水基酸液解卡剂的研究与应用

李楠　张伟　柏富友　杨小庆　周哲文

摘 要：坍塌卡钻是卡钻事故中性质最为恶劣的一种，处理工序复杂，风险性最大。坍塌后的岩石强度高，难以挤碎，尤其是深井岩石压实性强，采取强提钻具、震击、泡解卡剂等方法效果不佳，复杂事故损失较高。而使用水基酸液浸泡能使被卡钻具与地层之间的粘结物、地层岩屑或泥饼中的碳酸盐组分发生酸化反应，致岩石裂解、疏松、破碎利于钻具活动从而使被卡钻具解卡。

关键词：酸液解卡剂;坍塌;浸泡;解卡

1 难点分析

常规介质浸泡无效，对岩石无腐蚀作用，深部地层岩石致密、不易水化。对岩样进行岩石力学参数实验和可钻性试验测试，目前钻探的深部地层硬度高、可钻性差、破碎困难。事故处理时间长，损失大。

2 室内实验研究

2.1 岩石化学成分

地壳中的岩石，按其形成原因可分为火成岩、沉积岩和变质岩三大类。火成岩和变质岩主要由硅酸岩石组成，而沉积岩除了硅酸盐岩石之外，还有碳酸鹽岩石等。

2.2 水基酸液溶蚀机理

氟硼酸与岩心的反应速度慢于盐酸与氢氟酸复配的土酸，但反应持续时间长，最终溶蚀能力接近。

2.3 水基酸液解卡机理

水基酸液浸泡能使被卡钻具与地层之间的粘结物、地层岩屑或泥饼中的碳酸盐组分发生酸化反应，致岩石裂解、疏松、破碎利于钻具活动从而使被卡钻具解卡。

盐酸可先溶解碳酸盐类，使氢氟酸能更好的发挥溶蚀粘土和石英成分的作用。酸液选择时，地层泥质含量较高提高氢氟酸浓度，降低盐酸浓度;地层碳酸盐含量较高提高盐酸浓度，降低氢氟酸浓度。

2.4 形成针对碳酸盐和泥页岩地层的泡酸解卡酸液配方

由此可知，水基酸液与钻井液接触污染钻井液，大幅度破坏钻井液流变性。所以使用时需采用油封、水封的方式与钻井液隔离。前置液为防止水长时间浸泡地层，导致坍塌选用柴油，后隔离液若继续使用柴油，密度低、容易串，为防止井筒倒返采用水封，并在解卡后尽快循环替出井底酸液。根据酸液易与钻井液反应的特点，制定了相应的施工步骤及要求（见表5）。

3 现场应用情况

水基酸液解卡技术在宜探2、玉探1井、东深2S井进行应用，情况如下：2019年共应用水基解卡剂三井次，井解卡成功率100%，同比2018年塌块卡钻井解卡成功率提高88.9个百分点，未报废钻具与进尺;大幅缩短了处理事故时间，泡酸解卡平均单次耗时8.66h，同比减少431.27h。

4 结论

明确了泡酸解卡机理，为选择解卡配方提供依据;形成了一套针对碳酸盐、泥页岩地层的泡酸解卡工艺技术。

作者简介：

李楠（1986- ）女，汉族，甘肃酒泉人，工程师，主要从事钻井液技术工作。