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INVERMUL油基钻井液在建页HF_1水平井的应用_杨淑君

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INVERMUL 钻井 在建 HF_1 水平 应用 杨淑君
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   2013,Vol.30No.8化学与生物工程Chemistry&Bioengineering74收稿日期 :2013-05-12作者简介 :杨淑君(1971-),女,湖北天门人,工程师,主要从事钻井液室内研究及现场应用工作,E-mail:huzeyu007@tom.com。doi:10.3969/j.issn.1672-5425.2013.08.020INVERMUL油基钻井液在建页HF-1水平井的应用杨淑君1,郑士权2,吴彬3,王荐3,黄孝权4,李炀辉4(1.江汉油田钻井一公司泥浆站,湖北 潜江433121;2.大庆钻探工程公司国际事业部,吉林 松原138000;3.湖北汉科新技术股份有限公司,湖北 荆州434000;4.中海油服油化事业部塘沽基地,天津300452)摘要 :针对建页HF-1页岩气水平井易出现井壁水化垮塌及水平段易粘卡的问题,采用了Haliburton-Baroid的INVERMUL油基钻井液。现场应用表明,INVERMUL油基钻井液具有稳定性强、封堵防塌能力强、破乳电压高、滤失量低、流变性好、润滑性好等特点,很好地满足了建页HF-1页岩气水平井的作业要求。关键词 :页岩气;水平井;油基钻井液;井眼稳定;破乳电压中图分类号 :TE254.3    文献标识码 :A文章编号 :1672-5425(2013)08-0074-031 建页HF-1水平井概况建页HF-1水平井是中石化江汉油田分公司重点开发的一口页岩气水平探井 ,位于湖北省利川市建南镇建南构造北高点 ,设计垂深600m、井深1800m、水平段长1003m。其主要目的层为侏罗系下统自流井组东岳庙段 ,该井水平段岩性为页岩 ,层理发育 、水敏性强 ,遇水后迅速水化 、分散 、垮塌 。为此 ,作者采用Haliburton-Baroid的INVERMUL油基钻井液以解决上述问题 。建页HF-1水平井的井身结构如图1所示 。图 1建页 HF-1水平井的井身结构Fig.1 Structure of Jianye HF-1horizontal wels2 建页HF-1水平井的技术难点建页HF-1水平井的主要技术难点在于 :(1)地层岩性 。建页HF-1水平井的水平段为侏罗系下统自流井组东岳庙段 ,深灰色 、灰黑色页岩 、泥岩 ,夹深砂质粉砂岩 。页岩层理发育 ,极易水化 、分散 ,造成井壁失稳 ,水基钻井液不能保证井壁稳定 。(2)粘土矿物 。根据邻井资料显示 ,建南地区侏罗系下统自流井组东岳庙段目的层底部泥页岩粘土矿物含量占22.49%,其中伊利石平均占28.92%、高岭石平均占19.08%、绿泥石平均占14.67%、伊 /蒙间层平均占37.33%,且层理发育 ,井壁易剥落掉块 ,因此水平段钻井液需具有良好的抑制页岩水化 、分散和垮塌能力 。(3)水平段长 。该井设计水平段长达1003m,易形成岩屑床 ,且钻进过程中易出现粘卡等井下复杂情况 ,因此需要钻井液体系具有很好的润滑能力 。为防止页岩水化膨胀 、垮塌 ,并提高钻井液的润滑性[1-3],三开水平段采用Haliburton-Baroid的以柴油为基液的INVERMUL油基钻井液 。INVERMUL油基钻井液具有很好的抑制页岩水化 、分散和垮塌能力 ,且具有优异的润滑性能 ,可满足页岩地层长水平段的钻进要求[4-7]。3 现场应用3.1 钻井液配制在配制油基钻井液之前 ,建页HF-1水平井的现杨淑君等 :INVERMUL油基钻井液在建页 HF-1水平井的应用 /2013年第 8期75 场6个罐和流程管线 、沉砂罐 、泥浆槽等均先用水清洗干净 ,然后用柴油进行试漏 、洗罐和清洗管线 。INVERMUL油基钻井液按表1配方设计 ,其性能满足油基钻井液设计性能要求 (表2)。表 1 INVERMUL油基钻井液设计配方Tab.1 Composition of oil-based drilingfluid INVERMUL钻井液配方 规格 用量 /g·cm-3柴油 - 0.6m3/m3EZ-MUL HT  55Gal/桶15.3INVERMUL HT  55Gal/桶10.8DURATONE HT  22.7kg/袋31.78GELTONEⅤ 22.7kg/袋7.72SUSPENTONE  22.7kg/袋11.8生石灰 25kg/袋1228%CaCl2 盐水 - 0.17m3/m3BARSA  25kg/袋12RM-63  55Gal/桶0.36BARAFIBER  11.7kg/袋0.5重晶石 25kg/袋 加重至1.403.2 钻井液维护(1)钻水泥塞前 ,用未加重的油基泥浆基液顶替井内的水基泥浆 ,监测井口泥浆返出情况 ,测电稳定性 ,低于150V的混浆全部排掉 。顶替完成后 ,关掉锥形罐 。剪切基液6h,待充分乳化稳定后 ,将基液加重至1.40g·cm-3。(2)用油基泥浆直接钻水泥塞至372m,无需任何处理 ,水泥对油基泥浆没有任何污染 。表 2 INVERMUL油基钻井液设计性能参数Tab.2 Designed performance parameters ofoil-based drilingfluid INVERMUL性能 指标密度 /g·cm-3 1.40~1.50Φ3(r·min-1)/mPa·s  7~15动切力τd/Pa  9~20τ初(10s)/Pa <6τ终(10min)/Pa <18高温高压滤失量 (180℃)/mL<4高温高压滤饼 /mm<3油水比 OWR70/30~85/15未溶石灰 /kg·m-3 8~17破乳电压 /V>300低固相含量 LGS/%<7盐水相中的 CaCl2质量分数 /%20~30(3)针对泥浆性能变化 ,适当地用Driltreat、IN-VERMUL以及生石灰增强泥浆的电稳定性 、对岩屑的润湿反转能力 ,以使泥浆具有很好的稳定性 。(4)在钻进过程中 ,及时配新浆稀释泥浆 ,并添加柴油以降低泥浆的粘切和密度 ,补充INVERMUL、EZ-MUL、生石灰来保证泥浆获得良好的皂化效果 。正常钻进时 ,加柴油的速度为300L·h-1,补充EZ-MUL的速度为1桶 /12h。每天需要补充一定量的生石灰 ,使过量生石灰含量保持在3g·cm-3以上 。(5)及时补充BARSA、BARACARB 5等封堵材料 ,以保证泥饼质量和调整各级粒子匹配 。表 3 INVERMUL油基钻井液的现场性能Tab.3 Application performance of oil-based drilingfluid INVERMUL井深 /m 密度 /g·cm-3粘度 /mPa·sPV/mPa·s  YP/Pa  Gel(10′/10″)/Pa/Pa  FLHTHP/mL 破乳电压/V372  1.40 - 26  13.5  7.5/10.5 - 642384  1.41  58  19  14.0  8/14 - 780392  1.42  56  19  14.0  8/14 - 810413  1.41  57  28  8.0  7/13  1.0  854460  1.42  57  30  6.0  6.5/13  1.0  853553  1.47  56  27  5.5  6.5/13  1.0  932657  1.49  59  27  5.5  5.5/10.5  1.8  935861  1.48  70  38  13.0  9.5/17  1.5  11001171  1.48  62  35  15.5  10.5/19  0.5  13501306  1.47  78  34  16.0  10/13  0.5  15001410  1.49  87  34  18.5  12/22  0.5  14201481  1.44  80  28  18.0  11/17  1.5  16001606  1.46  99  37  22.0  13.5/20.5  1.5  15811777  1.47  117  39  22.0  12.5/19.5  1.5  1470注 :PV为塑性粘度 ,YP为动切力 ,Gel(10′/10″)为 10min和 10s的静切力 ,FLHTHP为钻井液的高温高压滤失量 杨淑君等 :INVERMUL油基钻井液在建页 HF-1水平井的应用 /2013年第 8期76 3.3 钻井液应用效果建页HF-1水平井INVERMUL油基钻井液的现场性能见表3。由表3及现场应用情况可知 ,INVERMUL油基钻井液性能稳定 ,流变性好 ,没有形成岩屑床 ;封堵防塌能力强 ,滤失量低 ,电测一次成功 ,下套管顺利到底 ,能很好地满足建页HF-1页岩气水平井的作业要求 。3.4 讨论使用柴油为基液的油基钻井液对橡胶件会有腐蚀 ,而且非常快 ;对振动筛的筛布间压条 、排水阀的密封胶圈以及循环系统中使用橡胶的零部件会有破坏 ;同时毒性较大 ,不利于环境保护 。建议今后采用低毒的矿物油作为基液 。4 结论(1)Haliburton-Baroid的 以 柴 油 为 基 液 的IN-VERMUL油基钻井液性能稳定 、破乳电压高 ,具有良好的携岩能力 、润滑性能 、固相容量限 。(2)INVERMUL油基钻井液对页岩的水化 、分散有很好的抑制作用 ,全井段钻进顺利 ,未出现井壁垮塌等复杂事故 ,很好地满足了建页HF-1页岩气水平井的作业要求 。参考文献 :[1]闰存章 ,黄玉珍 ,葛春梅 ,等 .页岩气是潜力巨大的非常规天然气资源 [J].天然气工业 ,2009,29(5):1-6.[2]李世臻 ,乔德武 ,冯志刚 ,等 .世界页岩气勘探开发现状及对中国的启示 [J].地质通报 ,2010,29(6):918-924.[3]Jarvie D M,Hil R J,Ruble T E,et al.Unconventional shale-gassystems:The Mississippian Barnett Shale of north-central Texasas one model for thermogenic shale-gas assessment[J].AAPGBuletin,2007,91(4):475-499.[4]Taheri A,Sajadian V A.WAG Performance in a low porosity andlow permeability reservoir,Sirri-A Field,Iran,SPE 100212,2006.[5]王越之 ,罗春芝 ,施建国 ,等 .合成基钻井液储层保护技术研究[J].石油钻探技术,2003,31(1):31-32.[6]张炜 ,刘振东 ,刘宝锋 ,等 .油基钻井液的推广及循环利用 [J].石油钻探技术 ,2008,36(6):34-38.[7]王中华 .国内外油基钻井液研究与应用进展 [J].断块油气田 ,2011,18(4):533-537.Application of Oil-Based Driling Fluid INVERMULon Jianye HF-1Horizontal WelsYANG Shu-jun1,ZHENG Shi-quan2,WU Bin3,WANG Jian3,HUANG Xiao-quan4,LI Tang-hui 4(1.Mud Station ofJianghan Oilfield No.1 DrillingCompany,Qianjiang433121,China;2.Department ofInternational Business,DaqingDrillingand ExploratingEngineeringCompany,Songyuan138000,China;3.Hubei Hanc New-TechnologyCo.,Ltd.,Jingzhou434000,China;4.Tanggu Base ofDepartment ofOilfield and Chemistry,COSL,Tianjin300452,China)Abstract:In order to solve the problems of borehole colapsingand stickingwhile drilingJianye HF-1shalegas horizontal wels,oil-based drilingfluid INVERMUL from Haliburton-Baroid has been used.Applicationresult shows that oil-based drilingfluid INVERMUL has good stabilityand anti-colapsingperformance,highdemulsifyingvoltage,low filtrate,good rheology and lubrication so as to meet operation requirements.Keywords:shale gas;horizontal wel;oil-based drilingfluid;welbore stability;demulsifyingvoltage版权声明为适应我国信息化建设,扩大本刊及作者知识信息交流渠道,本刊已被《中国学术期刊网络出版总库》及CNKI系列数据库、《万方数据———数字化期刊群》、《中文科技期刊数据库(全文版)》、《台湾华艺数据库》等收录。如作者不同意文章被收录,请在来稿时向本刊声明,本刊将作适当处理。《化学与生物工程 》编辑部
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