李家學(xué), 張紹俊, 李磊, 孫東山, 張超, 王濤
(1. 塔里木油田公司油氣工程研究院,新疆庫(kù)爾勒841000;2. 塔里木油田公司庫(kù)車油氣開發(fā)部,新疆庫(kù)爾勒841000;3.能新科(中國(guó))科技有限公司,北京100022)
環(huán)保型高性能水基鉆井液在山前超深井中的應(yīng)用
李家學(xué)1, 張紹俊1, 李磊2, 孫東山3, 張超3, 王濤1
(1. 塔里木油田公司油氣工程研究院,新疆庫(kù)爾勒841000;2. 塔里木油田公司庫(kù)車油氣開發(fā)部,新疆庫(kù)爾勒841000;3.能新科(中國(guó))科技有限公司,北京100022)
針對(duì)庫(kù)車山前構(gòu)造超深、超高壓、高溫、高含鹽地層常規(guī)高密度水基鉆井液性能調(diào)控維護(hù)困難,鉆進(jìn)時(shí)阻卡等事故頻發(fā),安全鉆達(dá)目的層極其困難等問題,試驗(yàn)應(yīng)用了環(huán)境保護(hù)型高性能水基鉆井液。該鉆井液是由多元高性能井眼穩(wěn)定劑、納米成膜封堵劑、高效潤(rùn)滑劑、特殊提速劑等組成,具有抑制性強(qiáng)、流變性和潤(rùn)滑性良好、環(huán)境友好、保護(hù)儲(chǔ)層等性能。該環(huán)境保護(hù)型高性能水基鉆井液在庫(kù)車山前x井進(jìn)行了試驗(yàn)應(yīng)用,應(yīng)用表明高性能水基鉆井液性能穩(wěn)定,抑制性強(qiáng),潤(rùn)滑性能好,相比于應(yīng)用油基鉆井液的鄰井,機(jī)械鉆速快6.6%,無事故,井下復(fù)雜相對(duì)很少。該環(huán)境保護(hù)型高性能水基鉆井液體系環(huán)保指標(biāo)檢測(cè)合格,產(chǎn)生的巖屑呈土本色,生物毒性小,是環(huán)境敏感地區(qū)復(fù)雜地層提高鉆井清潔生產(chǎn)水平的途徑之一。
環(huán)境保護(hù);高性能水基鉆井液;超深井;鹽膏層
塔里木盆地庫(kù)車山前構(gòu)造某區(qū)塊是典型的超深、超高壓、高溫、高含鹽地層,常規(guī)高密度水基鉆井液性能調(diào)控維護(hù)困難,鉆進(jìn)時(shí)阻卡等事故頻發(fā),安全鉆達(dá)目的層極其困難[1-2]。為了解決鹽膏層井壁穩(wěn)定和目的層儲(chǔ)層保護(hù)問題,于2011年引進(jìn)了高密度油基鉆井液技術(shù),目前該技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用了60余口井,事故復(fù)雜大大降低,經(jīng)濟(jì)效益凸顯[3-5]。但是油基鉆井液使用不可避免地遭遇環(huán)境保護(hù)問題[6-9]。
為了緩解油基鉆井液帶來的環(huán)境保護(hù)和成本壓力問題,引進(jìn)環(huán)保型高性能水基鉆井液[10-11]。該鉆井液是由多元高性能井眼穩(wěn)定劑、 納米成膜封堵劑、 高效潤(rùn)滑劑、 特殊提速劑等核心處理劑科學(xué)配比組成。該體系具有較強(qiáng)抑制性能、良好的流變性和潤(rùn)滑性,環(huán)境友好、 無膨潤(rùn)土、 處理劑可生物降解, 能夠克服磺化水基或油基鉆井液所帶來的環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)[12-17]。該體系已經(jīng)在美國(guó)頁(yè)巖氣水平井得到成功應(yīng)用,但在庫(kù)車山前構(gòu)造超高壓、高溫、高含鹽地層條件下應(yīng)用還是第1次。為此,根據(jù)試驗(yàn)應(yīng)用井井身結(jié)構(gòu)、地層特性和鉆井液特點(diǎn),通過大量實(shí)驗(yàn),對(duì)原有的配方進(jìn)行了優(yōu)化和改進(jìn),形成了3套新配方,并進(jìn)行了各項(xiàng)性能評(píng)價(jià)。
經(jīng)過充分分析和論證,擬在庫(kù)車山前構(gòu)造帶某區(qū)塊X井上開展現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)應(yīng)用,該試驗(yàn)井總體上可分為鹽上井段、鹽膏層井段、目的層井段3部分。鹽上井段主要是大套砂泥互層,夾雜礫巖,易水化分散和掉塊,需加強(qiáng)包被抑制性;鹽層井段主要問題是復(fù)合鹽層埋藏深,易蠕變縮徑,可能存在鹽間高壓水層,需加強(qiáng)鉆井液在高密度下的抗溫性、抑制性、抗污染和防垮塌能力;鹽下井段為強(qiáng)水敏和鹽敏地層,地層溫度高(170 ℃), 裂縫發(fā)育, 易發(fā)生鉆井液高溫性能惡化和井漏,需加強(qiáng)鉆井液的抗溫性和抑制封堵性。為此設(shè)計(jì)了3套鹽上地層、鹽膏層地層、鹽下地層鉆井液配方。
1#(鹽上地層鉆井液) 0.2%NaOH+4%超細(xì)碳酸鈣YX-1+1%K2CO3+1%降濾失劑FIL-1+1%降濾失劑FIL-2+0.2%VIS-500+1%乳化劑NDFT-1+1%LUB-1+1.5%聚合物抑制劑HIB-1+7%KCl+加重劑
降濾失劑FIL-1(高降解改性聚合物類降濾失劑,抗溫120 ℃)和FIL-2(高降解成膜降濾失劑,抗溫140 ℃)復(fù)配使用,控制濾失量;4%超細(xì)碳酸鈣YX-1(0.012~0.015 mm)對(duì)疏松地層進(jìn)行物理封堵,提高泥餅質(zhì)量;乳化劑NDFT-1降低表面張力,減小表觀黏度和塑性黏度,提高體系的穩(wěn)定性;聚合物抑制劑HIB-1配合KCl,提高體系的抑制性能。
2#(鹽膏層地層鉆井液) 飽和NaCl溶液+1%K2CO3+0.5%增稠劑NDFT-9+1.4%潤(rùn)濕劑NDFT-2+1%潤(rùn)滑劑NDFT-3+0.2%NaOH+1%降濾失劑NDFT-8+1.5%Hiperm+加重劑
在飽和鹽水溶液中使用合成類改性生物聚合物增稠劑NDFT-9(抗溫180~200 ℃)提供流體結(jié)構(gòu),控制流型;改性生物聚合物降濾失劑NDFT-8(抗溫180~200 ℃)控制體系濾失性能;合成改性類潤(rùn)濕劑NDFT-2(抗溫180~200 ℃)、改性植物油潤(rùn)滑劑NDFT-3(抗溫180~200 ℃)和合成類泥頁(yè)巖成膜劑Hiperm(抗溫180 ℃)提高體系的抑制性、潤(rùn)滑性和穩(wěn)定性。
3#(鹽下地層鉆井液) 欠飽和NaCl溶液+0.4%NaOH+0.5%NDFT-9+2%環(huán)保型仿瀝青NFA-25+1%降濾失劑PAQUA-1+1%NDFT-8+0.5% NDFT-2+1%NDFT-3+1%納米碳酸鈣+1.5%Hiperm+5%KCl+加重劑
采用合成類改性生物聚合物降濾失劑PAQUA-1(抗溫180 ℃)和NDFT-8控制體系濾失量;合成類泥頁(yè)巖成膜劑Hiperm配合KCl提供抑制性能;環(huán)保型仿瀝青NFA-25和納米碳酸鈣提供體系的封堵性能,保護(hù)儲(chǔ)層和穩(wěn)定井壁。
1.2.1 基本性能
根據(jù)已鉆鄰井資料和工程地質(zhì)設(shè)計(jì),預(yù)計(jì)應(yīng)用區(qū)塊鹽上井段鉆井液密度最高為1.8~1.9 g/cm3,鹽膏層鉆井液密度范圍普遍為2.2~2.4 g/cm3,鹽底地層溫度在155 ℃左右。鹽下地層鉆井液密度范圍為1.8~1.9 g/cm3,預(yù)計(jì)井底溫度在170 ℃左右。因此確定鹽上、鹽膏層、鹽下地層鉆井液配方(1#、2#、 3#)老化溫度為 150 ℃、165 ℃、180 ℃。按照配方配制鉆井液,滾動(dòng)老化16 h,測(cè)其老化后的密度、45 ℃下的流變性、低溫低壓濾失量、pH值及120 ℃的高溫高壓濾失量,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果見表1。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,環(huán)保型水基鉆井液的黏度、切力適中,濾失量較低,潤(rùn)滑性能良好,能滿足地層鉆進(jìn)要求。
表1 高性能鉆井液性能測(cè)定數(shù)據(jù)及結(jié)果
1.2.2 抑制性
圖1為高性能水基鉆井液對(duì)應(yīng)用區(qū)塊泥頁(yè)巖露頭巖屑滾動(dòng)回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果,實(shí)驗(yàn)中康村組、庫(kù)姆格里姆群泥頁(yè)巖的老化條件分別為130 ℃×16 h、160 ℃×16 h。從圖1可知, 環(huán)保型高性能水基鉆井液的泥頁(yè)巖滾動(dòng)回收率達(dá)到90%以上, 具有較強(qiáng)的抑制性能,能有效抑制泥頁(yè)巖的分散和膨脹。
圖1 高性能水基鉆井液滾動(dòng)回收率實(shí)驗(yàn)
1.2.3 抗污染能力
選取鹽膏層配方作為基礎(chǔ)配方,在基礎(chǔ)配方中分別加入8%巖屑、2 500 mg/L氯化鈣以及10%、15%和20%的鹽水,在165 ℃下老化16 h后,測(cè)定鉆井液抗污染性能,見表2??梢钥闯?,加入8%巖屑后,鉆井液流變性、濾失性保持穩(wěn)定,數(shù)值只有微小的升高,鉆井液抗巖屑污染能力強(qiáng);加入2 500 mg/L氯化鈣后,鉆井液流變性數(shù)據(jù)有一定幅度減少,濾失性能變化不大,但整體數(shù)據(jù)滿足鉆井工程的要求;加入10%鹽水后,鉆井液流變性減少,濾失量增大,基本保持穩(wěn)定,但加入20%鹽水后,高溫高壓濾失量過高,黏度切力降低較多,環(huán)保型高性能水基鉆井液不能受較多鹽水污染,后續(xù)施工中應(yīng)避免高壓鹽水侵入鉆井液中,造成性能變差。
表2 高性能水基鉆井液抗污染實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
1.2.4 沉降穩(wěn)定性
取鹽膏層配方為基礎(chǔ)配方,靜置72 h,觀察其沉降情況,并測(cè)定其性能,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表3。實(shí)驗(yàn)顯示鉆井液基本無沉降,底部?jī)H有2 cm稍稠,稍攪拌即可恢復(fù),測(cè)試性能基本無變化,說明高性能水基鉆井液具有良好的沉降穩(wěn)定性能。
表3 高性能水基鉆井液沉降穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
環(huán)保型高性能水基鉆井液于2016年2月在庫(kù)車山前構(gòu)造帶某區(qū)塊X井上現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)應(yīng)用。該井井深7 027 m,為五開井身結(jié)構(gòu)。一開使用φ473.075 mm 套管,下入深度為 200 m,封固表層疏松地層,加固井口,二開使用技術(shù)套管φ365.125 mm,下入深度為 3 800 m,封固上部復(fù)雜層段;三開使用φ273.05 mm套管,下入至井深6 600 m,封固鹽上地層,為提高密度鉆鹽膏層做準(zhǔn)備;四開使用φ215.9 mm套管,下入深度為6 800 m,封固鹽膏層井段,五開使用φ139.7 mm尾管,封固目的層。
環(huán)保型高性能水基鉆井液試驗(yàn)井于2016年2月14日開鉆,2017年1月9日鉆至井深7 006 m完鉆,實(shí)際鉆井周期為290 d。相比鄰井,試驗(yàn)井段鉆井液性能穩(wěn)定,抑制性強(qiáng),潤(rùn)滑性能好,井徑規(guī)則,無卡鉆等重大事故,井下復(fù)雜相比鄰井大幅減少,目的層漏失量大幅減少,節(jié)約鉆井成本。
2.1.1 鹽上地層
鹽上地層包括新近系庫(kù)車組-庫(kù)姆格列木群組頂部地層。施工難點(diǎn)為:①泥巖地層夾雜砂礫巖、小礫巖、含礫砂巖等,滲透性好,易漏失;②大段砂巖和泥巖互層,易水化膨脹、分散;③吉迪克組底部存在異常高壓地層,易溢流。
維護(hù)處理思路:采用強(qiáng)包被,強(qiáng)抑制,抗高溫和污染,維持良好流變性。在上部鉆井液基礎(chǔ)上①加入抗高溫材料,增強(qiáng)抗溫性;②繼續(xù)加聚合物包被抑制劑HIB-1;③參考鄰井,控制合理密度;④控制API濾失量小于5 mL,高溫高壓濾失量小于12 mL ;⑤控制 K+濃度為 3×104~4×104mg/L,提高抑制性;現(xiàn)場(chǎng)記錄鉆井液性能,見表4。
表4 鹽上地層鉆井用環(huán)保型高性能水基鉆井液性能
實(shí)鉆中,鉆井液性能保持穩(wěn)定,漏斗黏度控制在 60~100 s,塑性黏度保持 40~80 mPa·s,動(dòng)切力保持在15~20 Pa,高溫高壓濾失量控制在12 mL以內(nèi),井段鉆進(jìn)無事故發(fā)生,僅有少量的阻卡現(xiàn)象,整個(gè)鹽上地層長(zhǎng)裸眼鉆進(jìn)順利。
2.1.2 鹽膏層地層
庫(kù)姆格列木群鹽膏層地層主要為白色鹽巖、含膏泥巖、膏質(zhì)泥巖、泥巖、泥膏巖、泥質(zhì)膏巖,夾雜灰質(zhì)泥巖、白云巖、生屑云巖等。施工難點(diǎn):①存在高壓鹽水層,易發(fā)溢流和鹽水侵污;②存在縮徑,導(dǎo)致卡鉆等嚴(yán)重事故。
維護(hù)處理思路:①控制合理的鉆井液密度,確保鉆井液壓住鹽水而不壓漏地層;②轉(zhuǎn)換為近飽和鹽水型高性能鉆井液體系,控制鉆井液Cl-含量在175 000 mg/L左右,保持體系可微溶鹽狀態(tài),提高體系抗鹽膏污染和防鹽膏縮徑卡鉆能力。
高性能水基鉆井液體系黏度、切力均高于常規(guī)欠飽和鹽水鉆井液,因此實(shí)鉆中控制鉆井液漏斗黏度為100 s左右,塑性黏度控制為110 mPa·s左右,動(dòng)切力控制為20 Pa左右,高溫高壓濾失量小于15 mL。實(shí)鉆超過300 m長(zhǎng)的膏泥巖順利穿越,無事故復(fù)雜,電測(cè)、下套管順利,實(shí)鉆鉆井液性能見表5。
表5 鹽膏層鉆進(jìn)用環(huán)保型高性能水基鉆井液性能
2.1.3 鹽下地層
鹽下地層為庫(kù)姆格列木群底部、白堊系巴什基奇克組,主要為褐色、棕褐色層狀砂巖,粗、中、細(xì)砂巖,夾雜泥巖,泥礫夾層等。主要鉆進(jìn)難點(diǎn):①裂縫發(fā)育,易漏失;②油氣活躍,地層壓力系數(shù)較高,易溢流,安全密度窗口窄;③具有中等偏強(qiáng)水敏,儲(chǔ)層保護(hù)難度較大。
維護(hù)處理思路:①控制合理鉆井液密度,降低漏失風(fēng)險(xiǎn),保護(hù)儲(chǔ)層;②加入隨鉆堵漏劑和超細(xì)碳酸鈣,控制鉆井液濾失量;③主體配方中采用酸溶率高的處理劑,確保泥餅在酸化后能有效解除。
鹽下地層鉆井液密度控制為1.70 g/cm3,漏斗黏度控制為120 s,塑性黏度控制在100 mPa·s左右,動(dòng)切力控制在20~25 Pa左右,高溫高壓濾失量在8 mL以內(nèi)。實(shí)鉆順利鉆達(dá)設(shè)計(jì)井深,無事故復(fù)雜,實(shí)鉆性能見表6。
表6 鹽下地層鉆進(jìn)用環(huán)保型高性能水基鉆井液性能
通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)應(yīng)用證實(shí):環(huán)保型高性能水基鉆井液體系高溫高壓濾失量小,泥餅質(zhì)量好,流變性等綜合性能優(yōu)異,環(huán)保性能好,儲(chǔ)層保護(hù)效果高,能滿足山前深井現(xiàn)場(chǎng)鉆井工程的需要。
1)采用高性能水基鉆井液后,可顯著降低事故復(fù)雜損失時(shí)間,提高機(jī)械鉆速,縮短鉆進(jìn)工期,提高鉆井效率,如表7所示。
表7 環(huán)保型高性能水基鉆井液現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果分析
2)試驗(yàn)井井壁穩(wěn)定,井徑規(guī)則。鹽上井段使用環(huán)保型高性能水基鉆井液體系后的井徑比使用聚磺鉆井液體系的井徑規(guī)則,其平均井徑擴(kuò)大率為4.24%,比聚磺體系小 21.98%,在 2 856~3 070 m井段井徑擴(kuò)大率較大,且有出現(xiàn)垮塌、鉆頭泥包等現(xiàn)象,其原因在于該地層泥巖易水化垮塌,快速鉆進(jìn)維護(hù)處理不及時(shí),同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí),考慮環(huán)保要求,強(qiáng)調(diào)瀝青類物質(zhì)不能加入?,F(xiàn)場(chǎng)通過提高KCl加量至7%、補(bǔ)充1%抑制劑HIB、1%潤(rùn)滑劑和少量的環(huán)保型仿瀝青類封堵劑提高體系的抑制、封堵和潤(rùn)滑性能,此后鉆進(jìn)恢復(fù)正常。鹽下井段環(huán)保型高性能水基鉆井液體系有類似油基鉆井液的較規(guī)則井徑,其平均井徑擴(kuò)大率為0.71%,略大于油基鉆井液,比聚磺鉆井液小,如圖2~圖4所示。
圖2 環(huán)保型高性能水基鉆井液在鹽上(二開)井段施工井徑曲線
圖3 環(huán)保型高性能水基鉆井液在鹽上(三開)井段施工井徑曲線
3)環(huán)保型高性能水基鉆井液抗溫、抗鹽等性能滿足區(qū)塊安全鉆井需要。試驗(yàn)井井底溫度最高達(dá)168 ℃,成功鉆達(dá)目的層,鉆井液性能保持較好,日常維護(hù)簡(jiǎn)單,處理量小。成功鉆穿四開復(fù)合鹽井段,密度范圍 2.25~2.32 g/cm3, Cl-含量基本在18×104~21×104mg/L,性能穩(wěn)定,無事故與復(fù)雜,通井、電測(cè)、下套管等過程非常順利。
圖4 環(huán)保型高性能水基鉆井液在鹽下井段施工井徑曲線
4)環(huán)保型高性能水基鉆井液具有較強(qiáng)的抑制性能。巖屑清晰可見PDC鉆頭切削痕跡,棱角分明,基本與油基鉆井液的鉆屑相當(dāng),如圖5所示。
圖5 不同鉆井液含泥巖層返出鉆屑照片
5) 鉆井液生物毒性小,環(huán)境友好。取現(xiàn)場(chǎng)鹽上、鹽膏層、鹽下地層實(shí)鉆鉆井液進(jìn)行環(huán)保性能檢測(cè),結(jié)果見表8。由表8數(shù)據(jù)看出,環(huán)保型高性能水基鉆井液各項(xiàng)有毒重金屬含量測(cè)試值均在安全范圍之內(nèi),鹽上地層生物毒性(EC50)值為45 900 mg/L,屬于無毒,鹽膏層地層和鹽下地層因受體系中KCl和地層膏鹽的影響,生物毒性(EC50)測(cè)試值判定為微毒,因此體系基本屬于環(huán)境友好型流體?;厥粘乩镢@屑呈土本色,鉆屑滿足直接與環(huán)境接觸標(biāo)準(zhǔn),可以融入地面環(huán)境中。
表8 高性能水基鉆井液環(huán)保性能測(cè)試結(jié)果
1.環(huán)保型高性能水基鉆井液具有強(qiáng)抑制、良好的流變性性、潤(rùn)滑性、環(huán)境友好性、儲(chǔ)層保護(hù)性能。鉆井液體系配方、控制指標(biāo)、維護(hù)措施基本適應(yīng)地層特征和滿足實(shí)際鉆井需要。
2.現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明,環(huán)保型高性能水基鉆井液性能穩(wěn)定,抑制性強(qiáng),潤(rùn)滑性能好,無卡鉆等重大事故,井下復(fù)雜相對(duì)較少。
3.環(huán)保型高性能水基鉆井液體系的環(huán)保指標(biāo)檢測(cè)合格,產(chǎn)生的巖屑呈土本色,生物毒性小,是環(huán)境敏感地區(qū)復(fù)雜地層提高鉆井清潔生產(chǎn)水平的途徑之一。
[1]王書琪,唐繼平,張斌,等.塔里木山前構(gòu)造帶高密度鉆井液堵漏技術(shù)[J].鉆井液與完井液,2006,23(1):76-77.WANG Shuqi, TANG Jiping, ZHANG Bin, et al.Sealing loss of high density drilling fluid in foothill structural zone of Tarim[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid, 2006,23(1):76-77.
[2]尹達(dá),葉艷,李磊,等,塔里木山前構(gòu)造克深7 井鹽間高壓鹽水處理技術(shù)[J].鉆井液與完井液,2012,29(5):6-8.YIN Da, YE Yan, LI Lei, et al. High pressure salt water treatment technology of well Keshen7 in foothill structural zone of Tarim[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2012,29(5):6-8.
[3]JINZHI ZHU, LONG LI, LEI LI, et al. Application of UDM-2 drilling fluid technology in the development of upper-deep of oil and gas resources in Tarim basin [J].SPE 176933-MS,2015.
[4]安文華, 王書琪,王澤華.東秋8井下尾管高密度油基防卡鉆井液研究與應(yīng)用[J].鉆井液與完井液,2003,20(6):13-16.AN Wenhua, WANG Shuqi, WANG Zhehua. Study on high density oil-based drilling fluid and its application for liner running in well Dongqiu-8[J]. Drilling Fluid &Completion Fluid, 2003,20(6):13-16.
[5]張躍, 張博, 吳正良,等.高密度油基鉆井液在超深復(fù)雜探井中的應(yīng)用[J].鉆采工藝,2013,36(6):96-97.ZHANG Yue, ZHANG Bo, WU Zhengliang. et al.Application of high density oil-based drilling fluid in ultra-deep wells[J]. Drilling & Production Technology.2013,36(6):96-97.
[6]楊振杰,環(huán)保鉆井液技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].鉆井液與完井液,2004,21(2):39-42.YANG Zhenjie. Present state of environmental protection drilling fluid and its development direction[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid, 2004, 21(2):39- 42.
[7]鄒盛禮,吳曉花,杜小勇,等,抗高溫環(huán)保鉆井液體系研究[J].油氣田環(huán)境保護(hù),2011,21(5):51-53.ZOU Shenli, WU Xiaohua, DU Xiaoyong, et al. On antihigh temperature environment friendly drilling fluid[J].Environmental Protection of Oil & Gas Fields,2011,21(5):51-53.
[8]瞿凌敏,熊新民,鄧建玲,庫(kù)車坳陷復(fù)合鹽層高密度環(huán)保鉆井液技術(shù)研究[J].油氣田環(huán)境保護(hù),2011,21(5):37-40.QU Lingmin, XIONG Xinmin, DENG Jianling, et al.High density environment-friendly drilling fluids in complex salt bed of kuqa depression[J].Environmental Protection of Oil & Gas Fields. 2011,21(5):37-40.
[9]趙虎,龍大清,司西強(qiáng),等.烷基糖苷衍生物鉆井液研究及其在頁(yè)巖氣井的應(yīng)用[J].鉆井液與完井液,2016,33(6):23-27.ZHAO Hu, LONG Daqing, SI Xiqiang, et al. Study on alkyl polyglucoside derivative drilling fluid and its use in shale gas drilling[J].Drilling Fluid & Completion Fluid,2016, 33(6): 23-27.
[10]李蔚萍,向興金,舒福昌,等,高效環(huán)保型水基洗井液室內(nèi)研究與性能評(píng)價(jià)[J].精細(xì)石油化工,2007,8(10):1-4.LI Weiping, XIANG Xinjin, SHU Fuchang, et al.Laboratory study on high efficient environment-friengly water-based well-cleaning fluid[J]. Advances in Fine Petrochemicals, 2007,8(10):1-4.
[11]張金波,彭小紅,高峰,等,環(huán)保鉆井液Bio-Pro 體系在乍得的成功應(yīng)用[J].鉆井液與完井液,2009,26(1):67-68.ZHANG Jinbo, PENG Xiaohong, GAO Feng, et al.The successful use of Bio-Pro drilling fluid in Chad[J].Drilling Fluid & Completion Fluid, 2009, 26(1):67-68.
[12]龍大清,樊相生,王昆,等. 應(yīng)用于中國(guó)頁(yè)巖氣水平井的高性能水基鉆井液[J]. 鉆井液與完井液,2016,33(1): 17-21.LONG Daqing,F(xiàn)AN Xiangsheng,WANG Kun, et al.High performance water base drilling fluid for shale gas drilling[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2016,33(1): 17-21.
[13]張克勤,何綸,安淑芳,等.國(guó)外高性能水基鉆井液介紹 [J].鉆井液與完井液,2007, 24(3):69-72.ZHANG Keqin, HE Lun, AN Shufang. et al. An introduction to the high performance water base muds abroad[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid, 2007, 24(3):68-73.
[14]閆麗麗, 李叢俊, 張志磊,等.基于頁(yè)巖氣“水替油”的高性能水基鉆井液技術(shù)[J].鉆井液與完井液,2015,32(5):1-6.YAN Lili, LI Congjun, ZHANG Zhilei. et al. High Performance water base drilling fluid for shale gas drilling[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid, 2015, 32(5):1-6.
[15]DEVILLE J P, FRITZ B, JARRETT M. Development of water-based drilling fluids customized for shale reservoirs[C]. SPE 140868,2011.
[16]趙欣, 邱正松, 高永會(huì), 等.緬甸西海岸深水氣田水基鉆井液優(yōu)化設(shè)計(jì) [J].石油鉆探技術(shù), 2015, 43(1):13-18.ZHAO Xin,QIU Zhengsong,GAO Yonghui,et al.Design optimization for water-based drilling fluids in a deepwater gas field on the Western Coast of Myanmar[J].Petroleum Drilling Techniques,2015,43(4):13-18.
[17]邸偉娜,閆娜,葉海超. 國(guó)外頁(yè)巖氣鉆井液技術(shù)新進(jìn)展[J].鉆井液與完井液,2014,31(6):76-81.DI Weina,YAN Na,YE Haichao.Overseas new progressesin nano drilling fluid technology for shale drilling[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2014,31(6):76-81.
Application of Environmentally Friendly High Performance Water Base Muds in Ultra Depp Well Drilling in Piedmont Area
LI Jiaxue1, ZHANG Shaojun1, LI Lei2, SUN Dongshan3,ZHANG Chao3, WANG Tao1
(1. Research Institute of Oil and Gas Engineering, PetroChina Tarim Oilf i eld Division, Korla, Xinjiang 841000;2. Department of Kuche Oil and Gas Development, PetroChina Tarim Oilf i eld Division, Korla, Xinjiang 841000;3. EntiPetrotech Corp, Beijing100022)
High density water base drilling fl uids have been used to drill ultra-deep, high temperature, ultra-high pressure wells penetrating salt formations in the piedmont structure in Kuche County, Xinjiang. Challenges encountered using conventional water base drilling fl uids included dif fi culties in mud property maintenance, tight hole and pipe sticking. An environmentally friendly high performance water base drilling fl uid formulated with borehole wall stabilizer, nano fi lming agent, high performance lubricant and specially designed fast drilling agent was tested in fi eld operations. The high performance drilling fl uid had high inhibitive capacity and good rheology and lubricity, and was environmentally friendly. It also helped protect reservoirs from being damaged. The application of this drilling fl uid in a well drilled in the piedmont structure in Kuche has proved its performance as said above. Rate of penetration(ROP) of the well was 6.6% faster than the ROP of an offset well drilled with oil base drilling fl uid. No drilling accidents have ever occurred, and occurrence of downhole complications was greatly reduced. This high performance low bio-toxicity water base drilling fl uid has passed environment protection inspection. Drill cuttings produced were in their original colors, and were not colored by the drilling fl uid. This environmentally friendly high performance drilling fl uid has provided a means of drilling complex formations in environmentally sensitive area.
Environment protection; High performance water base drilling fl uids; Ultra-deep well; Formation with salt and gypsum
國(guó)家重大專項(xiàng)“前陸沖斷帶超深井安全快速鉆井技術(shù)(2016ZX05051002)”部分研究成果。
李家學(xué),高級(jí)工程師,博士,1979年生,畢業(yè)于西南石油大學(xué)油氣井工程專業(yè),現(xiàn)在從事鉆井液技術(shù)研究工作。電話(0996)2174315;E-mail:liji3211979@163.com。
李家學(xué), 張紹俊, 李磊, 等.環(huán)保型高性能水基鉆井液在山前超深井中的應(yīng)用[J].鉆井液與完井液, 2017, 34(5):20-26.
LI Jiaxue, ZHANG Shaojun, LI Lei,et al.Application of environmentally friendly high performance water base muds in ultra depp well drilling in piedmont area[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2017, 34(5):20-26.
TE254.3
A
1001-5620(2017)05-0020-07
10.3969/j.issn.1001-5620.2017.05.004
2017-7-18;HGF=1705M1;編輯 馬倩蕓)