【正文】 大古 1 井作為區(qū)域探井二開平均機(jī)械。 短起及下鉆順利 大古 1 并二開 2300～ 4964m 井段共短起 17 次，每次均暢通、無阻卡現(xiàn)象，短起下一次到底率 100％ 。 強(qiáng)抑制性乳酸高分子聚合物鉆井液體系的研究 第 19頁（共 25頁） 表 17 強(qiáng)抑制性鉆井液配方的較高密度鉆井液的性能 性能 序號 AV （ ） PV () YP (Pa) GEL (Pa) FL30 (ml) HTHPFL30 (ml) 1 熱滾前 熱滾后 熱滾前 熱滾后 (6)鉆井液抗溫性能評價 將強(qiáng)抑制性鉆井液體系中分別在 120℃ 、 140℃ 下老化 16h,測試鉆井液老化前后的性能，試驗(yàn)結(jié)果表明強(qiáng)抑制性鉆井液配方在， 140℃ 下條件的性能仍良好 (表 18)。 強(qiáng)抑制性乳酸高分子聚合物鉆井液體系的研究 第 21頁（共 25頁） 表 15 強(qiáng)抑制性鉆井液配方的抗水污染性能 性能 序號 AV （ ） PV () YP (Pa) GEL (Pa) FL30 (ml) HTHPFL30 (ml) 1 5％水 2 10％水 3 15％水 120℃熱滾 16h 后 1 5％水 2 10％水 3 15％水 (4)鉆井液抗鈣污染性能 在強(qiáng)抑制性鉆井液體系中分別加入 ％、 ％、 ％ 的氯化鈣，測試鉆井液熱滾前后的性能，試驗(yàn)結(jié)果表明強(qiáng)抑制性鉆井液配方的抗鈣污染能力較強(qiáng) (表16)。 新型抑制性鉆井液的研究 第 16 頁（共 24 頁） 表 13 鉆井液鉆屑回收率試驗(yàn)（井深： 1701～ 2304m） 序號 原有鉆井液體系 強(qiáng)抑制性鉆井液體系 體系 1 號 體系 2 號 體系 1 號 體系 2 號 回收率（％） 漏斗鉆度（ s） 61 40 41 (2)鉆井液抗鹽污染性能評價 通過對強(qiáng)抑制性鉆井液體系中分別加入 1％ 、 2％、 3％ 氯化鈉，測試鉆井液熱滾前后鉆井液的性能，試驗(yàn)結(jié)果表明強(qiáng)抑制性鉆井液配方的抗 鹽 能力也較強(qiáng) (見表14)。 表 12 新型強(qiáng)抑制性鉆井液基本性能 試驗(yàn)條件 AV/ YP/Pa FL/mL 初切 /Pa 終切 /Pa Kf FLHTHP/mL Zeta/mV 常溫 25～ 55 10～20 5～ 15 1～ 5 1～ 15 ﹤ 10～ 25 25～ 30 150℃ /16h高溫老化后 20～ 50 5～ 15 5～ 20 1～ 5 1～ 15 ﹤ 10～ 25 30～ 25 鉆井液性能評價 以優(yōu)選出的半透膜劑強(qiáng)抑制性鉆井液基 本 配方為準(zhǔn)，通過鉆井液鉆屑回收率試驗(yàn)和抗 鹽 污染性、抗水污染、抗鈣污染性、抗鉆屑污染性、 高 密度性、抗溫性能評價等進(jìn)行了綜合測試，表明該鉆井液體系性能良好。通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)優(yōu)選了鉆井液體系處理劑，進(jìn)行了配方研究，優(yōu)化性能參數(shù)，確定新型強(qiáng)抑制性鉆井液配 方：（ 3～ 6）％ 膨潤土漿 ＋ (～)％ 陽離子乳液聚合物 (DS301)＋（ ～ ) ％ 有機(jī)硅醇抑制 劑 (DS302)＋(2～ 3) ％ 乳化石蠟 (RHJ1)＋ (～ ) ％磺甲基酚醛樹脂＋ (～ ) ％ 磺化褐煤 ＋ 適量電性增強(qiáng)劑。納米級乳化石蠟在改變鉆井液體系連續(xù)相的同時，在與高分子乳液聚合物同一種乳化劑的作用下，使濾液鈍化，有效地防止油侵、鹽侵和鈣鎂離子侵，使鉆井液具有很好的抗污新型抑制性鉆井液的研究 第 16 頁（共 24 頁） 染性強(qiáng)抑制性乳酸高分子聚合物鉆井液體系的研究 第 15頁（共 25頁） 能。 3 強(qiáng)抑制性乳酸高分子聚合物鉆井液體系的研究 室內(nèi)研究 新型強(qiáng)抑制性鉆井液體系配方與基本性能 新型強(qiáng)抑制性鉆井液體系主要由高分子量的陽離子聚合物、改變鉆井液體系連續(xù)相的納米級乳化石蠟和有機(jī)硅醇抑制劑 3 種主劑組成。 (4)該體系在 本 研究應(yīng)用范 圍內(nèi)解決了 塔 河油田 、塔中油 田二疊系、三 疊系、石炭系和中原 油田 橋 口、白 廟地區(qū)硬脆性泥頁巖地層的坍塌掉塊問題 ；解決了高密度鉆井液鉆遇鹽膏層、高含鈣鹽水層及碳酸根離子 污染時引起的井下事故，保證了鉆井工程的正常進(jìn)行。 (2)該體系 中 游離鈣離 子 濃度達(dá)到 1500mg/L 以上，保證了足夠的游離鈣和聚合鋁 AOP兩 性離子 磺酸鹽 CPS20 聚合醇、 KCl、瀝青類產(chǎn)品 等處理劑協(xié)同作用，通過提高泥漿濾液的抑制性和封堵、造壁、護(hù)壁作 用，解決了強(qiáng)水敏地層、膠結(jié)差、易破碎、易垮塌地層、水敏地層等的不 穩(wěn)定問題和鉆井液難處理的問題，達(dá)到穩(wěn)定井壁、減少泥頁巖水化膨脹和剝落掉塊、減小井徑擴(kuò)大 率的目的，從而避免井下 復(fù)雜情況發(fā)生，提高井身質(zhì) 量 和 固井質(zhì)量。該體系在 中 1H 井的施工 過 程中 沒有排放一方廢泥漿，為搞好沙漠鉆井的環(huán)境保護(hù) 工作指明了方 向。 塔中油田中 1H 井位于沙漠腹地，井場距離最近的淡水水源超過 300 公里，淡水運(yùn)輸極其困難和昂貴，該井3572～ 5271m“ X”井段使用強(qiáng)抑制性高鈣鹽聚合物體系過程中 ，僅用 50 淡水用于膨潤 土漿 的配制，現(xiàn)場鉆井液性能維護(hù)均使用礦化度在 3000mg/L 的地下咸水。表 11 列出了部分應(yīng)用井與其對應(yīng)鄰 井在同一井段的實(shí)鉆鉆井液密度。新型抑制性鉆井液的研究 第 14 頁（共 25 頁） T759 井使 用 密度 的強(qiáng)抑制性高鈣鹽聚合物鉆井液，安全貫穿石炭系下統(tǒng)和 整 個奧陶系地層，除在鉆進(jìn)過程中，有少 量 掉塊以外，其余施工一 切 正常，起下鉆順利、無掛卡，下鉆均一次順利到底，電測一次成功。 塔河油田鹽下地層含石炭下統(tǒng)和奧陶系兩套壓力體系，石炭系下統(tǒng)巴楚 組和 奧陶系 上 統(tǒng)桑塔木 組 含泥巖和泥質(zhì)灰?guī)r段，泥巖易剝落、掉塊、坍塌，為了保證 該井段井壁穩(wěn)定和目 的層實(shí)現(xiàn)低密度 欠平衡鉆進(jìn)，鹽下地層一般設(shè)計(jì)為兩個開次，四開泥巖段鉆井液設(shè)計(jì)密度一般為 ～ ,五開目的層鉆井液沒計(jì)密度為～ 。 表 10 毛開 1 井鉆井液性能 井深 /m 密度 / g/ T /s FL /mL pH G /Pa/Pa PV / YP /Pa MBT /g/L /mg/L 備注 3061 300 5 10 10/74 41 19 — — — 3075 滴流 15 10/70 50 20 — — — 3075 115 15 34/36 20 37 — 3858 轉(zhuǎn)化中 3078 68 2/15 51 13.5 — 2404 轉(zhuǎn)化后 1500 54 13 2/12 12 — — 轉(zhuǎn)化后 3475 98 5/47 48 23 — — 轉(zhuǎn)化后 具有較強(qiáng)的護(hù)壁、固壁性能，可實(shí)現(xiàn)近平衡或欠平衡鉆井 強(qiáng)抑制性高鈣鹽聚 合 物鉆井液體系中的鈣離子、聚 合 醇和聚合侶的協(xié)同作用，可實(shí) 現(xiàn) 對地層微裂縫的有效 封 堵，具有較強(qiáng)的護(hù)壁、固壁性能，能改善膠結(jié)差地層的穩(wěn)定性問題，可擴(kuò)大鉆井液安 全密度窗口 ，實(shí)現(xiàn)近平衡或欠平衡鉆井。轉(zhuǎn)化成強(qiáng)抑制性高鈣鹽聚合物體系后鉆 井液漏斗 粘度由滴流降至 75s 左右， API 失水小于 4mL,高溫高強(qiáng)抑制性高鈣鹽聚合物鉆井液體系的研究 第 13頁（共 24頁） 壓失水小于 15mL,順利地鉆穿了含高純度 膏 層的嘉四段和嘉 二 段，在此期 間 鉆新型抑制性鉆井液的研究 第 12 頁（共 24 頁） 井液粘度一直維持在 70～ 80s 之間，體系的維 護(hù)方 法簡單，一直到鉆完 三開進(jìn)尺 未出現(xiàn)任何復(fù)雜情況。 毛開 1 井是中石化西南分公司 2020 年在四川省宣 漢縣毛壩鄉(xiāng)布置的 一口 開發(fā)準(zhǔn) 備 井， 三 開以 ～ 密度鉆進(jìn)，于井深2500m 之后進(jìn)入含 大 段 膏 鹽層的嘉四段，高密度鉆井液受膏鹽污染嚴(yán)重，粘度逐步上升，由 95s 上升 到 200s 直至 滴流，鉆井液流變性無法控制。桑株 1 井 二開 鉆井液性能見表 9。鉆至 井 深 1702m 時二開完鉆，電測和下套管順利。在 井 深 650m 時，通過加入 CPS20 AOP1 和 Siop 膠液，在鉆進(jìn)過程中逐漸將聚合物泥漿逐步轉(zhuǎn)化為強(qiáng)抑制性高鈣鹽聚合物鉆井液。 該井鉆遇的下第三系地層含紫紅色泥質(zhì)粉砂巖、泥巖、砂礫巖、灰?guī)r、石膏巖及石膏質(zhì)泥巖。在鉆遇泥膏 巖 時既要防 止 石膏等無機(jī)鹽對鉆井液的污染，又要防 止 泥巖和石膏的水化分散和膨脹。 表 8 應(yīng)用易塌井段平均井徑擴(kuò)大率對比 應(yīng)用井 井徑擴(kuò)大率，％ 鄰井 井徑擴(kuò)大率，％ 橋 90 井 橋 90 井（聚合物鉆井液） TK909H TK906H（聚磺混油） 中 1H 井 中 1 井（聚磺鉆井液） 32 T115 T903（聚磺鉆井液） T914 S101（聚磺鉆井液） T759 T756（鉀鹽聚合物鉆井液） TK1108 S1051（聚磺鉆井液） 海參 1 海參 1（第一個井眼、聚合物） 解決了泥膏巖地層井壁失穩(wěn)及鉆井液污染問題 泥膏巖包括純泥巖、純膏巖和泥膏巖互層。 強(qiáng)抑制性高鈣鹽聚合物鉆井液體系 充 分發(fā)揮其高鈣為基礎(chǔ)強(qiáng)化學(xué)抑制、化學(xué)封固、物理封堵多 元 防塌的技術(shù)優(yōu)勢，在應(yīng)用井的范 圍 內(nèi)有效解 決了硬脆性地層裂縫發(fā)育、膠結(jié)性較差、巖性變化 大 等多種因素造成的垮塌問題，應(yīng)用井井徑規(guī)則、井徑擴(kuò)大率明顯優(yōu) 于 相同層位的鄰井，為起下鉆、下套管、電測、固 井 等提供了良好條件，起下鉆無明顯阻掛現(xiàn)象，下套管均一次到底，電測一次成功率 ％ 。橋 90 開之后的 2260～ 3300 m 是硬脆性灰色泥巖與灰白色粉砂巖互層，中間泥質(zhì)膠結(jié)疏松，吸水性和膠結(jié)性差，遇水即分散、崩裂，鉆井時很容易形成嚴(yán)重的掉塊和垮塌現(xiàn)象。取得了很好的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益。現(xiàn)場應(yīng)用表明，該體系不僅可以解決淺層泥巖吸水縮徑和砂巖段厚泥餅縮徑等問題，而目對于深部泥頁巖〔三疊、石炭系 )剝蝕掉塊夸塌問題有明顯效果，且井徑比較規(guī)則，有利于完井電測及下套管固井等。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，所配鉆井液中的亞微米粒 子含量 很少， 大 部分為 5 以上的 顆粒，有利于固相控制 、 降低鉆井液的 粘 滯性、提高機(jī)械鉆速。從表中 可 見所配制鉆 井 液分別經(jīng) 150℃ 和 180℃ 高溫滾動 16 h 后，鉆井液靜態(tài)失水均小于 6mL，在 150℃ 高溫滾動 32 h 后，鉆 井 液的濾失 量 和粘 切 無明顯變化，表明具有 良 好的 抗溫 降濾失能力，鉆井液高 溫 高壓濾失 量均在 20mL,以下，熱穩(wěn)定性良好，說明該體系具有良好的 抗溫 性能 。從試驗(yàn)結(jié)果 可 以看出，強(qiáng)抑制性高鈣鹽聚合物鉆井液在加入 10％ 的膨潤 土后， 仍保持較好的流變性能，與之對比新型抑制性鉆井液的研究 第 8 頁（共 24 頁） 的徐 23 井鉆井液在膨潤 土 加 量 達(dá)到 3％ 時粘切明顯增高，表明該鉆井液體系具有良好的抑制膨潤 土 分散能力，說明該 體 系具有較強(qiáng)的防塌抑制性。從表 4 可以看出，強(qiáng)抑制性高鈣鹽聚合物鉆 井液具有良好的抗 CaCl2污染能力，當(dāng)加 量 CaCl2達(dá) 10％ 時，鉆井液失水還控制 在 以內(nèi)。 新型抑制性鉆井液的研究 第 8 頁（共 24 頁） 強(qiáng)抑制性高鈣鹽聚合物鉆井液體系的研究 第 9頁（共 24頁） 表 3 強(qiáng)抑制性高鈣聚合物鉆井液抗 NaCl污染 序 號 NaCl 加量，％ AV / PV / YP /Pa FL /mL 初切 /Pa 終切 /Pa pH 1 0 老化前 25 15 10 150℃ /16h 23 16 7 9 2 4％ 老化前 25 19 6 2 8 150℃ /16h 18 14 4 8 3 15％ 老化前 24 18 6 25 8 150℃ /16h 19 2 7 4 35％ 老化前 18 12 6 18 7 150℃ /16h 16 14 2 1 3 7 (4)氯化鈣污染 為了考察鉆井液抗鈣污染的能力，進(jìn)行了 CaCl2污染實(shí)驗(yàn)。在配制好的鉆井液中加入小同 量 的 NaCl 經(jīng)過 150℃ 高溫滾動 16h 后測 定鉆井液性能，考察鹽污染后鉆井液性能變化，結(jié)果見表 3。實(shí)驗(yàn)表明，與聚磺飽和鹽鉆井液相比強(qiáng)抑制性高 鈣 鹽聚合物鉆井液具有良好的封固井壁的作用，巖心的濾失 量 在 5min 內(nèi)基 本恒定，說明強(qiáng)抑制性高鈣鹽聚合物鉆井液可在短時間內(nèi)對地層實(shí)現(xiàn)有 效的封堵。由表 1 可知，強(qiáng)抑制性高鈣鹽聚合物鉆井液具強(qiáng)抑制性高鈣鹽聚合物鉆井液體系的研究 第 7頁（共 25頁） 有較高的頁巖回收率，而且明顯優(yōu)于飽和鹽水聚磺井漿，說明該體系抑制泥頁巖分散的能力很強(qiáng)，能有效控制泥頁巖水化分散、控制搬含及固相。 強(qiáng)抑制性高鈣鹽聚合物鉆