浅析优选钻井液配方解决八厂芳字号造浆难题意义探讨

徐义千 官海峰 于长明

摘要：在钻井施工过程中，安全保环问题越来越被重视。在钻井液方面主要体现是废弃液的排放，如不能有效处理将对环境造成污染。

关键词：钻井液;安全保环;研究

（一）项目研究的目的和意义

目前，在芳字号区块施工的钻井队由于控制不住地层造浆，为达到钻井液性能，往往是外排一部份钻井液，废弃钻井液处理就是直接排放，本项目就是从源头上治理，杜绝在钻进过程中外排钻井液。为了解决这一问题，提出了强抑制性钻井液体系的研究项目。

（二）项目计划研究内容与验收技术指标

1、主要研究内容

1.制定出满足大庆探区采油八厂芳字号区块的钻井完井液配方。

2.制定出现场可行的施工方案。

3.强抑制性钻井液在大庆探区采油八厂的推广应用。

2、技术指标

1.具有强抑制性，避免在钻井过程中外排钻井液。

2.避免由钻井液性能变化而引发的复杂情况及井下事故的发生。

3.现场实验1-2口井。

（三）项目完成的研究内容与达到的技术指标

1、项目完成的研究内容

强抑制性钻井液在采油八厂的推广应用。

2、达到的技术指标

1.强抑制性钻井液的配方完全能满足大庆采油八厂芳字号区块的施工要求。

2.2019年芳字号区块施工的井无钻井液外排及复杂情况发生。

3.该钻井液配方能完全抑制泥页岩的水化膨胀及分散，避免了钻井液的粘度、切力增加，钻井液性能恶化。

二、技术研究

（一）大庆探区采油八厂地区地质情况调研

大庆探区采油八厂地处松辽平原北部，浅部地层成岩性差，胶结疏松，嫩五段至嫩三段地层中硬夹层较多，嫩二段、青山口组地层发育大段泥岩，泥岩吸水水化膨胀易剥落，造浆性能强。嫩一段，姚二、三段地层泥岩中夹薄层砂岩或油页岩。

（二）钻井液体系的配方的研究

钻井过程中泥页岩的水化膨胀导致钻井液粘度、切力升高，钻井液的流动性变差，性能无法控制进而引发钻井事故的发生。因此钻井过程中抑制岩屑进一步水化分散，控制钻井液固相含量是钻井液工艺要解决的首要问题。

1、钻井液配方的确定

原始配方：基浆+1%聚合铝+1%复合铵盐+0.1%聚丙烯酰胺钾盐 K-PAM +1%高效硅醇抑制剂+0.3%包被剂+0.5%褐煤-丙烯腈共聚物HX-E-2+1%封堵剂聚脂土沥青JJFT-1

1配方：基浆+1%聚合铝+1%复合铵盐+0.2%聚丙烯酰胺钾盐 K-PAM +1%高效硅醇抑制剂+0.2%包被剂+0.5%褐煤-丙烯腈共聚物HX-E-2+1%封堵剂聚脂土沥青JJFT-1

2配方：基浆+1%聚合铝+1%复合铵盐+0.3%聚丙烯酰胺钾盐 K-PAM +1.4%高效硅醇抑制剂+0.1%包被剂+0.5%褐煤-丙烯腈共聚物HX-E-2+1%封堵剂聚脂土沥青JJFT-1

通过室内实验配比聚丙烯酰胺钾盐 K-PAM和包被剂用量的比例，及高效硅醇抑制剂的加量来提高钻井液的抑制性。

为了评价该钻井液的配比的抑制性，进行了岩屑滚动回收率实验，取岩屑加入钻井液，在180℃，16h热滚后，对10目和20目的岩屑进行回收，并测定回收率，实验结果见表1。

从表1可以看出，2钻井液配比的滚动回收率明显高于其它两组，因而2钻井液配方的抑制性要优于其它两组。

线性膨胀评价了实验岩心在不同钻井液配方中的线性膨胀值，见表2。该组数据说明2钻井液配方的抑制能力强。

2维护处理措施

（1）维护处理原则：保证聚丙烯酰胺钾盐 K-PAM的有效含量以达到强抑制的效果，同时保持钻井液性能的稳定;根据地层情况，在维护钻井液性能的同时，提前加入足量的高效硅醇抑制剂，确保其有效含量达到室内配方的水平，保证钻井液的流变性，提高钻井液的抑制性。尽可能降低API滤失量，合理调整固相含量，以改善泥饼质量，增强抑制能力。

（2）现场具体维护处理：

一开钻井液排掉加水稀释后加入1%聚合铝，0.5%铵盐二开。进入嫩三段前聚丙烯酰胺钾盐 K-PAM含量达到0.3%，然后按循环周缓慢加入0.4%高效硅醇抑制剂。剩余高效硅醇抑制剂以细水长流的方式加入，进入嫩二后用包被剂补充消耗的抑制剂。以往高效硅醇抑制剂用于降粘，发现钻井液粘度涨了，加入一桶。一两个循环周后粘度还会涨起。很难控制。改进后增加了聚丙烯酸、高效硅醇抑制剂的加量，高效硅醇抑制剂在没有造浆之前，提前加入。抑制地层造浆和岩屑的分散水化，改善钻井液中的固相含量。

（三）现场应用情况

2#配方钻井液在大庆采油八场芳字号区块推广应用了7口井，使用该体系不仅解决了地层造浆，钻井液外排造成环境污染的问题，还避免了外排钻井液发生的运费，降低了钻井成本。有效解决了制约钻井速度的技术难题。

三、经济分析与市场前景

（一）经济分析

药品结余：一口井按20方（2車）排出钻井液，单井钻井液处理剂成本59869.98元，药品结余11973.9元。7口井83817.97元。

运费结余：按1元/吨公里算，平均15公里。7口井结余2100元。七口井共结余85917.97元。

杜绝了钻井液外排，减少了废弃钻井液对环境的污染。创造了良好的社会效益。

（二）市场前景

废弃钻井液对环境污染较严重，无害化处理难度大、费用高。应用该钻井液配方钻井施工，杜绝了废弃钻井液外排，有良好的市场前景。

2019年度项目预算单位自筹经费18万元，详细说明如下：

按公司井位运行情况，在大庆探区采油八厂地区进行3口井现场试验应用，单井钻井液成本6万元，现场配制、维护钻井液总金额为18万元，

结论

强抑制性水基钻井液具有很强的抑制能力和包被性能。适合于强水敏性地层的钻井。该钻井液具有良好的流变性能，有较高的动塑比，悬浮和携带岩屑能力较强，井眼净化能力好，能够达到快速钻进的目的。同时避免了外排钻井液发生的运费，有效的降低了钻井成本，避免了环境污染。