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鉆井液三大體系和配方

發布日期:2019-10-16 作者:333 點擊:

一.    不分散聚合物體系

不分散聚合物鉆井液體系指的是經過具有絮凝及包被作用的有機高分子集合物處理的水基鉆井液。常用的不分散集合物鉆井液類型大體有三種及多元素聚合物體系、復合粒子性聚合物體系、陽離子聚合物體系。

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1.不分散聚合物體系特點

(1)具有很強的抑制性。通過使用足量額高分子聚合物作為絮凝包被劑,實現強包被“被包”鉆屑,在鉆屑表面形成一層光滑的保護膜,抑制鉆屑分散,使鉆出的鉆屑基本保持原狀而不分散,以立于地面機械清除,從而實現低密度、低固相,提高鉆速。

(2)具有較強的懸砂、攜砂功能。通過控制適當的般土,使聚合物鉆井液形成較強的網架結構,確保其懸砂、攜砂功能,滿足井眼凈化需求。

(3)通過使用磺化瀝青、超細碳酸鈣等降低泥餅滲透率,能偶獲得良好的泥餅質量。

(4)該體系以其良好的稀釋特性是的鉆頭水眼粘度小,環空粘度打,有利于噴射鉆井、優化鉆井鉆頭水馬力的充分發揮,從而提高機械鉆速。

(5)低密度、低固相、有利于實現近平衡壓力鉆井

(6)抑制性強,且粘土微粒含量較低,濾液對底層所含粘土礦物有抑制膨脹作用,故可減輕對油氣層的損害。


2.配方

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3.技術關鍵

  1. 加大包被劑用量(17-1/2”     井眼平均約3.5千克/米,12-1/4”井眼約3.0千克/米),并采用2種以上包被劑復配以達互補增效功能,突然強包被,抑制鉆屑鉆分散,防止鉆屑粘聚包被劑以膠液形式鉆進時細水長流式補充到井漿中。

  2. 控制適當的般土含量以獲得良好的流變性集攜砂、懸砂功能(MBT最佳范圍為30~45克/升)。般土含量的控制以淡水預化般土漿形式需要時直接均勻補充道井漿中。

  3. 使用磺化瀝青(2%)和超細碳酸鈣(2%)改善和提供聚合物鉆井液的泥餅質量。

  4. 使用足量的潤滑劑RH-3(0.5%~0.8%)及防泥包劑RH-4(0.3%~0.5%),降低磨阻,防止鉆頭泥包。

  5. 使用適量的HPAN、雙聚銨鹽等中小分子聚合物與高分子聚合物匹配(大/小分子聚合物的 最佳比例2.5~3:1),降低濾失,有利于形成優質泥餅。

  6. 不使用稀釋劑。

4.推薦性能

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5.使用環境

主要用于解決遇巨厚地址年代較晚的第三系強膠性泥巖地層(粘土礦物以伊利石為主,其次為綠泥石和高嶺石及少量伊利石、蒙脫石混層2000以上的地層)時所遇到的井眼縮小導致起下鉆阻卡嚴重等復雜問題。


二.  分散型聚合物體系——聚合物磺化體系

聚合物磺化鉆井液指的是以磺化處理劑及少量聚合物作為主要處理劑配制成而成的水基鉆井液。

1.體系特點

1)具有良好的高溫穩定性,抗溫可高達180℃以上,適用于深井段、超深井段鉆井。

2)使用磺化瀝青類頁巖抑制劑穩定硬脆性泥巖、少量高分子聚合物穩定伊/蒙混層粘土礦物的機理來防止井壁坍塌,故具有一定防塌能力。

3)在進入產層前通過使用磺化瀝青及超細碳酸鈣運用屏蔽暫堵保護油層技術進行改造后,具有良好的保護諸層功能。

4)可容納較多的固相,適合配置高密度的鉆井液密度可高達2.0克/厘米3

5)含有大量的分散劑,故亞微米固相顆粒含量可達70%以上,對機械鉆速有一定的影響。

6)可形成較致密的高質量泥餅,護壁能力強。

2.配方

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3.技術關鍵

1)使用少量高分子聚合物KPAM(或PMNK、80A51、SP-2、FA-367等)作為抑制劑,增強體系的抑制性,抑制泥頁巖層層理裂縫水化分散。

2)使用磺化瀝青FT-1填充、封堵、涂敷層理面及微裂縫,鞏固井壁,抑制泥頁巖水化分散。

3)使用SPNH、SMP抗高溫降濾失,同時以獲得良好的高溫穩定性。

4)使用SMT或者FCLS控制流變性。

5)使用超細碳酸鈣與磺化瀝青中大量的可變形粒子一起遵循三分之一架橋原理降低泥餅滲透率,提高泥餅質量,減少濾液侵入地層,從而起到在泥巖井段防塌,在砂巖井段防止壓差卡鉆和保護油氣層的作用。

6)控制pH值10~11,以利于分散劑充分發揮其效能。

7)控制適當的般土含量,以保證獲得良好的流型和造壁型。

 4.推薦性能 

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5.使用環境

1.)可用于超過4000米的深井;井底溫度達160~200℃;

2.)適用于各種密度的加重鉆井液(最高密度達2.00克/里面3)

3.)異常壓力地層

4.)不宜用于鉆純膏巖層

三.鉀基(抑制性)鉆井液體系 

該體系是以聚合物的鉀、銨鹽及氧化鉀為主處理機配制而成的防塌鉆井液。它主要是用來對付含有水敏性粘土礦物的易坍塌地層。

1. 體系特點

(1)對水敏性泥巖、頁巖具有較好的防塌效果;

(2)抑制泥頁巖造漿能力比較強

(3)對儲層中的粘土礦物具有穩定作用;

(4)分散型鉀基鉆井液有較高的固相容限度

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2.配方

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3.技術關鍵

(1)濾液中K+濃度應不低于500毫克/升,才能發揮應有的防塌作用;

(2)使用高分子聚合物KPAM抑制泥頁巖分散

(3)使用的降濾失劑最好也是各種小分子亮的聚合物鉀、銨鹽,如K-HPAN、NH4-HPAN、KHAM,這樣既可達到降濾失量及降粘切的目的,而且可增強防塌能力。

(4)由于過多的OH-可以分散剝落頁巖,影響防塌效果,故應維持pH值在8~10之間。

(5)應控制較低的API濾失量(<5毫升),尤其HTHP濾失量不能超過15毫升。

(6)應控制好交流性,降低激動壓力,增加攜巖能力,以便維持較低的反速,避免沖刷地層過劇而引起易塌地層剝落。

4.推薦性能

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5.使用環境

(1)主要用于水敏性強的易塌頁巖層

(2)適應溫度:不分散型150℃;分散型可達到180℃左右。故前者用于鉆3500~4000米深井用,而后者可用于鉆6000米深井。

(3)不分散型較適用于正常壓力地層;分散型可配較高的密度而用于異常壓力地區。

(4)對硬脆性微裂縫頁巖的防坍塌效果不夠理想,應輔助瀝青類處理劑才能取得滿意效果。

(5)可使用語造漿較強的粘土及軟泥巖層地層,能獲得較低的固相含量,較小的鉆井液密度,有利于提供鉆速。

(6)該體系主要用于鉆那些不允許使用瀝青類防塌劑的易坍塌泥頁巖地層



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