全油基钻井液沉降性研究与应用

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摘 要：针对全油基钻井液静止时间长，容易出现沉降，影响井下作业安全的问题，研制了一种油基钻井液，它具有良好的流变性、电稳定性和悬浮性，并在HZ21-1-18井成功应用。应用结果表明，全油基钻井液配方能适应现场钻井和测试9天的要求，有效地保护油气层和保证了作业安全。

关键词： 全油基钻井液；沉降性；现场应用

1全油基钻井液体系特点简介

根据不同的地质特点、储层的保护及井身结构，并考虑到现场施工及维护等方面的综合因素，我公司开发出新型全油基钻井液体系，从而达到满足于各种复杂情况下对钻井液的要求。良好的温度稳定性；良好的流变性稳定性；高的动塑比；高的电稳定性；良好的抗侵污效果；处理剂加量低；良好的剪切稀释效果。全油基钻井液体系具有非常好的适应性，不同的密度条件下，通过改变处理剂的加量，能够获得性能优异的全油基钻井液体系。全油基钻井液体系40～180℃温度下具有较好的适应性，密度范围可以达到0.92～2.30g/cm3，并通过调整处理剂的加量获得优异的性能，是一套新型优异的全油基钻井液体系；该体系具有动塑比和电稳定性高，高温高压失水小，处理剂加量低，适用性广等特点。

2处理剂及作用

（1）5#白油：油基钻井液基液，作为连续相；（2）HIEMUL主乳化剂：油基钻井液乳化剂，形成油包水乳液；功能：a、可形成稳定的油包水乳状液；b、可降低滤失速率；c、提高油基钻井液的热稳定性；（3）HICOAT辅乳化剂：辅助乳液稳定，与HIEMUL主乳化剂配套使用；功能：a、提高油水乳化钻井液的油湿性；b、提高体系电稳定性：c、改变乳化钻井液流变参数；（4）HIRHEO-A提切剂：提高和调节油基钻井液的粘度；功能：a、可对任何油基钻井液增粘；b、改善钻进与完井过程中的井眼清洁性；加强油基封隔液和管内填充液内部网架结构，防止加重材料沉降。（5）JHS增粘剂：提高和调节油基钻井液的粘度；功能：a、提高乳化钻井液和纯油基钻井液悬浮能力；b、抑制斜井和大位移井段的固相沉降；c、调整油基泥浆性能以便储存。（6）HIFLO降滤失剂：降低和控制油基钻井液的滤失；功能：a、减小HTHP滤失速率；b、提高油包水乳化钻井液稳定性。（7）MOSEAL膨胀堵漏剂：膨胀封堵，降低滤失。（8）重晶石、碳酸钙：调节油基钻井液的密度。

3全油基钻井液体系性能评价

5#茂名白油配方：5#茂名白油+3.0%HIEMUL主乳化剂+1.0%HICOAT辅乳化剂+3%HIRHEO-A提切剂+2.%CaO+3.0%JHS高温增粘剂+2.0%HIFLO降滤失剂++2%MOSEAL膨胀堵漏剂+2%MOLPF+2%MOLSF+300目碳酸钙加重。依据密度需要加入300目碳酸钙（下述性能密度为1.10g/cm3）。实验条件：150℃老化16h后，65℃测试相关性能。（1）乳化剂配比实验。实验结果表明，随着乳化剂配比的变化，体系的流变性也随之变化。因此，乳化剂配比选择3.0%主乳化剂HIEMUL和1.0%辅乳化剂HICOAT为最佳配比。（2）乳化剂加量变化实验。在基本配方中，在确定了主乳化剂和辅乳化剂的加量变化后，按此配比评价乳化剂总加量对体系性能的影响。实验结果表明，随着乳化剂加量的增加，体系的粘度也随之增大。从数据可以看出，乳化剂总量控制在4.0%时，体系的性能即能满足要求，推荐体系的乳化剂总加量为4.0%。（3）提切剂加量变化实验。在基本配方中，在确定了主乳化剂和辅乳化剂的加量变化后，评价了提切剂加量对体系性能的影响。实验结果表明，随着提切剂加量的增加，体系的粘度也随之增大。从数据可以看出，提切剂量控制在3.0%时，体系的性能即能满足要求。（4）储备碱加量变化实验。在基本配方中，在确定了主乳化剂、辅乳化剂和提切剂的加量变化后，评价了储备碱的加量变化对体系性能的影响。实验结果表明，随着LIM储备碱加量的增加，体系的粘度变化不大。从数据可以看出，储备碱总量控制在2.0%时，体系的性能即能满足要求。（5）高温增粘剂加量变化实验。在基本配方中，评价了高温增粘剂加量对体系性能的影响。实验结果表明，随着高温增粘剂JHS加量的增加，体系的粘度也随之增大，切力越来越大。从数据可以看出，高温增粘剂总量控制在2.0%时，体系的性能即能满足要求。（6）降失水剂加量变化实验。在基本配方中，评价了体系降失水剂加量变化对体系的影响。实验结果表明，随着降失水剂的增大，体系的动切力也逐渐增大，高温高压失水逐渐变小，增大到3%时达到稳定。（7）密度变化实验。在基本配方中，评价了体系在不同密度条件下的性能。实验结果表明，随着密度的增大，体系的粘度也逐渐增大，高温高压失水变化较小。（8）抑制性能评价。取露头土，粉碎为6-10目，加入到钻井液中，热滚老化后，采用40目筛回收钻屑，烘干后，计算滚动回收率。泥浆中加入海水清污，评价全油基钻井液体系的抑制性能。（9）全油基钻井液储层保护。

室内采用与HZ25-7-2井油田物性与岩性相近的露头岩心进行评价，岩心的基本数据如下：室内评价了全油油基钻井液体系在岩心上的滤失性能。根据设计井深3900m，地层原始压力系数1.0，按不同钻井液密度计算污染压差，主要有1.05g/cm3，1.1 g/cm3，1.25 g/cm3，1.35 g/cm3，，数据可以看出，随着污染压差的增大，滤失量增大。室内对低密度油基钻井液的储层保护效果进行了评价。随着污染压差的增大，渗透率恢复值逐渐降低；但总体恢复值达到了85%以上。实验结果表明，在降低污染压差后，有利于保护储层，渗透率恢复值明显提高；随着污染压差的增大，返排压差也增大；全油油基钻井液体系具有较好的储层保护效果，渗透率恢复值达到了85%以上。总的来看，全油基钻井液体系具有较好的流变性能及较低的高温高压失水性能，泥浆抑制性强，储层保护效果好。利于现场施工。

4 全油基钻井液体系室内沉降稳定性评价

4.1现场应用。全油基钻井液陆地的配置性能：

4.2全油基钻井液现场的维护与处理

现场更具通过检测油基钻井液的性能和返砂情况，对油基钻井液进行维护和调配，现场维护性能如下：

4.3全油基钻井液应用效果

HZ21-1-18井，井深4663m，井底温度高达173℃。本井段4360m后全部采用油基钻井液钻进，返出的钻屑全部回收处理，钻井液各项性稳定，采用碳酸钙加重，避免了无用固相对储层的污染。试油测试前期对油基钻井液性能做好充分调整，保持油基钻井液具有较高的悬浮性，避免由于井温高，测试静止时间长，从而产生大量碳酸钙沉降，影响井下作业全。现场经过提前处理，满足了油基钻井液静止9天无沉降，保证了井下作业的安全。

5.全油基钻井液体系总结

（1）通过室内研究，得到了一套适合于低密度低渗油气藏的强封堵能力全油基钻井液体系，体系中乳化剂具有加量少，配伍性好，维护简单等特点；（2）全油基钻井液在现场应用后，说明该油基钻井液体系能够适应该地区的防泥包抑制性强水平井的钻井需要，为该地区后续的钻井提供了解决方案；（3）在页岩气的钻井过程中，必须合理的控制钻井液的密度，并严格控制钻井液的高温高压失水，减少滤液侵入造成的井壁失稳，确保井眼稳定；（4）全油基钻井液具有良好的携岩效果，能够满足工程需要，保证了井眼清洁；（5）全油基钻井液具有较好的稳定性能，携砂悬浮能力强。在钻屑及海水侵污后，对性能影响不大，展现了良好的稳定性能。