PDF—HSD钻井液体系在渤海科学探索井的应用

PDF—HSD钻井液体系在渤海科学探索井的应用
摘要：渤中油田BZ21-2-1井是渤中凹陷设计较深、层位较全的一口科学探索井，该井属于渤海迄今为止所钻最深井，设计井深5355m，实钻井深5141m；并且该井属于一口高温高压井，井底最高温度≥170℃，预测最高压力系数为1.65。

针对潜山的储层特征以及高温高压深井的操作要点，本井选择BZ13-1/CFD18-2成功应用过的抗高温无固相钻井液体系，即PDF-HSD钻井液体系，在6”井段（4881.5m-5141m）中应用，既能有效保护主要目的层又能控制钻井液密度预防井漏。

PDF-HSD是一种抗高温、防水锁的无固相钻井液体系，该体系主要由有机盐和抗高温聚合物组成，具有良好的抗温性和抑制性，而且储层保护效果好，渗透率恢复值可以达到80%以上，其滤液具有较低的界面张力，适合低孔低渗油藏的开发。

关键词：高温高压；抗高温；无固相；抑制性；储层保护
一、PDF-HSD 钻井液的配制与基本性能
本井6”井段，用海水开路水泥塞，钻进至4858m替入PDF-HSD钻井液。

开钻前提前配制210m3PDF-HSD钻井液，体系基本配方为：海水+0.2%烧碱+0.3%纯碱+0.15% PF-PAC-HV+0.15%PF-XC H+0.5%PF-STB HT+1.5%PF-SMP HT+1.5%PF-FLO HT+PF-COK（调节钻井液密度至1.10g/cm3）。

后期在钻进过程中逐渐加入PF-JLX C及PF-LUBE提高钻井液抑制防塌和润滑性能。

地面配制完成后，利用混合泵循环均匀，PDF-HSD钻井液经过钻头水眼高压剪切及井底的高温后，其粘度和切力均有所下降，而失水则有减小的趋势。

分析其原因可能是经过一个循环周的剪切和充分混合后，钻井液各成分混合更均匀，且经过井底高温后，部分高温材料得到更好的溶解，故出现粘切下降，失水减小的趋势。

二、现场应用及处理
PDF-HSD钻井液体系应用在渤海科学探索井BZ21-2-1井的6”井段，井深从4881.5m至5141m，所钻层位为潜山组，地层岩性为灰岩、泥灰岩和白云岩，机械钻速在1-2m/hr。

钻进期间一直伴有30%以上的气测值，为保证井下安全和发现油气层的目的，现场钻井液密度调整幅度较大。

其中在六开钻进至4962.55m 时，发生漏失，测最大漏速22m3/h，起钻至7”套管鞋，使用计量罐测静止漏速由8.5m3/h逐渐降低至6m3/h，现场通过交联吸水堵漏液进行堵漏获得成功。

1、钻井液有良好的流变性能钻进过程中，PF-HSD钻进液表现出了较好的流变性能，且性能稳定，较容易维护，在钻进液密度在1.08-1.37g/cm3之间变化的过程中，粘度稳定，塑性粘度维持在较低的区间内，屈服值高，动塑比较大且稳定，保持了较好的剪切稀释性能，同时，PDF-HSD钻井液的静切力维持在合理的范围内，表现出了较好的触变性，在深井作业时，避免了激动压力过大。

2、钻进液能够较好的稳定井壁，具有较强的抑制防塌性能PDF-HSD钻井液属于甲酸盐钻井液体系，固相含量低，摩组压力损失小，滤失造壁性好，且液相在不同温度下都有相对较高的粘度，使得钻井液滤液进入地层的阻力增大，故PDF-HSD钻井液具有较低且稳定的失水。

甲酸盐的水溶液水活度随着甲酸盐浓度增加而迅速下降，甲酸钾的加入大幅度降低了PDF-HSD钻井液的活度，从而使得近井地带井壁相对稳定，有效防止井壁的坍塌，同时，甲酸钾为PDF-HSD 钻井液提供了K+和HCOO-，使钻井液具有较强的抑制性，进一步加强了钻进液稳定井壁的作用。

在本井的6”井段的钻井过程中的多次起下钻，均没有阻挂现象，同时可以看到井眼规则，扩大率很小，且无垮塌现象，没有出现任何井眼稳定问题。

这充分说明了PDF-HSD钻井液具有较强的抑制防塌、稳定井壁的作用。

3、钻井液具有良好的高温稳定性本井六开开钻井深4881.5m，井底温度较高（≥170℃），并且一趟起下钻所需时间较长（约22小时），所以起钻前钻井液性能与下钻到底井底返出的钻井液性能对比能一定程度的反应PDF-HSD钻井液的稳定性。

现场取出工程前期三个点、后期一个点的起下钻前后性能对比及电测前后性能对比进行分析，发现经过井底的高温静止之后，PDF-HSD钻井液的粘切有所下降，失水有增大趋势，可能存在部分重晶石和石灰石沉淀，但整体性能稳定，表现出了较好的高温稳定性能。

三、总结和建议
1、该体系具有较好的流变性能，适宜在小井眼及易漏地层钻进，有机盐PF-COK作为抑制剂，较好的抑制了地层造浆性，保持较低的固相含量，使摩阻和压力损失很小。

2、该体系利用PF-COK调节钻井液密度，可以保证PF-COK的含量，PF-COK 能有效的提高钻井液液相粘度，降低钻井液活度，稳定提供K+及HCOO-，起到强抑制作用，同时PDF-HSD体系中还配合使用的PF-JLX C，高温下能起到较好的抑制防塌功能。

参考文献
[1]刘斌，徐金凤，蓝强，王天强. 甲酸盐及其在钻井液中的应用. 西部探矿工程，2007，1（12）：73- 76.
[2]潘一，扬在春. 环保型钻井液的研究现状. 精细石油化工进展，2005，6（8）：28- 32.
[3]韩玉华，顾永福，王树华. 大庆油田外围开发井甲酸盐钻井液研究与应用. 钻井液与完井液，2002，19（5）：28-30.。