[doc] MEG钻井液技术在剑门1井超长小井眼段的应用

[doc] MEG钻井液技术在剑门1井超长小井眼段的应用 MEG钻井液技术在剑门1井超长小井眼段 的应用 第26卷第6期 2009年11月 钻井液与完井液 DRILLINGFLUID&COMPLET10NFLUID VoI_26No.6 Nove.2009 文章编号:10015620(2009)06—002103 MEG钻井液技术 在剑门1井超长小井眼段的应用 欧阳伟杨刚贺海王棋曾婷 (川庆钻探工程有限公司钻采工艺技术研究院,四川I广汉) 摘要由于MEG钻井液具有与油基钻井液接近的抑制性能和润滑性能,在国外广泛应用于水平井,定向井及 钻探复杂井,高难度井中.通过对比评价分析MEG钻井液,聚磺钻井液,油基钻井液的流变性能,抑制性能和润滑 性能等,优选出性能优良的MEG钻井液配方,并在剑门1井深井进行了成功应用,解决了该井深井超长小井眼段 的抗温,润滑防卡,膏盐及盐水污染,压差卡钻等复杂问题,同时该钻 井液还具有转化,维护处理简便的特点.该井 钻至井深7009m完钻,创造了中国超深井小井眼段长2005.43m的记 录. 关键词MEG钻井液;小井眼钻井;井眼稳定;抗污染 中图分类号:TE254.3文献标识码:A 剑门1井是中国石油天然气集团公司部署的一 口重点风险探井,设计井深为7100m,目的层为长 兴组.在进入剑门1井须二段地层0.6m时,发现 了油气显示,将钻井液加重至密度为2.28g/cm.时 出现井漏,使用桥浆和”HHH”进行多次承压堵漏 后,将钻井液密度提高为2.45g/cm.左右,钻至井 深5003.57m(须家河组底部).此时如果在该密 度下继续钻进,进入雷口坡组和嘉陵江组地层可能 发生井漏,将引起上部超高压流体进入井筒,引起井 喷和井漏,造成井下复杂情况,因此在须一段中上部 地层提前下入177.8mm套管.因此,剑f11井 还有2005.43m长的小井眼段.在小井眼段钻进 时钻井液将主要面临以下的困难:?钻井液密度高, 环空间隙小,循环压耗大,易造成开泵困难;?长段 小井眼钻进过程中防卡,润滑问题;?钻井液遇高 温,盐膏及高压盐水污染等;?在雷口坡组,嘉陵江 组地层可能出现井漏;?进入渗透性好的地层时存 在压差卡钻风险,所以开展了MEG钻井液的研究 与应用. 1MEG钻井液性能评价 1.1基本配方 通过对处理剂的优选及其加量的调整,优选出 的MEG钻井液配方如下. 1清水+5.0膨润土+0.2聚合物降滤 失剂+4抗温抗盐降滤失剂A+0.4NaOH4- 4抗温抗盐降滤失剂B+6抗高温降滤失剂+ 7MEG(干剂)4-3聚合醇4-3防塌降滤失剂4- 3Voo防卡润滑剂4-0.5CaO4-0.2 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面活性剂4- 重晶石 对优选出的MEG钻井液的流变性,抗膏盐污 染能力,抑制性,润滑性等性能与聚磺钻井液(2), 油基钻井液(3)进行了对比评价. 1.2流变性能 将MEG钻井液,聚磺钻井液,油基钻井液在 170.C热滚16h后,在室温下测定其流变性,结果 见表1. 表1MEG钻井液老化后的流变性能 注:FL”n测定温度为150.C. 由表1可以看出,密度为1.80g/cm.的MEG 钻井液,聚磺钻井液,油基钻井液都有较好的流变性 第一作者简介:欧阳伟,高级工程师,1964年生,1988年毕业于成都科技大学,长期从事钻井液的设计,科研及现场技术服 务工作.地址:四川I省广汉市中山大道南二段88号;邮政编码618300; 电话(0838)5151375;Email:ouyangwei2339@sina.corn. 22钻井液与完井液2009年11月 能,具有较低的中压滤失量和高温高压滤失量,表明 它们具有一定的抗温能力,能够满足深井钻井抗温 的需要. 1.3抗膏盐污染能力 分别在MEG钻井液,聚磺钻井液和油基钻井 液中加入NaC1,CaC1,NaC1+CaC1z和盐水,经过 150?热滚16h后在室温下测定性能,结果见表2, 配方如下,其中盐水配方为:500mL水+22.5g NaC1+6.5gMgC[2+2.5gCaCI2. 41+7NaC1 52+7NaC1 63-i-7NaCl 71+CaC12(Ca=1000mg/L) 82十CaCI2(Ca===1000mg/L) 93+CaC[2(Ca===l000mg/L) 1O4+CaC12(Ca一1000mg/L) 115-]-GAG12(Ca..=1000mg/L) 12fi+CaCI2(Ca一1000mg/L) 131+1O盐水 142+l0盐水 153+10盐水 表2MEG钻井液抗盐,钙及盐水污染性能实验 注:FL”n测定温度为150.C. 通过实验结果看出:MEG钻井液,聚磺钻井液, 油基钻井液均具有良好的抗盐,抗钙和复合盐的能 力,能够满足钻井过程中抗膏盐污染的要求. 1.4抑制性能 实验结果表明,清水,MEG钻井液,聚磺钻井液 和油基钻井液岩屑回收率分别为27.48%,93.26, 83.34和99.48.MEG钻井液抑制膨润土分散 能力结果见表3,膨胀量实验结果见图1. 表3MEG钻井液抑制膨润土分散能力 注:FL测定温度为150.C. 嘲 图1MEG钻井液,聚磺钻井液,油基钻井液线性膨胀量 由实验结果得知,MEG钻井液与油基钻井液的 岩屑回收率接近,且这种钻井液的流变性能,滤失量 基本不变,而聚磺钻井液的黏度,切力和滤失量明显 增加,MEG钻井液的线性膨胀率明显比聚磺钻井液 低,与油基钻井液接近.表明MEG钻井液的抑制 性能与油基钻井液基本接近. 1.5MEG钻井液润滑性能 采用手柄式摩擦系数测定仪测得MEG钻井 液,聚磺钻井液和油基钻井液经170C滚动16h后 的摩擦系数分别为0.0507,0.1183和0.0422.由 此得知,在相同条件下,MEG钻井液和油基钻井液 的摩擦系数明显好于聚磺钻井液,MEG钻井液和油 基钻井液的润滑性能接近. 通过上述实验评价可知,MEG钻井液具有较好 第26卷第6期欧阳伟等:MEG钻井液技术在剑门1井超长小井眼段 的应用23 的性能,能保障长段小井眼的顺利安全钻进,可防止 井下复杂情况的发生.MEG钻井液具有以下特点: ?较好的流变性能,较低的黏度和切力,有利于降低 循环压耗,保证泵的顺利开通和防止井漏的发生;? 具有较强的封堵能力,润滑性能,较低的滤失量和较 好的泥饼质量,可以预防压差卡钻;?良好的抗温稳 定性,抑制能力和抗盐膏污染能力,避免了钻屑中黏 土的分散和钻井液在高温,盐膏污染下的流变性能 变蒡. 时的最大摩阻小于50kN,说明钻井液具有较好的 润滑性能.?MEG钻井液具有转化,维护处理简便 的特点. 2应用效果图2MEG钻井液在高剪切速率下的高温高压表观黏度 剑门1井在149.2mm井眼钻进过程中,将 MEG与其它处理剂配成胶液,按循环周以细水长流 的方式将聚磺钻井液逐步转化为MEG钻井液,并 加重至原井浆密度,以维持井内钻井液密度的稳定, 使钻井液性能稳定.在小井眼钻进过程中,通过对 MEG钻井液性能的维护,历时73d钻至井深7009 m完钻,顺利完成了长井段(2005.43m)小井眼的 钻探任务.该钻井液的密度为1.67,1.86g/cm., 黏度为52,60S,表观黏度为42,54mPa?5,塑性 黏度为35,44mPa?S,动切力为2.5,10.0Pa,静 切力为1.0,3.o/8.0,14.0Pa/Pa,API滤失量为 0.5,2.0mL,高温高压滤失量为7,12mI,摩擦系 数为0.0338,0.0846.完井时MEG钻井液在高 剪切速率,低剪切速率下的高温高压表观黏度见图 2和图3. 现场应用结果表明:?MEG钻井液具有优良的 流变性和较强的抗温能力,钻至完井井深7009m, 井底完井测试温度为175.C,MEG钻井液的最高密 度为1.86g/cm.,该钻井液流变性能稳定,中压滤失 量和高温高压滤失量低,钻进过程中的最高泵压为 23MPa,满足了工程的需要.?具有良好的抗膏盐 污染能力.该钻井液在雷口坡组,嘉陵江组地层井 深5272,65061Tl井段,钻遇42段膏盐层,其总厚 度达349m(其中最厚一层达48m),钻进中钻井液 性能稳定,表现出很好的抗膏盐污染能力.?较好 的润滑性能,避免了卡钻风险,保证了小井眼段的顺 利钻进.该井小井眼段长2005.43rn,钻井液最高 密度为1.86g/cm.,泥饼摩擦系数小于0.07,起钻 图3MEG钻井液在低剪切速率下的高温高压表观黏度 3认识与建议 1.MEG钻井液的抑制能力和润滑性能好于聚 磺钻井液,与油基钻井液接近. 2.MEG钻井液成功解决了剑f11井深井超长 小井眼段的抗温,润滑防卡,膏盐及盐水污染,压差 卡钻等复杂问题,同时该钻井液还具有转化,维护处 理简便的特点. 3.MEG处理剂甲基葡萄糖甙具有一定的表面 活性,这是决定该处理剂具有良好润滑性的根本原 因,但另一方面可能引起钻井液起泡,因此在加入 MEG处理剂之前,提前预加适量的消泡剂,防止钻 井液起泡而影响钻井. 参考文献 [1]刘艳,张琰.适用于大斜度井及水平井钻进的MEG钻 井液研究_J].地质与勘探,2005.41(1):93 [2]王彬,樊世忠,李竞.MEG水基钻井液的研究与应用 FJ].石油钻探技术,2005,33(3):22 (收稿日期2009—0220;HGF=O96A4;编辑张炳芹) ?【1