硅铵聚合物钻井液体系在英坨地区的应用

摘要：吉林探区英坨地区上部地层造浆严重，我们使用聚丙烯酸钾聚合物钻井液体系，钻井施工后期，钻井液粘度切力升高，导致流变性变差，四方台组缩径，嫩江组造浆严重，嫩二及青山口组掉块，起下钻有抽吸现象，这地层特点一直困扰着钻井生产，影响快速优质钻井施工。为了更好的解决这些问题，做了大量的室内研究，确定出与这个区块相适应的硅铵聚合物强抑制性钻井液体系，制定出切实可行的施工方案，并在现场进行了应用试验，明显提高了机械钻速，延长了PDC钻头的使用寿命，缩短了钻井周期，降低了钻井液成本，取得了明显的经济效益，在这个地区推广应用，效果明显。

关键词：页岩膨胀；钻井液抑制性；缩颈；造浆；粘度；切力

一、地质情况简介

英坨地区地层自上而下钻遇第四系、第三系泰康组、大安组、白垩系上统的明水组、四方台组、白垩系下统的嫩江组、姚家组、青山口组及泉头组，总体上看该地层矿物组分以伊蒙混层为主，其中，四方台以上地层为杂色砂砾岩及灰绿、灰色泥岩和粉砂质泥岩、蒙脱石含量相对较高，地层较软，钻遇该层位易吸水膨胀引起缩径，嫩二段地层伊利石含量相对较高，地层易发生掉块及坍塌，青二加三段以伊利石为主，同时含有一定的绿泥石，该层位层理发育，岩芯成“千层饼装”，水分子极易沿层理和裂缝进入层片之间，加强了粘土层片间的离解，导致井壁不稳定。英坨地区上部地层造浆严重，青二加三段缩径，针对这两个地区地层特点，经室内试验确定出硅铵基强抑制性钻井液，制定该体系的现场施工方案。

二、室内研究试验：

首先从理论上了解一下硅醇抑制剂的作用，硅醇抑制剂的有效成分是甲基硅醇钠，含量大于14%，甲基硅醇钠具有优良的抗温能力，抗温可达240oC，同时具有润滑保护井壁的性能。对粘土水化分散具有一定的抑制作用，并且性能稳定，甲基硅醇钠与聚丙烯酸钾发生聚合反应，能有效的抑制钻屑的水化分散，同时具有降粘降切作用，稳定钻井液粘度切力，硅醇抑制剂处理的钻井液各项性能长期稳定。

以上是硅醇抑制剂在实际应用中的理论。根据现场需要，在现场应用之前，做了如下几项室内实验：

表3实验岩样选在英台与四方坨子地区，取平均值。岩样回收率实验结果表明，硅铵聚合物体系的页岩回收率比聚合物体系的略高。

三、现场应用实验

1、打完导管固井侯凝时间到了，用清水扫水泥塞，扫穿之后开始配制膨润土浆：膨润土4%+纯碱0.3%+铵盐0.5%

2、采用膨润土浆钻进过流沙层。

3、用膨润土浆钻进过流沙层后，以胶液的形式逐步加入聚丙烯酸钾0.2%和铵盐0.5%

4、当井深在350—450时，调整钻井液性能在50S左右，逐步加入硅醇抑制剂进行体系转化。

5、采用铵盐胶液维护粘度切力，控制滤矢量。

6、随时监测钻井液性能，要根据实测数据决定补充各种处理机加量。

四、现场应用效果

采用硅铵聚合物钻井液体系在英台和四方坨子大16口井，英台地区5口，四方坨子11口，钻井施工都非常顺利，测井都是一次成功。钻井液性能都符合设计要求。

下面我们把用聚合物体系和硅铵聚合物钻井液体系，在英台和四方坨子所打井做一下对比。

五、结论

1、硅铵聚合物钻井液钻井液体系流变性好，悬浮能力强，携屑能力强。

2、抑制性强，在大段泥页岩井段，控制造浆能力强，流动性好。

3、具有一定的润滑作用。

4、提高了机械钻速。

5、降低了处理剂成本，维护简单。英台地区单井钻井液成本是63705元，四方坨子单井鉆井液成本是77924.43元。使用硅铵聚合物钻井液，每口井可以节约处理剂成本4000元左右。

该体系能与多种处理复配使用，而且效果比较好，比如在海坨子地区，由于姚家组油层漏失严重，因此需要在打开油层前，加入2%堵漏剂，聚合物体系在加入堵漏剂后，流动性不好，粘切高，环控阻力大，导致井底压力大，容易造成漏失。使用硅铵聚合物钻井液就解决了这个问题。

6、具有广泛推广使用的价值。

参考文献

[1]穆剑主编《钻井液及处理剂评价手册》北京：石油工业出版社，2007·11

作者简介：田兆义，1963年生，1991年毕业于吉林油田职工大学油田化学专业，一直从事钻井液、完井液的研究和现场服务工作。

（作者单位：大庆钻探工程公司钻井四公司钻井液分公司）