文昌13－2油田密閉取心鉆井液技術(shù)

向雄，程玉生（中海油服油田化學(xué)事業(yè)部湛江基地，廣東 湛江 524057）

密閉取心是我國20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一項(xiàng)技術(shù)。它是在普通鉆井液鉆井的條件下，將密閉液裝入取心內(nèi)筒、在巖心形成進(jìn)入內(nèi)筒后，密閉液將巖心保護(hù)起來，防止巖心污染，通過巖心取樣分析化驗(yàn)，取得該區(qū)塊準(zhǔn)確的油層含油水飽和度資料的一種方法。為了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)文昌13－2油田儲(chǔ)層，必須掌握中、高含水期油田的剩余油分布、水洗程度、水進(jìn)方向等資料；依據(jù)巖心、測井和室內(nèi)分析化驗(yàn)研究含油性（特別是低阻）與電性之間的相互關(guān)系，為測井資料解釋油層及認(rèn)識(shí)油藏服務(wù)［1～4］。筆者通過室內(nèi)試驗(yàn)，優(yōu)化出了一套滿足密閉取心作業(yè)的取心井段鉆井液體系，并成功應(yīng)用于現(xiàn)場密閉取心施工過程中。

1 文昌13－2油田儲(chǔ)層特征及對(duì)鉆井液的技術(shù)要求

1.1 文昌13－2油田儲(chǔ)層特征

文昌13－2油田屬于高孔高滲儲(chǔ)層，目前該油田已進(jìn)入中、高含水期，且文昌13－2平臺(tái)沒有空余井槽，因此須采用側(cè)鉆的方式。為了研究文昌13－2油田水驅(qū)程度、剩余油分布及飽和度標(biāo)定，擬鉆領(lǐng)眼井，其中領(lǐng)眼井鉆穿新近系珠江組二段1上油組，并取珠江組一段3油組、珠江組一段5油組、珠江組二段1上油組全巖心，然后根據(jù)取心情況再?zèng)Q定后續(xù)鉆井計(jì)劃。珠江組一段3油組、珠江組一段5油組、珠江組二段1上油組巖性主要為灰色泥巖夾雜淺灰色粉砂巖，其中上部為灰色泥巖，下部為灰色油斑泥質(zhì)粉砂巖與灰色泥巖互層，底部夾淺灰色油跡鈣質(zhì)粉砂巖。需要密閉取心的領(lǐng)眼井，井斜28°，裸眼長達(dá)1800m，且中間夾雜較多泥巖，給井眼清潔、井壁穩(wěn)定以及鉆井液潤滑性都提出較高要求。

1.2 密閉取心鉆井液技術(shù)要求

密閉取心鉆井液API濾失量≤3mL，能形成薄而韌的泥餅；抑制性好，井壁穩(wěn)定無縮徑、無坍塌；攜砂性能好，井眼清潔；潤滑性能好。

2 室內(nèi)試驗(yàn)

2.1 鉆井液配方

為達(dá)到高的密閉取心率，對(duì)取心井段鉆井液提出了 “三低”的要求，即低污染、低摩阻、低失水。為此，室內(nèi)以水基陽離子聚合物PF－PLUS、KCl為主處理劑提高鉆井液的抑制性；將改性淀粉PF－FLO、聚陰離子纖維素PF－PAC－LV、零滲透劑PF－ZP進(jìn)行復(fù)配，降低濾失量，形成優(yōu)質(zhì)的泥餅；同時(shí)使用PF－GJC聚合醇，提高鉆井液的抑制性、潤滑性和高溫降濾失性能［5］；使用封堵劑PF－GBL保證井壁穩(wěn)定性；使用提切劑PF－XC提高泥漿的屈服值和動(dòng)切力。通過試驗(yàn)研究優(yōu)化出了滿足取心井段要求的低濾失抑制型聚合物鉆井液體系，配方如下：

3%海水土般土漿＋0.2%燒堿＋0.2%純堿＋0.5%PF－FLO＋0.6%PF－PAC－LV＋3%PF－GJC＋2%PF－GBL＋2%PF－ZP＋2%超細(xì)碳酸鈣＋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?jǐn)?shù)為質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）。

2.2 鉆井液流變性能

按上述配方配制取心井段鉆井液，熱滾條件90℃×16h，冷卻取出，50℃下測定其流變性及API濾失量，試驗(yàn)結(jié)果見表1?？梢钥闯?，該取心井段鉆井液流變性能好，API濾失量為2.5mL。

表1 室內(nèi)配方試驗(yàn)結(jié)果

2.3 鉆井液的抑制性能

采用熱滾回收試驗(yàn)方法評(píng)價(jià)了該取心井段鉆井液的抑制性能。該取心井段鉆井液能把巖樣的熱滾回收率從清水中的36.0%提高到94.0%。表明其抑制鉆屑分散的能力很強(qiáng)，能有效防止因水化造成的井壁不穩(wěn)。

3 現(xiàn)場應(yīng)用情況

3.1 工程簡況

3.2 取心井段鉆井液性能維護(hù)情況

開鉆鉆井液配方：1.5%海水土般土漿＋0.25%燒堿＋0.125%純堿＋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油田含有大段泥巖，質(zhì)軟、且易水化膨脹，所以在取心井段上部泥巖層鉆進(jìn)時(shí)，主要利用PF－PLUS和KCl提高鉆井液的包被抑制性，控制泥巖水化膨脹。根據(jù)振動(dòng)篩巖屑返出情況，及時(shí)補(bǔ)充抑制劑。同時(shí)需要控制鉆井液低密度及固相含量，維持鉆井液較低黏度，為密閉取心降低濾失添加材料留足夠空間，以滿足密閉取心要求控制低的API濾失量；另受泥漿泵影響，排量較低，需提高動(dòng)切力，以利攜砂。鉆進(jìn)至取心井段前，考慮到密閉取心要求，直接在循環(huán)系統(tǒng)中加入PF－PAC－LV、PF－ZP、PF－FLO，改善泥餅質(zhì)量，降低API濾失量至2.6mL。為了避免黏度增長過快，現(xiàn)場通過在循環(huán)系統(tǒng)中補(bǔ)充稀膠液（海水＋燒堿＋純堿＋PF－GJC＋PF－PAC LV＋PF－ZP）的方式，控制鉆井液漏斗黏度至65s以內(nèi)；鉆進(jìn)至取心位置，在循環(huán)系統(tǒng)中加入PF－ZP、PF－PAC－LV，進(jìn)一步將濾失量降低至2.0mL；同時(shí)加入PF－GBL，增強(qiáng)鉆井液的封堵性；在取心作業(yè)時(shí)，將篩布目數(shù)盡可能換成100目以上，全程開啟離心機(jī)，補(bǔ)充新膠液降低固相含量，并加入PF－XC－H提高鉆井液的懸浮攜砂性。實(shí)鉆證明該鉆井液體系具有良好的流變性（黏度53～62s）和較低的API濾失量（＜3mL），其中潤滑性、井壁穩(wěn)定性和抑制性等也都很好地滿足了密閉取心的要求，為優(yōu)質(zhì)取心打好基礎(chǔ)。取心期間鉆井液性能見表2。

表2 取心期間的鉆井液性能

3.3 取心作業(yè)效果

表3 巖心示蹤劑分析結(jié)果

4 結(jié)論

1）取心鉆井液體系采用改性淀粉PF－FLO、零滲透劑PF－ZP等降失水材料合理搭配聚陰離子纖維素PF－PAC－LV，降低鉆井液濾失量的效果良好，為獲取較高密閉取心率打好基礎(chǔ)。

2）取心鉆井液體系采用PF－GBL及PF－GJC等封堵材料的合理搭配，能有效改善泥餅質(zhì)量，提高潤滑性，且井壁穩(wěn)定。

3）在密閉取心過程中，合理調(diào)整鉆井液的濾失量和流變性，保證了密閉取心作業(yè)的順利進(jìn)行，8趟取心過程收獲巖心率和密閉取心率均達(dá)100%。

［1］劉欣穎，重點(diǎn)密閉取心井文檢3井鉆井液技術(shù) ［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2009，19（3）：97～98.

［2］羅軍，張國麗，楊立文，等 .遼河油田Q40塊蒸汽驅(qū)稠油油藏保形密閉取心技術(shù) ［J］.鉆采工藝，2009，32（6）：120～121.

［3］李開榮，薄萬順 .密閉取心技術(shù)的新發(fā)展 ［J］.石油鉆采工藝，1998，20（2）：36～38.

［4］范文星 .密閉取心井鉆井技術(shù)及其問題探討 ［J］.石油天然氣學(xué)報(bào)（江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)），2007，29（2）：129～132.

［5］王亮，吳正權(quán)，曾建，等 .聚合醇在鉆井液中濁點(diǎn)變化規(guī)律研究及應(yīng)用 ［J］.鉆采工藝，2009，32（6）：85～87.