钻井液体系培训

得粘土颗粒具有可压缩性； KPAM、NPAN使钻井
液中的粘土颗粒保持适当的多级分散，利于形成
致密泥饼； SPNH和FT-342的充填封堵作用；综
合以上三点，足以形成致密而薄的低渗透性泥饼，
使钻井液的滤失量降低。
1、体系简介
3、体系机理
（3）防塌机理
一、钾铵聚合物 钻井液应用现状
SPNH提高了粘土颗粒的聚结稳定性，使钻井液 中易于保持和增加细土颗粒的含量，有利于形成致密 的泥饼。
改性沥青使井壁表面形成一层牢固的沥青薄膜，
它能阻止钻井液中的自由水向地层渗透。 对于力学上不稳定的地层、破碎带，在压差作
用下沥青颗粒的大量渗入，形成较致密和较厚的沥青
薄膜，并具有一定的强度。 NH4+ 、K+的晶格固定作用。
（二）应用区块
一、钾铵聚合物 钻井液应用现状
该体系主要应用于喇、萨、杏、高台子、
KPAM
NPAN SPNH FT342 JN-A YH-1 纯碱 合计
0.2
0.5 0.7 0.5 1 0.125 0.3
12777.78
5111.2 5100 4564.78 5341.88 5025 2500
2555.556
2555.6 3750 2282.39 5341.88 628.125 750 17683.55
朝阳沟等调整井区块及外围浅层开发井。
2008年，钾铵聚合物钻井液体系应用于
喇嘛甸、杏北、杏南区块、萨中、高台子、朝
阳沟、中亚、临江、太北、肇东区块。
（二）应用区块
一、钾铵聚合物 钻井液应用现状
根据区块特点，通过调整处理剂用量及与其他
钻井液材料配伍，能满足各种井型的施工需求。 开发井通过加大KPAM、NPAN用量，较好地解决 了嫩江组、青山口地层大段泥页岩水化分散的问题， 使钻井液具有良好的剪切稀释和防塌能力。
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钻井液体系及应用
体系名称：高密度防塌聚合物钻井液体系
体系配方：基浆
+0.15%KPAM+0.2%NPAN+0.5%SPNH+0.5%SAKH+0.3%J N-A+BaSO4 （对于定向井要补加1.0%RH-3或混入原油；对于 易漏井要补加2.0%FD屏蔽剂进行防漏。）
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效果。
（5）对于重点井段（如嫩二段、青山口），要加 足防塌剂，控制失水≤5ml,泥饼优良。
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（6）控制钻进过程中粘度50-60s，完井粘度6570s。 （7） 沉砂池容积要足够大，以保证地面充分沉 降絮凝的钻屑，要最大限度的使用固控设备，以保 证较低的粘切和粘土容量，这是聚合物钻井液使用 的基础保证。
3、应用井数
一、钾铵聚合物 钻井液应用现状
该体系研究推广以来，应用了上万口井，满
足了油田内部调整井及浅层开发井的施工要求。
2008年各区块应用井数
区 块 杏北 684 杏南 137 萨中 82 高台子 朝阳沟 其他 119 120 44 合计 1186
口数（口）
二、效果评价
（一）质量情况 该体系有利于固井质量的提高： 1、泥饼质量好； 2、剪切稀释效果好、顶替效率高； 3、与水泥浆配伍性好。
（三）事故与复杂情况
二、效果评价
钾铵聚合物钻井液的应用，使事故和复 杂都控制在了规定指标之内，达到了有效 预防事故和复杂的目的。
2008年，该体系共应用1186口，其中
发生电测遇阻17口，微电极幅度低13口，
测井一次成功率为97.47%；发生井漏9口，
井漏发生率0.76%。
（五）对提速的贡献情况
一、钾铵聚合物 钻井液应用现状
JN-A
含量（%）0.15~0.2 0.3~0.5 0.5~1.0 0.5~1.0 0.3~0.5
该配方可根据地质情况和施工工艺要求， 调整处理剂用量或与其他材料配合，以满足不 同井型的施工需求。
（一）体系简介
2、体系性能
一、钾铵聚合物 钻井液应用现状
开发井密度低、失水小，利于油层保护；动塑比适 中，具有较好的携岩能力。 调整井能够配制高密度钻井液，动切力适中，流变 性好，携岩能力强。
（一）体系简介
一、钾铵聚合物 钻井液应用现状
3、体系机理
该体系通过聚合物聚丙烯酸钾的包被、絮凝，
铵盐的降滤失、SPNH和改性沥青的防塌、JN-A的
降粘作用，满足了油田内部调整井的钻井要求。
（一）体系简介
3、体系机理
一、钾铵聚合物 钻井液应用现状
（1）絮凝、包被机理
KPAM的分子质量足够高（300万以上），并具有
钻井五公司
钻井液体系及应用
（一）、调整井钻井液技术 1、调整井对钻井液的要求
调整井的主要特点是：⑴上部地层是大段泥岩， 蒙脱石含量高，钻屑易水化分散，引起钻井液中固相 含量急剧增加，流动性变差，要求钻井液具有较强的 包被、絮凝能力，以便最大限度地保护钻屑不被水化 分散（地面沉除），具有良好的剪切稀释能力；⑵由 于长期高压注水和地层的非均质性，形成了典型的多 压力层系，要求钻井液有一定的密度和一定的结构力， 用来悬浮大量的加重材料；⑶在断层、裂缝发育、油 层欠压等条件下，高密度钻井又极易引起井漏，要求 钻井液还要有一定的防漏能力。
塑性 动 粘度 切 mPa. 力 s
Pa
2.0 ～ 10 6.0 ～ 12
15 ～ 25 15 ～ 25
≤1
≤1
≤1
≤1
15 6.0 ～ ～ 25 12 技术管理中心
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2、开发井钻井液处理剂作用效果
（1）两性离子高聚物FA-368：①中和了泥页岩 的部分或全部负电荷，大大降低了其水化、分散、 坍塌的能力，②抑制、絮凝能力强，能保持钻井液 较低的粘土含量，降低钻井液密度，③剪切稀释效 果好，水眼粘度低，有利于水马力的发挥，提高钻 速。
调整井加重前使用KPAM，提高了钻井液悬浮、
抑制能力，能实现快速钻进；油层段使用封堵型处
理剂FT-342，能形成致密泥饼，有效保护储层。
（二）应用区块
一、钾铵聚合物 钻井液应用现状
与YH-1配伍，大大提高了体系的抗钙能 力，满足了侧斜井和表层井施工。 与防漏堵漏材料配合，能够满足断层、 油层欠压条件下的安全施工。 与润滑剂、原油的配伍，满足了定丛井 润滑防卡的要求。
塑 性 粘度 mPa.s
动切 力 Pa
15～ 4.0 25 ～10 15 ～ 25 6.0 ～12
≤1
≤3
≤1
≤3
15 6.0 ～ ～12 25 技术管理中心
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2、调整井钻井液处理剂作用效果
（1）聚丙稀酸钾（KPAM）：①絮凝包被作用，有效 抑制了泥页岩的水化分散造浆，②改善了钻井液的流 变性，有利于提高井身质量和钻速，③具有一定的防 塌、封堵能力，吸附在井壁上形成泥饼的骨架。 （2）铵盐（NPAN）、高温高压降滤失剂（SPNH）和 有机硅腐钾（SAKH）：①控制钻井液滤失量，形成致 密泥饼，②提高钻井液的防塌能力，保持了井壁的稳 定。
二、效果评价
钾铵聚合物体系历经十几年的应用和完善，对提速 的贡献主要表现在： 有利于水力功率的发挥；
1、具有一定的絮凝抑制能力、固相含量低、流变性好、 2、泥饼质量好、封堵防塌能力强，能够有效避免井下
复杂情况的发生；
3、动塑比适中，携岩能力强，环空岩屑浓度低。
因此，该体系有利于机械钻速的提高。
三、存在问题
井壁稳定问题主要增强钻井液的抑制、封堵能力。 钻井液体系：两性离子聚合物钻井液体系 钻井液配方：基浆+0.2-0.3%FA-368+ 0.2-0.3% XY28 +0.5%NPAN+1.0-1.5% SPNH（或SAKH）
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钻井液性能
井 密度 漏 斗 API 泥饼 PH 段 g/cm3 粘度 失水 mm 值 s mL 油 执 行 45～ ≤8 层 地 质 7０ 前 设计 油 层 完 井 50～ ≤5 65 65～ ≤5 70 ≤1 8～ ９ 8～ ９ 8～ ９ 含 砂 % ≤3 初 切 Pa 1.0 ～ 3.0 2.0 ～ 5.0 2.0 ～ 4.0 终 切 Pa 4.0 ～ 12 8.0 ～ 15 8.0 ～ 15
1、对于部分高渗低压区块该体系还不能有
效解决固井质量低的问题。
2、该体系对固控设备要求较高，固控设备
使用率低，将影响体系性能的发挥。
四、下步建议
1、改善钻井液管理基础设施，改造循环系统， 配备二级固控设备，能够使该体系的作用得到充 分发挥。 2、对于高渗低压区块，将开展深入研究，探 索提高固井质量、减少井下复杂的有效途径。
证在造浆地层有足够的抑制、絮凝能力。
（2） XY-28与FA-368等量同步加入。
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（3）保持防塌剂有足够的浓度。在钻井液中防塌
剂的浓度达到1-1.5%才能发挥其防塌效果，因此，
每钻进300-400米，需要补充防塌剂250-300千克。
（4）保持NPAN的浓度在0.3%以上，以保证降滤失
特别强调：
该钻井液体系要求配备四级固控设备，体系 的固相容量约为12-14%，超过该值体系将失去稳定 性，此时需要大量加水或加强分散剂提高粘土容量。
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一、钾铵聚合物钻井液应用现状
（一）体系简介
钾铵聚合物钻井液是20世纪末研究而成，该体系
的特点是具有一定的絮凝抑制能力、流变性好、封堵
防塌效果好，固相容量高、能够配制较高密度的钻井
（3）降粘剂JN-A：①使粘土颗粒保持适度分散，有 利于提高钻井液固相容量，②提高钻井液流变性和固 井质量。
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