李 元

（中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 600450）

隨著石油天然氣工業(yè)的不斷發(fā)展，針對低滲透油藏的勘探與開發(fā)逐漸成為研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，特別是海上低滲透油藏[1-3]。我國低滲透油藏儲量十分豐富，大約占全國原油總儲量的四分之一以上，這說明低滲透油氣資源在我國油氣資源中的地位十分重要，對低滲透儲層的勘探與開發(fā)是保持我國石油天然氣行業(yè)持續(xù)發(fā)展的一項重要任務(wù)。

與常規(guī)中高滲儲層相比，在鉆井施工過程中，低滲透儲層通常更容易產(chǎn)生儲層損害，比如微粒運(yùn)移堵塞、水敏損害、水鎖損害、無機(jī)垢堵塞損害以及微生物損害等[4-8]，因此，在低滲透儲層鉆井過程中更應(yīng)注重儲層保護(hù)的研究。海上某低滲油藏儲層段黏土礦物含量較高，并且前期使用鉆井液體系抑制性能和封堵能力稍差，致使在鉆井過程中出現(xiàn)了較多的井下復(fù)雜事故，嚴(yán)重影響了鉆井速度和鉆井安全。因此，本文針對海上低滲儲層鉆井特點(diǎn)，通過大量室內(nèi)實(shí)驗，研究出了一套適合海上低滲儲層的強(qiáng)抑制水基鉆井液體系，并對其綜合性能進(jìn)行了評價。

1 強(qiáng)抑制水基鉆井液體系構(gòu)建思路及體系配方

對于海上低滲透儲層鉆井液體系而言，除了應(yīng)該考慮水敏性損害以外，還需要鉆井液體系降低濾失量，以預(yù)防濾液侵入地層造成的水鎖損害。這就需要鉆井液體系不僅具備良好的抑制性能，還需要其具有較低的濾失量和防水鎖能力[9-10]。因此，對于適合海上低滲儲層的強(qiáng)抑制水基鉆井液體系構(gòu)建，其基本思路如下：

1）需要使鉆井液體系具有良好的抑制性能，考慮體系引入性能優(yōu)良的抑制劑（改性聚胺類），從而抑制鉆井液侵入地層引起的黏土水化膨脹所造成的地層堵塞。

2）使鉆井液體系具有良好的封堵性能，考慮在體系中加入環(huán)保型封堵劑，提高鉆井液體系封堵能力的同時，還能使體系的環(huán)保性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

3）鉆井液體系中還需要加入適量的防水鎖劑，由于水基鉆井液體系不可避免地會有部分濾液進(jìn)入地層，防水鎖劑的加入能夠有效降低濾液與儲層原油之間的界面張力值，盡可能地降低濾液侵入對儲層造成的水鎖損害程度。

因此，綜合考慮以上因素，通過大量的室內(nèi)實(shí)驗，研究出了一套適合海上低滲儲層的強(qiáng)抑制水基鉆井液體系，其具體配方為：3%海水膨潤土漿+0.15%NaOH+0.2%Na2CO3+0.2%LV-PAC+0.2%增黏劑 ZN-3+2% 降濾失劑 FLO-CAT+3% 封堵劑FDD-Y+2%抑制劑HR-4+1%潤滑劑HLB+2%防水鎖劑FSSR+重晶石加重至1.4 g·cm-3。

2 強(qiáng)抑制水基鉆井液體系綜合性能評價

2.1 基本性能

按照上述配方配制鉆井液體系，然后將其在不同溫度條件下滾動老化16 h，分別測定老化前后鉆井液體系的流變性能以及老化后體系的濾失量，實(shí)驗結(jié)果見表1。

表1 鉆井液體系基本性能評價結(jié)果

由表1實(shí)驗結(jié)果可以看出，強(qiáng)抑制水基鉆井液體系經(jīng)過不同溫度滾動老化16 h 后，其流變性能與老化前相比并未產(chǎn)生較大的變化，并且老化后的常溫常壓濾失量可以控制在3 mL 以內(nèi)，而高溫高壓濾失量可以控制在9 mL 以內(nèi)。這說明研究的強(qiáng)抑制水基鉆井液體系具有良好的基本性能，在高溫老化后仍能保持良好的流變性能和較低的濾失量。

2.2 抑制性能

室內(nèi)通過巖屑滾動回收實(shí)驗評價了強(qiáng)抑制水基鉆井液體系的抑制性能，并與清水、KCl/PLUS 鉆井液以及聚磺鉆井液體系進(jìn)行了對比，鉆井液老化條件為140 ℃、16 h，實(shí)驗用巖屑取自目標(biāo)區(qū)塊儲層段，實(shí)驗結(jié)果見圖1。

由圖1實(shí)驗結(jié)果可以看出，強(qiáng)抑制水基鉆井液體系對目標(biāo)區(qū)塊儲層段巖屑的滾動回收率可以達(dá)到90%以上，明顯高于KCl/PLUS 鉆井液以及聚磺鉆井液體系，說明該鉆井液體系具有較強(qiáng)的抑制性能。

2.3 封堵能力

室內(nèi)采用砂床封堵實(shí)驗評價了強(qiáng)抑制水基鉆井液體系的封堵能力，并與KCl/PLUS 鉆井液以及聚磺鉆井液體系進(jìn)行了對比，實(shí)驗溫度為常溫，實(shí)驗時間為16 h，實(shí)驗壓力為0.7 MPa，實(shí)驗結(jié)果見表2。

由表2實(shí)驗結(jié)果可以看出，強(qiáng)抑制水基鉆井液體系在低滲砂床中的濾液滲入深度僅為1.8 cm，明顯低于KCl/PLUS 鉆井液以及聚磺鉆井液體系，說明該鉆井液體系具有較強(qiáng)的封堵能力。

表2 鉆井液體系封堵能力評價結(jié)果

2.4 防水鎖性能

室內(nèi)通過測定鉆井液濾液的表面張力和界面張力值來評價強(qiáng)抑制水基鉆井液體系的防水鎖性能，并與KCl/PLUS 鉆井液以及聚磺鉆井液體系進(jìn)行了對比，實(shí)驗結(jié)果見圖2。

由圖2實(shí)驗結(jié)果可以看出，強(qiáng)抑制水基鉆井液體系濾液的表面張力值為25.9 mN·m-1，而油水界面張力值則低至3.8 mN·m-1，無論是表面張力，還是界面張力值，均明顯低于KCl/PLUS 鉆井液以及聚磺鉆井液體系，這說明該鉆井液體系具有良好的防水鎖性能。

2.5 抗污染能力

鉆井過程中，鉆井液進(jìn)入地層之后不可避免地會接觸到一些無機(jī)鹽以及巖屑等污染物質(zhì)，這就要求鉆井液體系必須具備良好的抗污能力，以保證體系綜合性能的穩(wěn)定。因此，室內(nèi)采用在鉆井液體系中加入無機(jī)鹽和巖屑的方式來評價鉆井液的抗污染能力，鉆井液老化條件為140 ℃、16 h，實(shí)驗用巖屑取自目標(biāo)區(qū)塊儲層段，實(shí)驗結(jié)果見表3。

由表3實(shí)驗結(jié)果可以看出，隨著無機(jī)鹽NaCl和CaCl2以及巖屑加量的不斷增大，強(qiáng)抑制水基鉆井液體系的流變性能有所變化，但整體變化幅度較小，而常溫常壓濾失量和高溫高壓濾失量均隨著污染物質(zhì)含量的不斷增大而增大，但增大的幅度均不大。當(dāng)加入15%NaCl 或者1.2%CaCl2后，鉆井液的常溫常壓濾失量均小于4 mL，而高溫高壓濾失量均小于10 mL。而加入20%巖屑后，鉆井液的常溫常壓濾失量也在4 mL 左右，而高溫高壓濾失量也在10 mL 左右，變化幅度均不大。這說明該鉆井液體系具有良好的抗污染能力。

表3 鉆井液體系抗污染能力評價結(jié)果

3 結(jié) 論

1）適合海上低滲儲層的強(qiáng)抑制水基鉆井液體系的具體配方為：3%海水膨潤土漿+0.15%NaOH+0.2%Na2CO3+0.2%LV-PAC+0.2%增黏劑 ZN-3+2%降濾失劑FLO-CAT+3%封堵劑FDD-Y+2%抑制劑HR-4+1%潤滑劑HLB+2%防水鎖劑FSSR+重晶石加重至1.4 g·cm-3。

2）強(qiáng)抑制水基鉆井液體系具有良好的基本性能、抑制性能、封堵性能、防水鎖性能和抗污染性能，效果明顯優(yōu)于KCl/PLUS 鉆井液以及聚磺鉆井液體系，能夠滿足海上低滲儲層鉆井過程中對鉆井液的性能要求。