任 斌 杜 威 彭喬松 陳蘭霞

（1．中國(guó)石化西北油田分公司油氣運(yùn)銷部）（2．中海石油（中國(guó)）有限公司湛江分公司鉆井部）

新型無(wú)固相PF－PRD鉆開(kāi)液體系是快速弱凝膠鉆開(kāi)液，它能快速形成弱凝膠結(jié)構(gòu)，其表觀黏度低，低剪切速率下的黏度高，能減少鉆開(kāi)液對(duì)井壁的沖蝕，穩(wěn)定井壁、保護(hù)儲(chǔ)集層；抗溫、抗鹽、抗剪切；失水小，形成的濾餅很薄，易于清除，對(duì)儲(chǔ)層的損害小，在海上鉆井平臺(tái)鉆進(jìn)、壓裂［1］等作業(yè)過(guò)程中效果明顯，推廣應(yīng)用前景廣闊。

1 PF－PRD實(shí)驗(yàn)室特性分析

該鉆開(kāi)液體系基本配方：天然海水＋0．3%（w）NaOH＋0．15%（w）Na2CO3＋2%（w）PF－FLO（降濾失劑）＋3%（w）PF－JLX（抑制潤(rùn)滑劑）＋0．7（w）%PF－VIS（增黏劑）。所使用降濾失劑 （PFFLO）為一種新型降濾失劑，主要成分為陰離子聚合物（聚磺化苯乙烯），在溶解過(guò)程中產(chǎn)生一定量的硫酸鹽，具有緩凝作用；該降濾失劑抗溫穩(wěn)定性在150℃以上，相對(duì)分子質(zhì)量在4萬(wàn)左右，API失水量一般低于50mL，加量在0．7%～2．2%。該鉆開(kāi)液體系所用抑制潤(rùn)滑劑（PF－JLX）主要成分為環(huán)狀單體聚糖類高分子衍生物，分子結(jié)構(gòu)上具有親油基團(tuán)和親水基團(tuán)，可在井壁上形成一層半透膜，對(duì)儲(chǔ)層有一定保護(hù)作用，同時(shí)具有優(yōu)異的抑制潤(rùn)滑作用，其熱穩(wěn)定性好。通過(guò)在實(shí)驗(yàn)室對(duì)PF－PRD無(wú)固相鉆開(kāi)液樣本進(jìn)行實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn)有如下特性［2］。

1．1 流變性獨(dú)特

PF－PRD無(wú)固相鉆開(kāi)液體系是一種具有黏彈性、無(wú)時(shí)間依賴性和假塑性的可逆弱凝膠。熱滾后，表觀黏度低、靜切力變化?。ㄒ?jiàn)圖1），在高攪剪切稀釋后，能很快恢復(fù)空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，能有效地懸浮鉆屑，阻止大斜度井和水平井鉆進(jìn)時(shí)巖屑床的形成。

1．2 高的低剪切速率黏度（LSRV）

PF－PRD無(wú)固相鉆開(kāi)液能快速地形成弱凝膠，該弱凝膠體系具有高的低剪切速率黏度（見(jiàn)圖2），故能有效地控制污染帶的深度，阻止固、液相侵入地層，避免對(duì)井壁的沖蝕，起到穩(wěn)定井壁、保護(hù)儲(chǔ)集層的作用。

1．3 抗鹽能力強(qiáng)、性能穩(wěn)定

PF－PRD無(wú)固相鉆開(kāi)液對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力較強(qiáng)，抗溫、抗鹽、抗剪切［3］，實(shí)驗(yàn)室用礦化度3000 mg／L的海水配制成鉆開(kāi)液體系后，再加入NaCl、CaCl2和MgCl2來(lái)考察其抗鹽性，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 PF－PRD無(wú)固相鉆開(kāi)液的抗鹽性Table 1 Salt resistance of no solid phase drilling fluid

由表1可以看出，該體系可抗高含量的Na＋、Ca2＋和 Mg2＋鹽的侵蝕。

1．4 失水造壁性好

在室內(nèi)考察了該體系的靜失水和動(dòng)失水，結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可以看出：無(wú)論靜失水和動(dòng)失水都不大，說(shuō)明孔隙介質(zhì)濾失量低，進(jìn)入儲(chǔ)層的濾液少，形成的濾餅很薄，易于清除。

2 文昌13－1油田地層構(gòu)造現(xiàn)狀

通過(guò)分析南海西部文昌13－1油田的地質(zhì)資料（表3），可知該油田設(shè)計(jì)的三口水平井 WC13－1－A6、WC13－1－A8和 WC13－1－A3井的水平段屬于珠江組二段，井壁易水化膨脹，鉆進(jìn)過(guò)程中易出現(xiàn)黏卡，在大斜度和水平段攜砂困難，容易形成砂床。

表2 PF－PRD無(wú)固相鉆井液的失水Table 2 Water－loss of no solid phase drilling fluid PF－PRD

表3 文昌13－1油田地層構(gòu)造Table 3 Layer structure of Wenchang 13－1 oilfield

3 PF－PRD無(wú)固相鉆開(kāi)液體系現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

文昌13－1油田三口水平井 WC13－1－A6、WC13－1－A8和 WC13－1－A3井采用PF－PRD無(wú)固相鉆開(kāi)液體系，僅用1個(gè)月就安全順利地完成了全部裸眼水平段的鉆完井作業(yè)。現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用情況，充分體現(xiàn)了PF－PRD無(wú)固相鉆開(kāi)液體系各方面的優(yōu)異性能。

3．1 鉆開(kāi)液配制情況

PF－PRD無(wú)固相鉆開(kāi)液體系的各藥劑具體使用情況見(jiàn)表4。

3．2 鉆開(kāi)液性能

鉆開(kāi)液性能見(jiàn)表5。

3．3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

3．3．1 性能穩(wěn)定、抗侵污

在鉆進(jìn)過(guò)程中PF－PRD鉆開(kāi)液體系的性能比較穩(wěn)定，波動(dòng)小。WC13－1－A3井鉆井作業(yè)后期，由于地層情況發(fā)生突變，使用該鉆開(kāi)液體系連續(xù)鉆進(jìn)了135m 的泥巖層（2 245～2 380m），這表明了該體系具備較強(qiáng)的穩(wěn)定性，抗侵污能力強(qiáng)。

表4 材料配制使用情況Table 4 Use of materials preparation

3．3．2 流變性獨(dú)特、攜砂能力強(qiáng)

從現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)篩的排放情況來(lái)看，PF－PRD無(wú)固相鉆開(kāi)液的帶砂情況非常好，各井返出的鉆開(kāi)液均攜帶大量各種粒徑的砂粒，沒(méi)有在水平段形成砂床，這充分證明了該體系的確具備較強(qiáng)的攜砂能力。

3．3．3 優(yōu)異的抑制性

該油田這3口井水平井的裸眼水平段井徑規(guī)整，約在215．9cm左右，而且在每口井的完井防砂作業(yè)過(guò)程中，盡管裸眼段受到長(zhǎng)時(shí)間的浸泡，但井壁依然穩(wěn)定［4］。這說(shuō)明該鉆開(kāi)液具有很好的抑制性。

表5 鉆開(kāi)液全套性能匯總表Table 5 Summary of the full set of drilling fluid performance

4 結(jié)論及認(rèn)識(shí)

（1）PF－PRD鉆開(kāi)液體系是一種快速弱膠凝體系，對(duì)成膠溫度和成膠時(shí)間要求低，具有很好的熱穩(wěn)定性，抗鹽、抗侵污、抗剪切［5］。

（2）PF－PRD鉆開(kāi)液的流變性獨(dú)特，具有低表觀黏度、高動(dòng)速比，有利于攜砂，高的低剪切黏度能有效地阻止固相、液相侵入儲(chǔ)層，并減少對(duì)井壁的沖蝕。

（3）PF－PRD無(wú)固相鉆開(kāi)液體系優(yōu)異的潤(rùn)滑性、抑制性能滿足水平井鉆井的要求，能有效地阻止巖屑床的形成，失水小、濾餅薄、易破膠，對(duì)儲(chǔ)層的損害很小，易降解，無(wú)生物毒性，滿足海洋環(huán)保要求。

（4）該體系滿足完井作業(yè)過(guò)程中的礫石防砂充填工作。過(guò)去在中國(guó)海上的油田進(jìn)行礫石充填作業(yè)成功率較低，而在文昌油田的充填作業(yè)取得成功，說(shuō)明該體系具有一定的優(yōu)勢(shì)和國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，具有較強(qiáng)的推廣價(jià)值和應(yīng)用前景［6］。

［1］劉寧，陳紫薇，寧曉穎．海上探井大型壓裂工藝技術(shù)研究與實(shí)踐［J］．石油與天然氣化工，2012，41（2）：216－218．

［2］王昌軍．PRD弱凝膠鉆開(kāi)液性能評(píng)價(jià)與試用效果［J］．石油天然氣學(xué)報(bào)，2008（6）：143－145．

［3］郭剛，張潔，鮑方，等．電導(dǎo)率對(duì)鉆井液抑制及環(huán)保性能影響分析［J］．石油與天然氣化工，2011，40（6）：632－635．

［4］羅覺(jué)生．PRD鉆井液井壁穩(wěn)定及儲(chǔ)層保護(hù)試驗(yàn)研究［J］．江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2003（S1）：72－73．

［5］張榮．無(wú)固相弱凝膠鉆開(kāi)液延時(shí)破膠技術(shù)研究［J］．鉆井液與完井液，2011（2）：42－44．

［6］韋海明．文昌13－1油田水平井礫石充填防砂工藝優(yōu)化與實(shí)踐［J］．中國(guó)海上油氣，2006（1）：41－44．