抑制剂NAPG在文23储气库的应用研究

国安平

中国石化中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院，河南濮阳 457001

聚醚胺基烷基糖苷(NAPG)是由中原钻井院研发的新型高效抑制剂[1-3]。聚醚胺基烷基糖苷具有多胺基、烷基、羟基及葡糖糖环等，NAPG可通过多胺基团的超强吸附及拉紧作用可充分发挥抑制性能；另外，分子中的烷基糖苷结构的位阻效应可有效保证钻井液的分散稳定性，可通过吸附兼顾一定的抑制性能[4]。

1 室内试验

1.1 NAPG与微泡钻井液的配伍性

文23储气库现场施工三开微泡钻井液的基础配方为：(2%～4%)膨润土+(0.5%～1%)LV-CMC+(0.3%～0.6% )COP-HFL/LFL+(0.3%～0.5% )稳泡剂HXC+(1%～2%)发泡剂+(1%～2% )胶束促进剂+(2%～4%)液膜强化剂+(0.1%～0.3%)泡沫控制剂+(1%～2%)改性纤维封堵剂。

为了考察NAPG对微泡钻井液的配伍性，分别加入不同量的NAPG，考察其对微泡钻井液稳定性及流变性的影响。钻井液老化试验条件为：110 ℃、16 h，试验结果见表1。微泡钻井液配方1#～6#为基础配方中分别加入NAPG的量为：0，0.5%，0.8%，1.0%，1.5%，2.0%。

表1 NAPG加量对微泡钻井液性能的影响

由表1可以得出，微泡钻井液100 ℃高温老化16 h后，NAPG加量0.5%～2.0%时，微泡钻井液的动塑比和中压滤失量基本保持不变；微泡钻井液的密度保持不变，说明NAPG在此加量范围内与配方所用的处理剂配伍性良好，尤其是发泡剂的配伍性；初终切略有下降、中压滤失量基本保持不变，说明加入NAPG可一定程度上改善流变性能；微泡钻井液中加入0.8%NAPG，动塑比0.45 ms-1、API滤失量4.5 mL、初切3.0 Pa、终切5.0 Pa。分析得出，NAPG与微泡钻井液体系有良好的配伍性，并具有一定的稀释钻井液的作用。

1.2 NAPG对微泡钻液膨润土含量影响

NAPG有较强的抑制性能，对膨润土水化具有一定的影响。为了考察NAPG对微泡钻井液的膨润土含量的影响。分别测试了NAPG加量为0，0.5%，0.8%，1.0%，1.5%，2.0%的微泡钻井液于110 ℃/16 h条件下老化后的膨润土含量，结果见表2。

表2 NAPG加量对微泡钻井液膨润土含量影响

由表2可知，微泡钻井液体系中加入0.5%～2.0%NAPG,110 ℃/16 h老化后，膨润土的含量随NAPG加量的增加而降低，并且显著降低，NAPG加量为2.0%时配方中膨润土含量由40 g/L降为21.3 g/L，降低率为46.8%。这是因为NAPG分子中的吸附基团吸附在膨润土表面，导致亚甲基蓝有机阳离子无法与膨润土结合，膨润土含量降低。综上分析，NAPG加量在2.0%以内与微泡钻井液配伍性较好，当微泡钻井液固相含量较高时，可加适量NAPG，在不影响泥浆性能的同时可降低微泡钻井液的固相含量，有清除有害固相的作用。现场应用时，可根据实际情况选择NAPG加量。

1.3 抑制性能

为验证NAPG在微泡钻井液所起的抑制性效果，进行现场岩屑回收试验及岩心浸泡试验。

1.3.1现场岩屑滚动回收试验

试验条件为100 ℃、16 h(一次回收)，100 ℃、2 h(二次回收)，采用岩屑为文23储气库6-5井3 100～3 120 m处4～10目的钻屑。配方分别为：测试清水、微泡钻井液及加入1.0%NAPG微泡钻井液，试验结果见表3。

表3 NAPG对微泡钻井液岩屑回收试验的影响

由表3可得出，微泡钻井液自身抑制性较差，一次回收率为76%，而加入1%NAPG的微泡钻井液一次回收率到97%，二次回收率95.6%，相对回收率为98.56%，由此可知，加入1.0%NAPG的微泡钻井液具有良好的抑制钻屑膨胀、水化分散的能力，表现出优异的抑制防塌性能。

1.3.2岩心浸泡试验

考察NAPG的抑制防塌性能，进行不同NAPG加量溶液的岩心柱浸泡实验。实验条件：取10 g研磨后的现场钻屑在10.0 MPa，5.0 min条件下制备岩心，室温条件下浸泡60 d后，观察岩心外观变化见图1、图2。

图1 浸泡前岩心柱外观形态

图2 浸泡60 d后的岩心柱的外观形态

由图2可知，浸泡60 d后，岩心柱的状态发生明显变化，岩心柱发生了不同程度的坍塌和开裂，随着NAPG加量的增加，可看出溶液的抑制防塌性能显著提高。当NAPG加量为30%时，岩心表面较坚硬，因去水化作用，岩心表面出现微小裂纹。50%NAPG加量的岩心外观形态变化不大，说明NAPG有优异的抑制防塌性能。

2 NAPG在文23储气库的应用

文23储气库微泡钻井液实施井段为三开井段，目前已施工了14口井。在施工过程中，钻井液性能稳定、起下钻畅通、电测及完井作业均一次成功，未出现井下复杂情况。现场具体效果如下：

1)抑制性强，井壁稳定。施工中维持NAPG的合适含量，保证钻井液的抑制性。在施工中 钻遇泥岩和砂质泥岩含量高的井段，未出现掉块等井壁失稳现象，施工井的井径扩大率小于5%。

2)有利于保护储层。加入NAPG的微泡钻井液可有效降低体系的水活度，且NAPG独特的分子结构能高效阻止泥岩水化和膨胀，较好地维持井眼的稳定性，降低储层的水锁效应，利于保护储层。

3)NAPG与微泡钻井液配伍性良好。微泡钻井液加入体积分数为0.5%～2.0%的NAPG，体系的抑制性增强，且保持微泡钻井液较强的剪切稀释性能不变。在整个施工过程中，体系稳定，流变性好。

3 结论

1) NAPG具有较强的抑制作用，NAPG加量1.0%时，现场岩屑一次回收率达97%。

2)NAPG与微泡钻井液配伍性良好，可显著 提高微泡钻井液抑制防塌性能；在文23区块应用的14口井，井壁稳定，起下钻正常，完井作业顺利，井径扩大率小，充分说明了NAPG的优异的防塌能力。

[1] 司西强，王中华.钻井液用聚醚胺基烷基糖苷的研究[C].北京：中国化学会学术年会.2014.

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[7] 司西强，王中华，以聚醚胺基烷基糖苷为主剂的类油基钻井液研究[C].北京：中国化学会学术年会.2016.

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