非渗透钻井液体系在梨树断陷的研究与应用

葛春梅，张天笑，王雪 （中石化东北油气分公司工程技术研究院，吉林 长春 130062）

非渗透钻井液体系在梨树断陷的研究与应用

葛春梅，张天笑，王雪 （中石化东北油气分公司工程技术研究院，吉林 长春 130062）

梨树断陷碎屑岩储层多为低孔低渗致密碎屑岩储层，存在井壁稳定性差和储层保护难度大的钻井技术难点。为增强井壁稳定性和储层保护效果，开展了非渗透钻井液的研究与应用工作。根据钻井液抗温性、抑制性、储层伤害等室内试验评价结果，表明非渗透钻井液抗温稳定性好，防塌能力强，返排压力低，能够有效封堵地层孔隙，渗透率恢复率达到80%以上，表皮因数较低，具有储层保护的效果。

梨树断陷；非渗透钻井液；井壁稳定；储层保护

梨树断陷是松南地区主要油气聚集区，是中石化在东北工区的重点勘探开发对象。储层致密且非均质性强，物性差，砂泥岩互层，水敏性强，多数属于低孔低渗碎屑岩储层，对提高储层保护提出了更高的要求。为发现和保护油气层，解决井壁失稳等技术难点，开展了非渗透钻井液体系的研究与应用工作。非渗透钻井液能够快速在岩石表面形成低渗透率的封闭膜，固体颗粒和大多数的聚合物没有进入孔隙，只有少量的滤液侵入，而且封闭膜的清除非常简单。因为封闭膜位于岩石表面，且只有在高于聚合物临界表面胶束浓度下存在，所以当接触洗井液或完井盐水，以及在采油过程中与储层流体接触时，封闭膜易于被井内流体清除。

1 技术难点

1）井壁稳定性差 中深井采用二级井身结构，裸眼井段长，钻遇的地层层序多而复杂，大部分地层多有泥岩夹层，水敏性强，造浆严重，长时间浸泡井壁易坍塌掉块。

2）储层保护难度大 储层有效孔隙度低，渗透率低，胶结致密，非均质性强，属于低孔低渗特低渗储层。地层压力梯度变化大，压力因数最大可以达到1.20，通过降低密度保护储层不容易。

2 非渗透钻井液室内评价

针对井壁失稳及储层保护等钻井液技术难点，采用比较成熟的聚磺防塌钻井液与非渗透封堵剂相结合技术。非渗透钻井液可以控制中压失水量≤4mL，控制高温高压失水量≤12mL，减少钻井液对油气层的浸泡时间，保护油气层。结合室内抗温性能、储层伤害评价等试验，确定了非渗透钻井液体系的基本配方。

基本配方为：3%～5%钠土＋0.3%聚丙烯酰胺钾盐KPAM＋0.5%～1%抗盐抗高温降滤失剂JS-9＋1%～2%有机硅甲基防塌降黏降滤失剂JS-3＋1%水解聚丙烯腈铵盐NH4HPAN＋1%～2%褐煤树脂HA＋0.3%羧甲基纤维素CMC＋2%～3%磺化褐煤SMC＋2%～3%磺甲基酚醛树脂SMP＋2%非渗透封堵剂 （配方中百分数为质量分数）。

2.1 抗温性评价

聚磺钻井液加入非渗透封堵剂前后及滚动前后的性能评价对比见表1、2。由表1可以看出，加入非渗透封堵剂前后，流变性能变化幅度不大，比较稳定。由表2可以看出，加入非渗透封堵剂以后滤失量明显减少，承压能力明显增强，并且抗温性能稳定。表明加入非渗透封堵剂后，可以有效阻止滤液侵入储层，提高储层保护效果。

表1 钻井液加入非渗透封堵剂前后性能对比

2.2 抑制性评价

利用梨树断陷上部地层造浆性较强的泥页岩进行非渗透聚磺钻井液抑制性评价，结果见表3。由表3可以看出，加入非渗透封堵剂以后，泥页岩滚动回收率提高了24%，线性膨胀率降低了2.49%，抑制效果明显。

2.3 储层伤害评价

天然岩心储层伤害评价试验结果见表4，由表4可知，加入非渗透封堵剂以后渗透率恢复率达到了80%以上。为了考察钻井液污染岩心的侵入深度，分别对污染后的岩心进行切割，测定切割后岩心的渗透率恢复率 （见表5）。由表5可知，加入非渗透封堵剂后，污染的岩心渗透率恢复率能达到85%以上。通过对比发现，非渗透钻井液在岩心表面形成了封闭膜，污染深度很浅，阻止了固相和液相侵入岩心深部污染储层。钻井液返排解堵试验结果见表6。由表6可知，由于加入非渗透封堵剂的钻井液滤液能够在岩心表面形成封闭膜，岩心返排压差低，提高了储层保护的效果。图1为岩心储层伤害评价前后对比图，可见加入非渗透封堵剂后岩心伤害大为降低。

表2 钻井液加入非渗透封堵剂前后砂床滤失试验性能对比

表3 抑制性评价

表4 储层伤害评价

表5 岩心切割后的渗透率恢复率

表6 返排解堵试验数据

图1 岩心储层伤害评价前后对比图

3 现场应用效果

非渗透钻井液在中深井中应用时，可以控制中压失水量≤4mL，控制高温高压失水量≤12mL。原聚合物钻井液体系需要1.18g／cm3的密度才能保持井壁稳定，而使用非渗透钻井液，密度可控制在1.15g／cm3以内 （表7）；在施工过程中井下正常，表皮因数较低 （表8），没有出现井壁失稳现象，具有储层保护的效果。

4 结论与认识

表7 非渗透钻井液与聚合物钻井液基本性能比较

表8 非渗透钻井液现场应用效果

1）非渗透钻井液体系可以在井壁表面形成致密的保护层，减少钻井液污染，渗透率恢复率可以达到85%以上，储层保护效果好。

2）非渗透钻井液体系具有较强的抗高温稳定性和抑制性，现场应用效果表明，该体系可实现低密度强抑制防塌，解决了井壁失稳的问题。

［1］吴隆杰，杨凤霞 .钻井液处理剂胶体化学原理 ［M］.成都：成都科技大学出版社，1992.

［2］鄢捷年 .钻井液工艺学 ［M］.青岛：中国石油大学出版社，2012.

［3］徐同台，赵忠举.21世纪初国外钻井液和完井液技术 ［M］.北京：石油工业出版社，2004.

［编辑］ 帅群

Study and Application of Impermeable Drilling Fluid System in Lishu Fault Depression

GE Chunmei，ZHANG Tianxiao，WANG Xue (First Author's Address:Engineering Research Institute，Northeast Oil and Gas

Company，SINOPEC，Changchun 130062，Jilin，China)

Clastic reservoir in Lishu Fault Depression was a low porosity and low permeability tight sandstone reservoir，ther existed technical problems of poor borehole stability and difficulty for formation protection.To improve theborehole stability an formation protection，an impermeable drilling fluid system was studied and used.The experimental results of temperature resist ance，inhibition and formation protection indicate that the impermeable drilling fluid system has good temperature resistanc and stability，strong anti-sloughing capacity and low backflow pressure，it can be used to seal pores in formation with permea bility recovery value over 80%and low skin factor，and good effect is obtained for formation protection.

Lishu Fault Depression;impermeable;borehole stability;formation protection

TE254

A

1000-9752（2014）05-0102-03

2013-09-16

葛春梅 （1982-），女，2005年大学毕业，工程师，现从事钻井液技术研究工作。