钾钙基聚磺钻井液在滴403井的应用
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≤１２／２．０
１．３５～１．３８ ５４～６４
５．２～８．０／０．５ ２７～３２ ６～１０
２～３／８～１２ ９～９．５ ０．３ ２０ ３９ ０．０５２ ４ １１．５／１
井液替浆、返浆正常， 说明凝胶堵漏剂 ＺＬ 起到了一定 的作用。
在三开乌尔禾组防塌， 在侏罗系、三叠系、二叠系 和石炭系均有分布以弱膨胀性粘土矿物为主， 主要成 分 是 伊 利 石 、伊／蒙 混 层 和 少 量 高 岭 石 、绿 泥 石 。 粘 土 与非粘土矿物水化能力差异大， 并且各种粘土矿物之 间水化能力也存在大的差异， 由于这些差异的存在， 使各晶层的水化速度、膨胀程度不一致 ， 会使本身裂 隙就发育的泥页岩次生出更多的裂隙， 导致岩石剥 蚀、崩塌、掉块。硬脆泥岩受构造运动应力作用， 钻开 后地层应力释放， 造成井壁垮塌， 引起阻卡。
（ ３） 抗污染能力强。具有良好的抗温、抗盐、抗钙 和抗膨润土、钻屑的污染能力 ，适合长段泥岩段、大井 眼井段的施工；
（ ４） 流动性好，维护处理简单，成本合理； （ ５） 保护储层能力好。有利于发挥钻井液低分 散、低固相、低滤失量特性 ，充分减少钻井液对油层的 损害。
参考文献 １ 艾贵成． 钾钙基阳离子钻井液技术［ Ｊ］ ． 石油钻采工艺，
新 疆 石 油钾油钙田科基高聚压磺技注钻汽井锅液炉在在滴役４检０３验井２与０的０研８应年究用第 ２ 期（ 第 １８ 卷）
· ２７ ·
钾钙基聚磺钻井液在滴 ４０３ 井的应用
乔东宇① 段利波 张蔚 贾永红 德米提
西部钻探公司克拉玛依钻井工艺研究院， ８３４０００ 新疆克拉玛依
摘 要 滴西地区地层比较复杂， 根据邻井资料显示： 该区地层具有上部地层易漏失， 下部易垮塌等特点。通过对配方配伍性研 究， 采用钾钙基聚 磺 钻 井 液 ； 现 场 应 用 表 明：钾 钙 基 聚 磺 钻 井 液 配 伍 性 好 、抗 污 染 能 力 强 、防 塌 能 力 强 、流 动 性 好 ； 尤 其 配 合 凝 胶 剂 ＺＬ， 防漏效果好， 适合滴西油田钻井施工和储层保护的需要 ，可进一步推广应用。 主题词 钾钙基聚磺 防漏 防塌 井壁稳定
５ 结论与认识
钾钙基聚磺钻井液体系具有以下优点： （ １） 抑制、防塌能力强。利用同离子效应和阳离 子的强抑制作用 ，有效地解决了长段泥岩和硬脆性地 层的垮塌问题；
（ ２） 针对上部地层具有漏失压力低、钻井过程中 漏失频繁、漏失层位多等特点， 通过加入凝胶堵漏剂 ＺＬ， 提高地层的承压能力； 在钻井、中完固井时， 无明 显漏失， 固井钻井液替浆、返浆正常， 较好的解决了防 漏的问题；
１．１０～１．１９ ４０～６０
４．０～５．０／０．４ １２～３２ ３～１２
２～１８／６～４０ ９～１０ ０．３ ７～１０ ３８～４０ ０．０５２ ４ １１．８／１
三开（ ３ ４４０～３ ９６０ｍ）
设计性能
实际性能
１．３０～１．４５ ４５～９０
≤５．０／１．０ １８～３５ ５～１２
２～６／５～１６ ９～１０ ≤０．５ ≤２２ ３５～４５ ≤０．１
ＨＴＨＰ 失水／泥饼（ ｍＬ／ｍｍ）
表 １ 滴 ４０３ 井钻井液的性能
性
能
一开（ ０～４９４ｍ）
设计性能
实际性能
二开（ ４９４～３ ４４０ｍ）
设计性能
实际性能
１．１０～１．２０ ７０～１２０
１．１５ ８２～９８
１．０７～１．２０ ４５～８５
≤５．０／１．０ １２～３０ Βιβλιοθήκη Baidu～１５
１～５／３～１２ ８．５～１０ ≤０．５ ≤１８ ３５～４５ ≤０．１ ≤１５／２．０
２ 理论基础
（ １） 利 用 ＫＣｌ、ＫＯＨ、ＫＨＰＡＮ 提 供 Ｋ＋， 而 Ｋ＋的 直 径 （ ２．６６Ａ０） 与硅氧四面体的六角环的直径相等， 恰好 镶嵌在硅氧四面体的六角环中， 导致易水化的泥页岩 呈较好的惰性， 从而降低泥页岩的水化分散；
（ ２） ＣａＯ 溶解在水中生成 Ｃａ（ＯＨ）２， Ｃａ（ＯＨ）２ 可水 解为 Ｃａ２＋和 ＯＨ－ ， 而 Ｃａ２＋与泥页岩中的 Ｎａ＋发生离子 交换， 使钠质土转变为钙质土。同时， Ｃａ２＋与黏土产生 不可逆的吸收作用 ， 在黏土颗粒的表面形成水化硅 酸钙 ６ＣａＯ·３ＳｉＯ·２Ｈ２Ｏ。离子交换和吸附都降低了黏 土颗粒的亲水性和分散度，从而抑制泥页岩的水化分 散；
针对三开存在的技术难点， 主要采取以下措施： 从三开一开始就将沥青的加量保持在 ５％以上， 提高 钻井液的扒糊能力， 稳定井壁。加足沥青类处理剂， 沥 青在井下温度的作用下软化变形， 在井壁上形成多点 吸附， 起到物理封堵井壁岩石的作用， 同时沥青质使 泥饼憎水， 加大了水分子进入地层的阻力。在加入防 塌剂的基础上， 加入超细目碳酸钙作为架桥粒子与填 充粒子， 快速有效地形成致密、低渗透的泥饼。
３ 室内研究
钾盐钻井液在配制时对基浆的膨润土较敏感， 膨 润土含量较低时， 钻井液性能容易控制， 膨润土含量 较高时， 钻井液性能很难控制， 所以在现场转化前， 应 由实验室在室内的基础上， 给出定量方案。依据与储 层矿物及地层水的配伍性优选出了一些处理剂。二开 以后采用的配方如下：
基本配方＋２％ＳＭＰ－ １（粉）＋２％ＳＰＮＨ＋３％阳离子防 塌沥青＋７％ＫＣｌ＋２％凝胶 ＺＬ＋０．１％ＣａＯ 性能见表 １。
（ ３） 阳离子聚合物钻井液是以高分子量阳离子 聚合物作为包被絮凝剂，以小分子量有机阳离子化合 物作为泥页岩抑制剂， 二者的相互结合 ，使得阳离子 钻 井 液 具 有 较 强 的 抑 制 性 、较 好 的 稳 定 井 壁 能 力 。 并 配合阳离子乳化沥青和磺化类处理剂的应用 ，有效地 解决了抑制防塌问题。
４ 现场应用
在滴 ４０３ 井中进行试验，所用井段复杂发生率为 ０，机械钻速同比提高 ２０％，电测、下 套 管 １ 次 成 功，固 井质量优，达到同区块最好水平。
由于二开长裸眼段， 钻遇的层位较多， 岩性变化 大 ， 且 泥 岩 井 段 较 多 ， 遇 水 软 化 、膨 胀 而 造 成 缩 径 阻 卡； 地层压力系数低， 裂缝发育， 存在多套煤层， 钻井 过程中容易发生井漏等复杂情况。根据邻井资料显 示， 邻井都存在不同程度的漏失， 因此要加强钻井液 的封堵性， 将重点放在防漏上。从二开开始， 就在钻井 液中加入凝胶堵漏剂 ＺＬ， 凝胶堵漏剂可以和井壁形 成致密的内屏蔽环， 提高地层的承压能力。从现场使 用情况看， 在钻井、中完固井时， 无明显漏失， 固井钻
１ 前言
滴 ４０３ 井位于新疆福海县滴西地区， 是新疆油田 公司在滴西地区的一口预探井， 该井设计井深 ３ ９００ ｍ， 实钻井深 ３ ９６０ｍ。钻探目的为主探石炭系， 兼探白 垩系、侏罗系和二叠系。全井段易发生井漏复杂情况。 地表流砂层厚且疏松， 易窜槽， 易漏； 二开井段白垩系 灰 色 及 灰 白 色 、灰 褐 色 粉 砂 岩 、细 砂 岩 与 泥 岩 不 等 厚 互层、侏罗系（八道湾组煤层）易发生井漏。侏罗系、三 叠系硬脆性泥岩极易坍塌掉块。三开井段二叠系乌尔 禾组褐色泥岩易垮塌， 石炭系微裂缝发育、火山灰岩 及碎屑灰岩易发生井漏。因此， 在滴西地区的钻井液 体 系 必 须 具 有 防 漏 、防 塌 的 强 一 、抑 制 性 钻 井 液 体 系 。 钾钙基聚磺钻井液在滴西 １２ 和滴西 ２０ 等几口探井 中进行了应用， 有效的抑制了上部井眼的漏失和下部 井眼的剥落垮塌， 保证了井下安全， 提高了钻进速度 和井身质量， 保证了较高的渗透率恢复值。
２００７， ２９（ ４） ２ 郭明贤， 庄义江， 胡晓津等． 聚磺钾盐钻井液的现场应用． 钻
井液与完井液， ２００２， １９（ ６）
责任编辑： 李未蓝 收稿日期： ２００８－ ０３－ ０４
①作者简介： 工程师， ２００７－ ０７ 毕业于长江大学应用化学专业
·２８ ·
新疆石油科技
２００８ 年第 ２ 期（ 第 １８ 卷）
井段
密度（ ｇ／ｃｍ３） 粘度（ ｓ）
失水／泥饼（ ｍＬ／ｍｍ） ＰＶ （ ｍＰａ·ｓ） ＹＰ （ Ｐａ） 静切力（ Ｐａ） ｐＨ 含砂量（ ％） 固相含量（ ％）
膨润土含量（ ｍｇ／Ｌ） Ｋｆ
１．３５～１．３８ ５４～６４
５．２～８．０／０．５ ２７～３２ ６～１０
２～３／８～１２ ９～９．５ ０．３ ２０ ３９ ０．０５２ ４ １１．５／１
井液替浆、返浆正常， 说明凝胶堵漏剂 ＺＬ 起到了一定 的作用。
在三开乌尔禾组防塌， 在侏罗系、三叠系、二叠系 和石炭系均有分布以弱膨胀性粘土矿物为主， 主要成 分 是 伊 利 石 、伊／蒙 混 层 和 少 量 高 岭 石 、绿 泥 石 。 粘 土 与非粘土矿物水化能力差异大， 并且各种粘土矿物之 间水化能力也存在大的差异， 由于这些差异的存在， 使各晶层的水化速度、膨胀程度不一致 ， 会使本身裂 隙就发育的泥页岩次生出更多的裂隙， 导致岩石剥 蚀、崩塌、掉块。硬脆泥岩受构造运动应力作用， 钻开 后地层应力释放， 造成井壁垮塌， 引起阻卡。
（ ３） 抗污染能力强。具有良好的抗温、抗盐、抗钙 和抗膨润土、钻屑的污染能力 ，适合长段泥岩段、大井 眼井段的施工；
（ ４） 流动性好，维护处理简单，成本合理； （ ５） 保护储层能力好。有利于发挥钻井液低分 散、低固相、低滤失量特性 ，充分减少钻井液对油层的 损害。
参考文献 １ 艾贵成． 钾钙基阳离子钻井液技术［ Ｊ］ ． 石油钻采工艺，
新 疆 石 油钾油钙田科基高聚压磺技注钻汽井锅液炉在在滴役４检０３验井２与０的０研８应年究用第 ２ 期（ 第 １８ 卷）
· ２７ ·
钾钙基聚磺钻井液在滴 ４０３ 井的应用
乔东宇① 段利波 张蔚 贾永红 德米提
西部钻探公司克拉玛依钻井工艺研究院， ８３４０００ 新疆克拉玛依
摘 要 滴西地区地层比较复杂， 根据邻井资料显示： 该区地层具有上部地层易漏失， 下部易垮塌等特点。通过对配方配伍性研 究， 采用钾钙基聚 磺 钻 井 液 ； 现 场 应 用 表 明：钾 钙 基 聚 磺 钻 井 液 配 伍 性 好 、抗 污 染 能 力 强 、防 塌 能 力 强 、流 动 性 好 ； 尤 其 配 合 凝 胶 剂 ＺＬ， 防漏效果好， 适合滴西油田钻井施工和储层保护的需要 ，可进一步推广应用。 主题词 钾钙基聚磺 防漏 防塌 井壁稳定
５ 结论与认识
钾钙基聚磺钻井液体系具有以下优点： （ １） 抑制、防塌能力强。利用同离子效应和阳离 子的强抑制作用 ，有效地解决了长段泥岩和硬脆性地 层的垮塌问题；
（ ２） 针对上部地层具有漏失压力低、钻井过程中 漏失频繁、漏失层位多等特点， 通过加入凝胶堵漏剂 ＺＬ， 提高地层的承压能力； 在钻井、中完固井时， 无明 显漏失， 固井钻井液替浆、返浆正常， 较好的解决了防 漏的问题；
１．１０～１．１９ ４０～６０
４．０～５．０／０．４ １２～３２ ３～１２
２～１８／６～４０ ９～１０ ０．３ ７～１０ ３８～４０ ０．０５２ ４ １１．８／１
三开（ ３ ４４０～３ ９６０ｍ）
设计性能
实际性能
１．３０～１．４５ ４５～９０
≤５．０／１．０ １８～３５ ５～１２
２～６／５～１６ ９～１０ ≤０．５ ≤２２ ３５～４５ ≤０．１
ＨＴＨＰ 失水／泥饼（ ｍＬ／ｍｍ）
表 １ 滴 ４０３ 井钻井液的性能
性
能
一开（ ０～４９４ｍ）
设计性能
实际性能
二开（ ４９４～３ ４４０ｍ）
设计性能
实际性能
１．１０～１．２０ ７０～１２０
１．１５ ８２～９８
１．０７～１．２０ ４５～８５
≤５．０／１．０ １２～３０ Βιβλιοθήκη Baidu～１５
１～５／３～１２ ８．５～１０ ≤０．５ ≤１８ ３５～４５ ≤０．１ ≤１５／２．０
２ 理论基础
（ １） 利 用 ＫＣｌ、ＫＯＨ、ＫＨＰＡＮ 提 供 Ｋ＋， 而 Ｋ＋的 直 径 （ ２．６６Ａ０） 与硅氧四面体的六角环的直径相等， 恰好 镶嵌在硅氧四面体的六角环中， 导致易水化的泥页岩 呈较好的惰性， 从而降低泥页岩的水化分散；
（ ２） ＣａＯ 溶解在水中生成 Ｃａ（ＯＨ）２， Ｃａ（ＯＨ）２ 可水 解为 Ｃａ２＋和 ＯＨ－ ， 而 Ｃａ２＋与泥页岩中的 Ｎａ＋发生离子 交换， 使钠质土转变为钙质土。同时， Ｃａ２＋与黏土产生 不可逆的吸收作用 ， 在黏土颗粒的表面形成水化硅 酸钙 ６ＣａＯ·３ＳｉＯ·２Ｈ２Ｏ。离子交换和吸附都降低了黏 土颗粒的亲水性和分散度，从而抑制泥页岩的水化分 散；
针对三开存在的技术难点， 主要采取以下措施： 从三开一开始就将沥青的加量保持在 ５％以上， 提高 钻井液的扒糊能力， 稳定井壁。加足沥青类处理剂， 沥 青在井下温度的作用下软化变形， 在井壁上形成多点 吸附， 起到物理封堵井壁岩石的作用， 同时沥青质使 泥饼憎水， 加大了水分子进入地层的阻力。在加入防 塌剂的基础上， 加入超细目碳酸钙作为架桥粒子与填 充粒子， 快速有效地形成致密、低渗透的泥饼。
３ 室内研究
钾盐钻井液在配制时对基浆的膨润土较敏感， 膨 润土含量较低时， 钻井液性能容易控制， 膨润土含量 较高时， 钻井液性能很难控制， 所以在现场转化前， 应 由实验室在室内的基础上， 给出定量方案。依据与储 层矿物及地层水的配伍性优选出了一些处理剂。二开 以后采用的配方如下：
基本配方＋２％ＳＭＰ－ １（粉）＋２％ＳＰＮＨ＋３％阳离子防 塌沥青＋７％ＫＣｌ＋２％凝胶 ＺＬ＋０．１％ＣａＯ 性能见表 １。
（ ３） 阳离子聚合物钻井液是以高分子量阳离子 聚合物作为包被絮凝剂，以小分子量有机阳离子化合 物作为泥页岩抑制剂， 二者的相互结合 ，使得阳离子 钻 井 液 具 有 较 强 的 抑 制 性 、较 好 的 稳 定 井 壁 能 力 。 并 配合阳离子乳化沥青和磺化类处理剂的应用 ，有效地 解决了抑制防塌问题。
４ 现场应用
在滴 ４０３ 井中进行试验，所用井段复杂发生率为 ０，机械钻速同比提高 ２０％，电测、下 套 管 １ 次 成 功，固 井质量优，达到同区块最好水平。
由于二开长裸眼段， 钻遇的层位较多， 岩性变化 大 ， 且 泥 岩 井 段 较 多 ， 遇 水 软 化 、膨 胀 而 造 成 缩 径 阻 卡； 地层压力系数低， 裂缝发育， 存在多套煤层， 钻井 过程中容易发生井漏等复杂情况。根据邻井资料显 示， 邻井都存在不同程度的漏失， 因此要加强钻井液 的封堵性， 将重点放在防漏上。从二开开始， 就在钻井 液中加入凝胶堵漏剂 ＺＬ， 凝胶堵漏剂可以和井壁形 成致密的内屏蔽环， 提高地层的承压能力。从现场使 用情况看， 在钻井、中完固井时， 无明显漏失， 固井钻
１ 前言
滴 ４０３ 井位于新疆福海县滴西地区， 是新疆油田 公司在滴西地区的一口预探井， 该井设计井深 ３ ９００ ｍ， 实钻井深 ３ ９６０ｍ。钻探目的为主探石炭系， 兼探白 垩系、侏罗系和二叠系。全井段易发生井漏复杂情况。 地表流砂层厚且疏松， 易窜槽， 易漏； 二开井段白垩系 灰 色 及 灰 白 色 、灰 褐 色 粉 砂 岩 、细 砂 岩 与 泥 岩 不 等 厚 互层、侏罗系（八道湾组煤层）易发生井漏。侏罗系、三 叠系硬脆性泥岩极易坍塌掉块。三开井段二叠系乌尔 禾组褐色泥岩易垮塌， 石炭系微裂缝发育、火山灰岩 及碎屑灰岩易发生井漏。因此， 在滴西地区的钻井液 体 系 必 须 具 有 防 漏 、防 塌 的 强 一 、抑 制 性 钻 井 液 体 系 。 钾钙基聚磺钻井液在滴西 １２ 和滴西 ２０ 等几口探井 中进行了应用， 有效的抑制了上部井眼的漏失和下部 井眼的剥落垮塌， 保证了井下安全， 提高了钻进速度 和井身质量， 保证了较高的渗透率恢复值。
２００７， ２９（ ４） ２ 郭明贤， 庄义江， 胡晓津等． 聚磺钾盐钻井液的现场应用． 钻
井液与完井液， ２００２， １９（ ６）
责任编辑： 李未蓝 收稿日期： ２００８－ ０３－ ０４
①作者简介： 工程师， ２００７－ ０７ 毕业于长江大学应用化学专业
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新疆石油科技
２００８ 年第 ２ 期（ 第 １８ 卷）
井段
密度（ ｇ／ｃｍ３） 粘度（ ｓ）
失水／泥饼（ ｍＬ／ｍｍ） ＰＶ （ ｍＰａ·ｓ） ＹＰ （ Ｐａ） 静切力（ Ｐａ） ｐＨ 含砂量（ ％） 固相含量（ ％）
膨润土含量（ ｍｇ／Ｌ） Ｋｆ