氯化钾_聚合醇钻井液体系的研究及性能评价
聚合醇防塌钻井液体系的研究进展
聚合醇 防塌钻井液体 系 的研究进展
田黎 明
（ 胜利石油管理局技术监督处 ， 山东 东营 ２７ｏ ） ５０ １
摘要 ： 综述 了多种 聚合醇 防塌钻井液体 系 ， 聚合醇． 如 硅酸 钾 、 聚合醇． 盐水 、 聚合 醇．ｃ 聚合物 和聚合醇． ｋ１ ． 聚磺 钻井 液体系等的研究进展 。对聚合醇钻井液体系未来的发展 方向作 了展 望 ： 提高 聚合醇 的抑制性 ； 探讨 聚合
页岩 的稳 定性 ， 该钻 井液 的成 功应 用标 志着钻 井液技 术 达到一 个新 的高 度 。
２２ ｅ Ｄｉ 水基钻井液 Ｄｅ ｒ ｐ ｌ ｌ
美国墨西哥湾的莫珀斯 （ ｏ ｅ ） 田在钻探中遇到许 多技术困难 ， Ｍｒｔ 油 ｐｈ 如盐岩层结构 、 高活性 页岩层和天
系［ 、 １ 聚合醇一 盐水钻井液体系 、 聚合醇一Ｃ 聚合物钻井液体系 以及 聚合 醇一 Ｋ１ ． 聚磺钻井液体系 等 。 其中防塌性能最好的当属聚合醇一 硅酸钾钻井液体系。
２ 聚合醇增效钻井液体 系在现场 的应用
聚合醇钻井液首先在墨西哥湾、 北海、 苏丹等许多国外油 田得到广泛应用。 国内， ９ 年首先在渤海 在 １５ ９
油田， 继之 在南 海 、 河 、 辽 江苏 、 中原 、 新疆 、 大庆 等油 田推 广应 用 ２ １ 聚 乙二醇 ／ 酸盐 钻井 液 ． 硅 ］ 。
正电聚醇／KCl钻井液体系室内研究
果明显 ， 甲酸 盐价格 较 高 ， 钻井 液 费用 较高 。为 但 使
降低钻井液成本 ， 需研 制性 能优 良、 本 合理 的钻 井 成
液体系 。
地层 粘 土 矿 物分 析
对张 ２０ ７ ３井 、 ２ Ｘ１ 的 明 化 镇 组 和 沙 河 街 张 ７ 井
２． ８２
表 ２
＊
粘 土 矿 物 ｘ射 线 衍 射 分 析 结 果
收 稿 日期 ： ０ ７ １ － ８ 改 回 日期 ：０ ８ ０ 一 ｌ ２０－２１； ２ ０ － ４ ｌ 基 金 项 目： 育 部 “ 江 学 者 和 创 新 团 队 发 展 计 划” （ 准 教 长 批
张 ２ Ｘ１ １１ ８ １４ １ ４ ４ ４ ４ ５ ７ １ ． ７ ８ ７ ８ ～ ２ ３ ． ． ． ２ ８ ．
张 ２ Ｘ１ ４ １ ０ ４２ １ ３ ０ ７ ０ １ ． １ ． ３ ３ ７ ３ ～ １ ３ ． ． ４ ５ ３ ６ ．
３． ４９
张 ２ ０ １５ ２ １６ ０ ５ ０ ６ ２ ７ ３ ４ ～ ４ ２ ． ． 张 ２ ０ ３１ ５ ３２ ８ ７ ８ ０ ７ ７ ３ ０ ￣ ５ １ ． ．
正交试 验设 计是研 究 和处理 多 因素试验 的一种
科 学 方 法 ， 用 正 交 表 来 安 排 试 验 。 由 于 正 交 表 的 利
全 岩 矿 物 ｘ射 线 衍 射 分 析 结 果
％
利 于抑制性 的提 高 ， 甲酸钾 和 氯 化钾 对 明化 镇组 地 层 的抑制 效果 基本 相 同 。 由于氯 化 钾 成本 低 ， 选 故
用氯 化钾 。
ｍ
KCl聚合醇钻井液在尼日尔Goumeri油田定向井的应用
２口定 向井 均 为 二 开 井 ，其 在 钻井 施 工 中 的钻
成基钻 井 液 等¨ Ｊ。然而 ，这 类 钻ห้องสมุดไป่ตู้井 液 通 常 配 制成 井 液技 术难 点主要 表现 在 ：
本较 高 ，仅用 于地 质情况 极为 复杂 的钻井施 工 ，尚未
（１）钻 穿 Ｓｏｋｏｒ泥 岩 和 低 速 泥 岩 时 的坍 塌 、掉
这一地 区 钻井施 工 的主 要难 题 是钻 遇 Ｓｏｋｏｒ泥 岩 和 ＫＣ１聚合 醇钻井 液 ，２口定 向井 均顺 利 钻达 目的 层 。
低速 泥岩 时 的坍 塌 、掉 块及 缩径现 象 。
其 中 ，第 １口井 Ｇｏｕｍｅｒｉ一９完钻井深 ２ ９８５ ｍ，最大井
２０１０年 １１月 ，Ｇｏｕｍｅｒｉ油 田首次 进行 定 向井 施 斜角 ２９．８。，水 平位移 ７６１．７ ｍ；第 ２口井 Ｇｏｕｍｅｒｉ一 工 。相较 直 井 而 言 ，定 向井 钻 井施 工 难 度 更 大 ，井 １１完钻 井 深 ２ ９９５ ｍ，最 大 井斜 角 ２９．９。，水平 位 移
造成缩径 ；在 钻遇低速泥岩段时泥页岩易剥落 ，引起 掉块或井 壁坍塌 。现场 钻进 时 ，进入 Ｓｏｋｏｒ泥岩后 ，在 ＫＣ１聚合
物钻井液 的基础上 ，引入 ３％聚合醇防塌剂 ，利用 Ｋ 与聚合醇 的协 同复配作用 ，形成强抑制性 、防塌 ＫＣＩ聚合 醇钻井
液体 系。同时在斜井段混入 ２％液体润滑剂 ＲＨ８５０１和 ５％柴 油 （Ｖ／Ｖ），改善钻 井液润 滑性 ，降低 发生 黏卡的风险 。
钻井 液及 可排 放 海 水 基 钻 井 液 成 套 技 术 研 究 ”（２０１ ３Ｅ一３８０２） 作 者简 介 ：焦 小 光 （１９８２一 ），男 ，硕 士 ，工 程 师 ，研 究 方 向为 钻 井 工 程 。
KCl-聚胺钻井液技术研究与应用
约为 100℃，在该温度下对优化后的钻井液体系做了抗
温性试验，优化后的钻井液体系的抗温性稳定，当岩屑
表2
体系优化前后膨胀率的对比评价
污染达到 15%时，钻井液性能依然表现良好（见表 3）。
3.2.5 油气层保护
配方
回收率（%）
膨胀率（%）
清水
43.3
40.5
优化前
87.0
18.4
加入了磺化沥青，有效地改善了泥饼质量，提高了油层
2020 年，为实现提速目标，通过大量的室内实验和现场
量，对体系进行进一步升级优化。
实践，对无固相 KCl 聚合物钻井液体系做了全面的优
（1）优选降滤失剂。无固相氯化钾钻井液的失水
化，研制出新型的 KCl-聚胺钻井液体系，该体系不但
控制是比较困难的，因为在有固相（采用膨润土配浆）
流型易调整、井眼净化能力好、油层保护能力强，而且
段易分裂的层状页岩，极易发生剥落坍塌，造成井下复杂，Mishrif 和 Zubair 两个储层渗透性好，易发
生渗漏和形成小井眼。通过对页岩地层井壁稳定机理研究，优选页岩抑制剂、水基润滑剂等处理剂，
通过室内实验和现场应用，形成一套适用于鲁迈拉页岩层的 KCl-聚胺钻井液体系。
关键词：
鲁迈拉；KCl；聚胺
二是包被作用，使用长链大分子聚合物，利用其产生多
经过反复的实验验证，我们最终优选出白油和 Non
点吸附，包被粘土表面，阻止泥页岩与钻井液中自由水
foaming E.P. Lubricant 作 为 液 体 润 滑 剂 ，Graphite
的接触，抑制泥页岩的水化膨胀、分散。通过室内评
Powder 作为固体润滑剂。
3.1
KCl-聚胺钻井液体系的室内研究
有机盐聚合醇氯化钾钻井液的应用
文章 编 号 ：０ 卜５ ２ （０ ６ ０ —０ １０ ｉ０ ６ ０ ２０ ） ３０ ５ —３
有 机 盐 聚 合 醇 氯化 钾 钻 井 液 的应 用
艾 贵成 邱佩瑜 王宏。 张景辉。 姜 书春
（． １ 吐哈石油勘探指挥部钻井公 司， 新疆 鄯善 ；． ２ 北京科信建业石 油技 术有限公 司， 京 ； 北 ３ 塔里木油 田工程技术服务公 司钻井 液分 公司 ， ． 新疆库 尔勒 ；． ４ 斯伦贝谢公 司 ， 北京）
１２ 扫 描 电镜微 结构 分 析 ． 总体上讲 ， 灰绿 色 泥 岩 、 灰 色泥 岩 性 软 、 理 绿 层 发育、 韧性较 强 ， 岩石 力学 上将 其定 性为 粘 弹性泥 在
岩 ， 土矿 物 的排列 取 向性 差 ， 结性 差 ， 裂 隙发 粘 胶 微 育 ， 于易 水化 、 分散 地层 。 属 强
胀 、 散 、 浆 ， 在塑 性 泥岩 的蠕 。安集海 河 组 的灰绿 色 泥岩 和绿灰 色 泥岩 在钻井 中表 现为 塑性 变形 蠕变 流 向井 眼一 突
出于 井壁一 缩径 。在 原霍 ８ 井 （ 和盐水 钻井 液 ） ａ 饱 、
１３ 理化特性分析 ．
胀 和分散 ， 其结 果宏 观表 现就 是造 浆性 强 ， 钻井 液粘
度、 切力 上升快 ， 变性 极难 控制 。 流
液体 系 的岩 屑 回收 率 达 ９ 。综 合 对 比抗 温 抗 盐 ｏ 膏污染性 能 ， 选 出抗 温降 滤失 剂Ｓ 一 、Ｐ 优 ＭＰ ２ Ｓ Ｃ、
积越 大 ， 明蒙 脱 石 含 量越 高 ， 水 量 越 大 ， 层 容 说 吸 地
易水化 ， 成井 壁失 稳 。 造
１４ 钻井液体系配方优化试验 ．
利 用滚 动 回 收 率 试 验 ， 聚 合 醇 Ｊ Ｘ、 Ｆ １ 在 Ｌ ＴＤ 一 的基 础上 ， 选 出 强 抑 制 剂 ： 机 盐 Ｗ ｅ ｈ和 大 分 优 有 ｉ ｇ 子有 机 酸 钾 ０ －Ｏ ， 添 加 １ ～ １ ＫＣ ， 井 ＳｌＯ 并 ２／ ５ ９ ６ １钻
鲁迈拉油田无固相KCL钻井液体系的研究及应用
鲁迈拉油田无固相KCL钻井液体系的研究及应用
于海波;王峰;邸百英
【期刊名称】《中国石油和化工》
【年(卷),期】2015(000)005
【摘要】为了保护油层,鲁迈拉油田在三开油层段钻井液体系中不允许使用膨润土和重晶石,出现页岩地层井壁稳定、高渗透率层厚泥饼、盐水体系中水基润滑剂不适应等方面问题.本文通过室内研究及现场试验,形成了一套鲁迈拉区块三开井眼无固相KCL聚合物钻井液体系,解决了鲁迈拉区块三开井段页岩井壁稳定问题,解决了高渗储层厚泥饼问题,解决了体系润滑性问题,现场应用效果良好.
【总页数】2页(P62,64)
【作者】于海波;王峰;邸百英
【作者单位】大庆钻探工程公司国际事业部,黑龙江大庆,163411;大庆钻探工程公司国际事业部,黑龙江大庆,163411;大庆钻探工程公司国际事业部,黑龙江大
庆,163411
【正文语种】中文
【相关文献】
1.无固相 KCl 聚合物钻井液体系在伊拉克鲁迈拉油田的应用 [J], 王向阳
2.胜利油田无固相抗高温钻井液体系的研究与应用 [J], 武学芹;李公让;李斌;吕兆龙;张敬辉;李海斌
3.基于EDTA解除电潜泵堵塞在鲁迈拉油田的应用 [J], 徐浩;李濛;王喻雄
4.过油管桥塞堵水技术在鲁迈拉油田的应用 [J], 徐浩;李濛;王喻雄
5.过油管桥塞堵水技术在鲁迈拉油田的应用 [J], 徐浩;李濛;王喻雄;;;
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聚合醇钻井液体系的应用研究
聚合醇钻井液体系的应用研究摘要：随着油田的持续开发生产，油藏地质环境变得愈加多样化和复杂化，大位移定向井、超深井、水平井等钻井技术的广泛应用，对钻井液的性能要求也越来越高。
实践证明，聚合醇钻井液体系作为一种新型的钻井液，具有较强的页岩抑制性能和润滑性能，能有效降低钻井摩阻、保护油气层不受伤害、并对强水敏地层环境等复杂情况具有较强的稳定性，是目前技术条件下油基钻井液体系的优良替代产品，对定向钻井更具实用性。
为此，本文对聚合醇钻井液体系的应用研究进行分析和阐述。
关键词：聚合醇钻井液体系研究1引言聚合醇钻井液体系是一种新型钻井液体系，实践证明，聚合新婚钻井液体系的抑制性能和润滑性能非常强，对于复杂底层环境条件下的钻井施工，能较好地保护油气层、提高钻井速度、有效缩短钻井完井周期而不干扰地质路径工作，具有良好的技术发展前景[1]。
2聚合醇钻井液体系的实验室实验2.1泥页岩滚动回收实验室试验本项研究分别按照2.5%的聚合醇、5.5%的KCl、2.5%的聚合醇+2.5%的KCl 水溶液进行实验，实验方法：第一，取50克岩屑分别放入老化罐之中，老化罐预先注入样品溶液，将老化罐置于滚子炉之中加热并保持65℃炉温下15小时后取出并冷却；第二，将冷却好的样品溶液和岩屑同时用自来水冲洗、过筛后将其置于表面皿之上，在108 ± 2℃的温度下烘干3.5小时后取出，再置于空气中静止放置24小时后，对剩余岩屑进行称重并计算出岩屑的回收率[2]。
第三，计算公式：K = m2 / m1× 100%公式中：K——岩屑回收率，m2——所回收岩屑质量，m2——初始岩屑质量。
实验室实验结果见表1。
表1. 泥页岩滚动回收实验室实验结果钻井液类别实验温度/℃ 1次回收率% 2次回收率%2.5%聚合醇 65 66.12 69.875.5%KCl 65 79.94 85.272.5%聚合醇+2.5%KCl 65 39.65 44.58通过表1得知，2.5%聚合醇+5.5%KCl的移植性能最好2.2润滑性能评价实验证明，聚合醇钻井液体系的粘附系数因聚合醇添加量（质量分数）的增加导致迅速降低，说明聚合醇钻井液体系的润滑性能非常强，详见表2。
塔中油田KCl／聚合物“轻泥浆”的研究与应用
塔中油田KCl／聚合物“轻泥浆”的研究与应用塔中油田KCl/聚合物“轻泥浆”的研究与应用摘要：针对塔中油田井壁稳定性差、岩心保护困难等问题，本文研究了一种KCl/聚合物“轻泥浆”，通过实验验证该轻泥浆具有流变性好、滤失率低、抗污染能力强等优点，能很好地满足塔中油田的工程需求。
关键词：塔中油田、KCl/聚合物、轻泥浆、井壁稳定性、岩心保护一、引言KCl/聚合物“轻泥浆”是一种新型钻井液，它由聚合物体系和KCl组成，相比于传统的钻井液，该轻泥浆在满足钻井要求的同时，还具有很好的环境保护性能，是未来钻井液的发展方向之一。
塔中油田是中国较为重要的油气资源开发地区之一，该地区的井壁稳定性差、岩心保护困难等问题严重制约了钻进工作的开展。
为此，研究一种适合塔中油田特点的钻井液势在必行。
二、KCl/聚合物“轻泥浆”的制备和性能测试制备KCl/聚合物“轻泥浆”的过程中，我们分别添加KCl和聚合物到水中，然后搅拌混合即可。
通过不同浓度的KCl和聚合物，我们得到了一系列的样品，然后对其进行流变学性能测试和滤失率测试。
测试结果表明，KCl/聚合物“轻泥浆”具有良好的流变特性，如黏度、剪切强度等，这说明该液体具有良好的输送能力，在钻井过程中不会阻塞管道。
此外，该“轻泥浆”的滤失率很低，说明其能很好地控制泥浆的滤失，从而保护井壁，提高钻井效率。
最重要的是，KCl/聚合物“轻泥浆”能很好地抵御污染物的侵蚀，因为其聚合物体系可以形成一种具有抗污染性的保护膜。
三、KCl/聚合物“轻泥浆”的应用我们在塔中油田的一口井上进行了实际应用。
在钻进过程中，我们使用了KCl/聚合物“轻泥浆”作为钻井液，通过测量钻孔直径、井壁稳定性等参数，对其进行评估。
结果表明，该“轻泥浆”不仅能很好地控制泥浆的滤失，还能保持井壁的稳定性，有效避免岩石结构被破坏。
此外，我们还对采集的岩心进行了分析，结果表明，KCl/聚合物“轻泥浆”对岩石的侵蚀率相对较小，保护岩心的效果比较明显。
氯化钾聚合物(聚磺)体系应用解析
氯化钾聚合物（聚磺）体系应用解析作者：赵小平刘延滨王震来源：《名城绘》2019年第12期摘要：新疆塔里木油田油层埋藏普遍较深，较长的上部井段起下钻阻卡问题、下部井段易垮塌地层的垮塌问题、下部井段钻井液性能维护稳定问题成为西部钻井过程中的一种共性问题。
如何即节约又高效的解决三个共性问题，是钻井过程中提速提晓得关键。
本文通过对钻井过程中三个共性问题原因分析;针对问题采用的强抑制低粘切氯化钾钻井液体系在多口井应用取得良好效果的分析总结。
为今后钻井过程中提速提效提供明确钻井液性能和处理措施的选择方法，从而为今后公司在其他地区钻进强水化分散地层及易垮塌地层时借鉴。
关键词：抑制防塌 ; 钻井液 ; 氯化钾 ;提速提效1 西部钻井过程中钻井液技术难点1.1 上部井段起下钻阻卡塔里木盆地塔北地区上部地层（4000米以上）特别是塔河油田12区及托普台区块的新近系的库车、康村、吉迪克组的黄灰、棕灰色泥岩极易分散，造浆严重。
易造成劣质固相增多，泥浆稠化，流行变差。
上部地层钻进过程中泥浆包被抑制性不够，泥岩极易分散使泥浆劣质固相增多;稠化;流行变差。
砂岩段渗透性强，劣质固相极易粘附在砂岩表面，泥饼虚厚形成缩径;泥岩极易水化膨胀和分散，造成井眼缩径。
这均是造成上部地层起下钻阻卡的原因。
1.2 下部井段易垮塌地层的垮塌①三叠系至二叠系棕红色泥岩蒙托土含量高、分散性强，过度的分散易造成棕红色泥岩段的井壁失稳。
②二叠系火成岩易塌、石炭系、志留系、泥盆洗大段深灰泥岩，粘土矿物含量高，分散性强，微裂缝发育;极易井壁失稳，剥蚀掉块，井径扩大率大，造成井下复杂。
1.3 高温下钻井液性能不易控制易分散地层岩屑的不断分散为细小颗粒，不易被固控设备清除，劣质固相超标。
在高温高压条件下易出现流变性恶化，滤失量显著增大、加重材料沉降等问题，严重危及钻井施工安全。
从上面钻井液技术难点可以看出，钻井液的包被抑制性在西部钻井过程中重要性。
加强对泥岩的包被抑制，优化优选钻井液体系是提速提效的关键。
青海油田KCL防塌钻井液的维护使用工艺
KCL防塌钻井液的日常维护使用工艺KCL防塌钻井液体系是一种具有强抑制、强封堵、抗盐污染、抗温性强、适合高密度特点的钻井液体系，其中提供的钾离子能够抑制水敏性地层水化膨胀，防止水敏性地层坍塌掉块，能有效的保护井壁，以保证钻探施工的安全性。
一、KCL防塌钻井液的优点KCL具有调节流型抑制页岩分散，抗无机离子污染，降低钻井液滤矢量，提高钻速，减少井下复杂情况及降低钻井成本等优点，不但可用于低固相不分散聚合物体系也可以用于分散钻井液体系。
1．KCL防塌钻井液体系具有很强的抑制钻屑分散能力，体系中的K+能很好的吸附和嵌入，使黏土层紧密结合在一起，减弱了软泥岩地层缩径、拉井壁困难等问题，有效的缩短了钻井周期。
2．KCL防塌钻井液体系抗污染能力强，能通过化学防塌和物理封堵相结合的方式，保证井下安全。
3．KCL防塌钻井液体系固相容量大，固相含量小，流变性好，有利于提高机械钻速和保护油气层。
4．KCL防塌钻井液体系更容易与其他处理剂配伍，体系容易维护，性能稳定。
5. KCL防塌钻井液体系低粘高切特性，能满足易垮、破碎地层井底携砂需求。
6．KCL防塌钻井液体系滤饼薄且坚韧，泥饼摩阻小，有效降低井下粘卡风险。
7 KCL防塌钻井液体系热稳定性强，抗温效果超过200℃。
二、KCL防塌钻井液的配比KCL防塌钻井液多用于本井段以水敏性泥岩、盐岩、泥质灰云岩或富含盐膏的地层，其表现为地层易盐溶，易蠕变，易井塌等特点。
通常的配方为：水+（3-4）%抗盐膨润土+0.3%烧碱+0.3%纯碱+（0.3-0.5）%包被剂+（0.4-0.6）%水解聚丙烯睛+（0.4-0.6）%Redu+（2-3）%防塌类材料+（2-3）%聚合醇+（3-4）%磺化材料+20%KCL。
根据所处地区不同配比略有不同。
1.包被剂起到控制粘切，提高固控设备清除效果，提高钻井速度的作用。
2.水解聚丙烯睛和Redu具有良好的降滤失作用、增稠作用和絮凝作用，由于遇到浓度较高的高价阳离子时易产生沉淀，所以它的抗盐效果很强，抗温性能好，可达220℃-240℃。
KCl_聚合醇协同防塌作用机理研究
管移入装水的烧杯中, 用水浴缓慢加热, 并轻轻搅拌
溶液, 直至溶液开始出现浑浊( 溶液的温度应不超过
浑浊温度 10 % ) , 停止加热, 记 录浑浊出现时 的温
度, 记作 T 1 , 取出试管, 轻轻搅拌溶液使其缓慢冷却
( 冷却速度应不超过 0. 5 % / m in) , 记录浑浊消失时
的温度, 记作 T 2 , 平行测定 2~ 3 次, 取平均值, 即为
( 2) 吸附量的测定
用分光光度计测定 CXC 1 在粘土颗粒上吸附
后的光密度 E, 并在工作曲线上查出相应的 CXC 1 浓度, 计算吸附量。计算公式如下:
=
(C1 - C2) G
V
( 1)
式中, 为 CX C 1 在粘土颗粒上的吸附量, mg / g; C1 为吸附前 CXC 1 溶液的 浓度, m g/ L ; C2 为吸附后 CXC 1 溶液的浓度, mg/ L; V 为 溶液体积, L; G 为 粘土的质量, g。
1. 2. 4 活度测定
( 1) 接好探头( SENSOR) , 把功能选择开关转至
测试档位置; ( 2) 接通活度仪电源开关, 等待机器到
达所设置的温度; ( 3) 用注射器抽取测试样品 3~ 5 g
于塑料盒内( 约占塑料盒的 70% 左右) , 放进测试座
内; ( 4) 盖上探头并旋紧( 必须确定旋紧密封) ; ( 5) 等
蒸馏水+ 3% K Cl 蒸馏水+ 3% CXC 1+ 3% KCl
蒸馏水 蒸馏水+ 3% CXC 1
蒸馏水+ 3% K Cl 蒸馏水+ 3% CXC 1+ 3% KCl
回收率 mV % - 42. 1 6. 66 - 36. 2 30. 66 - 22. 3 74. 80 - 9. 5 95. 20 - 45. 6 4. 98 - 40. 2 7. 32 - 31. 8 22. 90 - 26. 6 51. 40 - 39. 0 11. 34 - 35. 3 20. 25 - 26. 2 54. 90 - 9. 4 95. 45
无固相 KCl 聚合物钻井液体系在伊拉克鲁迈拉油田的应用
无固相 KCl 聚合物钻井液体系在伊拉克鲁迈拉油田的应用王向阳【摘要】伊拉克鲁迈拉油田三开地层存在大段的泥页岩，易发生剥落坍塌，储层砂岩段长，渗透性好，易发生渗漏和形成小井眼。
钻井液体系从一开始单纯追求井下的稳定性，到兼顾井壁稳定、储层保护、S型和J型井的摩阻降低，最终形成了无固相KCl聚合物钻井液体系。
主要从室内实验和现场应用方面详细阐述了体系的形成和现场应用效果。
%There is a large section of shale formation in Iraq Rumaila oilfield, spalling and caving-in happen easily.The sandstone reservoir is thick and permeable, which is prone to leakage and generating slim hole.In the reservoir with good permeability, leakage and slim hole are often met.From the simple pursuit of the downhole stability at the very beginning to that the borehole wall stability, reservoir protection and lower friction in S&J shape wells are then taken into account, to-day's no-solid KCl polymer drilling fluid system is formed.The paper describes the formation of this drilling fluid system and the application effect in the laboratory experiments and the field application in detail.【期刊名称】《探矿工程-岩土钻掘工程》【年(卷),期】2015(000)009【总页数】3页(P46-48)【关键词】无固相钻井液体系;KCl聚合物钻井液;井壁稳定;储层保护;伊拉克鲁迈拉油田【作者】王向阳【作者单位】大庆钻探工程公司钻井工程技术研究院，黑龙江大庆163413【正文语种】中文【中图分类】P634.6鲁迈拉油田位于伊拉克南部，巴士拉以西50 km，是伊拉克第一大油田，分为南鲁迈拉和北鲁迈拉2个构造高点，油藏埋深为2300～3300 m，三开井段一般为1800～3400 m。
聚合醇钻井液体系的研究与应用
论文题目：聚合醇钻井液体系的研究与应用班级：应化S131学号：201371247姓名：****聚合醇钻井液体系的研究与应用[摘要]：综述了聚合醇作为水基钻井液处理的开发背景，国外现有聚合醇主要剂种的化学结构及推荐用途，聚合醇的主要物化性质溶解性和浊点，聚合醇的抑制机理（浊点效应，协同效应，渗透机理，吸附机理）。
以及国外几种应用效果良好的聚合醇钻井液体系。
[关键词]：聚合醇；钻井液处理剂；抑制润滑剂；水基钻井液；抑制机理；聚合醇钻井液体系聚合醇钻井液自80年代末提出，至今已得到了较大的发展和广泛的应用，最早主要用于钻井液防泥包、润滑防卡等。
通过对其特性的研究，其在稳定井壁、保护油层、协调钻井液与环境之间的矛盾方面也发挥了作用。
美国贝克·休斯INTEQ公司认为，聚合醇钻井液的作用效果与其浊点有直接关系，要充分发挥聚合醇钻井液的特性，必须根据不同井深及地层特性优选出不同浊点温度的聚合醇，配制相应的钻井液体系。
在我国，江汉石油学院于90年代初研究开发出聚合醇产品和聚合醇钻井液体系，在渤海油田得到广泛应用，在安全快速钻井、保护油层和保护环境等方面均取得良好的效果，继之在南海油田得到了推广应用。
到目前为止已成功钻成各类深井、大斜度大位移井及水平井数百口。
随着石油勘探开发区域的拓宽，深井、大斜度大位移井及环境敏感地区和低压低渗油藏的钻井数量大幅度增加，钻井液技术所面临的安全快速、油层保护等问题更加突出。
针对河南油田深井、大斜度井、水平井钻井的井壁稳定、润滑防卡问题，河南油田研究出聚合醇一两性聚合物钻井液体系和聚合醇一钾基聚磺钻井液体系，针对低压低渗油藏的油层保护问题，研究出聚合醇一KCI聚合物钻井液体系，先后在两口不同井型的生产中进行了先导性试验，对安全快速钻井，减少井下复杂情况，保护油层方面发挥了积极作用，初步取得了良好的效果。
聚合醇也被称为多元醇、复合醇，是90年代初发展起来的一种新型水基钻井液添加剂，兼具易维护、易降解、无荧光、与其他处理剂配伍性好等特点，被看作是协调钻井工程技术、储层保护技术与环境保护需要之间矛盾的产物，是逆乳化钻井液和高电解质体系的取代产品，是钻井液水基处理剂研究中的新秀。
04氯化钾聚合醇保护油层钻井液研究与应用
氯化钾聚合醇保护油层钻井液研究与应用彭春耀何睿黄桂洪骆小虎刘德胜（中油长城钻井有限责任公司钻井液分公司，北京）摘要：储层岩心敏感性实验结果表明，JABUNG区块储层潜在损害的主要因素是水敏和盐敏。
为此室内优选出了具有较强抑制性和较高矿化度的氯化钾聚合醇钻井液体系。
现场应用结果表明，井壁稳定，井眼扩大率显著降低，钻井周期缩短40%，表皮系数降低了83.9%。
关键词：氯化钾聚合醇钻井液表皮系数保护油层一、储层物性和特点JABUNG区块位于印度尼西亚苏门塔拉岛的南部，由六个油田组成，埋深1768～1950m。
各油田储层都为砂岩油藏，储层岩性主要为粉砂岩和细砂岩，岩石中的碳酸盐含量为4.95～24%，泥质含量为10～25%，胶结物以泥质和钙质为主，储层的孔喉渗透率中等，非均质性严重且层间非均质较强。
储层粘土矿物组成差别不大，都以伊利石为主，相对含量为54～70%，其次为伊/蒙混层，相对含量为25～41%，平均含量为34.44%，蒙托石层比占5～28%，高岭石和绿泥石的含量相对较低，其平均含量分别为1.7%和2.2%。
二、储层敏感性实验按照“砂岩储层敏感性评价试验方法”SY/T 5358-94中的步骤，评价了该区块的储层敏感性。
实验结果表明，水敏性实验岩心渗透率恢复值为18.94%，属于强水敏性范围；随注入水的矿化度降低，岩心的渗透率也明显降低，岩心临界矿化度为36720 mg/L，渗透恢复值为20.81%；流速敏感性中等；酸敏性实验岩心渗透率恢复值为79.98 %；pH大于10后，岩心的渗透率明显降低，因而储层岩心的临界pH值pHc为10。
注碱液后岩心的渗透率恢复值为85.27%，显示弱碱敏性。
如果储层为气层，水锁发生后在初始平衡压差下很难将水锁段塞驱开，提高驱替压差到初始平衡压力的3.78倍，水锁段塞被驱开，但气流量低。
如果储层为油相，岩心的渗透率损失为7%左右，最终的水锁损害程度较小。
三、钻井液体系研究由于JABUNG区块储层潜在损害以水敏为主，盐敏次之，所以，选用的钻井液体系应具备以下特征：具有很强的抑制性，较高的矿化度，较低的滤液表面张力和较高的抗温能力（地温梯度5-7℃/100m）。
苏25区块二开水平井氯化钾聚磺钻井液体系应用解析
苏25区块二开水平井氯化钾聚磺钻井液体系应用解析摘要:苏25区块储层应力变化大，在水平段钻遇大段硬脆性泥岩，易发生剥蚀、掉块现象，在已钻井中出现多井次划眼、填井侧钻复杂情况。
为解决防塌问题，优选氯化钾聚磺钻井液体系，在苏25-42-11H、苏25-3-1H两口二开水平井的施工中，钻遇泥岩夹层时，未出现因钻井液原因造成的大段划眼等井下复杂情况。
关键词: 苏25区块；水平段；泥岩；钻井液；氯化钾苏里格气田位于长庆靖边气田西北侧的苏里格庙地区，区域构造属于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡北部中带。
该气田苏25区块主要开发盒8段，气层由多个单砂体纵向复合叠置而成，且气层砂岩体分布零散，局部隔泥岩夹层发育。
为提高单井产量，采用长水平段水平井开发，导致钻遇泥岩率增大。
目前，随着气田的开发，井网加密，临井完井频繁注水压裂，以及油气的产出，使储层应力变化大，钻井过程中又钻遇大段泥岩，防塌问题突出，出现多井次划眼、填井侧钻复杂情况，造成了巨大的经济损失及施工困难，因此急需完善钻井液防塌技术，优化工程措施，解决井壁失稳问题。
针对苏里格气田25区块水平段井壁失稳问题进行了分析，并探讨了钻井液方面的解决办法。
1 储层地质特点苏25区块盒8段储层岩性主要为含砾中粗粒石英砂岩、岩屑砂岩，粒径范围为0.3-1.6mm，最大粒径可达10mm，总体反应粒度较粗；分选程度多为中等；磨圆度次棱、次圆；砂岩孔隙度为0.8%-20.1%，平均为7.5%；渗透率为0.375*10-3-4.162，平均为0.67*10-3ｕm2属低压、低渗气藏。
除此之外，泥岩夹层主要为灰色泥岩。
用X射线衍射分析泥岩坍塌物的结果为：石英含量为47%，高岭石为18%，伊利石为36.6%，绿泥石为12.6%，伊蒙混层为32%，间层比为26%，此类泥岩成岩性好，塑性差，硬脆性较好，外力作用下易破碎。
2 钻井液技术对策要求钻井液具有一定的抑制性，降低黏土矿物的水化程度，防止伊利石/蒙脱石混层水化不均引起“推挤作用”而导致井壁失稳；强化钻井液的封堵性，减缓钻井液滤液对地层的侵入，并发挥钻井液柱对井壁的物理支撑作用；使钻井液密度合理，通过钻井液液柱压力径向支撑平衡地应力，防止井壁坍塌；调整好钻井液流变性，使钻井液在具有抑制性的同时，还具有良好的造壁性，解决抑制性和造壁性的矛盾。
聚合物氯化钾水泥浆体系性能评价及应用研究
73现阶段，含钾石岩地层及石膏等粉质性泥岩均存在着严重固井问题，需积极构建形成一套较为完善水泥浆体系，普遍具有较强抗盐污和胶结性能，能够有效解决以往常规型水泥浆使用存在的胶结性能较差和强度等级较低隐患。
1 聚合物氯化钾水泥浆体系性能试验材料和设备在开展聚合物氯化钾水泥浆体系性能试验操作时，较为常见材料包括抗盐分散剂、防窜增强剂、抗盐降失水剂、淡水、分散剂、消泡剂、膨胀剂、氯化钾及复合加重剂等。
而试验设备有高温高压养护机械、多功能压力试验机、高温高压稠化仪及高温高压水泥浆失水仪等。
2 聚合物氯化钾水泥浆配方当前使用频率最高的几种水泥浆配方如下：第一，G级水泥+4%失水剂+50%氯化钾盐水+3%分散剂+60%加重剂+2%膨胀剂+0.5%消泡剂+7%防窜剂等，密度普遍在2.25g/cm 3左右。
第二，G级水泥+4%失水剂+52%氯化钾盐水+3.1%分散剂+80%加重剂+1%膨胀剂+1.5%消泡剂+6%防窜剂等，密度普遍在2.34g/cm 3左右。
第三，G级水泥+5%失水剂+56%氯化钾盐水+3.2%分散剂+100%加重剂+1.7%膨胀剂+0.9%消泡剂+0.4%防窜剂等，密度普遍在2.44g/cm 3左右[1]。
3 聚合物氯化钾水泥浆体系物理性能和抗污染性能评价在此以某钻井工程为例，针对不同密度环境下聚合物氯化钾水泥浆体系物理性能做出明确评价，据调查显示，该井身为3582m，井底温度为91℃左右，其中循环温度为74℃，因此需将水泥浆试验条件设为74℃×80MPa。
同时因氯化钾水泥浆具有水泥石养护效果较佳、失水可控浆稳定性能较好及稠化时间可合理安排等优势，所以往往含钾石岩、石膏等粉质性泥岩能与盐膏层构建稳定胶结，根据水泥浆稠化时间最终评价结果来看，往往水泥浆稠化时间越短可有效防止水泥浆出现上窜现象[2]。
而聚合物氯化钾水泥浆体系的抗污染性能评价则是需要确保含钾石岩和石膏部位使用的水泥浆具有良好抗石膏污染和抗盐污性能，并重点考察密度在2.34g/cm 3状态下聚合物氯化钾水泥浆的实际性能强弱，如果水泥浆性能并未发生较大变化则使用性能可有效满足施工现场实际需求。
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2007年 11月 Journal of Southwest Petroleum University Nov 2007
文章编号 : 1000 - 2634 (2007) - 11 - 0082 - 03
氯化钾 /聚合醇钻井液体系的研究及性能评价3
林 集 ,廖 刚 ,李勇波
(西南石油大学化学化工学院 ,四川 成都 , 610500)
摘要 : 研制了复合聚合醇处理剂 ,复合聚合醇的浊点可以通过改变组分的比例进行调节 。利用聚合醇与氯化钾的协 同增效作用 ,研制了氯化钾 /聚合醇钻井液体系 ,对钻井液体系性能进行了评价 。结果表明 :该钻井液体系具有流变 性好 、失水量较低 、抑制页岩水化膨胀的能力强 、能显著降低钻井液体系的摩阻系数 、热稳定性好等优点 ,可用于 140℃的高温 。 关键词 : 聚合醇 ; 钻井液 ; 氯化钾 ; 抑制性 ; 润滑性 中图分类号 : TE254. 1 文献标识码 : A
0. 0 50. 8 64. 3 66. 0 68. 6
表 5表 6数据表明 ,随 KCl加量的增加 ,页岩回 收率明显提高 ,而膨胀率明显下降 。当基浆中复合 聚合醇含量为 3% , KCl加量 7%时 ,页岩回收率达 95. 9% ,较清水提高了 51. 2% , 24 h线性膨胀率较 清水降低 68. 6%。由此说明该氯化钾 /聚合醇钻井 液体系能有效抑制页岩水化分散 、降低膨胀率 ,减轻 地层中粘土矿物因水化造成的不稳定性 。 2. 7 钻井液体系润滑性评价
[ 2 ] 张灵霞. 聚合醇钻井液技术室内研究与现场应用 [ J ]. 河南石油 , 2002, 16 (4) ; 33 - 35.
[ 3 ] 李辉. 聚合醇在钻井液中的作用 [ J ]. 油田化学 , 2003, 20 (3) ; 280 - 284.
[ 4 ] M cgill M. D rilling severely dep leted sands in the Gulf of M exico: the benefits of cloud point glycols [ C ]. SPE 38571, 1997
加 ,泥饼的摩阻系数逐渐降低 ,当聚合醇的加量为 3%时 ,摩阻系数为 0. 0437比未加聚合醇时降低了 50. 1% ,说明该钻井液体系有良好的润滑性能 。
3 结 论
(1) 复合聚合醇的浊点随 KCl浓度的增大而降 低 ,可通过改变各组分的比例来调节复合聚合醇的 浊点以适应实际情况需要 。
(2) 聚合醇 、KCl对钻井液体系的性能影响不 大 ,且有改善 、优化钻井液性能的作用 ,显示出良好 的配伍性 。
在钻井液体系中加入不同量的复合聚合醇 ,用 粘滞系数测定仪测定钻井液的摩阻系数 , 结果如 表 7所示 。
表 7 钻井液体系的润滑性
聚合醇加量 /% 0
泥饼摩阻系数 / Kf
0. 0875
摩阻系数降低率 /% 0. 0
1
0. 0699
20. 1
2
0. 0611
30. 2
3
0. 0437
50. 1
由表 7可知 ,随钻井液中复合聚合醇的加量增
2 实验结果与讨论
2. 1 KCl对复合聚合醇浊点的影响 复合聚合醇由几种浊点不同的产物组成 ,调节各
个组分的比例可以改变复合聚合醇的浊点 。将该样 品配成质量分数为 2%的水溶液 ,在溶液中加入不同 量的 KCl,测定复合聚合醇的浊点 ,结果如图 1所示 。
1 实验材料与方法
1. 1 实验仪器及药品 (1) 实验仪器 : 变频式滚子加热炉 、AP I失水
在配方 2中加入 3%的复合聚合醇 ,以此作为 基浆 。在基浆中加入不同量的 KCl,钻井液的性能 见表 3。
表 4 钻井液的性能的影响
KC l加量
热滚温度
AV
PV
YP FL
/ ℃ / (mPa·s) / (mPa·s) / Pa /m l
基浆
120
26. 5
18
9 8. 5
基浆 + 2% KCl 120
仪 、W Z21型瓦式膨胀仪 、粘滞系数测定仪 、ZNN 2D6 型六速旋转粘度计 、电动搅拌器 。
(2) 实验药品 : 聚合醇 (不同浊点 ) 、KCl、SM P2 2、SPNH、HV 2CMC。 1. 2 实验方法
(1) 复合聚合醇的研制 :由几种浊点不同的聚 合醇按一定比例配制而成 。
(2) 用旋转粘度计 、失水仪 、膨胀仪 、滚子炉 、粘 滞系数测定仪等对钻井液体系的性能进行评价 。
· 9 · Journal of Southwest Petroleum University 2007 - 11
(3) 氯化钾 /聚合醇钻井液体系的流变性好 、失 水量较低 、抑制页岩水化膨胀的能力强 、并能显著降 低钻井液体系的摩阻系数 。
(4) 该钻井液体系热稳定性好 ,可用于 140℃ 的高温 。
参考文献 :
[ 1 ] 郝庆喜. 聚合醇防塌钻井液在牛 88井的应用 [ J ]. 钻 井液与完井液 , 1997, 6 (1) : 21 - 23.
15
6 8. 3
2. 6 钻井液体系抑制性评价 用页岩滚动回收实验和粘土膨胀实验两种方法
评价钻井液体系的抑制性 。将页岩样品与实验液体 装在品脱罐中 ,在 120℃下热滚 16 h,测定页岩的回 收率 ,结果见表 5。
表 5 页岩在不同液体中的回收率
体系
清水 基浆 基浆 + 2% KCl 基浆 + 5% KCl 基浆 + 7% KCl
热滚温度 /℃
120 120 120 120 120
热滚时间 /h
16 16 16 16 16
回收率 /%
44. 7 64. 5 83. 7 90. 7 95. 9
84
西南石油大学学报 2007年
用 W Z21型瓦式膨胀仪测试粘土在钻井液体系 中的线性膨胀率 ,结果见表 6。
表 6 页岩在不同液体中的膨胀率
体系
线性膨胀率 / %
2h
24h
膨胀降低率 / %
2h
24h
清0.水0
7. 1
基浆
3. 1
基浆 + 2% KCl 2. 5
基浆 + 5% KCl 2. 4
基浆 + 7% KCl 2. 3
0. 0 20. 8 15. 1 14. 4 13. 3
42. 3 56. 3 64. 8 66. 2 67. 6
研究 表 明 , 聚 合 醇 的 良 好 效 果 与 其 浊 点 有 关 [ 3 ] 。M cgill提出 :为获得更好的抑制性 ,聚合醇的 表观浊点应低于或接近井底温度 ;一种有效的聚合 醇产品最好由浊点不同的几种产物组成 ,将浊点调 整到与井下循环温度一致 [ 4 ] 。在吸附理论的研究 中 , A ston认为 :聚合醇取代了岩样中的吸附水 ,从而 控制了页岩表面的水化 [ 5 ] 。Reid发现 ,聚合醇的吸 附量与抑制能力不成正比 ,认为聚合醇的取代吸附 不是抑制页岩水化的充分条件 [ 6 ] ;当在有 KC l存在 时 , K+与处理剂中醚键的共同作用决定了处理剂的 抑制性 。本文利用聚合醇与氯化钾的协同增效作 用 ,研制了氯化钾 /聚合醇钻井液体系 ,并对该钻井 液体系的性能进行了评价 。
将钻井液在 120℃、140℃下热滚 16 h,然后在 常温下测定其性能 ,结果见表 4。
从表 4可以看出 ,在相同温度下 ,加入 KCl后 , 钻井液的失水量有所增大 ,但随 KCl进一步增加 ,失 水量并没有继续增大 ,而是略有降低 ;温度达 140℃ 时 ,与 120℃相比 ,流变性和失水量均没有发生明显 变化 ,失水量仍低于 10 m l。因此可以认为 ,该钻井 液体系可用于 140℃条件下的钻井作业 。
聚合醇钻井液是上世纪 90 年代初发展起来的 一种新型钻井液体系 ,最早主要用于钻井液防泥包 、 润滑防卡等 。后来发现 ,其在稳定井壁 、保护油层和 环境保护方面也有很好的作用 。此外还兼有易维 护 、无荧光 、与其它处理剂配伍性好等优点 。现场应 用表明 [ 1, 2 ] ,聚合醇钻井液体系在深井 、大斜度井 、 水平井 、定向井及复杂地层的正常施工 、加快钻井速 度 、缩短钻井和完井周期等方面均有明显的效果 。
表 3 KCl对钻井液性能的影响
KC l加量
AV
PV
YP
FL
/%
/ (mPa·s) / ( mPa·s) / Pa
/m l
2
35. 5
26
15
7. 9
5
34. 5
24
14
7. 3
7
34. 0
23
13
6. 8
表 3中数据表明 ,加入 KCl后 ,钻井液的表观粘 度和切力均有不同程度的增加 ,但随加量增大 ,表观 粘度和切力变化不大 ;加入 KCl后 ,钻井液的失水量 略有降低 ,但影响不大 。 2. 5 钻井液的热稳定性
从图 1可以看出 ,复合聚合醇的浊点随 KCl的 加量升高而逐渐降低 。在该钻井液体系中 ,要加入 KCl,对复合聚合醇的浊点有一定影响 。现场应用 中 ,可根据实际情况调节复合聚合醇各组分的配比 , 以使其浊点与实际温度相适应 。 2. 2 降滤失剂的选择
钻井液的基础配方为 : ( 1 ) 4% 粘土 + 0. 28% NaCO3 + 0. 4% HV 2 CMC + 0. 3% 聚合物包被剂 + 3% SM P22; ( 2 ) 4% 粘土 + 0. 28% NaCO3 + 0. 4% HV 2CMC + 0. 3%聚合物包被剂 + 3% SPNH。在不 同温度下测定钻井液的性能 ,结果见表 1。