一种钻井液用泥页岩抑制剂JXA-1的评价及应用

Mine Engineering 矿山工程, 2020, 8(2), 215-221

Published Online April 2020 in Hans. /journal/me

https:///10.12677/me.2020.82028

Evaluation and Application of Shale

Inhibitor JXA-1 for Drilling Fluid

Yaping Zhang1, Yongzhong Ji2, Bin He2, Bing Tang1, Xiangfeng He3, Bo Song1, Xun Song1

1Chengdu Xiyouhuawei Science & Technology Co. Ltd., Chengdu Sichuan

2CCDC International Engineering Company, Chengdu Sichuan

3Tianjin Polytechnic University, Tianjin

Received: Mar. 30th, 2020; accepted: Apr. 23rd, 2020; published: Apr. 30th, 2020

Abstract

When conventional water-based drilling fluid encounters shale formation rich in clay minerals, it is easy to cause mud formation and wellbore instability due to hydration and expansion of shale.

JXA-1, a kind of amphiphilic organic cationic amide polymer, is a shale inhibitor for drilling fluid.

It has been proved that JXA-1 has good inhibition performance, salt resistance and calcium re-sistance. The addition of JXA-1 reduces the linear expansion rate of the core, and the compatibility of jxa-1 with water-based drilling fluid is good. The successful application of JXA-1 in two wells is introduced, which provides a new inhibitor for drilling of shale gas water-based drilling fluid.

Keywords

Water Based Drilling Fluid, Inhibitor, Compatibility, Field Application

一种钻井液用泥页岩抑制剂JXA-1的

评价及应用

张亚萍1，吉永忠2，贺彬2，唐冰1，贺祥峰3，宋波1，宋勋1

1成都西油华巍科技有限公司，四川成都

2川庆钻探工程有限公司国际工程公司，四川成都

3天津工业大学，天津

收稿日期：2020年3月30日；录用日期：2020年4月23日；发布日期：2020年4月30日

摘要

常规水基钻井液在钻遇富含黏土矿物的泥页岩地层时，由于泥页岩水化膨胀易导致地层造浆、井壁失稳。

张亚萍 等

钻井液用泥页岩抑制剂JXA-1是一种两亲型的有机阳离子酰胺聚合物，室内证明该抑制剂具有良好的抑制性能和抗盐抗钙性能，JXA-1的加入降低了岩心的线性膨胀率，同时JXA-1与水基钻井液的配伍性良好，介绍了其在2口井的成功应用，为页岩气水基钻井液钻井提供了一种新的抑制剂。

关键词

水基钻井液，抑制剂，配伍性，现场应用

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1. 引言

在油气钻井过程中，泥页岩地层井壁失稳这一世界性难题一直困扰着广大石油工程技术人员。因井壁失稳引起的井塌、缩径不仅会导致起下钻遇阻、卡钻、扭矩增大、憋泵等井下复杂问题，甚至会造成钻具掉落、井眼轨迹偏斜或整口井的报废。随着近年来国家对页岩气资源勘探开发力度的加大，井壁稳定问题面临着更严苛的挑战。尽管目前页岩气钻井通常使用油基钻井液来缓解井壁失稳现象，但是从经济开发效益以及环境保护的角度考虑，具有强抑制性和优良环保性的水基钻井液势必成为今后的发展方向[1] [2] [3] [4] [5]。作为抑制性水基钻井液的核心处理剂——页岩抑制剂的研发一直是钻井液领域的重点研究对象[6] [7] [8] [9]。目前，常见的页岩抑制剂有无机离子型抑制剂、有机胺型抑制剂、聚醚胺型抑制剂、天然产物改性抑制剂、超支化型抑制剂以及共聚物型抑制剂[10]。尽管科研者们在抑制剂方面有大量的研究，但是能实现大量应用并且被市场接受的并不多。

本文评价并成功的应用了一种水基钻井液用泥页岩抑制剂JXA-1，该抑制剂可有效提高井浆抑制性能，钻进期间各项性能保持稳定，井眼通畅，未发生井下复杂问题，具有推广应用价值。

Figure 1. JXA-1 mechanism of action 图1. JXA-1作用机理图