龔 偉

（中石化勝利石油工程有限公司鉆井液技術服務中心，山東 東營 257000）

引言

合成基鉆井液因具有較強的抑制性、良好的潤滑性、較強的高溫穩(wěn)定性、良好的井壁穩(wěn)定性以及儲層保護能力等優(yōu)點被廣泛應用于頁巖油氣井、大位移定向井、水平井等非常規(guī)油氣藏勘探開發(fā)中。由于合成基鉆井液成本高，為了降低油氣井開發(fā)成本，對完井后的合成基老漿進行性能優(yōu)化，提高合成基鉆井液的重復利用率，達到保護環(huán)境減少污染目的的同時，又能取得巨大的經(jīng)濟效益。

1 合成基老漿性能評價

取永進3區(qū)塊完井后的合成基鉆井液老漿與新配制鉆井液進行了對比，參與對比的合成基新漿和老漿采用同樣的配方和配制工藝，性能變化情況如表1所示。

表1 合成基老漿與新漿性能對比

由上表1看出，在合成基鉆井液密度相同的情況下，老漿老化后黏度和切力下降，動塑比也隨之降低，破乳電壓降低，固相含量很高。而新配的合成基鉆井液則在老化前后性能幾乎不變，且老化后破乳電壓更高，鉆井液穩(wěn)定性增強。綜上數(shù)據(jù)表明，合成基老漿不經(jīng)過優(yōu)化直接使用后流變性失穩(wěn)，且對工程鉆進施工安全無法保證。

2 劣質(zhì)固相對合成基老漿性能的影響

隨著合成基鉆井液的重復使用，使用越久劣質(zhì)固相含量越高，且劣質(zhì)固相對低密度和高密度鉆井液性能的影響程度不一。分別取陽101H4-5井和寧211-H1井合成基鉆井液進行了測試，性能隨井深變化情況如表2和表3中所示。

表2 寧211-H1井密度及固相隨井深變化表

表3 陽101H4-5井密度及固相隨井深變化表

由表2及表3可看出，在鉆進過程中，研磨細微的巖屑進入鉆井液后會導致鉆井液密度上漲；密度增長均在0.01g/cm3的情況下，低密度合成基鉆井液的固相含量基本上保持不變。但是高密度條件下的固相含量卻增加了5%，所以當高密度鉆井液中進入較多的劣質(zhì)固相并不會導致鉆井液的密度明顯升高，反而對于低密度鉆井液會導致密度的明顯上升，現(xiàn)場很容易會有察覺。研究表明[1-2]，鉆井液密度提高不但對井壁穩(wěn)定不利，也對鉆井液性能產(chǎn)生破壞。

3 采用去除劣質(zhì)固相法調(diào)整合成基老漿性能

采用串聯(lián)離心機的方法降低合成基老漿中的劣質(zhì)固相，隨著離心機轉速的不斷提高，鉆井液中的固相受到的離心力呈幾何倍數(shù)增加，固相被逐漸分離[3-5]。取經(jīng)過使用串聯(lián)離心機后的底流合成基老漿，再加重至原密度1.55g/cm3，與新配制的合成基鉆井液對比，結果如下頁表4中所示。

表4 串聯(lián)離心機去除劣質(zhì)固相后性能

由表4可看出，經(jīng)過串聯(lián)離心機處理后，合成基老漿部分低密度固相被除去，再加重至原密度后，老漿性能略有改善，但黏度和切力所能改善的效果不理想，仍然無法達到降低其高黏度的需求，并且造成了破乳電壓的快速下降；再從經(jīng)濟方面說，在造成巨大工作量的情況下，使用離心機除去劣質(zhì)固相的同時還會帶走部分合成基泥漿，同時還會因處理含油危廢劣質(zhì)固相造成成本的增加，因此綜合分析可知通過該法優(yōu)化處理合成基老漿不適合現(xiàn)場應用。

4 混入新漿法優(yōu)化老漿性能

通過混入新漿的方法來降低劣質(zhì)固相含量。在相同密度情況下對合成基老漿和新配的鉆井液按不同體積的比例混合，攪拌均勻后測量老化前后的性能，結果如表5所示。

表5 不同比例新老漿混合后性能變化

從表5可看到，隨著合成基新漿混入比例的不斷提高，鉆井液破乳電壓逐漸升高，動切力、動塑比有所降低，高溫高壓失水逐漸降低，性能也越來越優(yōu)良。綜合考慮鉆井液流變性及新漿成本，以及充分回收利用老漿的情況下，選擇新漿老漿混合比在30∶70左右比較合適。

5 現(xiàn)場應用

合成基鉆井液老漿重復再利用技術在永進油田永3-斜2井三開復雜井段進行了應用，該井完鉆井深5 875 m，井斜42.80°，水平位移688.32 m。該區(qū)塊三開鉆遇呼圖壁組、清水河組以及齊古組地層，呼圖壁組泥巖以及以泥質(zhì)膠結的砂巖水敏性強，易水化分散造成垮塌；清水河組地層棕色泥巖硬脆性強，并且地層應力發(fā)育超壓，容易造成硬脆性垮塌，垮塌后的掉塊不易破碎；三開機械鉆速較慢，還要面對維護過程中流變性不易控制、在高溫高壓條件下合成基處理劑失效速度過快等諸多難題。

使用合成基老漿及新漿以40：60體積比例下混合后，充分攪拌，待鉆井液流變性穩(wěn)定后，再根據(jù)地層及井深逐步加入瀝青類、非滲透類及超微細碳酸鈣等封堵防塌劑，提高體系的封堵防塌能力。該體系在現(xiàn)場應用情況顯示，優(yōu)化后的合成基鉆井液滿足了三開復雜井段的施工要求，整個三開井段鉆進順利，起下鉆安全無阻卡，有效解決了呼圖壁組、清水河組以及齊古組地層井壁失穩(wěn)的難題；完鉆后，電測一次成功，下套管一次到底，并且固井開泵順利。永3-斜2井三開合成基鉆井液性能見表6中所示。

表6 永3-斜2井三開井段鉆井液性能

6 結論

1）隨著合成基鉆井液的重復利用，劣質(zhì)固相含量越來越高，并對鉆井液性能造成不同程度的影響，劣質(zhì)固相對高密度鉆井液的密度影響較??；對低密度鉆井液的密度影響較大。

2）采用固控設備除去低密度劣質(zhì)固相的方法對合成基鉆井液的效果不大，且工作量大，還會在處理過程中損失部分合成基泥漿。

3）通過在永3-斜2等井的現(xiàn)場應用表明，經(jīng)過性能優(yōu)化處理后的合成基鉆井液滿足長水平段頁巖氣井井下安全鉆進需求，鉆進期間起下鉆順利，體系井壁穩(wěn)定效果良好。

4）國內(nèi)科研人員對合成基鉆井液的研究還不夠充分，合成基鉆井液的優(yōu)化調(diào)整及回收再利用技術還有許多工作要做。