聚合物型无固相钻井液的实验研究

无固相钻完井液分析探讨发布时间：2021-10-09T07:53:41.497Z 来源：《科技新时代》2021年7期作者：陈教淼、易鹏昌、尹瑞光、刘思宁、张镕[导读] 在理论结合实际的前提下开展相关工作，对液体体系进行完善性探讨。

中海油服油田化学事业部湛江作业公司广东省湛江市 524057摘要：多维导向的钻井工程需要定向、钻头、井下动力工具和固井等多方面因素配合。

其中钻井液作为润滑钻头，携带岩屑的必备工具和手段不断发挥着重要作用。

无固相钻完井液是通过优良化学剂进行配给，在不需要固相携带的基础上进行功能性展示的，其流变性优于低固相钻井液，且在较为环保的基础上对油气藏进行良好的保护，特别适应于水平井段。

本文针对无固相钻完井液的体系性能和改变方式展开分析，重点研究了无固相钻完井液用处理剂、甲酸盐无固相钻完井液、无固相弱凝胶钻完井液、强抑制聚胺无固相钻井液以及烷基糖苷无固相钻完井液。

并基于笔者所在的南海矿区做适应性评价。

在理论结合实际的前提下开展相关工作，对液体体系进行完善性探讨。

关键词：钻井；完井；成本；体系1引言钻井工程需要设备、工艺和技术核算多方面支撑。

而钻井液作为钻井工程的血液需要时刻维护和合理运用。

而无固相钻完井液作为一种清洁高效的新型钻井液体系，能在复杂地质情况下最大化保护油气藏，同时保证一定钻井时效。

该种体系有害物质少，主要含有高分子物质，且绝不含黏土。

相对应其他钻井液体系能强化携砂冲刷能力，在一定加重剂配比运用下有效避免井垮。

其中在不同地质层段进行密度调节过程中可以进行适当的增粘剂和其他添加剂调整以适应海上运用场景。

本文基于笔者多年相关工作经验，在理论结合实际的前提下开展相关工作，对液体体系进行完善性探讨。

2无固相钻完井液用处理剂由传统低成本调节剂、滤失剂和抑制剂组成的无固相体系由于不含黏土及其他有害物质能运用较大量的增粘剂进行大规模性能调节。

3甲酸盐无固相钻完井液自身携带一定量的甲酸盐元素的钻井液体系能极大化保护储层，而该体系液体能在防泥包和防垮上起到极大的功能性。

聚合物无固相泥浆在广西资源县某矿区绳索取心钻进中的应用聚合物无固相泥浆是一种矿产勘探和开采过程中重要的工作液体，广泛应用于绳索取心钻进中。

在广西资源县某矿区，聚合物无固相泥浆的应用带来了显著的效益，下面我们来详细探讨一下它的应用情况。

1. 聚合物无固相泥浆的特性聚合物无固相泥浆是一种由高分子物质组成的液态流体，具有高渗透性和低粘滞性的特点。

由于其含水量很低，因此不易在孔隙中增加附着物，对于保护孔壁和保持孔径的稳定性具有很好的作用。

2. 绳索取心钻进的主要挑战绳索取心钻进是目前矿产勘探和开采中最主要的技术之一。

但是，在绳索取心钻进中，最大的挑战是孔穴稳定性，因为开发生产地质条件复杂，钻孔井壁会产生严重的自然压裂等现象，因此需要使用高级的聚合物无固相泥浆来稳定孔壁。

3. 应用实践在广西资源县某矿区，由于地质条件复杂，需要使用高级的泥浆来进行钻井工作。

在过去，传统的泥浆无法满足需求，降低了开采效率。

但是自从使用聚合物无固相泥浆之后，钻进工作效率显著提高，降低了勘探和开采成本。

而且使用聚合物无固相泥浆可以保护孔壁，避免地质灾害的发生，为矿山生产带来了可观的经济效益。

4. 实现的益处带有聚合物的无固相泥浆通过增加泥浆的穿透性，能够使孔穴变得更加稳定。

这种泥浆的流动性非常好，具有低阻力，易于泵送，从而保障了钻进的进度。

此外，这种泥浆能够有效地满足不同的工作需求，其高强度组合可以迅速适应各种地质环境，保证了工作流程的稳定性和安全性。

总之，聚合物无固相泥浆在广西资源县某矿区绳索取心钻进中的应用速度显著提高了地下矿产资源勘探和开采效率，减少了地质灾害的发生，降低了开发成本，给当地经济带来巨大的贡献。

随着这种技术的不断完善和扩大应用，聚合物无固相泥浆将为矿区的可持续发展注入新的动力。

聚合物无固相泥浆的应用在广西资源县某矿区中，取得了显著的效益。

下面我们来分析一下相关数据：1. 工作效率提高使用聚合物无固相泥浆之后，钻进工作效率得到了大幅度提高。

无粘土相聚合物钻井液在大邑4井的应用随着快速钻进技术的日益提高，无粘土相钻井液技术在川西大邑4井、新繁一井等上部地层应用，达到了较高的机械钻速，取得了良好的经济效益。

一、无粘土相聚合物钻井液的控制重点试验表明，使用无粘相聚合物钻井液可达到最高的钻速，但要实现无固相钻进，必须注意解决以下三个方面的问题：一是必须使用高效絮凝剂使钻屑始终保持不分散状态，通过震动筛和固控设备将钻屑全部清除，保持较低的密度；二是要有一定的提粘措施，使钻井液保持一定的粘切，能够按工程设计上的要求，实现平板型层流并能顺利地携带出钻屑；三是有一定的防塌措施，因为钻井液密度低，钻进时液柱处于一种欠平衡状态，再加上无固相失水较大，井壁易失稳产生掉块、垮塌引起井内复杂情况的发生，所以无粘土相钻井液应加入一定的防塌剂保证井壁的稳定。

二、无粘土相钻井液体系在大邑4井中的应用1、钻遇地层岩性及钻井液施工重点：依据该井地质工程设计提示：白垩系上统灌口组～下统天马山组，上部为棕红、浅棕褐色泥岩、分砂质泥岩与棕红、褐灰色细砂岩、泥质粉砂岩不等厚互层，间夹白色石膏。

下部为褐灰色（含砾）细、中粒砂岩与棕红、棕褐色泥岩互层，局部夹绿灰色细砂岩、粉砂岩。

泥岩发育，吸水性强、易垮塌，易缩径，因此提高钻井液的抑制性、防塌性，预防井眼缩径和井壁垮塌是钻井液施工的重点和难点。

另外，本井段钻时快，无固相对泥浆密度的要求较高，钻屑量多，因此，及时清除井内钻屑，控制钻井液较低的密度也是无粘土相的施工难点。

2、无粘土相基本配方：清水+0.1%KPAM+0.05-0.1%PHP+0.1%XK-013、现场小型试验记录备注：根据小型实验，配方1号1min沉降25%，3分钟沉降80%，配方2号1min沉降20%，4分钟沉降80%，配方1号沉降速度快，效果较好，满足施工要求，采用1号配方。

4、施工概况及无粘土相钻井液技术措施：（1）施工井段：大邑四井是西南分公司在川西坳陷设计的一口预探井，设计井深5900井深,0～34.5米下入导管。

聚合物型无固相冲洗液于石油钻进中的具体应用摘要：介绍用聚合物型无固相冲洗液和纳米乳液为主要处理剂的高固相的冲洗液于石油的钻井中差异地层的应用配制和实际效果解析。

关键词：聚合物型无固相冲洗液石油钻井具体应用江汉油田处于江汉平原，总部设在广华，北汉水南长江，距武汉150km，距荆州60km，地理位置优异。

2009年底，资产总额212亿元，一共生产原油5332万吨、天然气21.883亿立方米。

江汉油田成为南方重要油气勘探的石油机械装备制造基地、工程技术服务基地和开发基地、辅助生产、科研设计、盐卤化工具有一定的实力和规模。

我单位自1992年进入油田施工油井，不断的改进施工工艺并且提高了钻井效率。

尤其是近几年，伴随石油资源的开发力度增加，市场的竞争很剧烈，以提高钻井效率为出发点，我院采用了以聚合物型无固相冲洗液和纳米乳液作为处理剂的新聚合物型无固相冲洗液。

使用的过程中效果良好，由此实践证明了该泥浆材料的性能的可靠确优良。

一、地层的条件江汉油田地处于江汉平原，隶属于中石化产业，油田有右11凹陷，其中最大组成最大的凹陷是属于江陵凹陷以及潜江凹陷。

江汉油田沉积相大部分为岩性为膏质泥岩，盐湖沉积，岩盐夹粉砂岩，钙芒硝。

江汉的油田储油层主要为第三系，其中的潜江组为主，是碱性岩层，以岩盐，泥岩，砂岩为主，三种岩性地层中交替的出现，组有三百个断层，断裂的活动是主方向的有顺时针的序偏转特点，经历褶皱、改造以及强化三阶段，该组的岩层以主要油田岩性具有了以下特点：1. 半油砂，满岩盐，较分散，油圈闭较小2.向南砂岩层逐渐变薄3.储层物性好，圈闭面积小，断层数量多。

二、施工的难点1.第四系的冲积黄土中钻进，容易发生泥包现象和钻井液漏失；2.延长组中的泥岩段或泥质砂岩钻进时，易发生缩径卡钻或吸钻；3.延长组中在页岩互层段或者砾石夹砂岩钻进时，容易发生卡钻、掉块、坍塌的事故。

4聚合物型无固相冲洗液的性能及配方针对于上述施工的难点，我们钻井队分析了地层的特点，根据它的特点配用各异性能冲洗液，后证明在应用中作用效果明显。

44一、立题的目的及意义实验研究表明，在作业过程中的压井液主要对储层的损害是体系中的固相颗粒在进入储层后，堵塞岩石孔道，降低了渗透率从而导致产能降低。

针对储层情况，我们通常选用无固相压井液代替固相含量高的的压井液，为满足性能的需要通常在基液中加入加重剂、增稠剂以及其他添加剂来满足作业需要。

二、无固相压井液配方筛选与评价实验1.无固相压井液配方的筛选（1）加重剂的选择压井液中所使用的加重剂主要有NaCl、CaCl2、ZnCl2、CaBr2、ZnBr2等。

由此分别可以配制1.01~1.20g/ cm3以NaCl体系的压井液，1.20~1.40g/cm3以CaCl2体系的压井液，1.40~2.00g/cm3以ZnCl2体系的压井液、CaBr2、ZnBr2等可以用来配制密度比较高的压井液，其中以NaCl 体系的压井液的密度较低，成本也是最低，在一些井深较浅的地方应用很广泛，ZnCl2本身的毒性限制了超高密度压井液的应用，我们这次要研究的是以CaCl2体系的压井液的压井液，其优点CaCl2溶液对地层伤害小，其成本也较低。

表1　压井液的密度与CaCl2的加量之间的关系（2）增稠剂种类及浓度的选择本实验中选择两个种类增稠剂：两性离子聚合物类JY-1、JY-3和表面活性剂类WT-02、WT-05，它们易溶于水，由于分子结构的特殊性，与无机盐配伍性好，在高矿化度的水中具有较好的水溶性，同时起到抑制粘土水化膨胀的作用。

选择CaCl2溶液密度在1.35g/cm3，配制1.5L的溶液，摸拟陆梁油田地层温度85℃高温，测试增稠剂的粘度值及粘度损失，用马氏漏斗测其粘度值。

表2　不同的增稠剂在不同浓度下的粘度值从表2可以看出WT-05的高温稳定性相比较好，粘度损失最小，下面就WT-05增稠剂进行浓度筛选。

表3　WT-05不同浓度下增稠剂的选择增稠剂浓度（%）常温粘度值（s）高温粘度值（s）粘度损失（%）0.432299.40.53332 3.00.63735 5.4由于压井液粘度值一般不低于30s，粘度损失也较小，因此WT-05增稠剂浓度优先选用0.5%。

无固相钻井完井液研究与应用进展一、绪论1.研究背景和意义2.国内外研究现状3.论文研究内容和目的二、无固相钻井完井液成分及性能1.无固相钻井完井液的基本组成2.无固相钻井完井液性能的综述3.无固相钻井完井液中添加物的作用与机理三、无固相钻井完井液配方设计1.无固相钻井完井液配方设计方法2.无固相钻井完井液配方设计考虑的因素3.无固相钻井完井液配方设计案例分析四、无固相钻井完井液加工工艺1.无固相钻井完井液添加物的选择2.无固相钻井完井液加工流程3.无固相钻井完井液加工工艺中的问题及解决方法五、无固相钻井完井液应用与展望1.无固相钻井完井液的应用现状及概况2.无固相钻井完井液的应用效果评价3.无固相钻井完井液的未来发展方向六、结论1.论文研究成果总结2.论文研究存在的问题与不足3.论文研究的进一步发展方向一、绪论1.研究背景和意义钻井完井液是一种重要的钻井技术液体，它在钻井过程中有着极其重要的作用。

为了保证井壁的稳定和防止井壁坍塌，钻井液不仅需要有较好的泥化、控制水相及黏弹等性能，还需要根据不同作业地段、地层性质及其化学组成等特点，精确地控制其组成，以达到最佳效果。

在国内外，为了满足不同地质环境下的钻井需要，近年来钻井液的研究与开发不断得到了重视。

然而，由于传统的固相钻井完井液存在着破碎岩屑且开发成本高、使用难度大等诸多不足之处，因此各国学者和企业开始对无固相钻井完井液进行深入探究和研究，以期能够有效地解决传统钻井液存在的问题，提高钻井的效率和安全性，为钻井行业的发展做出重要贡献。

2.国内外研究现状目前，国内外学者对无固相钻井完井液的研究主要集中在表面活性剂的使用、高分子材料的应用以及无机材料的研究等方面。

其中，表面活性剂的研究最为广泛。

通过合理地选择和控制表面活性剂的种类和添加量，可以提高钻井液的泥化和润滑性能，降低操作难度和人工成本。

高分子材料和无机材料的研究则主要涉及到完井液的过滤性、黏弹性、热稳定性等方面，通过不同的研究手段和方法，使得完井液的性能不断得到升级和完善，有着广泛的应用前景。