国外高性能水基钻井液研究的最新进展.PDF

第 26卷 第 5期 钻 井 液 与 完 井 液 Vo1．26NO．5 2009年 9月 DRILLINGFLUID COMPLETIONFLUID Sept．2009 文章编号 ：1001—5620(2009)05—0069—04 国外高性能水基钻井液研究的最新进展 王治法 刘贵传 刘金华 聂育志 张国 (中国石化石油勘探开发研究院石油钻井研究所 ，山东德州) 摘要 介绍 了国外一种在性能、费用、环境保护等方面能够取代油基钻井液与合成基钻井液 的高性能水基钻 井液。通过对该钻井液的基本组成及主要处理剂的作用机理、室内评价方法和在世界部分油 田的现场应用情况进 行综述得知，高性能水基钻井液在抑制敏感性泥岩、提高页岩膜效率、防止钻头泥包、提高机械钻速等方面远好于 常规抑制性强的水基钻井液，而且在满足钻井要求、环境保护和经济方面完全可以替代油基钻井液 ；高性能水基钻 井液无论是对陆上钻井还是对海上钻井 ，都具有广 阔的应用前景，特别适合含大量泥岩段的重点探井使用。 关键词 高性能水基钻井液；水基钻井液 ；井眼稳定；环境保护 ；综述 中图分类号 ：TE254．3 文献标识码 ：A 近年来 ，BakerHuges、MI和 Halliburton等公 AI(OH) 的络合物又转化成 白色羟化铝沉淀 。根 司研发出了一种在性能、费用、环境保护等方面能够 据铝酸盐络合物的这一特性 ，其在钻井液中是可溶 取代油基钻井液与合成基钻井液的高性能水基钻井 的，但当铝酸盐络合物进入页岩内部后 ，由于碱浓度 液 。 的降低 以及与多价阳离子的反应 ，则会生成沉淀 ，因 1 配方及 主要处理剂 的作 用机理 此可以用来增强其在页岩孔喉或微裂缝 内的井壁稳 定性 。 1．1 配方 3)钻速提 高剂 。它主要是由表面活性剂和润滑 高性能水基钻井液典型配方如下口]。 剂组成的特殊混合物。该处理剂能覆盖在钻屑和金 (2 ～4 )聚胺盐+(1 ～2 )铝酸盐络合物 属表面，从而降低黏土水化及其在金属表面黏结的 +(2 ～4 )钻速提高剂4-(2 ～396／)可变形聚合 趋势，防止水化颗粒聚沉，阻止钻头泥包 ，可起到提 物封堵剂+ (0．2 ～0．49／5)改性淀粉-4 (0．15％～ 高机械钻速的作用 ，确保起下钻顺利。 0．30％)XC-4 (0．1 ～0．2 )PAC 4)可变形聚合物封堵剂 。它是用来封堵页岩孔 1．2 主要处理剂的作用机理 隙、喉道和微裂缝的。该聚合物 即使在高浓度的盐 1)聚胺盐。聚胺盐水溶 、低毒 ，可与其它添加剂 溶液中依然能保持稳定 的颗粒尺寸分布 ，再加上它 一 起使用 ，不水解，具有成膜作用 。聚胺盐有独特的 的可变形特点，使其可以与页岩中的微孔隙相匹配 ， 分子结构 ，可以充填在黏土层 间并把它们束缚在一 并沿着裂缝架桥同时紧密充填，从而提高钻井液的 起 ，有效地减小黏土的吸水倾 向，胺基通过金属阳离 封堵效率。 子吸附在黏土表面 ，或者是在离子交换 中取代 了金 2 评价 方法 属阳离子形成了对黏土的束缚 ，正是 由于胺基独特 的束缚作用，层间水不会从层问排 出。 2．I 压力传递实验 2)铝酸盐络合物。它在钻井液 中作抑制剂使 使用压力传递实验仪器测量极低渗透地层 (泥 用 ，当pH值为 10～12时，这种络合物在钻井液 中