楊雪山，何竹梅,睢文云,徐 浩,楊小敏,王春雷

(1.中國石化江蘇油田分公司石油工程技術(shù)研究院，江蘇 揚(yáng)州 225009；2.中國石化江蘇石油工程公司鉆井處，江蘇 揚(yáng)州 225261)

MDT測試用封閉液的研究及應(yīng)用

楊雪山1，何竹梅1,睢文云1,徐 浩1,楊小敏1,王春雷2

(1.中國石化江蘇油田分公司石油工程技術(shù)研究院，江蘇 揚(yáng)州 225009；2.中國石化江蘇石油工程公司鉆井處，江蘇 揚(yáng)州 225261)

MDT測試是一種高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)，受測試時(shí)間、電纜吸附粘卡等因素的影響，井下經(jīng)常出現(xiàn)復(fù)雜情況，后續(xù)處理耗時(shí)長，甚至引發(fā)填井事故。為降低MDT作業(yè)粘卡風(fēng)險(xiǎn)，研制了具有強(qiáng)抑制性、低不溶固相、超低失水和潤滑防塌性能好等優(yōu)點(diǎn)的封閉液，可有效降低MDT測試過程中電纜粘卡的風(fēng)險(xiǎn)，現(xiàn)場應(yīng)用取得良好的效果，值得進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

MDT測試 封閉液 粘卡 低不溶固相 超低失水

MDT(模塊式地層動態(tài)測試器)測井技術(shù)在采集地層PVT流體樣品、識別油氣水層和判斷油水界面等方面有相當(dāng)明顯的優(yōu)勢,能有效地評價(jià)儲層，認(rèn)識油藏,縮短勘探時(shí)間，節(jié)約勘探資金，加快勘探開發(fā)進(jìn)程[1-2]。

近年來，MDT測試在探井中的應(yīng)用逐漸推廣，但MDT測試是一種高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)，風(fēng)險(xiǎn)主要體現(xiàn)在：①定點(diǎn)測量測試時(shí)間長，電纜粘卡風(fēng)險(xiǎn)高；②儀器外徑大，長度一般在18～22 m之間，易遇阻遇卡；③若井內(nèi)泥漿中巖屑較多或加入了塑料小球,則會導(dǎo)致MDT管線堵塞、閥門封閉不嚴(yán)等問題[1]；④對于低滲儲層，若形成的泥餅不致密，由于增壓效應(yīng)，會導(dǎo)致測試失敗[2]。其中電纜粘卡的風(fēng)險(xiǎn)是其主要風(fēng)險(xiǎn)，一旦發(fā)生粘卡，往往需要穿心打撈，復(fù)雜時(shí)甚至?xí)?dǎo)致MDT測試儀器報(bào)廢、填井側(cè)鉆，既增加了探井風(fēng)險(xiǎn)，又增加了勘探成本。

1 MDT測試用封閉液性能要求

井眼條件、鉆井液性能對MDT測試的成功與否起著決定性作用。國內(nèi)主要使用水基鉆井液體系，但完井時(shí)體系中成份復(fù)雜，固相含量高，當(dāng)在井筒內(nèi)靜止時(shí)間長時(shí)，形成的虛泥餅厚且質(zhì)量差，潤滑性不佳。受測試時(shí)間、電纜吸附粘卡等因素影響，MDT儀器組合后在井內(nèi)移動中容易遇阻遇卡。因此，為有效降低MDT測試的風(fēng)險(xiǎn)，需要研制一種具有強(qiáng)抑制、低不溶固相、超低失水和潤滑防塌性能好的MDT測試用封閉液。斯倫貝謝工程師對封閉液性能要求為：

(1)API濾失量<2 mL，HTHP濾失量<8 mL;

(2)水不溶物固含<5%；

(3)避免使用纖維堵漏劑或玻璃微珠等可能造成MDT探針和泵抽模塊堵塞的添加劑。

2 室內(nèi)研究

MDT測試應(yīng)用井徐聞6-1井三開采用復(fù)合有機(jī)鹽體系。復(fù)合有機(jī)鹽既是加重劑，又是抑制劑，同時(shí)還具有保護(hù)儲層的作用，其溶液潤滑系數(shù)比蒸餾水潤滑系數(shù)小，且隨溶液密度升高而降低[2-6]。

考慮到封閉液性能要求水不溶物固含小于5%以及降低綜合成本，決定在復(fù)合有機(jī)鹽體系基礎(chǔ)上研制MDT測試用封閉液。

研制MDT測試用封閉液的技術(shù)思路是：①通過增加復(fù)合有機(jī)鹽加量，降低封閉液的不溶固相含量，解決密度與其不溶固相含量的矛盾，同時(shí)可提高封閉液的抑制性，解決泥頁巖易分散的問題；②通過復(fù)配使用固體聚合醇和極壓潤滑劑，提高封閉液的潤滑防粘卡性能；③通過優(yōu)化降濾失劑和白瀝青加量，進(jìn)一步改善泥餅質(zhì)量、降低濾失量，形成薄而韌的泥餅，防止形成厚虛泥餅。

2.1基本性能

根據(jù)文獻(xiàn)調(diào)研、應(yīng)用井工況和封閉液性能要求，形成以下四種配方。

1#：3%鈉膨潤土+0.2%IND+1.5%Redul+2%NFA+2%PGCS+15%Weigh；

2#：3%鈉膨潤土+0.3%IND+1.5%Redul+3%NFA+2%PGCS+25%Weigh；

3#:0.3%IND+2%Redul+3%NFA+3%PGCS+3%JYRH+60%Weigh；

4#:3%鈉膨潤土+0.3%IND+2%Redul+3%NFA+3%PGCS+3%JYRH+60%Weigh。

其中，1#為徐聞6-1井三開復(fù)合有機(jī)鹽體系配方；2#在1#基礎(chǔ)上增加Weigh和NFA含量，降低體系水不溶物固含和濾失量；3#和4#在2#基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低水不溶物固含和濾失量，并提高潤滑性能，其中，3#為無土相復(fù)合有機(jī)鹽體系?；拘阅芤姳?。

表1 MDT測試用封閉液常溫下基本性能

表2 MDT封閉液體系在140℃下熱滾16h后的性能

2.2抗溫性能(見表2)

由表1、表2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，無土相的3#封閉液配方老化前后流變性能較好，但瞬時(shí)濾失量、API濾失量和HTHP濾失量均較大，1#、2#與4#配方抗溫性能良好，體系的懸浮攜巖性能好，API濾失量均小于3 mL，2#與4#配方HTHP濾失量小于10 mL，不溶物固相含量均小于5%，綜合比較，4#配方的綜合性能最優(yōu)。

2.3潤滑性能評價(jià)

采用極壓潤滑儀評價(jià)上述1#、2#、3#和4#封閉液的潤滑性，經(jīng)過16 h的140 ℃老化，冷卻至室溫后進(jìn)行測量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖1。

從圖1可以看出，隨著PGCS和JYRH含量的增加，極壓潤滑系數(shù)會明顯降低，4#和無土相的3#配方的極壓潤滑系數(shù)最低且兩者接近，可有效降低電纜、儀器與井壁的摩阻，減少復(fù)雜事故的發(fā)生。

圖1 MDT封閉液潤滑性評價(jià)

2.4抑制性能評價(jià)

在1#、2#、3#和4#封閉液中各加入徐聞X6井潿洲組泥巖鉆屑，140 ℃熱滾16 h后，泥巖回收率分別為94.2%，95.8%，97.3%和97.6%(見圖2)。

圖2 MDT測試用封閉液頁巖抑制性評價(jià)

由圖2的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，封閉液對泥巖具有較強(qiáng)的抑制分散能力，有利于穩(wěn)定井壁。

取徐聞X6井E3w2泥頁巖小于100目巖心粉制成試驗(yàn)巖心柱與4#封閉液老化后試樣接觸，采用Fann2100頁巖膨脹儀，測量巖心柱在不同時(shí)間段的線膨脹高度(見圖3)，24 h后頁巖膨脹率為15.7%。由此可見，4#封閉液對E3w2泥頁巖具有較強(qiáng)的抑制膨脹性能。

圖3 MDT測試用封閉液頁巖膨脹率評價(jià)

2.5泥餅質(zhì)量評價(jià)

由于MDT定點(diǎn)測試時(shí)間長(4～5 h),當(dāng)鉆井液在井筒內(nèi)靜止時(shí)間長時(shí)，所形成的泥餅質(zhì)量對電纜粘卡的影響至關(guān)重要。為評價(jià)封閉液泥餅質(zhì)量，采用API失水儀測試4#封閉液老化后試樣(140 ℃老化16 h)在0.69 MPa壓力下0.5，1，2，4，6 h后的泥餅厚度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。

從表3可以看出，隨著時(shí)間的延長，4#封閉液濾失量的增量逐漸降低，說明形成的泥餅越來越致密，6 h后泥餅厚度為0.356 mm，小于0.5 mm，證明在長時(shí)間靜止條件下形成的泥餅厚度很薄，有利于降低作業(yè)過程中電纜與泥餅的接觸面積。

表3 0.69 MPa壓力下不同時(shí)間形成的泥餅厚度

在高溫高壓條件下(140 ℃、3.45 MPa)，0.5 h時(shí)泥餅厚度為0.736 mm，6 h后的泥餅厚度為1.89 mm，說明4#封閉液在井下高溫高壓條件下，長時(shí)間靜止時(shí)不會出現(xiàn)虛厚泥餅，有利于降低電纜粘卡的風(fēng)險(xiǎn)。

3 現(xiàn)場應(yīng)用及效果

3.1徐聞6-1井概況

徐聞6-1井是部署在北部灣盆地中東部的邁陳凹陷東部北斜坡的一口定向評價(jià)井，目的是進(jìn)一步評價(jià)落實(shí)徐聞6斷塊東部E3w3構(gòu)造、儲層展布及含油規(guī)模。

(1)基本數(shù)據(jù)：設(shè)計(jì)井深3 355.55 m，實(shí)際井深3 350 m；井身結(jié)構(gòu)為：一開井眼φ444.5 mm×306.12 m，表層套管φ339.7mm×305.12 m；二開井眼φ311.1 mm×1 616.9 m，技術(shù)套管為φ244.5 mm×1 615.02 m；三開井眼φ215.9 mm×3 350 m，油層套管φ139.7 mm×3 341.51 m。

(2)地質(zhì)分層：該井自上而下分別鉆遇第四系(Q)、新近系望樓港組(N2w)、燈樓角組(N1d)，角尾組(N1j)，下洋組(N1x)、古近系潿洲組(N3w)。

徐聞6-1井最大井斜為37°，井深1 913 m狗腿度11.3°/100 m，MDT測試的裸眼井段1 615.02～3 350.00 m，地層為潿洲組，在此井況條件下，斯倫貝謝現(xiàn)場工程師預(yù)測此次作業(yè)粘卡風(fēng)險(xiǎn)率為78%。

3.2 MDT封閉液現(xiàn)場配置方案研究

徐聞6-1井三開采用復(fù)合有機(jī)鹽鉆井液體系，為了節(jié)約成本，簡化配置程序，決定采用部分老漿轉(zhuǎn)化。根據(jù)凈化后老漿中膨潤土含量，確定老漿比例為40%，根據(jù)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)優(yōu)選的4#配方，用現(xiàn)場鉆井液處理材料對該封閉液進(jìn)行小型試驗(yàn)與配方調(diào)整，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表4。

由于老漿成份未知，1#配方雖然濾失量達(dá)到要求，但200～600轉(zhuǎn)的數(shù)值超出六速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)的量程，封閉液粘度過高，3#和4#配方性能接近。綜合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定最終封閉液配方為：

35%井漿+65%膠液(40%weigh+1.5%Redul+3%PGCS+3%JYRH+3%NFA)

表4 現(xiàn)場MDT測試用封閉液配制實(shí)驗(yàn)性能評價(jià)

注：1#：40%井漿+40%Weigh+3%Redul+3%NFA+4%PGCS+5%JYRH；2#：25%井漿+25%Weigh+2%Redul+2%NFA+2.5%PGCS+3%JYRH；3#:40%井漿+30%Weigh+1%Redul+2%NFA+2%PGCS+3%JYRH；4#:30%井漿+40%Weigh+1.5%Redul+3%NFA+3%PGCS+3%JYRH。

3.3現(xiàn)場配制方案

(1)計(jì)算MDT測試裸眼段的容積，準(zhǔn)備配制封閉液的空泥漿罐；

(2)根據(jù)現(xiàn)場小型實(shí)驗(yàn)配方與配制體積，計(jì)算并準(zhǔn)備配制封閉液所需的材料；

(3)采用四級固控設(shè)備盡量清除鉆完井液中的固相，測量其全套性能，尤其是潤滑性、密度、API濾失量和HTHP濾失量，觀察泥餅質(zhì)量；

(4)向一個(gè)罐中打入所需體積的清潔后的鉆完井液，在其他罐中打入所需清水，向清水中采用剪切泵依次加入Redul、NFA、PGCS、Weigh、JYRH，并攪拌循環(huán)均勻；

(5)采用地面循環(huán)系統(tǒng)，將配制的混合膠液與罐中的鉆完井液充分循環(huán)均勻，測量配制完成的封閉液性能，備用。

3.4應(yīng)用效果

配制后的封閉液性能見表5。

表5 MDT測試用封閉液常溫下性能

從表5可見，現(xiàn)場封閉液性能達(dá)到了施工單位提出的要求。配置的封閉液具有良好的流變性和超低的濾失量，不溶物固相含量低，形成的泥餅薄，造壁性好，抑制性強(qiáng)，潤滑性優(yōu)良。MDT測試前，用封閉液將裸眼井段的鉆井液替出，MDT測試過程中沒有出現(xiàn)電纜粘卡現(xiàn)象，測試結(jié)束后，儀器順利取出，通井循環(huán)過程中沒有出現(xiàn)井壁坍塌物，證明封閉液穩(wěn)定井壁能力強(qiáng)。

4 結(jié)論

(1)復(fù)合有機(jī)鹽應(yīng)用方便，可配置1.05～1.55 g/cm3之間的封閉液，調(diào)節(jié)范圍廣，配合使用重晶石等加重劑，可配制更寬密度的封閉液，滿足不同井深條件下密度要求的封閉液。

(2)封閉液抗溫性能好，可滿足高溫條件下的封閉液要求。

(3)現(xiàn)場應(yīng)用表明：研究形成的MDT測試用封閉液具有強(qiáng)抑制、低不溶固相、超低失水和潤滑防塌性能好，可有效降低MDT測試時(shí)電纜粘卡的風(fēng)險(xiǎn)，且對環(huán)境無污染，值得推廣應(yīng)用。

[1] 張文昌.MDT測井施工的幾點(diǎn)體會[J].測井技術(shù),2002,26(3):261～263.

[2] 唐雪萍,趙佐安，何緒全.模塊式動態(tài)地層測試器在低孔低滲儲層中的適用性研究[J].天然氣勘探與開發(fā),2005,29(1):32-34.

[3] 高喜龍,李照延，時(shí)丕同.MDT測試技術(shù)及其在淺海油氣勘探中的應(yīng)用[J].油氣井測試,2007,3:32-34.

[4] 趙長新，張長花，李建，等．甲酸鹽及有機(jī)鹽鉆井液基液的潤滑性[J].鉆井液與完井液，2012，29(2)：27-29.

[5] 姚少全，王世國，謝遠(yuǎn)燦，等.有機(jī)鹽鉆井液的研究與應(yīng)用[J].石油鉆探技術(shù)，2001，29(5):43-45.

[6] 李保山，毛立豐，張坤.無固相有機(jī)鹽鉆井液技術(shù)[J].內(nèi)蒙古石油化工，2012(9):95-96.

[7] 樓一珊，鄭力會.基于有機(jī)鹽鉆井液的穩(wěn)定井壁新技術(shù)應(yīng)用研究[J].石油天然氣學(xué)報(bào).2005,27(6):888-890.

[8] 周建東,李在均，鄒盛禮，等.有機(jī)鹽鉆井液在塔里木東河油田DH12826井的應(yīng)用[J].鉆井液與完井液，2002，19(4):21～231.

(編輯 謝 葵)

Research and application of sealing fluid for MDT logging technology

Yang Xueshan1，He Zhumei1，Sui Wenyun1，Xu Hao1，Yang Xiaomin1，Wang Chunlei2

(1.PetroleumEngineeringResearchInstituteofJiangsuOilfieldCompany,SINOPEC,Yangzhou225009,China;2.DrillingCompany，SinopecOilfieldServiceJiangsuCorporation，Yangzhou225261，China)

MDT logging technology influenced by testing time，cable adhering and sticking，etc，is a high risk operation，in which there are often complex downhole conditions，long subsequent processing time，even leading to filling well accident.To reduce effectively the risk of cable adhering and sticking in MDT operation，a sealing fluid was developed，which has advantages of strong inhibition，low insoluble solids，ultra-low filtration，good lubrication and collapse protection，etc.The field application showed that the sealing fluid is convenient and effective.

MDT logging；sealing fluid；sticking；low insoluble solid；ultra- low filtration

10.16181/j.cnki.fzyqc.2015.04.018

TE254.1

A

2015-07-06；改回日期2015-07-27。

楊雪山(1985—)，碩士，現(xiàn)主要從事鉆井液研究、設(shè)計(jì)和儲層保護(hù)工作。電話：0514-87760962；E-mail：yangxs.jsyt@sinopec.com。

江蘇油田"徐聞地區(qū)鉆井關(guān)鍵技術(shù)研究"項(xiàng)目(JS 13046)部分研究內(nèi)容。