胺基硅醇钻井液体系的应用

何振奎 刘炳 华松 郑永超 刘霞（华北石油工程有限公司河南钻井分公司，河南 南阳 473132）

胺基硅醇钻井液体系的应用

何振奎 刘炳 华松 郑永超 刘霞（华北石油工程有限公司河南钻井分公司，河南 南阳 473132）

泥页岩是钻井中遇到的主要地层，抑制泥页岩造浆、维持泥页岩井壁稳定是钻井界永远的攻关方向。河南油田东部大部分油田古近系廖庄组、核桃园组粘土矿物含量高，其中蒙脱石含量高达40～70%，造浆严重，导致钻井液性能差、井壁不稳定。大分子聚合物抑制包被剂可较好地解决泥页岩的造浆问题，但是其抑制能力仍然不足。胺基硅醇分子量小，分子中含有硅羟基，能有效抑制泥页岩水化、分散、膨胀和造浆，将基引入河南油田钻井液体系中，形成直井定向井、水平井2套体系，现场应用6口井，性能稳定，没有由于造浆而外排钻井液，没有掏罐；井径扩大率小，井径规则，起下钻、电测、下套管通畅。

胺基硅醇粘土矿物造浆抑制；井径扩大率钻井液排放量；钻井液直接成本；胺基硅醇；钻井液；应用

1 胺基硅醇钻井液体系构建

在各区块钻井液体系（直井、定向井、大斜度井、水平井）配方基础上引入胺基硅醇形成不同区块不同井型的胺基硅醇钻井液体系。经一系列室内实验，主要成分优选结果如下：

胺基硅醇加量优选：结合抑制效果及成本，优选加量0.5-0.8%。

包被剂优选：优选0.3%KPAM作为体系的大分子包被剂。

膨润土加量优选：膨润土加量达到4%时，可以满足流变性要求。

降滤失剂优选：采用2%OSAM-K作为优化配方的降滤失剂。

防塌封堵剂优选：结合API和HTHP滤失量及砂床实验，2%SFT效果最好，作为防塌封堵剂。

形成如下体系配方：

直井/定向井配方1：4%土浆+0.2%NaOH+0.3%KPAM+2% OSAM-K+2%SFT

+0.5%AGC-HN+1%ZRH-2

大斜度/水平井配方2：4%土浆+0.2%NaOH+0.3%KPAM+ 2%OSAM-K+3%SFT

+6-8%白油+0.2%SP-80+2%ZRH-2+0.5%AGC-HN

2 胺基硅醇钻井液体系性能评价

2.1 基本性能

数据表明，引入胺基硅醇AGC-HN后，钻井液具有良好的流变性和滤失造壁性。

2.2 抗钻屑污染能力评价

数据表明，随着钻屑的增加，AGC-HN体系的粘切逐渐增加，但上升幅度较小，流变性能较稳定。当钻屑加量为5%时，动切力YP上涨率为13%；钻屑加量为25%时，体系动切力YP上涨率达47.69%。因此体系可抗钻屑25%，有效抑制的水化造浆，抑制性好，抗劣质固相污染能力强。

2.3 胺基硅醇钻井液体系性能综合评价结果

胺基硅醇钻井液体系性能综合评价结果表明，钻井液堵封能力强，高温高压滤失量11ml，钻井液页岩滚动回收率达86.9%，16h膨胀率只有8.07%，说明抑制能力强。渗透率恢复值85.7%，储层保护效果好。

3 应用效果

现场试验6口井，试验井与邻井井径扩大率、钻井周期对比可知，胺基硅醇显著提高钻井液的抑制性，井壁稳定，井眼规则，平均井径扩大率在0.48%-3.53%左右，起下钻通井顺畅，电测顺利，下套管一次到位。另外试验井除1口井掏了一次锥形罐外，其余3口井均未陶罐，有效减少了钻井液的外排量，减轻了环保压力；在井型、井深基本相同的情况下，钻井周期大大缩短。

4 钻井液维护处理

4.1 一开井段（0-301m）

开钻前配膨润土浆60m3，循环罐中加入清水和0.3%的纯碱，然后在搅拌下通过配浆漏斗加入6%～7%的膨润土，搅拌预水化24h以上备用。

钻井液性能：密度1.06-1.10g/cm3，粘度45-60s。

完钻后大排量洗井，充分循环钻井液使含砂量降至0.5%以下，振动筛基本无砂时，进行短起下钻作业。

短起下后再充分循环2周～3周，用高粘度钻井液清扫井眼，确保下套管顺利。

4.2 二开井段（直井或直井段）：胺基硅醇强抑制不分散体系

施工难点：上部地层造浆严重，极易膨胀缩径造成起下钻困难，开钻前将大分子量提高至0.2%-0.3%，胺基硅醇含量加至0.5%。

配方：4%土浆+0.2%Na2CO3+0.3%KPAM+2%OSAM-K+2% SFT+1%ZRH-2+0.5%AGC-HN+（定向段：+6-8%白油+0.2% SP-80）

维护措施：

（1）一开固井后，使用清水和稀胶液冲稀循环罐内老浆，降低膨润土含量至30g/L左右，并加入0.4t纯碱防止水泥污染，进行扫塞作业。扫塞结束后，彻底清理循环系统泥砂，将钻井液中加入KPAM、OSAM-K调整钻井液性能：控制钻井液粘度在35s～40s之间，密度在1.01～1.05g/cm3开始二开钻进。

（2）钻进过程中，将各种处理剂按配方比例配成胶液，以细水长流的方式加入，补充泥浆消耗量。采用0.15-0.3%的KPAM胶液维护，提高钻井液体系的抑制能力；同时，补加有机硅腐植酸钾降低钻井液滤失量，控制失水在5ml以内。

5 结语

研制的胺基硅醇强抑制对钻井液的流变性和滤失量均无明显影响。AGC-HN体系具有优异的抗污染能力（抗钻屑污染达25%）和储层保护效果（渗透率恢复值达到85%）。形成适用于东部油田直井定向井、大斜度水平井胺基硅醇钻井液体系配方。现场使用6口井，结果表明：胺基硅醇体系抑制性强，返出钻屑完整，无糊筛现象；改变了由于地层造浆、频繁掏罐、排放泥浆的现象，减少了泥浆排放量，降低了工人劳动强度。与邻井相比，井径平均扩大率小，井眼规则，起下钻、电测、下套管顺利，井下安全且有利于提高固井。

[1]胡友邻,岳前升,等.BZ29-4S油田软泥岩钻井液技术研究.石油天然气学报,2012,10.

[2]刘晓栋,王宇宾,等.活性泥页岩钻井液技术研究与应用.石油钻采工艺.2011,33.

何振奎，（1959-）甘肃古浪人，高级工程师，华北石油工程有限公司钻井工程专家。一直从事钻井液技术研究、新技术推广工作及钻井液现场施工。