PF－PRD钻开液在文昌13－1油田的现场应用

任 斌 杜 威 彭乔松 陈兰霞

（1．中国石化西北油田分公司油气运销部）（2．中海石油（中国）有限公司湛江分公司钻井部）

新型无固相PF－PRD钻开液体系是快速弱凝胶钻开液，它能快速形成弱凝胶结构，其表观黏度低，低剪切速率下的黏度高，能减少钻开液对井壁的冲蚀，稳定井壁、保护储集层；抗温、抗盐、抗剪切；失水小，形成的滤饼很薄，易于清除，对储层的损害小，在海上钻井平台钻进、压裂［1］等作业过程中效果明显，推广应用前景广阔。

1 PF－PRD实验室特性分析

该钻开液体系基本配方：天然海水＋0．3%（w）NaOH＋0．15%（w）Na2CO3＋2%（w）PF－FLO（降滤失剂）＋3%（w）PF－JLX（抑制润滑剂）＋0．7（w）%PF－VIS（增黏剂）。所使用降滤失剂 （PFFLO）为一种新型降滤失剂，主要成分为阴离子聚合物（聚磺化苯乙烯），在溶解过程中产生一定量的硫酸盐，具有缓凝作用；该降滤失剂抗温稳定性在150℃以上，相对分子质量在4万左右，API失水量一般低于50mL，加量在0．7%～2．2%。该钻开液体系所用抑制润滑剂（PF－JLX）主要成分为环状单体聚糖类高分子衍生物，分子结构上具有亲油基团和亲水基团，可在井壁上形成一层半透膜，对储层有一定保护作用，同时具有优异的抑制润滑作用，其热稳定性好。通过在实验室对PF－PRD无固相钻开液样本进行实测发现有如下特性［2］。

1．1 流变性独特

PF－PRD无固相钻开液体系是一种具有黏弹性、无时间依赖性和假塑性的可逆弱凝胶。热滚后，表观黏度低、静切力变化小（见图1），在高搅剪切稀释后，能很快恢复空间网架结构，能有效地悬浮钻屑，阻止大斜度井和水平井钻进时岩屑床的形成。

1．2 高的低剪切速率黏度（LSRV）

PF－PRD无固相钻开液能快速地形成弱凝胶，该弱凝胶体系具有高的低剪切速率黏度（见图2），故能有效地控制污染带的深度，阻止固、液相侵入地层，避免对井壁的冲蚀，起到稳定井壁、保护储集层的作用。

1．3 抗盐能力强、性能稳定

PF－PRD无固相钻开液对环境的适应能力较强，抗温、抗盐、抗剪切［3］，实验室用矿化度3000 mg／L的海水配制成钻开液体系后，再加入NaCl、CaCl2和MgCl2来考察其抗盐性，结果见表1。

表1 PF－PRD无固相钻开液的抗盐性Table 1 Salt resistance of no solid phase drilling fluid

由表1可以看出，该体系可抗高含量的Na＋、Ca2＋和 Mg2＋盐的侵蚀。

1．4 失水造壁性好

在室内考察了该体系的静失水和动失水，结果见表2。由表2可以看出：无论静失水和动失水都不大，说明孔隙介质滤失量低，进入储层的滤液少，形成的滤饼很薄，易于清除。

2 文昌13－1油田地层构造现状

通过分析南海西部文昌13－1油田的地质资料（表3），可知该油田设计的三口水平井 WC13－1－A6、WC13－1－A8和 WC13－1－A3井的水平段属于珠江组二段，井壁易水化膨胀，钻进过程中易出现黏卡，在大斜度和水平段携砂困难，容易形成砂床。

表2 PF－PRD无固相钻井液的失水Table 2 Water－loss of no solid phase drilling fluid PF－PRD

表3 文昌13－1油田地层构造Table 3 Layer structure of Wenchang 13－1 oilfield

3 PF－PRD无固相钻开液体系现场应用

文昌13－1油田三口水平井 WC13－1－A6、WC13－1－A8和 WC13－1－A3井采用PF－PRD无固相钻开液体系，仅用1个月就安全顺利地完成了全部裸眼水平段的钻完井作业。现场的应用情况，充分体现了PF－PRD无固相钻开液体系各方面的优异性能。

3．1 钻开液配制情况

PF－PRD无固相钻开液体系的各药剂具体使用情况见表4。

3．2 钻开液性能

钻开液性能见表5。

3．3 现场应用效果

3．3．1 性能稳定、抗侵污

在钻进过程中PF－PRD钻开液体系的性能比较稳定，波动小。WC13－1－A3井钻井作业后期，由于地层情况发生突变，使用该钻开液体系连续钻进了135m 的泥岩层（2 245～2 380m），这表明了该体系具备较强的稳定性，抗侵污能力强。

表4 材料配制使用情况Table 4 Use of materials preparation

3．3．2 流变性独特、携砂能力强

从现场振动筛的排放情况来看，PF－PRD无固相钻开液的带砂情况非常好，各井返出的钻开液均携带大量各种粒径的砂粒，没有在水平段形成砂床，这充分证明了该体系的确具备较强的携砂能力。

3．3．3 优异的抑制性

该油田这3口井水平井的裸眼水平段井径规整，约在215．9cm左右，而且在每口井的完井防砂作业过程中，尽管裸眼段受到长时间的浸泡，但井壁依然稳定［4］。这说明该钻开液具有很好的抑制性。

表5 钻开液全套性能汇总表Table 5 Summary of the full set of drilling fluid performance

4 结论及认识

（1）PF－PRD钻开液体系是一种快速弱胶凝体系，对成胶温度和成胶时间要求低，具有很好的热稳定性，抗盐、抗侵污、抗剪切［5］。

（2）PF－PRD钻开液的流变性独特，具有低表观黏度、高动速比，有利于携砂，高的低剪切黏度能有效地阻止固相、液相侵入储层，并减少对井壁的冲蚀。

（3）PF－PRD无固相钻开液体系优异的润滑性、抑制性能满足水平井钻井的要求，能有效地阻止岩屑床的形成，失水小、滤饼薄、易破胶，对储层的损害很小，易降解，无生物毒性，满足海洋环保要求。

（4）该体系满足完井作业过程中的砾石防砂充填工作。过去在中国海上的油田进行砾石充填作业成功率较低，而在文昌油田的充填作业取得成功，说明该体系具有一定的优势和国际市场的竞争力，具有较强的推广价值和应用前景［6］。

［1］刘宁，陈紫薇，宁晓颖．海上探井大型压裂工艺技术研究与实践［J］．石油与天然气化工，2012，41（2）：216－218．

［2］王昌军．PRD弱凝胶钻开液性能评价与试用效果［J］．石油天然气学报，2008（6）：143－145．

［3］郭刚，张洁，鲍方，等．电导率对钻井液抑制及环保性能影响分析［J］．石油与天然气化工，2011，40（6）：632－635．

［4］罗觉生．PRD钻井液井壁稳定及储层保护试验研究［J］．江汉石油学院学报，2003（S1）：72－73．

［5］张荣．无固相弱凝胶钻开液延时破胶技术研究［J］．钻井液与完井液，2011（2）：42－44．

［6］韦海明．文昌13－1油田水平井砾石充填防砂工艺优化与实践［J］．中国海上油气，2006（1）：41－44．