聚束钻井液体系在金龙39井的现场应用

郭沫 刘锋 张世攀

摘 要：由我公司在新疆油田现场应用的聚束钻井液，主要是针对新疆克拉玛依金龙区块39井钻井特点，通过增加抗高温处理剂及其他相关处理剂，在KCl聚合物泥浆体系基础上衍生的新型钻井液体系。

关键词：聚束钻井液;高抑制性;聚合物;稳定性;处理

0 引言

金龙39井位于准噶尔盆地西部隆起中拐凸起金龙30井东乌尔禾组断层--地层圈闭的一口预探井，对钻井液的润滑、抗温性要求极高;同时由于传统的钾钙基聚磺钻井液的应用受到限制，加之新疆维吾尔自治区环保法规收紧，对现场使用的钻井液提出了环保性上的更高要求，亟需应用环境友好型钻井液体系，其应具有无毒、色浅的特性，钻井液处理剂不含磺与重金属，并可生物降解。

1 聚束环保钻井液体系

1.1 聚束环保钻井液作用机理

1.2 聚束环保钻井液核心技术

聚束剂：高分子聚合物胶束分子中的疏水基团以类似表面活性剂憎水基团相互聚集形成胶束方式，相互聚集成疏水微区，导致分子内和分子间缔合;分子内缔合可增加分子刚性，而分子间缔合则可形成连续的网状结构;因为这种分子在水溶液中由静电、氢键或范德华力作用而在分子间产生具有一定强度但又可逆的物理缔合，形成巨大的三维网状结构。

2 聚束环保钻井液现场应用情况

2.1 二开聚束钻井液的转换

①一开固井后，将地面泥浆用车倒走部分一开泥浆，地面保留部分泥浆，地面用水稀释坂含至20-30g/L，转浆坂含基础低点后期抗污染能力好些;②先加入0.2%纯碱，0.2%烧碱调节pH在9-10，搅拌均匀;③顺序加入0.5%降滤失剂HFL、0.7%CMC-LV、1.5%降滤失剂HFL-2进行护胶，搅拌均匀;④加入0.8%HMP聚束剂，循环剪切、搅拌均匀;⑤顺序加入12%KCl搅拌均匀;⑥泥浆经过充分循环剪切3-4周后，根据需要调节密度;加入0.2%氧化钙提高防止HCO3-污染能力。

2.2 聚束钻井液井段维护措施

①土谷鲁、头屯河的大段泥岩质软、水敏性强，易水化分散和膨胀造浆，引起井壁缩径和泥浆的坂含上升，增大钻井液后期流变性控制的难度;西山窑、八道湾砂泥岩互层，同时夹煤层质脆易坍塌需要加强泥浆的封堵;八道湾组煤层及砂砾岩连通性好、乌尔组的裂缝发育，易发生井漏;克拉玛依、乌尔禾组的泥岩以硬脆性泥页岩为主，其微裂缝发育、水敏性强易发生坍塌;②将一开钻井液用清水和胶液冲稀至坂含20-30g/L，按照转浆配方和步骤一次加足各种处理剂，调整性能到设计要求范围后方可二开;③钻进中以强化体系的抑制能力为主。聚束剂HMP按照1-1.5kg/m进行补充维护，维持其体系具有较强的包被能力，控制岩屑分散;每天根据进尺补充KCl和CaO，控制K+含量在20000-25000mg/L、Ca2+含量在300-600mg/L，使钻井液具有很强的包被、抑制和抗CO2污染能力;④保证四级固控设备运转良好，钻进中要求振动筛（筛布使用80目以上）开动率100%，除泥器运转时率80%，离心机有效开动率应满足钻井液相关的性能要求，以“净化”保“优化”。

3 现场聚束环保钻井液性能

见下表。

4 电测井径曲线

从井径曲线图可以看出，在下部井段3030-3090m的平均井径扩大率为20%。钻硬脆性泥岩前需要根据邻井密度使用情况逐渐提高泥浆的密度，建立力学平衡;强化封堵，减少压力传递，稳定井壁。

5 认识及建议

通过聚束环保钻井液在金龙39井二开的现场应用可看出该体系的环保性能好、性能稳定，整口井的钻时比较快，地层可钻性好，表现出的特点如下：

①聚束环保钻井液以天然材料改性为主，具有无毒、可生物降解、同时材料颜色较浅的特点，具有较好的环保特性和有利于录井显示的发现;②聚束环保钻井液通过将HMP和KCl配合，进一步增强了体系的包被抑制能力，性能稳定，具有较好的携岩能力;③聚束钻井液具有较好的封堵防塌能力和润滑能力;④聚束环保钻井液因具有低坂含、强包被抑制特性，体系中含有较少的亚微米固相颗粒，有利于机械钻速提高;⑤配制和维护工艺流程便捷，便于现场操作，具有较好的抗钙、抗盐污染能力;⑥该体系使用的是天然改性材料，对钻井液的pH要求较严格（9.5-10），pH偏低（若达到7-8）材料易出现生物降解，导致性能变差的现象出现。

建议：针对不同区块储层特点，优化钻井液体系配方，降低成本的同时，提高体系的针对性，形成不同区块聚束环保钻井液体系。

作者簡介：

郭沫（1991- ）男，汉族，陕西白水，本科，助理工程师，研究方向：石油工程 钻井液技术服务。