文昌13－2油田密闭取心钻井液技术

向雄，程玉生（中海油服油田化学事业部湛江基地，广东 湛江 524057）

密闭取心是我国20世纪60年代发展起来的一项技术。它是在普通钻井液钻井的条件下，将密闭液装入取心内筒、在岩心形成进入内筒后，密闭液将岩心保护起来，防止岩心污染，通过岩心取样分析化验，取得该区块准确的油层含油水饱和度资料的一种方法。为了进一步认识文昌13－2油田储层，必须掌握中、高含水期油田的剩余油分布、水洗程度、水进方向等资料；依据岩心、测井和室内分析化验研究含油性（特别是低阻）与电性之间的相互关系，为测井资料解释油层及认识油藏服务［1～4］。笔者通过室内试验，优化出了一套满足密闭取心作业的取心井段钻井液体系，并成功应用于现场密闭取心施工过程中。

1 文昌13－2油田储层特征及对钻井液的技术要求

1.1 文昌13－2油田储层特征

文昌13－2油田属于高孔高渗储层，目前该油田已进入中、高含水期，且文昌13－2平台没有空余井槽，因此须采用侧钻的方式。为了研究文昌13－2油田水驱程度、剩余油分布及饱和度标定，拟钻领眼井，其中领眼井钻穿新近系珠江组二段1上油组，并取珠江组一段3油组、珠江组一段5油组、珠江组二段1上油组全岩心，然后根据取心情况再决定后续钻井计划。珠江组一段3油组、珠江组一段5油组、珠江组二段1上油组岩性主要为灰色泥岩夹杂浅灰色粉砂岩，其中上部为灰色泥岩，下部为灰色油斑泥质粉砂岩与灰色泥岩互层，底部夹浅灰色油迹钙质粉砂岩。需要密闭取心的领眼井，井斜28°，裸眼长达1800m，且中间夹杂较多泥岩，给井眼清洁、井壁稳定以及钻井液润滑性都提出较高要求。

1.2 密闭取心钻井液技术要求

密闭取心钻井液API滤失量≤3mL，能形成薄而韧的泥饼；抑制性好，井壁稳定无缩径、无坍塌；携砂性能好，井眼清洁；润滑性能好。

2 室内试验

2.1 钻井液配方

为达到高的密闭取心率，对取心井段钻井液提出了 “三低”的要求，即低污染、低摩阻、低失水。为此，室内以水基阳离子聚合物PF－PLUS、KCl为主处理剂提高钻井液的抑制性；将改性淀粉PF－FLO、聚阴离子纤维素PF－PAC－LV、零渗透剂PF－ZP进行复配，降低滤失量，形成优质的泥饼；同时使用PF－GJC聚合醇，提高钻井液的抑制性、润滑性和高温降滤失性能［5］；使用封堵剂PF－GBL保证井壁稳定性；使用提切剂PF－XC提高泥浆的屈服值和动切力。通过试验研究优化出了满足取心井段要求的低滤失抑制型聚合物钻井液体系，配方如下：

3%海水土般土浆＋0.2%烧碱＋0.2%纯碱＋0.5%PF－FLO＋0.6%PF－PAC－LV＋3%PF－GJC＋2%PF－GBL＋2%PF－ZP＋2%超细碳酸钙＋3%KCl＋0.3%PF－PLUS＋0.1%PF－XC，重晶石加重至1.15 g／cm3（配方中的百分数为质量分数，下同）。

2.2 钻井液流变性能

按上述配方配制取心井段钻井液，热滚条件90℃×16h，冷却取出，50℃下测定其流变性及API滤失量，试验结果见表1。可以看出，该取心井段钻井液流变性能好，API滤失量为2.5mL。

表1 室内配方试验结果

2.3 钻井液的抑制性能

采用热滚回收试验方法评价了该取心井段钻井液的抑制性能。该取心井段钻井液能把岩样的热滚回收率从清水中的36.0%提高到94.0%。表明其抑制钻屑分散的能力很强，能有效防止因水化造成的井壁不稳。

3 现场应用情况

3.1 工程简况

3.2 取心井段钻井液性能维护情况

开钻钻井液配方：1.5%海水土般土浆＋0.25%烧碱＋0.125%纯碱＋0.625%PF－PAC－LV＋2.125%PF－GJC＋3%PF－GBL＋5%KCl＋0.5%PF－FLO＋0.5625%PF－PLUS，重晶石加重至1.15g／cm3。

由于文昌13－2油田含有大段泥岩，质软、且易水化膨胀，所以在取心井段上部泥岩层钻进时，主要利用PF－PLUS和KCl提高钻井液的包被抑制性，控制泥岩水化膨胀。根据振动筛岩屑返出情况，及时补充抑制剂。同时需要控制钻井液低密度及固相含量，维持钻井液较低黏度，为密闭取心降低滤失添加材料留足够空间，以满足密闭取心要求控制低的API滤失量；另受泥浆泵影响，排量较低，需提高动切力，以利携砂。钻进至取心井段前，考虑到密闭取心要求，直接在循环系统中加入PF－PAC－LV、PF－ZP、PF－FLO，改善泥饼质量，降低API滤失量至2.6mL。为了避免黏度增长过快，现场通过在循环系统中补充稀胶液（海水＋烧碱＋纯碱＋PF－GJC＋PF－PAC LV＋PF－ZP）的方式，控制钻井液漏斗黏度至65s以内；钻进至取心位置，在循环系统中加入PF－ZP、PF－PAC－LV，进一步将滤失量降低至2.0mL；同时加入PF－GBL，增强钻井液的封堵性；在取心作业时，将筛布目数尽可能换成100目以上，全程开启离心机，补充新胶液降低固相含量，并加入PF－XC－H提高钻井液的悬浮携砂性。实钻证明该钻井液体系具有良好的流变性（黏度53～62s）和较低的API滤失量（＜3mL），其中润滑性、井壁稳定性和抑制性等也都很好地满足了密闭取心的要求，为优质取心打好基础。取心期间钻井液性能见表2。

表2 取心期间的钻井液性能

3.3 取心作业效果

表3 岩心示踪剂分析结果

4 结论

1）取心钻井液体系采用改性淀粉PF－FLO、零渗透剂PF－ZP等降失水材料合理搭配聚阴离子纤维素PF－PAC－LV，降低钻井液滤失量的效果良好，为获取较高密闭取心率打好基础。

2）取心钻井液体系采用PF－GBL及PF－GJC等封堵材料的合理搭配，能有效改善泥饼质量，提高润滑性，且井壁稳定。

3）在密闭取心过程中，合理调整钻井液的滤失量和流变性，保证了密闭取心作业的顺利进行，8趟取心过程收获岩心率和密闭取心率均达100%。

［1］刘欣颖，重点密闭取心井文检3井钻井液技术 ［J］.内蒙古石油化工，2009，19（3）：97～98.

［2］罗军，张国丽，杨立文，等 .辽河油田Q40块蒸汽驱稠油油藏保形密闭取心技术 ［J］.钻采工艺，2009，32（6）：120～121.

［3］李开荣，薄万顺 .密闭取心技术的新发展 ［J］.石油钻采工艺，1998，20（2）：36～38.

［4］范文星 .密闭取心井钻井技术及其问题探讨 ［J］.石油天然气学报（江汉石油学院学报），2007，29（2）：129～132.

［5］王亮，吴正权，曾建，等 .聚合醇在钻井液中浊点变化规律研究及应用 ［J］.钻采工艺，2009，32（6）：85～87.