永进3区块合成基钻井液重复再利用技术

2022-06-12龚伟

现代工业经济和信息化 2022年4期

龚伟

（中石化胜利石油工程有限公司钻井液技术服务中心，山东东营 257000）

引言

合成基钻井液因具有较强的抑制性、良好的润滑性、较强的高温稳定性、良好的井壁稳定性以及储层保护能力等优点被广泛应用于页岩油气井、大位移定向井、水平井等非常规油气藏勘探开发中。由于合成基钻井液成本高，为了降低油气井开发成本，对完井后的合成基老浆进行性能优化，提高合成基钻井液的重复利用率，达到保护环境减少污染目的的同时，又能取得巨大的经济效益。

1 合成基老浆性能评价

取永进3区块完井后的合成基钻井液老浆与新配制钻井液进行了对比，参与对比的合成基新浆和老浆采用同样的配方和配制工艺，性能变化情况如表1所示。

表1 合成基老浆与新浆性能对比

由上表1看出，在合成基钻井液密度相同的情况下，老浆老化后黏度和切力下降，动塑比也随之降低，破乳电压降低，固相含量很高。而新配的合成基钻井液则在老化前后性能几乎不变，且老化后破乳电压更高，钻井液稳定性增强。综上数据表明，合成基老浆不经过优化直接使用后流变性失稳，且对工程钻进施工安全无法保证。

2 劣质固相对合成基老浆性能的影响

随着合成基钻井液的重复使用，使用越久劣质固相含量越高，且劣质固相对低密度和高密度钻井液性能的影响程度不一。分别取阳101H4-5井和宁211-H1井合成基钻井液进行了测试，性能随井深变化情况如表2和表3中所示。

表2 宁211-H1井密度及固相随井深变化表

表3 阳101H4-5井密度及固相随井深变化表

由表2及表3可看出，在钻进过程中，研磨细微的岩屑进入钻井液后会导致钻井液密度上涨；密度增长均在0.01g/cm3的情况下，低密度合成基钻井液的固相含量基本上保持不变。但是高密度条件下的固相含量却增加了5%，所以当高密度钻井液中进入较多的劣质固相并不会导致钻井液的密度明显升高，反而对于低密度钻井液会导致密度的明显上升，现场很容易会有察觉。研究表明[1-2]，钻井液密度提高不但对井壁稳定不利，也对钻井液性能产生破坏。

3 采用去除劣质固相法调整合成基老浆性能

采用串联离心机的方法降低合成基老浆中的劣质固相，随着离心机转速的不断提高，钻井液中的固相受到的离心力呈几何倍数增加，固相被逐渐分离[3-5]。取经过使用串联离心机后的底流合成基老浆，再加重至原密度1.55g/cm3，与新配制的合成基钻井液对比，结果如下页表4中所示。

表4 串联离心机去除劣质固相后性能

由表4可看出，经过串联离心机处理后，合成基老浆部分低密度固相被除去，再加重至原密度后，老浆性能略有改善，但黏度和切力所能改善的效果不理想，仍然无法达到降低其高黏度的需求，并且造成了破乳电压的快速下降；再从经济方面说，在造成巨大工作量的情况下，使用离心机除去劣质固相的同时还会带走部分合成基泥浆，同时还会因处理含油危废劣质固相造成成本的增加，因此综合分析可知通过该法优化处理合成基老浆不适合现场应用。

4 混入新浆法优化老浆性能

通过混入新浆的方法来降低劣质固相含量。在相同密度情况下对合成基老浆和新配的钻井液按不同体积的比例混合，搅拌均匀后测量老化前后的性能，结果如表5所示。

表5 不同比例新老浆混合后性能变化

从表5可看到，随着合成基新浆混入比例的不断提高，钻井液破乳电压逐渐升高，动切力、动塑比有所降低，高温高压失水逐渐降低，性能也越来越优良。综合考虑钻井液流变性及新浆成本，以及充分回收利用老浆的情况下，选择新浆老浆混合比在30∶70左右比较合适。

5 现场应用

合成基钻井液老浆重复再利用技术在永进油田永3-斜2井三开复杂井段进行了应用，该井完钻井深5 875 m，井斜42.80°，水平位移688.32 m。该区块三开钻遇呼图壁组、清水河组以及齐古组地层，呼图壁组泥岩以及以泥质胶结的砂岩水敏性强，易水化分散造成垮塌；清水河组地层棕色泥岩硬脆性强，并且地层应力发育超压，容易造成硬脆性垮塌，垮塌后的掉块不易破碎；三开机械钻速较慢，还要面对维护过程中流变性不易控制、在高温高压条件下合成基处理剂失效速度过快等诸多难题。

使用合成基老浆及新浆以40：60体积比例下混合后，充分搅拌，待钻井液流变性稳定后，再根据地层及井深逐步加入沥青类、非渗透类及超微细碳酸钙等封堵防塌剂，提高体系的封堵防塌能力。该体系在现场应用情况显示，优化后的合成基钻井液满足了三开复杂井段的施工要求，整个三开井段钻进顺利，起下钻安全无阻卡，有效解决了呼图壁组、清水河组以及齐古组地层井壁失稳的难题；完钻后，电测一次成功，下套管一次到底，并且固井开泵顺利。永3-斜2井三开合成基钻井液性能见表6中所示。