1、抗高温甲酸钾钻井液研究摘要：渤中油田 BZ21-2-1 井是渤中凹陷设计较深、层位较全的一口科学探索井，该井属于渤海迄今为止所钻遇最深井，设计井深 5355 米；该井井底最高温度170，预测最高压力系数为 1.65，是一口典型的高温高压深井，且根据临近已钻井资料显示：该区块东营组上漏下塌，常规的聚合物钻井液在高温条件下处理剂易失效，钻井液性能难以控制，不能够解决东营组坍塌的问题。海洋石油高效开发国家重点实验室油田钻完井室采用抗高温钻井液处理剂构建了一套适合高温高密度的抗高温甲酸钾钻井液体系，通过室内实验评价该体系具有良好的抗温效果，抑制性及储层保护效果，适合高温高压易垮塌地层应用。 下载 关键
2、词：科学探索井；高温；高压；易垮塌；甲酸钾钻井液 科学探索井 BZ21-2-1 井东营组位于 3100-4600m，地层温度高，实际钻井测得 160，易垮塌，通过应用渤海新型泥浆体系-抗高温甲酸钾体系，作业十分顺利，该钻井液体系具有具有良好的抑制性能、润滑性，可有效抑制粘土矿物的水化分散，防止东营及沙河街组泥岩缩径、跨塌；具有良好的失水造壁性、热稳定性能，具有良好的推广应用前景。 1 科学探索井地层研究 1.1 地层活度低 地层泥页岩活度值是井壁稳定的重要决定指标，研究显示科学探索井沙河街层位泥页岩活度一般为 0.66-0.85，如图 1 所示。 图 1 氯化锌、氯化钙、硝酸钙、氯化钠、磷酸二
3、氢钾标定的某区块地层活度曲线 1.2 科学探索井渗透性 科学探索井沙河街地层微裂缝发育，泥岩虽致密，但层间存在孔缝，孔缝宽度约为 5-10um。在提高比重时由于常规封堵材料无法进入微裂缝内使滤液大量进入地层，泥页岩吸水膨胀而带来井壁失稳状况，引起一系列井下复杂情况。探井与开发井均存在沙河街地层井壁失稳，甚至严重坍塌和卡钻的情况。 2 抗高温甲酸钾钻井液室内研究 2.1 抑制性评价 实验选用渤海某区块深部沙河街岩屑，测定岩屑回收率。在不同钻井液中加入 50g 岩屑（过 3.2-4.0mm 筛），在 180下热滚 16h，用 0.45mm 回收，结果见表 2。 从表 2 可以看出， PEM+20%
4、甲酸钾钻井液抑制泥页岩和黏土水化分散运移的性能良好， 优于目前常用的 PEM 钻井液。其抑制性机理为 PEM+甲酸钾钻井液的滤液矿化度相对较高，表面张力小，HCOO-与黏土端面的正电荷相吸，与水之间构成屏障，防止水化，稳定黏土，同时，HCOO?-和水分子能够形成氢键，对自由水具有较强的束缚能力，使甲酸钾钻井液完井液的滤液黏度较高，不易进入地层。 2.2 抗温性能评价 室内研究对甲酸钾钻井液体系的抗温性能进行了评价，抗温性评价测定范围为 60180，老化时间 16h，具体实验结果见表 3。 从以上实验结果中可以看出，甲酸钾钻井液具有良好的抗温性能，60180条件下其流变性与滤失量变化均不大，能很
5、好的满足现场工程的要求。 2.3 润滑性评价 室内研究对甲酸钾钻井液体系的润滑性能进行了评价，具体实验结果见表 5。 2.4 油层保护效果评价 对甲酸钾钻井液选取科学探索井邻井沙河街岩心进行了油保性能评价，评价结果见表 6。 3 总结和建议 （1）该体系引进了有机盐 PF-COK 作为抑制剂，有机酸盐对处理剂的影响不大，且对钻井液性能的破坏作用较大地低于同浓度的无机盐（如 KCl），维持钻井液性能比较容易，对其它处理剂抑制性的降低不大，从而使钻井液抑制性的整体水平有较大提高。 （2）PF-COK 与聚合醇 PF-JLX T 配合使用，可以降低钻井液活度，抑制性进一步提高到其它钻井液达不到的程度
6、，有效的解决水敏性地层的井壁稳定问题。 （3）该体系使用了高温稳定剂 PF-STB HT 有很好的护胶降失水作用，使得钻井液有良好的失水造壁性能，为井壁稳定打下了夯实的基础。 参考文献 陈乐亮， 汪桂娟. 甲酸盐基钻井液完井液体系综述. 钻井液与完井液，2003， 20（1） ： 31- 36. 韩玉华， 顾永福， 王树华. 大庆油田外围开发井甲酸盐钻井液研究与应用. 钻井液与完井液， 2002， 19（5） ： 28-30. 王昌军， 岳前声， 肖稳发. 聚合醇的储层保护机理室内研究. 重庆石油高等专科学校学报， 2001， 3（4） ： 15， 16， 23. 陈乐亮， 汪桂娟. 甲酸盐基钻井液体系综述（续） J . 钻井液与完井液， 2003， 20（2） ： 33- 38. 作者简介：刘宝生，男，1979 年生，研究生，2004 年毕业于石油大学（北京）石油工程专业，从事钻完井监督工作。
