低油水比油基钻井液在三维反扣井中的应用

摘 要：A-b2井位于东海海域，该区块地层复杂，泥岩段容易缩径和失稳。本井12-1/4”井眼轨迹复杂，岩屑不易携带出来，井壁稳定和钻进中高扭矩也是一大难点。针对钻进难点和油基钻井液成本高的问题，室内优选和评价一套低油水比，低成本的油基钻井液体系。该体系油水比70：30-75：25，具备良好的乳化稳定性、流变性、封堵性、润滑性和抗污染性，很好解决该区块三维反扣井的一些问题，在现场中成功应用，工期比设计工期提前20%。

关键词：油基钻井液;油水比;流变性能;润滑性;三维井

东海某油气田地层复杂，邻井A-b1井在钻进过程中Stickslip值高、倒划眼蹩扭矩严重、发生卡钻等复杂情况，严重影响到该区块正常开发。为保证正常开发同时降低成本，优选和评价了油基钻井液新配方。在钻进过程中该体系各项性能均满足要求，为高效优质钻井提供了技术保障。

1 A-b2井油基钻井液技术难点

①井壁稳定：地质资料显示该井段泥砂岩互层沉积，中间含多套煤层，泥岩容易膨胀缩径垮塌，该井井眼轨迹沿着最大水平主应力方向钻进，均容易造成井壁失稳;②井眼清洁：本井裸眼段长近1900m，三维反扣井，定向井轨迹非常复杂，不利于携带岩屑，容易形成岩屑床;③高扭矩和摩阻：井眼轨迹复杂，多处狗腿超过3°，上部井段轨迹两次降斜反扣，钻井过程中容易出现摩阻和扭矩大的情况、井眼轨迹控制难度大。

2 低油水比油基钻井液体系优化筛选

2.1 油水比的筛选

油水比对油基钻井液的流变性和乳化稳定性产生极大的影响，通过不同油水比测试流变性和破乳电压，对体系进行筛选。配方：5#白油+2.0%主乳化劑+2.0%辅乳化剂+1.0%润湿剂+1.5%储备碱+1.5%有机土+2.0%降滤失剂+2.0%封堵剂+1.0%流型调节剂+25%氯化钙溶液+加重至1.15SG。从表1可知：随着油水比增加，体系的粘切逐渐降低，稳定性逐渐增强。油水比70：30-75：25具有良好流变性和乳化稳定性。从油基钻井液成本上考虑，油水比可以选择70：30-75：25区间。

2.2 乳化剂加量筛选

乳化剂是配制油基钻井液的关键组分，油包水乳化钻井液体系是否稳定很大程度上取决于乳化剂合理使用。为此，室内对乳化剂加量进行筛选。配方：280mL 5#白油+主乳化剂+辅乳化剂+1.0%润湿剂+1.5%储备碱+1.5%有机土+2.0%降滤失剂+2.0%封堵剂+1.0%流型调节剂+120mL25%氯化钙溶液+加重至1.15SG。从表2可知：当主、辅乳化剂加量1：1，总结量为4.0%时，滚前和滚后性能都很稳定，且符合低粘高切的理念，说明该乳化剂配比对流变性的调整和和乳化稳定性较为合适。

3 低油水比油基钻井液体系性能评价

3.1 封堵性能评价

钻井液中的成膜封堵剂，能够吸附在井壁岩石表面形成一层或多层无渗透隔离膜，有效封堵不同渗透性地层，阻止固相和液相进入地层，稳定井壁。室内采用填砂管（20-40目和40-60目）实验，评价了油基钻井液体系成膜封堵性能。实验结果表明：20-40目侵入深度为0.9cm，40-60目侵入深度为0.6cm，说明该体系具有较好的成膜封堵效果，能够有效降低砂床侵入深度。

3.2 摩阻及润滑性能评价

室内采用极压润滑仪，对该油基钻井液的润滑性能评价。所评价油基钻井液润滑系数为0.06，对于水基无固相钻井液而言润滑系数为0.11，相比而言，油基钻井液具有更优良的润滑性能，润滑系数降低了45.5%，可以满足钻井作业过程中轨迹复杂的定向井对钻井液润滑系数要求。

3.3 抗污染性能评价

现场钻进中，油基钻井液可能会遇到海水、岩屑、氯化钠等的侵污，其抗污染评价见表3可知：该油基钻井液受到海水、岩屑、氯化钠等侵污后，整体性能都较为平稳，变化不大，说明该体系的抗侵污能力强，能够满足现场作业要求。

4 现场应用

钻进期间性能维护：①钻井液密度1.15-1.25SG，钻进期间均匀提高比重，维持井壁力学平衡;②维护粘度55-65S，YP：7-12Pa，YP/PV≥0.35，低粘冲（下转第127页）（上接第124页）刷井壁，高动塑比提高携岩能力;③钻井期间补充新浆维护性能，新浆油水比70：30-75：25;封堵剂和降滤失剂加量各不低于2.0%，强化封堵，保证井壁稳定;④使用140目及以上筛布，开启离心机清除低密度有害固相，保证钻井液流变性能稳定;⑤控制HTHP120°滤失量低于4mL，破乳电压高于400V。钻进期间可适度补充乳化剂，保证油基钻井液的稳定性。

钻进期间泵压扭矩正常，未出现高扭矩、托压等现象。12-1/4”井段中完后直接起钻至井口，裸眼段未进行短起下通井，9-5/8”套管顺利下至设计深度，中途无阻挂。整个作业期间未发生任何复杂情况，工程顺利，并节省一趟短起下时间，提高了作业时效。

5 结论

①优化筛选出一套适合于本区块油基钻井液体系：5#白油+2.0%主乳化剂+2.0%辅乳化剂+1.0%润湿剂+1.5%储备碱+1.5%有机土+2.0%降滤失剂+2.0%封堵剂+1.0%流型调节剂+25%氯化钙溶液+加重（油水比70：30-75：25）;

②该油基钻井液体系具有较好的流变性和乳状稳定性、较好的成膜封堵效果和润滑性能。钻进过程中携岩充分，井壁稳定，高质量泥饼极大降低复杂轨迹井眼的摩阻，成功运用于本区块A-b3井中;③油水比低，降低了成本。处理剂总的加量少，适应性强，在各种处理剂加量变化时，体系性能变化较小，便于现场施工中对油基钻井液的维护和处理。

作者简介：

佘运虎（1987- ），男，中级工程师，主要从事海上油气田钻完井液工作。