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无固相有机盐钻井液技术 李保山 毛立丰 张坤 （大庆石油公司钻探集团钻井工程技术研究院，黑龙江大庆，163413） 摘要 随着伊拉克AHDEB油田的开发，环境保护和保护油气层越来越受到重视，针对这一情况，研制了无固相有机盐钻井液。通过模拟井底条件开展了钻井液对油气层动态损害实验，当前使用聚磺钻井液动态损害后，岩心渗透率恢复值为55.78%，损害程度属中和弱。无固相有机盐钻井液体系动态损害后，渗透率恢复值为95.469%，损害程度为极弱。在伊拉克AHDEB油田应用具有广阔的前景。 关键词 无固相；有机盐；储层保护；环保。 前言 AHDEB油田已完钻68口井，自上而下揭示了第四系、第三系、白垩系的地层。白垩系和第三系中下部以海相沉积为主，上第三系至第四系为海陆交互和陆相沉积。钻井揭示的地层岩性特征反映出AHDEB油田生、储、盖层较发育。白垩系的多孔生物碎屑灰岩为主要含油气储层。白垩系细粒、致密的灰岩既可作为烃源岩又可作为盖层，第三系的巨厚泥岩及膏岩可作为区域性的盖层。 1 有机盐钻井液作用机理 1.1 无固相有机盐钻井液作用机理分析 1.1 = 1 \* GB2 ⑴ 甲酸盐钻井液滤液的矿化度相对较高，降低了低渗储层敏感性矿物引起的水敏性损害，表面张力低，可以降低低渗储层的水锁损害，滤液中二价离子含量较少，与储层配伍性较好，降低了结垢引起的储层损害，有利于储层的保护。 = 2 \* GB2 ⑵ 甲酸盐的甲酸根与粘土端面的正电荷相吸，在正电部位与水之间构成屏障，防止水化，稳定粘土，实现保护储层的目的； = 3 \* GB2 ⑶ 甲酸盐钻井液具有固相含量低、密度低、动塑比高等特性，有利于提高机械钻速，缩短钻井周期，增强对储层的保护效果。 = 1 \* Arabic 1.1.2 抑制机理分析 = 1 \* GB2 ⑴ 作为清洁盐水配制的甲酸盐钻井液可以选择使用各类抗盐效果较好的强包被剂和强抑制剂实现体系的强抑制性，从而达到稳定井壁，提高井眼质量的目的； = 2 \* GB2 ⑵ 甲酸盐和其它无机盐相同，在水溶液中电离为HCOO-和金属离子（K+、Na+等），甲酸盐钻井液除了具有K+、Na+的抑制效果外，HCOO-与粘土端面的正电荷相吸，在正电部位与水之间构成屏障，防止水化，稳定粘土。 = 3 \* GB2 ⑶ 甲酸盐溶液的高粘度，能够延缓泥页岩的水化速度，增强钻井液的抑制性。 2 无固相有机盐钻井液体系评价研究 通过实验研究,确定无固相有机盐钻井液配方如下。 清水+0.3-0.5%包被剂+ 0.2-0.4%增粘剂+ 2-3%成膜剂+ 2-3%防塌降滤失剂+ 0.3-0.5%降滤失剂+ 0.3-0.4%粘土抑制剂+ 0.2-0.3%流型调节剂+ 20-30%有机盐+2-3%润滑剂+ 5-8%超细碳酸钙。根据需要采用有机盐或碳酸钙作为加重剂。 2.1 常规性能评价 基本配方完成后，对配方的流变性进行了评价，该配方性能如下表2。 表2 甲酸盐钻井液基本配方老化前后性能对比 老化 ф600/ф300 ф6/ф3 PV mPa·s YP Pa YP/PV Gel10″/10′ Pa API ml 回收率 % 前 58/41 6/5 17 12 0.7 2.5/3.5 2.4 96.8% 后 50/35 5/4 15 10 0.67 2/2.5 2.6 评价结果表明，该配方具有较合适的流变性，在粘度较低的情况下，具有较高的低转速粘度和较高的动塑比，可以满足AHDEB油田直井、定向井和水平井的施工需要。 2.2 抑制性评价 选用AHDEB油田AD2-8-4H井800～900米段岩心,在120℃下滚动16 h,不同钻井液的抑制性能见表3。 表3 不同钻井液体系的抑制性 钻井液 不同孔径筛的回收率/％ 2μm 0.9μm 0.45μm 0.18μm 清水 3.65 12.6 25.4 30.6 K2SO4 42.6 50.5 58.7 64.6 普通水基 48.2 57.1 66.9 75.5 有机盐 78.8 86.7 92.2 96.8 2.3 环境适应性评价 采用家鼠作为实验对象，对甲酸盐的环境适应性进行评价，在Paroln推荐的试验中，所有甲酸盐都归入无毒或实际无毒。实验数据表明甲酸盐对环境污染极小，在环保方面具有极大的优势。 表4 甲酸盐环境适应性评价 盐类 家鼠毒性LD50(mg/Kg) 甲酸钠 11200 甲酸钾 5500 甲酸铯 200-2000 氯化钠 4000 氯化钾 1500 其中LD50为半数致死量。 2.4 抗污染能力评价 根据AHDEB油田现场实钻情况，模拟盐侵钙侵加量为：NaCl 10%，CaCl22%，岩屑侵入量为10%，岩屑为伊拉克AHDEB油田AD2-8-4H井800-900米泥岩岩屑，测定