抗高压盐水侵型高温高密度水基钻井液体系研究摘要
随着中浅层油气资源的减少,深层、超深层钻探已成为获取更多油气资源的主要途径和方向,井深的增加,钻遇高压盐水层等的概率增大。钻井过程中,当钻井液的密度不能平衡地层压力时,就会发生地层盐水侵入井筒的情况,高压盐水的性质复杂,会造成钻井液性能急剧恶化,引发一系列复杂问题。本文以塔里木盆地SHB地区高压地层盐水为研究对象,在对其化学组分、含量分析的基础上,开展了高压盐水对水基钻井液影响性研究,提出抗高压盐水侵型的关键是抗高压盐水侵型处理剂。研制了抗高压盐水侵型降滤失剂CLG-12,并通过处理剂的优选,构建了一套抗高压盐水侵型高温高密度水基钻井液并评价了该体系性能,研究了该体系的维护方法。取得了以下认识和成果:(1)分析塔里木盆地SHB地区奥陶系和石炭系高压地层盐水组分,矿化度约为125000mg/L,阳离子主要以Na+、K+、Ca2+为主,阴离子则以Cl-为主;高压盐水侵污钻井液机理主要包括两个方面,一是复合盐对水基钻井液中胶体颗粒稳定性的破坏;第二是盐水侵污导致水基钻井液关键处理剂作用减弱。(2)通过分子结构设计制备了四元共聚物降滤失剂CLG-12,通过单因素实验和正交实验得到降滤失剂CLG-12最佳制备条件,利用IR、NMR、凝胶色谱表征CLG-12的分子量和结构,TAG测试了热稳定性。对降滤失剂CLG-12的降滤失性能等进行评价,其结果显示,在20%模拟盐水侵污实验浆中老化后中压滤失量为5.2m L,抗复合盐水降滤失性能优于国内外同类产品。(3)通过流变性和中压滤失量实验优选出了4#配浆土、降滤失剂CLG-12和SO-1、SMP-3、SPNH-3,封堵剂FT-1、CLG-SEAL和润滑剂白油。通过配伍性实验建立了抗高压盐水侵高温高密度水基钻井液体系,配方如下:4%基浆+0.3%Na OH+7%KCl+0.3%Na2SO3+0.5%CLG-12+0.5%SO-1+5%SMP-3+4%SPNH-3+4%FT-1+3%CLG-SEAL+1.5%JLX+3%五号白油+0.3%span80+4%QS-4+重晶石。(4)经性能评价表明,抗盐水侵型高温高密度水基钻井液体系的热稳定性较好,抗污染性较好,页岩抑制性好,封堵性优,抗盐水侵容量限为20%。维护研究发现,通过添加膨润土和聚合物降滤失剂等关键处理剂就能有效恢复体系的流变性和降低高温高压滤失量,能够将原有抗盐水侵能力提升至30%。
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