何瑞兵，苗海龍，陳增海，徐安國，席江軍

（1.中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300459；2.中海油田服務股份有限公司油田化學事業(yè)部，河北燕郊 300450）

蓬萊19-3 油田儲層油層厚度為50 m～150 m，儲層巖性以細砂巖、中細砂巖和含礫中粗砂巖為主[2]。儲層孔隙發(fā)育，連通性好，儲集空間以原生粒間孔為主，其次是粒間縫，并見少量的粒內溶孔、粒間溶孔等次生孔隙。巖心常規(guī)物性分析表明，儲層具有中高孔滲的儲集特征。油田儲層膠結程度差，填隙物以泥質為主；黏土礦物為高嶺石、伊利石、蒙脫石、伊利/蒙脫石和綠泥石。黏土礦物遇水有可塑性，多數(shù)有較強的吸附性和離子交換性等特點[1]。

通過對作業(yè)期間該區(qū)塊的復雜情況統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)該區(qū)塊影響時效作業(yè)的主要因素多數(shù)由于該區(qū)塊地層壓力復雜、同層出現(xiàn)高壓和低壓點。為了提高作業(yè)時效，通過對區(qū)塊鉆井液體系的梳理，同時對鉆井液體系進行升級和改進，引入一種高效物理封堵劑，從而提高了鉆井液體系的封堵及承壓能力，滿足該區(qū)塊的作業(yè)需求。

1 主要處理劑的優(yōu)選

1.1 增黏劑的優(yōu)選

室內評價了渤海油田常用的幾種增黏劑在鉆井液體系中的增黏效果，滾動老化條件為80 ℃×16 h，基礎配方為：海水+0.3 %NaOH+0.2 %Na2CO3+0.2 %增黏劑+0.6 %PF-PACLV+0.8 %PF-VIF+0.6 %PF-PLH+3 %KCl+10 %NaCl+3 %PF-JLXC+3 %HP-LUBE+重晶石。實驗結果（見表1）。

由表1 結果可知，在相同的加量實驗下，PFEZVIS 增黏效果略好，但是其成本過高。相比之下PFXC 的成本低且增黏效果好，已滿足現(xiàn)場作業(yè)需求，因此選擇PF-XC 為體系的增黏劑。

1.2 降濾失劑的優(yōu)選

室內評價了不同降濾失劑在鉆井液體系中的效果，滾動老化條件為80 ℃×16 h，基礎配方為：海水+0.3%NaOH+0.2 %Na2CO3+0.2 %PF-XC+0.6 %PF-PACLV+0.8 %降濾失劑+0.6 %PF-PLH+3 %KCl+10 %NaCl+3 %PF-JLXC+3 %HP-LUBE+重晶石，實驗結果（見表2、圖1）。

由表2 和圖1 中結果可知，不同種類的降濾失劑在相同的加量下，PF-VIF 降濾失效果最好且成本較低，因此選擇PF-VIF 作為體系的降濾失劑。

1.3 抑制劑的優(yōu)選

由于蓬萊區(qū)塊地層黏度礦物含量較高，在鉆井過程中易發(fā)生黏土水化膨脹分散。因此需要在鉆井液體系中加入性能優(yōu)良的抑制劑。室內使用現(xiàn)場鉆屑評價了不同抑制劑在鉆井液中的滾動回收率，從而評價其抑制效果。4 種抑制劑在鉆井液體系中的滾動回收率（見圖2），其中PF-JLXC 和UHIB 抑制效果最好，考慮PF-JLXC 同時具有潤滑性能，因此選擇PF-JLXC 作為體系的抑制劑。

表1 不同增黏劑在鉆井液中的性能

表2 不同類型降濾失劑在鉆井液中的性能

圖1 不同類型的降濾失劑對體系濾失性能的影響

圖2 不同抑制劑在鉆井液中的回收率

1.4 潤滑劑的優(yōu)選

實驗評價篩選了國內外4 種高效潤滑劑，4 種潤滑劑在相同加量下對鉆井液黏度的影響較?。ㄒ妶D3、圖4）。4 種潤滑劑潤滑系數(shù)都隨潤滑劑加量的增加降低，COSL Chemicals（HP-LUBE）的潤滑性能與國外產品相近，且成本更低，均優(yōu)于現(xiàn)有潤滑劑。因此選擇HPLUBE 為體系的潤滑劑。

1.5 承壓封堵劑的優(yōu)選

圖3 不同潤滑劑的潤滑系數(shù)

蓬萊油田儲層主要是明化鎮(zhèn)組和館陶組。儲層巖性為砂巖、粉砂巖及泥巖交互層，平均孔隙度28 %，平均滲透率為1 D，含油飽和度為50 %～70 %[3]。滲透性評價封堵儀是近年來國內外評價鉆井液承壓封堵性能的重要手段。實驗以750 mD 封堵砂盤作為評價介質。將國內外10 余種封堵材料進行濾失測試對比評價（見圖5）。實驗結果表明：高效物理封堵劑PF-ECOSEAL封堵能力最強，30 min 濾失量僅為1.8 mL。因此選擇PF-ECOSEAL 作為體系的封堵劑[4，5]。

2 體系構建及評價

2.1 體系基本性能

經過上述一系列實驗，最終構建完成了高效封堵性鉆井液體系的配方：海水+0.3 %NaOH+0.2 %Na2CO3+0.6 %PF-PACLV+0.8 %PF-VIF+0.6 %PF-PLH+0.2 %PF-XC+3 %KCl+10 %NaCl+3 %PF-JLXC+3 %HPLUBE+鉆井液總體積3%碳酸鈣+3%PF-ECOSEAL+重晶石（加重至1.30 g/cm3）（見表3）。

2.2 抗污染性能評價

圖4 不同潤滑劑對鉆井液AV 的影響

圖5 不同類型封堵劑在7 MPa 下的封堵效果

表3 高效封堵性鉆井液體系老化前后性能

圖6 鈣土污染后對濾失性能影響

鉆井液中加入不同量的鈣土，考察鉆井液體系抗污染性能，由圖6 和圖7 可知鉆井液的黏度隨著鈣土加量的增加而增加，但增加幅度很小，鉆井液API 濾失量隨鈣土加量的增加而增加，但增加幅度并不大，高溫高壓濾失量隨鈣土加量影響也不明顯。說明體系抗污染能力強。

2.3 承壓封堵能力評價

為了驗證體系的承壓封堵能力，分別選擇750 mD和2 D 兩種不同滲透率的砂盤進行實驗。在7 MPa、10 MPa、12 MPa、15 MPa 四個壓力段進行承壓封堵能力評價，當砂盤為750 mD 時，實驗壓力為7 MPa，承壓60 min 后，濾失量幾乎不再變化。維持在5.5 mL 左右。當實驗壓力為15 MPa 時，承壓30 min 后濾失量僅為7.2 mL。說明體系加入高效物理封堵劑以后，對于滲透率為750 mD 的砂盤封堵效果很好，實驗結果（見圖8）。

圖7 鈣土污染后對鉆井液AV 的影響

當砂盤為2 D 時，實驗壓力為7 MPa，承壓120 min后，濾失量僅為6.5 mL。當實驗壓力為15 MPa 時，承壓30 min 后濾失量僅為7.6 mL。實驗結果（見圖9）。說明體系對于滲透率為2 D 的砂盤同樣具有良好的承壓封堵能力，完全滿足蓬萊油田的作業(yè)需求。

2.4 儲層保護效果評價

實驗對比評價了優(yōu)化前后的體系配方，考察了高效封堵性鉆井液體系對儲層保護效果的影響。對比結果（見表4）。

圖8 750mD砂盤時不同的起始壓力對封堵效果的影響圖9 2D砂盤時不同的起始壓力對封堵效果的影響

表4 優(yōu)化前后鉆井液體系的滲透率恢復值

由表4 中可以看出，構建的高效封堵性鉆井液體系的滲透率恢復值達95.74 %，效果最好。這是由于體系的承壓封堵能力強，有效降低了鉆井液中的固相顆粒侵入，減少了對儲層造成的傷害。說明鉆井液體系具有良好的儲層保護性能。

3 結論

（1）通過大量室內實驗評價，最終研究出一套適合蓬萊油田群的高效封堵性水基鉆井液體系，體系的具體配方為：海水+0.3 %NaOH+0.2 %Na2CO3+0.6 %PFPACLV+0.8 %PF-VIF+0.6 %PF-PLH+0.2 %PF-XC+3 %KCl+10 %NaCl+3 %PF-JLXC+3 %HP-LUBE+3 %碳酸鈣+3 %PF-ECOSEAL+重晶石。

（2）通過技術優(yōu)化，引入一種高效物理封堵劑代替多種封堵材料，性能評價結果表明，體系承壓封堵能力強，同時具有良好的抗污染性能以及儲層保護性能，能夠滿足蓬萊油田群的壓力復雜井段的作業(yè)需要。