玛北1井四开抗高钙盐水侵钻井液技术.docxVIP

学免免www.xu

第30卷第6期2013年11月

钻井液与完井液

DRILLINGFLUIDCOMPLETIONFLUID

Vol.30No.6Nov.2013

【经验交流】

玛北1井四开抗高钙盐水侵钻井液技术

王杰东，杨立，郑宁，范落成，王华，陈亮

(中国石化华东石油工程有限公司六普钻井分公司，江苏镇江)

王杰东等.玛北1井四开抗高钙盐水侵钻井液技术[J].钻井液与完井液，2013,30(6):88-90.

摘要玛北1井四开盐间钻遇高钙盐水持续侵入，钻井液的流变稳定性丧失。经过室内模拟井浆实验，转化欠饱和NaCl-KCI盐水聚磺体系为高硫酸根盐水聚磺体系，降低并抑制钻井液中游离钙离子的浓度，使用海泡石抗盐土和聚阴离子纤维素等处理剂增强体系的悬浮稳定性和胶体稳定性，经过在玛北1井四开现场的应用，很大程度上改善了钻井液体系的各项性能，顺利完成了四开的钻井施工任务。

关键词钻井液；抗高钙；高硫酸根；海泡石；现场应用；玛北1井

中图分类号：TE254.3文献标识码：A文章编号：1001-5620(2013)06-0088-03

玛北1井是中国石化部署在塔里木盆地沙漠腹地的一口重点探井，该井四开5752～5995m为上盐膏层，5995～6059m为灰岩，期间发育高钙盐水层，6059～6129m为下盐膏层，6129~6255.99m为白云岩，为漏失层。该开次首先采用高密度欠饱和盐水聚磺钻井液体系，在钻进过程中发生严重高钙盐水污染，特别是在钻遇盐下漏层时，污染更为明显，流变性逐渐变差，造成泵压升高，开泵困难甚至开不了泵[1-7。根据资料调研和室内实验，将钻井液转换为高硫酸根盐水钻井液体系，将游离钙离子浓度控制在一定范围，并加入海泡石[8-10]抗盐土和聚阴离子纤维素等处理剂，抑制了钙离子对钻井液的污染，保证了玛北1井四开顺利完成。

1抗高钙盐水侵钻井液难点分析

普通钻井液钙离子含量一般为0～1500mg/L,适度的钙离子有利于控制钻井液体系的稳定性，但钙离子含量大于5000mg/L,常规钻井液体系就会失去钻井液正常的流变性和胶体稳定性。玛北1井四开高钙盐水侵主要有以下特点。①盐水侵持续不断，四开盐膏层钻进时钻井液密度为1.95g/cm3,发生盐水侵后钻井液密度最高升至2.00g/cm3,井底仍

存在盐水侵，每趟钻溢流盐水量为3~5m3,井底返出的钻井液污染严重；关井后，压力缓慢上升，表明盐水侵入井筒方式为高压低渗。②盐下白云岩裂隙漏失层与上部高钙盐水层、高压盐膏层在同裸眼揭开，存在“漏”、“涌”同裸眼的困难局面，盐下频繁钻遇失返性漏失，加剧了高钙盐水的污染。③玛北1井井底返出钻井液滤液中钙离子最高达到26000mg/L,污染初期钻井液固化，钻井液近乎全失水。

2抗高钙盐水侵钻井液配方的确定

钙污染主要机理：钻井液属于黏土适度分散的胶体-悬浮体分散体系，钙侵对钻井液性能的影响主要是通过压缩黏土颗粒表面的扩散双电层和水化膜从而影响黏土的分散度，该过程不完全可逆。针对玛北1井持续高钙盐水侵问题，经过查找国内外资料，采用硫酸钠盐水体系控制，利用硫酸钙微溶原理，控制钙离子在一定范围内，同时配合烧碱、纯碱控制体系的稳定性；同时还要优选抗钙处理剂以优化钻井液性能。

2.1硫酸钠

如表1所示，随着硫酸钠的加入，钻井液中的钙离子浓度逐步降低，钻井液的性能指标趋好，确

第一作者简介：王杰东，工程师，2005年毕业于西南石油大学应用化学专业，现在从事钻井液研究与现场应用工作。地址：江苏省镇江市丁卯桥路211号六普钻井液技术服务公司；邮政编码212009;电E-mail:927950471@。

学兔兔www.xuetut

第30卷第6期王杰东等：玛北1井四开抗高钙盐水侵钻井液技术89

定硫酸钠加量为10%。

表1不同硫酸钠加量对井浆性能的影响(120℃、16h)

%g/cm3smPasPaPa/Pa

%g/cm3smPasPaPa/Pa

46φ3

FL/Ca2/mLmg/L

0

1.9292

46

1216012800

3

1.9266

36

8

3/77

656.47900

5

1.9143

28

2

2/66

542.84100

10

1.9040

26

2

2/5.56

531.33760

2.2海泡石

高钙