川西中浅层水平井聚胺仿油基钻井液技术研究
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良好 的 润 滑 性 、 抗 污染 能 力 及 高 温 稳 定 性 ， 并 且 毒 性
（ ２ ） ＭＥ Ｇ能 有 效 改 善 泥 页 岩膜 效 率 。ＭＥＧ水 化 单体 的尺 寸较 小 ， 能进 人 渗 透率 极低 的泥 页岩 孔 隙 ， 通 过在 孑 Ｌ 隙 的表 面 吸附 固定 ， 减 少 了孔 隙空 间 ， 孔 隙 空 间
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ５ — ２ ９
大， 能有效 降 低水 活度 嘲 。
２ 聚胺仿 油 基钻 井液 体 系室 内性 能评价
针对 目前 川西 区块 钻 井 液体 系 的使 用 现状 以及现 场需 求情 况 ， 依据 马蓬 ８ ３ 一ｌ Ｈ井 的井 身结 构 、 地 层 情况 和钻 井 液技 术难 点 等要 求 ， 实 验通 过 处 理剂 优选 、 最 佳
２ ０ １ ４ 年第 ３ 期
西部 探矿 工 程
３ １
川西 中浅层水 平井聚胺 仿油基钻 井液技术研 究
刘金牛 ， 张 国 ， 徐 江
（ １ ． 中石化 华北 石 油５ － 程有 限公 司西部 分 公 司 ， 新疆 轮台 ８ ４ １ ６ ０ ０ ； ２ ． 中国石 化石 油工程 技 术研 究院 ， 北京 １ ０ ０ １ ０ １ ）
低， 易生物降解 ， 因而 对 环 境 造成 的污 染 很 小 ， 有 利 于
储 层保 护 和环境 保 子通过页岩的难度 ， 而 尺 寸较 小 的水 分 子 仍 可 以 自由通 过 ， 加 大 了 溶质 分 子与水分子通过泥页岩的速度差异 ， 导致泥页岩的膜
中取 代 了金 属 阳 离 子形 成 了对 粘 土 的束 缚 ： 一 方 面通 过 抑 制粘 土 的水 化 作 用 ， 减 少 粘 土 的塑 性 以 降低 钻 头 泥 包 的可 能性 ； 另一 方 面又 可通 过 吸 附 ， 在 钻具 的表 面 形成 一个 疏 水 的油膜 ， 有 效 防止钻 头 泥包 。
摘
要： 针对 目 前川西区块钻 井液体 系的使 用现状 以及现场需求情况， 依据马蓬８ ３ — １ Ｈ井的井身结
构、 地层 情 况 和 钻 井液 技 术 难 点 等要 求 ， 实验 通 过 处理 剂优 选 、 最 佳加 量 的 确 定 和 配伍 外 加 剂 的 筛 选， 确 定 了适合 川 西 区块 的聚胺 仿 油基钻 井液体 系。该 井二 开 、 三 开采 用该 体 系， 整 个施 工过 程 中井 壁稳定， 无缩 径 、 掉 块和 阻卡现 象发 生 ， 起 下钻 通 畅 ， 井径 规 则 ， 测 井下套 管顺利 ， 无任何 复 杂 情 况的
新型无环境污染的钻井液体 系 ， 其性能明显优 于其他 水基钻井液体系 ， 各 种 性 能 几 乎 可 与 油 基钻 井 液 相 比
拟 ］ 。该 钻 井 液 可 以 形 成 理 想 的半 透 膜 ， 具 有 强 抑 制 性， 能 有 效地 抑制 泥 页 岩 水 化 ， 维持井眼稳定 ， 还 具 有
效率有大幅度提高 。通过渗透作用控制钻井液 向地层 滤失是其稳定井壁 的主要原 因。
（ ３ ） ＭＥ Ｇ能 有 效 降 低 钻 井 液 的水 活度 。 ＭＥ Ｇ分
子 中含 有 ４ 个 亲水 性 较 强 的 羟 基 ， 在 水 中 的溶 解 度 很
使其能很好地镶嵌 在粘土层 间 ， 并使粘 土层 紧密结合 在 一起 ， 从 而 降低 粘 土 吸收水 分 的趋 势 ］ 。胺 分 子通 过 金 属 阳离 子 吸 附 在粘 土表 面 ， 或 者 是在 离 子交 换 过 程
组、 七 曲寺 组 、 白龙 组 、 苍溪组 、 蓬莱 镇 组 ， 岩性 以泥 岩 １ ． ２ 甲基 葡萄 糖苷 （ ＭＥ Ｇ 一 １ ） 的抑 制 防塌 机理
（ １ ） ＭＥ Ｇ具有 一定 的页岩抑制作用 。ＭＥ Ｇ分子
中含 有 ４ 个 亲 水 性 较 强 的羟 基 ， 可 以通 过 氢 键 在 井 壁 吸 附形 成 一 层 吸 附 膜 ， 起 到 一 定 的 维 护 井 壁 稳 定 的 作 用 。 但 由 于 ＭＥ Ｇ 中 的 非 极 性 基 团（ 甲基 ） 太短 ， 疏 水性较 弱 ， ＭＥ Ｇ 吸 附 膜 不 能 有 效 地 把 井 壁 岩 石 与 钻 井液隔离 ， 表 现 为其 抑 制 泥 页岩 水 化 膨 胀 、 分 散 的能
发 生 。该 井钻 井周期 ４ ４ ． ２ ９ ｄ ， 较 设计 周 期 ４ ９ ． ５ ｄ 提前 ５ ． ２ １ ｄ ， 顺 利 完钻 ， 钻 井周期提 前 １ ０ ． ５ ％。
关 键词 ： 川 西 区块 ； 聚胺 ； 仿 油基 ； 甲基 葡 萄糖苷 中图分 类号 ： Ｔ Ｅ ２ ５ ４ 文献标 识 码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ４ — ５ ７ １ ６ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ３ — ０ ０ ３ １ － ０ ３ 马蓬 ８ ３ －１ 井二 开 、 三开 井 段钻 遇 地层 主要 为古 店
１ 聚胺 仿 油基 钻 井液 防塌机 理研 究
１ ． １ 聚 胺强 抑 制剂 （ Ｓ ＭＪ Ａ 一 １ ） 抑 制 防塌 机理
新 型聚胺强抑制剂 （ Ｓ ＭＪ Ａ一１ ） ， 是 一 种 水 溶 性 具 有 超 强 抑 制 性 的 页 岩抑 制 剂 ， 分 子链 中 引入 了胺 基 官 能团 ， 使 其具 有 独特 的分 子结 构 ， 这种 独 特 的分 子结 构
力较弱。
为主 ， 砂 泥岩互 层 ， 泥 岩易 水化膨 胀造浆 性强 ， 井 斜 大 。钻井 液 要求 有好 流变 性 ， 强 抑制 性保 持 井壁 稳 定 ，
良好润滑防卡 、 井眼清洁性 。因此 ， 本井段采用聚胺仿
油基 钻 井 液 体 系 ， 该 体 系是 国外 近 几 年 来 提 出 的一 种
加量 的确定和配伍外加剂 的筛选来研究聚胺仿油基钻
井液体系 ， 并 通 过 大量 的室 内实 验 ， 确定 了适 合 川 西 中
（ ２ ） ＭＥ Ｇ能 有 效 改 善 泥 页 岩膜 效 率 。ＭＥＧ水 化 单体 的尺 寸较 小 ， 能进 人 渗 透率 极低 的泥 页岩 孔 隙 ， 通 过在 孑 Ｌ 隙 的表 面 吸附 固定 ， 减 少 了孔 隙空 间 ， 孔 隙 空 间
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ５ — ２ ９
大， 能有效 降 低水 活度 嘲 。
２ 聚胺仿 油 基钻 井液 体 系室 内性 能评价
针对 目前 川西 区块 钻 井 液体 系 的使 用 现状 以及现 场需 求情 况 ， 依据 马蓬 ８ ３ 一ｌ Ｈ井 的井 身结 构 、 地 层 情况 和钻 井 液技 术难 点 等要 求 ， 实 验通 过 处 理剂 优选 、 最 佳
２ ０ １ ４ 年第 ３ 期
西部 探矿 工 程
３ １
川西 中浅层水 平井聚胺 仿油基钻 井液技术研 究
刘金牛 ， 张 国 ， 徐 江
（ １ ． 中石化 华北 石 油５ － 程有 限公 司西部 分 公 司 ， 新疆 轮台 ８ ４ １ ６ ０ ０ ； ２ ． 中国石 化石 油工程 技 术研 究院 ， 北京 １ ０ ０ １ ０ １ ）
低， 易生物降解 ， 因而 对 环 境 造成 的污 染 很 小 ， 有 利 于
储 层保 护 和环境 保 子通过页岩的难度 ， 而 尺 寸较 小 的水 分 子 仍 可 以 自由通 过 ， 加 大 了 溶质 分 子与水分子通过泥页岩的速度差异 ， 导致泥页岩的膜
中取 代 了金 属 阳 离 子形 成 了对 粘 土 的束 缚 ： 一 方 面通 过 抑 制粘 土 的水 化 作 用 ， 减 少 粘 土 的塑 性 以 降低 钻 头 泥 包 的可 能性 ； 另一 方 面又 可通 过 吸 附 ， 在 钻具 的表 面 形成 一个 疏 水 的油膜 ， 有 效 防止钻 头 泥包 。
摘
要： 针对 目 前川西区块钻 井液体 系的使 用现状 以及现场需求情况， 依据马蓬８ ３ — １ Ｈ井的井身结
构、 地层 情 况 和 钻 井液 技 术 难 点 等要 求 ， 实验 通 过 处理 剂优 选 、 最 佳加 量 的 确 定 和 配伍 外 加 剂 的 筛 选， 确 定 了适合 川 西 区块 的聚胺 仿 油基钻 井液体 系。该 井二 开 、 三 开采 用该 体 系， 整 个施 工过 程 中井 壁稳定， 无缩 径 、 掉 块和 阻卡现 象发 生 ， 起 下钻 通 畅 ， 井径 规 则 ， 测 井下套 管顺利 ， 无任何 复 杂 情 况的
新型无环境污染的钻井液体 系 ， 其性能明显优 于其他 水基钻井液体系 ， 各 种 性 能 几 乎 可 与 油 基钻 井 液 相 比
拟 ］ 。该 钻 井 液 可 以 形 成 理 想 的半 透 膜 ， 具 有 强 抑 制 性， 能 有 效地 抑制 泥 页 岩 水 化 ， 维持井眼稳定 ， 还 具 有
效率有大幅度提高 。通过渗透作用控制钻井液 向地层 滤失是其稳定井壁 的主要原 因。
（ ３ ） ＭＥ Ｇ能 有 效 降 低 钻 井 液 的水 活度 。 ＭＥ Ｇ分
子 中含 有 ４ 个 亲水 性 较 强 的 羟 基 ， 在 水 中 的溶 解 度 很
使其能很好地镶嵌 在粘土层 间 ， 并使粘 土层 紧密结合 在 一起 ， 从 而 降低 粘 土 吸收水 分 的趋 势 ］ 。胺 分 子通 过 金 属 阳离 子 吸 附 在粘 土表 面 ， 或 者 是在 离 子交 换 过 程
组、 七 曲寺 组 、 白龙 组 、 苍溪组 、 蓬莱 镇 组 ， 岩性 以泥 岩 １ ． ２ 甲基 葡萄 糖苷 （ ＭＥ Ｇ 一 １ ） 的抑 制 防塌 机理
（ １ ） ＭＥ Ｇ具有 一定 的页岩抑制作用 。ＭＥ Ｇ分子
中含 有 ４ 个 亲 水 性 较 强 的羟 基 ， 可 以通 过 氢 键 在 井 壁 吸 附形 成 一 层 吸 附 膜 ， 起 到 一 定 的 维 护 井 壁 稳 定 的 作 用 。 但 由 于 ＭＥ Ｇ 中 的 非 极 性 基 团（ 甲基 ） 太短 ， 疏 水性较 弱 ， ＭＥ Ｇ 吸 附 膜 不 能 有 效 地 把 井 壁 岩 石 与 钻 井液隔离 ， 表 现 为其 抑 制 泥 页岩 水 化 膨 胀 、 分 散 的能
发 生 。该 井钻 井周期 ４ ４ ． ２ ９ ｄ ， 较 设计 周 期 ４ ９ ． ５ ｄ 提前 ５ ． ２ １ ｄ ， 顺 利 完钻 ， 钻 井周期提 前 １ ０ ． ５ ％。
关 键词 ： 川 西 区块 ； 聚胺 ； 仿 油基 ； 甲基 葡 萄糖苷 中图分 类号 ： Ｔ Ｅ ２ ５ ４ 文献标 识 码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ４ — ５ ７ １ ６ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ３ — ０ ０ ３ １ － ０ ３ 马蓬 ８ ３ －１ 井二 开 、 三开 井 段钻 遇 地层 主要 为古 店
１ 聚胺 仿 油基 钻 井液 防塌机 理研 究
１ ． １ 聚 胺强 抑 制剂 （ Ｓ ＭＪ Ａ 一 １ ） 抑 制 防塌 机理
新 型聚胺强抑制剂 （ Ｓ ＭＪ Ａ一１ ） ， 是 一 种 水 溶 性 具 有 超 强 抑 制 性 的 页 岩抑 制 剂 ， 分 子链 中 引入 了胺 基 官 能团 ， 使 其具 有 独特 的分 子结 构 ， 这种 独 特 的分 子结 构
力较弱。
为主 ， 砂 泥岩互 层 ， 泥 岩易 水化膨 胀造浆 性强 ， 井 斜 大 。钻井 液 要求 有好 流变 性 ， 强 抑制 性保 持 井壁 稳 定 ，
良好润滑防卡 、 井眼清洁性 。因此 ， 本井段采用聚胺仿
油基 钻 井 液 体 系 ， 该 体 系是 国外 近 几 年 来 提 出 的一 种
加量 的确定和配伍外加剂 的筛选来研究聚胺仿油基钻
井液体系 ， 并 通 过 大量 的室 内实 验 ， 确定 了适 合 川 西 中
