超深油基钻井液技术在SHB5-6CH井应用

超深油基钻井液技术在SHB5-6CH井应用

黄华东,袁俊文,贺春明,仝新凯

新疆巴音郭楞蒙古自治州红桥开发区江汉钻井西部分公司  841600

摘要：本文通过研究超深油基钻井液在SHB5-6CH井应用情况分析，得出油基钻井液具有良好的井壁稳定和页岩抑制性，润滑性好、钻井时效好，油层的损害小等特点，为超深油基钻井液技术的推广提供有利支撑。

关键词：超深油基；钻井液；SHB5-6CH

一、基本情况

SHB5-6CH井是一口二开制开窗侧钻井，设计井深8093m，完钻井深8123m。侧钻点7080m，地层桑塔木组，二开目的层使用120.65mm钻头钻进，小井眼定向摩阻、扭矩大，小钻具抗拉抗扭能力差，井下风险高，水基钻井液不能完全满足井下安全施工，采用油基钻井液解决施工难题。油基钻井液具有以下优点：

1.良好的井壁稳定和页岩抑制性：由于油基钻井液连续相是油，与水敏性地层接触不产生水化、膨胀、分散和造浆，同时油基钻井液的分散相靠自身活度与地层水达到平衡，阻止水的自由迁移，从而避免了敏感性地层井眼的缩径或垮塌；

2.润滑性好、钻井时效好：由于油基钻井液润滑系数极低，可以降低钻进及起下钻柱时的扭矩和拖刮阻力，同时可以消除钻屑的泥包，提高钻井时效；

3.油层的损害小：由于油为外相，在打开油层时，可以减轻对油层的损害程度。

二、油基钻井液配制情况

本井所使用的钻井液助剂由河南龙翔钻井液助剂有限公司提供，与顺北5-8CH井的油基老浆进行混配，为了解不同钻井液助剂对钻井液性能的作用，对到井的钻井液助剂开展了小型实验，明确了各种钻井液助剂功能。

加入有机土可以提高油基钻井液破乳电压，有效提高油基钻井液乳化稳定性，但加入有机土后，切力也有明显上涨，且加入有机土量越大，破乳电压越高，相对的切力越高，流动性变差。

加入主辐乳化剂二者均可以提高破乳电压，提高钻井液稳定性。

主、辐乳化剂复配后，破乳电压提高明显，较单一加入主、辅乳化剂效果更好。

加入降滤失剂可有效降低高温高压失水，略微提高破乳电压，对其他性能影响较小。

同时碱度调节剂主要作用是调节油基钻井液碱度，维持油基钻井液体系的稳定，为其他钻井液助剂提供合适的作用环境，加入后可略微提高油基钻井液破乳电压。

表1：盐水对钻井液的作用

通过表1试验数据可以看出，氯化钙盐水主要用于调节油基钻井液活度，同时可作为一种主要的油基钻井液增粘手段，降低油水比的同时略微降低破乳电压。

1. 有机土：有机土可以显著提高切力，影响钻井液流型，加量多时可以略微提升破乳电压。
2. 主乳化剂、辅乳化剂：二者均可以提高破乳电压，保证钻井液稳定性，单一使用较之复配使用的效果差，维护钻井液液时建议二者复配使用。
3. 润湿剂：起润湿反转作用，主要用于高密度钻井液重晶石加重，对其他性能影响不大。
4. 降滤失剂：控制高温高压失水量，略微提高破乳电压，对其他性能影响较小。
5. 碱度调节剂：调节钻井液碱度，维持油基钻井液体系的稳定，为其他钻井液助剂提供合适的作用环境。
6. 盐水：用氯化钙配制，用于调节油基钻井液活度，能适当提高油基钻井液的切力，降低油水比的同时降低破乳电压。

根据每种钻井液助剂的不同作用结合小型实验分析确定本井使用的油基钻井液配方为：柴油 + 1.5%有机土 + 2%主乳化剂 + 2.4辅乳化剂 + 2%润湿剂 + 3%碱性调节剂 + 4%降滤失剂 + 氯化钙水溶液（氯化钙浓度25%），油水比为80：20。

本井采用SHB5-8CH所用老浆完成替浆作业，将水基钻井液替换为油基钻井液，使用新配钻井液进行性能维护。为保证钻井液可以满足本井的施工，对转运钻井液的性能以及其与新配钻井液的适应性进行了研究。

表2：新老浆配伍实验结果

由表2可以看出新老浆以4：1混合破乳电压提高最为显著，体系稳定性更强，流变性最好，动切力与静切力可以满足携带岩屑的要求，因此选择4：1比例进行钻井液性能维护。

三、油基钻井液的日常维护

1. 油基钻井液渗透性较强，使用前检查更换循环罐蝶阀、气胎为耐油材料，使用时加强巡检，防止泄露造成环境污染、财产损失。油基钻井液会释放出有毒气体和易燃易爆气体，柴油具有一定毒性，可导致人体皮肤不适，油基钻井液的粉尘和蒸气可造成呼吸道不适。在配制和使用过程中按照《油基钻井液现场监督管理细则》做好防护措施。

2. 钻井液使用过程中尤其是老浆使用过程中需要加强固控设备的使用以清除有害固相，尤其要重视振动筛和离心机的使用。振动筛250目，使用率100%；除砂除泥器300目，使用率100%，离心机使用率≥30%。

离心机的使用是固相控制的关键，我们通过离心机使用前后的性能对比来反应离心机的使用效果。

表3：离心机处理前后钻井液性能对比

通过表3可以看出，使用离心机后虽然固相得到有效的控制，但是密度、流变性、破乳电压等各项性能也随之降低，因此在使用离心机时应该及时配制乳液进行性能维护、补充钻井液中材料消耗。

4. 日常要关注好钻井液碱度变化情况，及时补充碱度调节剂，确保目的层钻井液碱度2.0以上。
5. 油基钻井液性能测定受温度影响较大，日常需要统一在65℃条件下测量性能，确保性能测点偏差较小。

表4：不同温度下钻井液性能

由表4可以看出，温度对油基钻井液性能影响较大，井口返出钻井液温度在30℃左右，所测漏斗粘度98s，加热至65℃，所测漏斗粘度为65s。现场所测漏斗粘度一般在井口返出温度下测定，与实验室所测流型有所偏差，不能真实反应油基钻井液的性能。

四、使用过程中遇到的问题和注意事项

1. 油基钻井液渗透性较强，对橡胶材料要求较高，需要耐油橡胶且要经常检查更换；

2. 钻井液助剂加进去反应时间长，本井二开钻进排量10L/s，井筒钻井液总量200m3，循环罐钻井液50m3，循环一周需要417min（约7小时），钻井液助剂加进去需要3-4天效果才能体现，而井队使用的95mm的小螺杆，使用时间只有50-60h，每趟钻加进去的材料要到下趟钻钻进时才能体现出效果，不能及时反应钻井液处理效果，需要通过小型试验验证处理效果。

3. 钻井产生的油基岩屑对环境污染严重，现有不落地设备不能对油基岩屑进行处理，因此需要有专用的地罐承装油基岩屑，并及时上报申请车辆回收处理；

4. 油基钻井液材料见效慢，材料加入不能及时反应出来，影响性能维护，要经常做小型实验研究确定各种处理剂的作用及发挥作用的条件。

5. 本井进行了三次打水泥塞作业，油基钻井液受隔离液影响，破乳电压明显降低和流型明显变差。

6. 温度对油基钻井液影响较大，测量流变性需在65℃下进行。

7. 测量碱度所用二甲苯试剂为有毒化学品，实验室应加强通风。

五、结论与建议

1. 固井所用水泥浆、隔离液对油基钻井液性能尤其是破乳电压污染严重，因此固井后需要把隔离液、混浆排放干净，及时补充主、辅乳化剂提高破乳电压，配合其它材料维护钻井液性能。

2. 本井起下钻摩阻最高20-40KN，良好的解决了定向托压问题，体现了油基钻井液降摩减阻的优势。

3. 油基钻井液性能稳定，维护简便，但对设备要求较高，需加强固控设备的使用维护。

参考文献

[1]兰焜翔,张兴国,艾正青,袁中涛,徐力群,刘忠飞.库车山前固井环空钻井液低剪切流变特性研究[J].石油钻探技术,2021,49(06):55-61.

[2]左宏刚,何福耀,严维锋,和鹏飞,张子明.超深大位移井井筒清洁技术及工程实践[J].石油化工应用,2020,39(02):92-97.

[3]朱金智,游利军,李家学,康毅力,张俊杰,张杜杰,黄超.油基钻井液对超深裂缝性致密砂岩气藏的保护能力评价[J].天然气工业,2017,37(02):62-68.