pH偏低（若達(dá)到7-8）材料易出現(xiàn)生物降解，導(dǎo)致性能變差的現(xiàn)象出現(xiàn)。

建議：針對(duì)不同區(qū)塊儲(chǔ)層特點(diǎn)，優(yōu)化鉆井液體系配方，降低成本的同時(shí)，提高體系的針對(duì)性，形成不同區(qū)塊聚束環(huán)保鉆井液體系。

作者簡介：

郭沫（1991- ）男，漢族，陜西白水，本科，助理工程師，研究方向：石油工程 鉆井液技術(shù)服務(wù)。