阳离子双保钻井液体系在太东206-平96井的应用

2022-09-11

一、作用机理

阳离子双保钻井液主处理剂是阳离子包被剂CAL-90和生物润滑抑制剂HCO。HCO由甲基葡萄糖甙经磺化后衍生而来, 具有的良好的润滑性、抑制性和降滤失性能, 同时具有良好的保护环境和储层保护性能, 即所谓“双保”。和阳离子包被剂复配使用更能提高其抑制能力。

二、阳离子双保钻井液体系配方及性能

1. 体系配方

通过多次室内实验, 阳离子双保钻井液体系配方乳下:5%膨润土+0.7%CAL-90+0.2%SF260+2.3%JJFT-1+0.1%纯碱+0.1%KOH+5%HCO+1%HCE。

2. 配方性能

阳离子双保钻井液体系基本性能如表1所示。

三、现场应用情况

1. 钻井液的配制

预留一开老浆50m3, 加清水15m3, 全井循环用离心机除砂。然后加入封堵剂2t, Na2CO30.16t, HCO2t, CAL-900.25t, XC0.025t, KOH0.05t, 密度加重至1.25 g/cm3。循环均匀, 测得钻井液性能:漏斗粘度63s, 滤失量4m L, 滤饼0.6mm, p H值10.0, Φ600/Φ30073/46, PV27MPa·S, YP9.5Pa, GEL1.5/5.0, n值0.66, k值0.38, 含砂量0.6%, KF0.0437。性能符合设计要求, 二开钻进。

2. 钻进工程中的维护方式

用胶液维护的方法补充钻井液量, 保证钻井液性能稳定。及时补充阳离子以提高体系的抑制性, 同时注意返砂情况, 依此调整体系的切力和动塑比。

3. 钻进过程的处理与维护

井深1241m下入螺杆和LWD钻进, 发现坍塌块, 密度由1.25g/cm3提升1.29 g/cm3后井壁稳定。钻进至1466m对钻井液进行了一次处理, 加入封堵剂0.05t, HCO1.5t, 快钻剂0.5t, CAL-900.05t, KOH0.025t, 测得钻井液性能:密度1.28 g/cm3, 漏斗粘度66s, 滤失量3.0m L, 滤饼0.5mm, p H值9.0, Φ600/Φ30070/44, PV26m Pa.s, YP9.0Pa, GEL2.0/14.0, n值0.65, k值0.40, 含砂量2.3%, KF0.0437。钻进至1927m时, 活动钻具下放摩阻80~120k N, 对钻井液进行了一次处理, 加入封堵剂0.45t, HCO0.875t, CAL-900.05t, SF2600.4t, KOH0.025t, 测得钻井液性能:密度1.30 g/cm3, 漏斗粘度68s, 滤失量3.0m L, 滤饼0.5mm, p H值10.5, Φ600/Φ30072/46, PV26MPa·S, YP10.0Pa, GEL4.5/12.0, n值0.65, k值0.40, 含砂量1.7%, KF0.0629。钻进至1984m, 加入玻璃小球1.5t后导向钻进机械钻速下降至6.33m/h, 导向钻进钻压70~80k N。定向钻进至2023m时, 上提活动钻具遇卡, 多提450k N未解卡, 下放钻具至原悬重500k N两次转动转盘解卡, 将刚钻完的井段划眼3遍后活动钻具下放遇阻300k N, 上提挂卡200k N, 经汇报决定起钻, 循环大幅度活动钻具时, 多处多次刮卡严重, 上提遇卡350k N未解卡, 下压450k N后解卡, 起钻过程中未出现遇卡情况。

四、效果评价

1. 井壁稳定效果

阳离子用量基本与混油硅基阳离子钻井液相当, 井深1241m之前一直采用1.23 g/cm3-1.28 g/cm3的密度, 井深1240m之后, 井壁发生剥落, 把密度提高到1.28 g/cm3-1.31 g/cm3井壁稳定, 说明该体系抑制性有待提高。全井平均井径扩大率为6.85%。

2. 井眼净化效果

该井二开段钻进过程中, 动塑比基本保持在0.5左右, 完井电测一次成功, 下套管无阻卡现象。表明阳离子双保钻井液悬浮携砂能力较强, 井眼净化效果好。

3. 润滑性

该井没有混油也完成了钻井施工任务, 二开井段润滑系数保持在0.04-0.07之间, 但托压严重。测井、下套管无阻卡, 证明体系润滑性基本满足了钻井施工。

五、结论及建议

1.水平井施工后期, 在高固相含量情况下, 生物润滑抑制剂HCO加入钻井液充分溶解后增粘, 给日常维护补入带来困难, 影响润滑效果。

2.钻井液在不混入渣油的情况下, 应增加阳离子抑制剂的用量来提高该体系的抑制性, 保证钻井施工过程中井壁稳定。

摘要：由于水平井井斜大, 因此对钻井液的防蹋能力、润滑性、悬浮携带能力以及油层的保护效果要求很高。目前水平井钻井施工, 均采用混油硅基阳离子钻井液。即在体系中加入1015%的渣油, 同时配以液体润滑剂、石墨等, 以提高钻井液的润滑性。渣油的加入使该体系荧光级别较高, 干扰地质及气测录井, 同时对环境也造成了一定的污染。为了解决这些问题, 研究了阳离子双保钻井液, 并在太东206-平96井进行了现场试验。本文论述了阳离子双保钻井液现场试验过程, 并对试验过程中, 因钻井液现场处理工艺技术影响钻井正常施工问题, 提出了改进方案。

关键词：水平井,阳离子,双保,钻井液