抗復合鹽降濾失劑LL-JLS和抗高溫低熒光瀝青DYWD、PF-MONYL在勝科1井應用
勝利石油管理局鉆井工藝研究院
2007年5月1日
抗復合鹽降濾失劑LL-JLS和抗高溫低熒光瀝青
DYWD、PF-MONYL在勝科1井應用
由勝利鉆井院油化所完成鉆井液服務項目的勝科1井，是中國東部目前為止最深的一口科探井，完鉆井深7026米、井底最高溫度235℃。該井處于東營凹陷下，地質十分復雜，具有多套壓力體系、巨厚鹽膏層、高溫高壓和地層可鉆性差等難點，施工難度極大，在鉆進過程中，遇到了井壁穩定、泥漿流變性控制困難，井底溫度高等困難，本井采用雙聚磺化鹽水鉆井液體系，配方中使用了北京宏勤的抗復合鹽降濾失劑LL-JLS和抗高溫低熒光瀝青DYWD、PF-MONYL，成功地解決了鉆井液降濾失、井壁穩定問題，取得了較好的應用效果。
（1）抗復合鹽降濾失劑LL-JLS
在鹽水鉆井液中，降濾失性能的控制是非常困難的，這是因為大量鹽類電解質的存在會壓縮粘土顆粒的雙電層，ξ電位逐漸變小,當ξ電位小到一定程度時,粘土顆粒就會發生聚結作用,鉆井液失去聚結穩定性，難以形成薄而致密的泥餅，導致濾失量增加。抗復合鹽降濾失劑LL-JLS能保證粘土粒子有較高的分散度和較合理的級配，以實現在壓差作用下形成致密泥餅來控制失水。
在勝科1井三開鹽膏層鉆井過程中，通過及時補充LL-JLS降濾失劑，調整鉆井液中處理劑的加量，保持了鉆井液性能的優良和穩定。
鉆井液性能：密度2.30g/cm3,漏斗粘度83s,表觀粘度67mpa.s,塑性粘度51mpa.s,屈服值16Pa初終切7/30 ,API失水2.2mL, HTHP失水15mL,φ600/300：134/83，φ200/100：62/40，φ6/3：8/6。
（2）低熒光瀝青DYWD
它是瀝青類物質經磺化、乳化等化學處理后的產物，是一種陰離子型高聚物，它的分子結構是“-C-C-”、“-C-S-”鍵，鍵能比較強，故抗溫性較高。瀝青中含有磺酸基，水化作用很強，當吸附在頁巖晶層斷面上時，可阻止頁巖顆粒的水化分散；同時不溶于水的部分又能起到填充空隙和裂縫的封堵作用，形成薄而堅韌的泥餅，強化井壁，控制高溫失水，同時價格便宜，使用范圍廣。
在勝科1井四開(kai)6000m前(qian)地層易坍塌(ta)，鉆(zhan)(zhan)(zhan)井液要求具有(you)(you)優良的防塌(ta)性(xing)能。在鉆(zhan)(zhan)(zhan)進(jin)(jin)過(guo)程中(zhong)，調整好鉆(zhan)(zhan)(zhan)井液性(xing)能，物理防塌(ta)和(he)化學防塌(ta)并重，做(zuo)到(dao)低失水(shui)、高濾液粘度、適當密度和(he)粘度，有(you)(you)效地控制鉆(zhan)(zhan)(zhan)井液中(zhong)自由水(shui)向地層滲透。進(jin)(jin)入(ru)易塌(ta)層段(duan)前(qian)，按鉆(zhan)(zhan)(zhan)井液設計要求加入(ru)DYWD，含量達(da)到(dao)3%以上，以后鉆(zhan)(zhan)(zhan)進(jin)(jin)中(zhong)不斷(duan)補充，保證了安(an)全鉆(zhan)(zhan)(zhan)井的需要。
項目 |
性能指標 |
密(mi)度ρ(g/cm3) |
1.80～1.86 |
漏斗粘度FV(s) |
65～105 |
含砂量Cs（%） |
≤0.3 |
切力Gel(Pa) |
4～8/12～28 |
濾失(shi)量API FL/K (mL/mm) |
1.2～2.2/0.5 |
濾失量HTHP FL/K (mL/mm) |
7.4～10/0.8～1 |
PH值 |
8～10 |
塑性粘(zhan)度PV(mPa.s) |
54～86 |
動切力YP(Pa) |
15～20 |
粘附系數Kf |
≤0.10 |
固相含量S（%） |
31～36 |
亞甲(jia)基蘭 MBT(mg/l) |
18～25 |
(3)低熒光瀝青PF-MONYL
PF-MONYL軟化點較高，若與地層溫度相匹配，在正壓差的作用下，瀝青會發生塑性流動，擠入頁巖空隙、裂縫和層面，封堵地層層面與裂縫，提高裂縫的粘結力，在井壁處形成具有護壁作用的內、外泥餅。外泥餅與地層之間有一層致密的保護膜，使外泥餅難以被沖刷掉，起到穩定井壁和降濾失作用。
在(zai)勝科1井深(shen)超(chao)(chao)過(guo)6000m，溫(wen)度超(chao)(chao)過(guo)200℃后，為提高封(feng)堵(du)防塌能力(li)，調整鉆(zhan)井液(ye)處理(li)思路，通(tong)過(guo)改善(shan)泥(ni)餅質量(liang)來控制(zhi)鉆(zhan)井液(ye)的失水，降低泥(ni)餅的滲透性(xing)。改用軟(ruan)化點更高的天然(ran)瀝青PF-MONYL,保證(zheng)了井壁穩定(ding)，使整口井順(shun)利完鉆(zhan)打下了基礎。
項目 |
性能指標 |
密度ρ(g/cm3) |
1.70～1.74 |
漏斗粘度FV(s) |
81～95 |
含砂量Cs（%） |
≤0.2 |
切力Gel(Pa) |
5～10/22～29 |
濾失量API FL/K (ml/mm) |
2.5～3.0/0.5 |
濾(lv)失量HTHP FL/K (ml/mm) |
9～10/0.8～1 |
pH值 |
8～8.5 |
塑(su)性粘(zhan)度PV(mPa.s) |
55～75 |
動切力YP(Pa) |
18～22 |
粘附系數Kf |
0.052～0.069 |
固相含量S（%） |
30～34 |
亞甲基(ji)蘭 MBT(mg/l) |
18～25 |
LPF（FMP）在中海油服油化泥漿使用情況
LPF是一種新型的羥基系列的低滲透成膜封堵劑，在體系內主要是提高泥漿模效率，降低泥漿失水，提高泥漿抗壓強度，從改善泥餅質量角度來提高泥漿整體造壁型，同時能夠很好的保護儲層。本產品從2006年使用至今，已經在中海油田各種體系鉆井中得到了廣泛應用。目前已經在油化塘沽基地推廣了1000多口井，并且在其它海域如湛江基地、深圳基地、上海基地幾乎口口井都在廣泛使用，另外在外包井中，如大港油田、冀東油田也得到應用，同時在海外緬甸M島區塊，高密度2.35的泥漿中也發揮了很好的作用。
LPF通過(guo)我們公司近幾年大量(liang)在鉆井泥漿中的(de)(de)應用，為海上(shang)和陸(lu)上(shang)鉆井作(zuo)業安全和油氣(qi)層保(bao)護(hu)方面發揮了(le)巨大的(de)(de)作(zuo)用，同時也取得了(le)很(hen)好的(de)(de)經濟(ji)效益。現場通過(guo)大量(liang)的(de)(de)使用，對本產品主要(yao)總(zong)結有以下特點：
- 加入LPF不影響泥漿的流變性；
- 可以大幅度地降低泥漿失水，尤其是HTHP ml；
- 在砂巖地層使用能夠體現其優越的低滲透效果；
- 受溫度影響不大，能夠抗溫在160℃左右；
- 能夠改善泥餅質量，形成薄而致密的泥餅，減少濾液的侵入，大大提高地層抗壓強度；
- LPF和羥基隨鉆堵漏劑復配使用，更加能夠提高低壓地層承壓能力，以形成高強度低濾失的封堵帶，降低低壓地層漏失機率；
- LPF能夠適應多種泥漿體系，在當今鉆井泥漿體系要求必須瘦身的情況下，為減低泥漿成本發揮了很好的作用，比如我們所使用的泥漿體系如PEM、GID、PEC、KCI/PLUS等等，現場加量****在2-3%。
中海油服塘沽泥漿基地
2009.04.22 |
