文档介绍：阳离子悬乳液钻井液体系在塔河油田YK15H井的应用
一、前言
二、雅克拉区块井壁失稳情况与原因分析
三、阳离子悬乳液钻井液体系应用的可行性分析
四、阳离子悬乳液钻井液体系室内评价实验
五、现场应用及效果评价
六、认识与建议
目录
一、前言
YK15H井是西北油田分公司部署在雅克拉气田白垩系凝析气藏的一口开发井。该区块钻井施工的最大难点在于中生代白垩系卡普沙良群地层稳定性差,有多口邻井在该层位发生严重的井壁垮塌事故,甚至造成报废进尺,有的井井径扩大率超标严重,达到15-28%,影响了测井、固井作业。
因此,有必要开展对该区块的井壁稳定研究,通过使用新型钻井液,来满足工程施工的要求。
二雅克拉区块井壁失稳情况与原因分析
雅克拉区块井壁失稳主要集中在中生代白垩系卡普沙良群。粘土矿物含量从45%到80%不等,其中,棕红色泥岩的蒙脱石含量可以达到粘土矿物总量的60%以上,水敏性特强。
普沙良群埋深在5000米左右,比其他区块深2000米左右,。
以YK9X为例,,在卡普沙良群出现大面积井壁垮塌,4960-5309m井段井壁垮塌严重,最后该井打水泥塞后侧钻完井。
多口邻井的白垩系井段都存在不同程度的扩径问题,普通的聚磺钻井液体系难以达到抑制井壁要求,以期应用强抑制性阳离子悬乳液体系解决这一区块的井壁失稳问题。
三、阳离子悬乳液钻井液体系应用的可行性分析
阳离子悬乳液体系与聚磺聚合醇钻井液体系抑制机理分析对比
阳离子悬乳液钻井液体系主要由阳离子乳液聚合物DS-301、乳化石蜡和有机硅醇抑制剂DS-302三种处理剂复配而成。
DS-301是一种含有高分子聚合物的阳离子乳液,通过包被作用、压缩水化膜和改变水化层电性,从而使粘土的水敏性基本丧失。
纳米级乳化石蜡在改变钻井液体系连续相的同时,对泥岩中的微裂缝进行有效封堵,不仅提高了钻井液的润滑性能,而且能够有效阻止自由水进入微裂缝。
DS-302不仅与聚合醇一样可以吸附在岩屑或者井壁的表面,达到抑制泥岩水化的作用,而且其特有的结构能够使钻井液在高坂含的状态下起到降低粘切的作用。
因此,对容易出现剥落、掉块或着垮塌的地层,阳离子悬乳液钻井液体系比聚磺聚合醇钻井液体系有相对较好的防塌作用。
三、阳离子悬乳液钻井液体系应用的可行性分析
阳离子悬乳液体系在其他区块的使用效果分析
在YK15H井之前,已经在塔河油田的TK1035CX和TK1221两口井上使用了阳离子悬乳液钻井液体系,虽然加量并不大,不能完整地成为阳离子悬乳液钻井液体系,但在后续的施工中,井下情况正常,钻井液性能稳定,顺利的钻达设计井深,测井显示井径规则,下部井段井径扩大率达到优良标准。
所以初步证明该体系对于井壁严重失稳应用效果较好。
四、阳离子悬乳液钻井液体系室内评价实验
性能
配方
PV
()
YP
(Pa)
FL
Gel 10"/10′
(Pa)
Kf
六速值
温度
Ca2+
API (ml)
HPHT (ml)
600
300
200
100
6
3
井浆
19
4

20
1/

46
27
17
9
3
1
60
150
配方a
22

18
1/6

53
29
18
10
4

60
148
配方b
25
8

14

66
41
20
12
5
2
60
150
配方c
30
10

12
3/11

80
50
25
16
9
5
60
150
实验结果可以看出,b#配方可以满足施工要求,针对优选配方。
配方b:
800ml井浆+(5%RHJ-1+5%SMP-2+5%SPC+5%CXP-2
+%DS-301+%DS-302)胶液500ml
四、阳离子悬乳液钻井液体系室内评价实验
阳离子悬乳液钻井液与其他类型钻井液抑制性比较
选用白垩系卡普沙良群棕红色泥岩垮塌岩样做滚动回收实验和浸泡实验,评价其抑制性能。
钻井液类型
岩屑回收率%
岩样浸泡实验(浸泡3天)
聚磺钻井液
57
岩样水化严重,手捏软泥
阳离子悬乳液钻井液
80
岩芯外部水化,手捏岩样中部较硬
可以看出阳离子悬乳液体系有比常规聚磺钻井液更好的抑制性能。
五、现场应用及效果评价
YK15H井施工概况
YK15H井,设计井深5400m,完钻层位是三叠系哈拉哈塘组。
本井于2008年1月28日开钻,2008年4月4日完钻。三开井段(4500-5443m)进入白