影响钻井液封堵性能因素研究

雷鹏飞 赵旭东 张东玲

【摘要】当钻井液与井壁地层接触，如果钻井液泥饼质量和封堵性能不好，滤液侵入地层会导致孔隙压力升高和地层岩石力学性质发生变化。由于孔隙压力升高和地层岩石力学性质的变化，改变了井筒围岩的应力分布，引起井壁岩石强度的降低，导致地层坍塌压力的升高，当井壁岩石所受到的周向应力超过岩石的剪切强度时，就会发生井壁坍塌。可见提高钻井液封堵性能，减少滤液侵入，有利于抑制地层水化，控制井壁坍塌压力的升高，保持井壁稳定。本文从室内实验着手，开展影响钻井液封堵因素的研究，通过大量实验得出钻井液对地层的封堵效果受以下等因素控制。

【关键词】钻井液 井壁稳定 封堵性能

1 研究目的及意义

长期以来，井壁稳定问题，尤其是泥页岩地层井眼稳定问题一直是我国钻井工程中经常遇到的井下复杂情况。钻井液的封堵性能是影响井壁稳定的一个重要因素。如果封堵性能不好，钻井液滤液就会进入地层，破坏井壁稳定。对于层理、裂隙发育的地层，为了防止地层井塌、漏失，保持井壁稳定、减少对油气层的损害，要求钻井液具有极强的封堵性，有效封堵地层层理、裂隙，阻止钻井液及其滤液进入地层，达到提高地层承压能力，稳定井壁、防止井漏、保护油气层的目的。

本文结合结合塔里木油田某区块某井的钻井生产动态资料，对可能影响封堵剂作用效果的各种因素进行不同的封堵剂配方的HTHP滤失、HTHP失水、HTHP砂床滤失和HTHP砂床失水的分析；对比各种不同条件下的分析结果，优选出具有最佳封堵性能的钻井液封堵体系，归纳总结所采用的评价方法的效果和对防塌封堵剂作用效果的影响因素的认识。

2 对钻井液封堵性的影响因素进行试验。2.1 实验仪器

D90 150型 多速强力搅拌机，D90 300型 大功率搅拌机，GJS-B12K 变频高速搅拌机，YM-1型 液体密度计，ZNN-D6S型 六速旋转粘度计，SD4多联中压滤失仪，GGS42-2A型 高温高压滤失仪，GGS71型 高温高压滤失仪，XGRL-4A型 高温滚子加热炉，国家标准检验筛2.2 实验材料

PLUS 抑制剂，PAC-LV 降滤失剂，SMP-Ⅰ降滤失剂，TEX 抑制剂，JLX-B抑制剂，KCl 抑制剂，纯碱，烧碱，SPNH降滤失剂，重晶石 加重剂，膨润土，ABSN 乳化剂，LUBE 润滑剂，XC黄原胶，LPF 封堵剂、，LSF 防塌剂，LSN 防塌剂，FLC2000封堵剂。

2.3 钻井液的配制

用量筒量取1L自来水盛于泥浆配制桶中，置于多速搅拌机下搅拌，用精密电子秤称取100g钠土粉，边搅拌边加入使其分散于水中，充分搅拌使之完全分散，用量筒量取1.2L海水加入到配制好的钠土浆中，搅拌稀释。再用量筒量取400ml稀释好的钠土浆，盛于高搅杯中，在变频高速搅拌机下搅拌，用精密电子秤按比例称取所需药品加入高搅杯中，搅拌使其完全分散，约1小时，将钻井液静置30min，钻井液配置完毕，静置24小时，待测。2.4 实验步骤

模拟井下的温度压力和固井界面的胶结，对不同钻井液封堵体系样品进行效果评价，主要从钻井液处理剂、封堵剂、乳状液这几个方面来测定钻井液H T H P滤失量（FLHTHP）、HTHP渗透失水（FLHTHP）、HTHP砂床滤失量（FL砂床）和HTHP砂床失水（FL砂床）四个指标来评价钻井液的封堵效果。

2.4.1 处理剂实验用钻井液配方如下

1#：基浆：3%钠土浆（10%淡水浆用海水稀释）+0.4%NaOH+0.3%Na2CO3+0.3% PLUS+3%TEMP+5%KCl+2%J-LXB

2#：基浆+0.2%PAC-LV

3#：基浆+0.2%PAC-LV+2%SMP-1

4#：基浆+0.2%PAC-LV+2%SMP-

1+1%TEX

实验结论：从实验结果可以看出，加入 SMP或SPNH降滤失剂，能继续降低钻井液的HTHP滤失量和HTHP渗透失水，但仍然不能降低砂床滤失量，见表1。继续加入1% TEX钻井液砂床滤失量开始降低，钻井液封堵性能开始改善，HTHP滤失量降至15 mL以下，HTHP渗透失水降到1.0mL以下，钻井液的封堵性显著提高。

参考文献

[1] 王斌，王峰.高温高压高矿化度钻井液流变性稳定剂[P].CN 1 263 140A 2001，20（3）：20-22

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[3] 史俊，谢炜. 用于化妆品的可生物降解表面活性剂在钻井液中的应用[J] . 国外油田工程，2001，17 （ 11） ：30 -33

作者简介

雷鹏飞（1985-），男，西安石油大学在读研究生。

赵旭东（1973-），男，长庆油田采油高级技师、技能专家（局级）。

张东玲：（1974-），女，长庆油田第六采油厂采油高级工、化验高级工。