MEG钻井液研究与应用

王希芹（中国石油辽河油田分公司金海采油厂，辽宁 盘锦 124010）

MEG钻井液研究与应用

王希芹（中国石油辽河油田分公司金海采油厂，辽宁 盘锦 124010）

在水平井钻井过程中为了防止地层坍塌和保护油层，目前多使用的油基钻井液，虽然其润滑性和保护油层效果显著，但是其携岩性能差，同时成本也高，而且循环出的废弃钻井液容易造成污染。因此，研究了MEG钻井液体系研究，它是一种水基钻井液体系，通过室内实验筛选与其配伍性好的处理剂，最终确定的了最佳配方。其他水基钻井液体系与其相比，发现MEG钻井液体系的防塌性能、保护油气层性能、润滑性能和携屑性能具有明显的优势，适于在水平井钻井中应用，而且其循环返出液不会污染环境。

水平井；钻井液；MEG；油层保护

目前，多内多数油田已经进入开发中后期，剩余油层很薄，利用常规定向井或直井开发很困难，但是在难动用的油田储量中这些薄油层还占有较大比例。这些油层裸露面积非常有限，很难形成大规模商业开发，只有利用水平井技术，才能解决上述问题[1]。但是水平井钻井常用油基泥浆成本太高，因此，迫切需要研究一种成本低，性能好，能够取代油基钻井液适用于水平井的钻井液体系。为此，开展了新型MEG水基钻井液体系的研究。

1 MEG的分子简介

MEG化学名称为甲基葡萄糖甙，它是一种聚糖类高分子物质的单体衍生物，但是与其它聚糖类高分子物质不一样的是MEG为环式单体。它包括两种对映异构体，分别为：α-甲基葡萄糖甙和β-甲基葡萄糖甙。二者是同素异构体，分子式均为：C7H14O6，分子量为：194.18，密度为1.46g/cm3，熔点167～171℃，沸点200℃，水溶性108G/100ML(20℃)。因此它们的化学性质十分相近，不同的地方只有旋光度。国内对于它在钻井液方面的应用研究较少，国外也是近年来才发现其可以用作钻井液处理剂，进一步研究还发现它具有优异的抑制、润滑作用[2]。

2 MEG钻井液的研制

2.1 MEG钻井液的配方

针对水平井钻井特点，综合考虑成本等因素，对比分析了不同机理的各种处理剂，筛选出效果好、性价比高的处理剂，通过处理剂与MEG的配伍性室内实验分析，最终确定出适合于MEG钻井液的优质处理剂，在通过室内实验测定各种配方的性能，最后优选出最佳配方如下：

5%PT+1%XSJ+1%YTJ+1%YZJ+3%CMC+2%RH+15%～20%MEG+0.1%TG

其中：PT为基浆，XSJ为稀释剂，YTJ和YZJ为防塌剂，CMC为降滤失剂，RH为润滑剂，TG为流型调节剂。

2.2 MEG钻井液常规性能

配置完MEG钻井液，首先需要进行常规性能室内试验分析，发现该体系流变性较好，滤失量小，API失水小于5mL，HTHP失水小于11mL，且密度可调(1.02g/cm3～1.55g/cm3)，滤饼润滑性和失水造壁性较好，密度为1.22g/cm3时动塑比为0.45，能够形成平板型层流，携带岩屑效率高，非常适用于水平井和斜井钻进。

3 MEG钻井液性能评价

3.1 常规性能评价

为了评价MEG钻井液常规性能，将其与两性离子钻井液、甲酸盐钻井液、聚硅氟钻井液和油包水钻井液在同等条件下进行了实验对比分析，数据见表1。HTHP失水温度为90℃/ 3.5MPa；岩心损害实验渗透率为52.71×10-3μm2。

性能ρ，g．cm-3AV，mPa．s API FL，mL HTHP FL，mL YP，Pa YP/PV G10"，Pa G10′，Pa EP粘附系数电阻率，Ω．m R，% Er(24h)，%渗透率恢复值，% MEG钻井液1．15 28．5 3．0 10．2 10．5 0．58 3．0 9．0 0．08吸不住3．5 91．9 26．3 83．2两性离子钻井液1．15 26．0 5．6 17．5 5．5 0．26 1．5 8．0 0．13 0．1 3．7 64．0 67．3 54．1甲酸盐钻井液1．15 34．5 4．4 15．2 6．5 0．35 3．0 15．0 0．13 0．1 3．2 75．0 45．0 72．2聚硅氟钻井液1．15 27．0 3．8 13．0 3．5 0．27 1．5 4．5 0．13吸不住2．9 54．1 45．7 61．0油包水钻井液1．15 26．0 1．5 4．5 4．0 0．22 3．0 5．5 0．10吸不住26．0 93．0 21．2 88．7

对比分析表明：MEG钻井液和油包水钻井液流变性能均比其他体系好，在抑制黏土膨胀和油气层保护方面二者相当，但是在润滑性和携屑性方面MEG钻井液明显优于油基钻井液。

3.2 抑制性能

通过热滚分散和膨胀实验，验证了MEG钻井液具有较强的抑制性能。

(1)滚动回收率评价实验

实验条件：90℃下岩心试样滚动16h

实验结果：滚动回收率为90%，与油包水钻井液(93.0%)接近，远超过其它水基钻井液。

(2)页岩膨胀实验实验条件：90℃条件下使页岩在钻井液的作用下膨胀16h实验结果：页岩相对膨胀率为26.3%，与油包水钻井液的(21.2%)相当。

3.3 润滑性能

MEG是一种表面活性类物质，且极性较弱，可在井壁堆集成类似油相的分子膜，大大提高和改善钻井液润滑性能。通过实验测得油包水钻井液的平均润滑系数为0.10，而MEG钻井液的平均润滑系数为0.08，二者相当，润滑性能优于同组其它水基钻井液体系。

4 结语

用MEG及与其具有良好配伍性的处理剂配制的钻井液具有更好的流变性能，在润滑性、携屑方面优于油基钻井液，在油气层保护、抑制性方面与油基钻井液性能相当。MEG钻井液在抗高温和抗污染方面不如油基钻井液，但优于两性离子钻井液、甲酸盐钻井液、聚硅氟钻井液等水基钻井液。MEG钻井液具有良好的环保性能，适用于环境敏感性地区。

[1]甄剑武，王中华，雷祖猛.水平井钻井液及储层保护[J].油田化学，2010，27(4)：457-460.