鐘 鳴，劉曜赫，徐思瑩

(1.長(zhǎng)江大學(xué)石油工程學(xué)院，湖北 武漢 430100；2.塔里木油田分公司安全環(huán)保與工程監(jiān)督中心鉆井監(jiān)督室，新疆 庫(kù)爾勒 841000；3.塔里木油田油氣運(yùn)銷部阿克蘇油氣儲(chǔ)運(yùn)中心，新疆 庫(kù)爾勒 841000)

我國(guó)的低滲透油氣資源儲(chǔ)量十分豐富，據(jù)統(tǒng)計(jì)，已發(fā)現(xiàn)的低滲透油田的地質(zhì)儲(chǔ)量約占全國(guó)總儲(chǔ)量的25%左右，而低滲透氣田的天然氣儲(chǔ)量所占比例遠(yuǎn)高于25%，這說明低滲透油氣資源在我國(guó)油氣資源中占據(jù)著十分重要的戰(zhàn)略地位[1-6]。因此，高效、合理開發(fā)低滲透油氣資源具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

海上某油田位于渤海南部海域，屬于典型的低滲透油藏，儲(chǔ)層滲流空間狹小，連通性較差，巖石容易吸水，水敏損害和水鎖損害程度較強(qiáng)，入井流體的濾液容易侵入地層深部，嚴(yán)重影響海上低滲透油田的正常開發(fā)[7-9]。而前期該油田使用的鉆井液體系雖然具有較好的封堵性能，但封堵材料的使用量過多，增大了鉆井施工的成本，且防水鎖效果稍差。因此，作者在分析目標(biāo)油田前期使用鉆井液體系存在的問題后，通過引入性能優(yōu)良的防水鎖劑、抑制劑和降濾失劑，研制一種適合低滲透油藏的高效水基鉆井液體系，并在室內(nèi)對(duì)其耐溫性能、防水鎖性能、抑制性能、抗污染性能以及儲(chǔ)層保護(hù)性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，以期為海上低滲透油藏的高效合理開發(fā)提供一定的技術(shù)支持。

1 適合低滲透油藏的高效水基鉆井液體系的構(gòu)建

1.1 鉆井液體系的構(gòu)建思路

針對(duì)低滲透油藏儲(chǔ)層特點(diǎn)，室內(nèi)構(gòu)建鉆井液體系應(yīng)滿足以下幾方面要求：(1)鉆井液體系應(yīng)具有優(yōu)良的抑制性能，能夠有效抑制鉆井液侵入地層造成粘土膨脹，從而造成堵塞；(2)鉆井液體系應(yīng)具有優(yōu)良的封堵性能，能有效提高泥餅質(zhì)量，減少濾液侵入和壓力傳遞；(3)鉆井液體系中應(yīng)加入一定量的防水鎖劑，能有效降低鉆井液濾液的油水界面張力和氣液表面張力，盡可能降低侵入濾液造成的水鎖效應(yīng)[10-14]。

1.2 鉆井液體系的配方

通過對(duì)低滲透油藏鉆井過程中濾液侵入對(duì)地層的傷害影響分析，并結(jié)合大量室內(nèi)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，研制了一種適合低滲透油藏的高效水基鉆井液體系，其配方為：3%海水膨潤(rùn)土漿+0.2%Na2CO3+0.15%NaOH+0.3%包被劑LV-PAC+0.2%增黏劑XC+3%降濾失劑FLO-HT+3%KCl+3%抑制劑JLX-C+1%潤(rùn)滑劑HLB+1.5%防水鎖劑HAW-1+3%超細(xì)碳酸鈣+重晶石加重至1.5 g·cm-3。

2 鉆井液體系的綜合性能評(píng)價(jià)

2.1 耐溫性能

按確定的配方配制高效水基鉆井液體系，將其在不同溫度下分別滾動(dòng)老化16 h，測(cè)定鉆井液體系老化前后的流變性能及老化后的濾失量，結(jié)果見表1。

表1 高效水基鉆井液體系的耐溫性能

由表1可以看出，研制的高效水基鉆井液體系具有較好的耐溫性能，在100～140 ℃下滾動(dòng)老化后體系的流變性能及濾失量基本無變化，能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)施工對(duì)鉆井液體系耐溫性能的基本要求。

2.2 防水鎖性能

室內(nèi)使用全自動(dòng)表-界面張力儀測(cè)定高效水基鉆井液體系中加入不同量防水鎖劑HAW-1時(shí)濾液的表面張力和界面張力，結(jié)果見表2。

由表2可以看出，不加防水鎖劑HAW-1的空白基漿濾液的表面張力達(dá)到60.3 mN·m-1，界面張力達(dá)到40.8 mN·m-1，防水鎖性能較差；而加入防水鎖劑HAW-1后，鉆井液濾液的表面張力和界面張力顯著下降，并且隨著防水鎖劑HAW-1加量的增加，鉆井液濾液的表面張力和界面張力逐漸降低，當(dāng)防水鎖劑HAW-1加量為1.5%時(shí)，表面張力、界面張力分別降至27.5 mN·m-1、7.5 mN·m-1；繼續(xù)增加防水鎖劑HAW-1的加量，表面張力和界面張力的降幅不大。因此，防水鎖劑HAW-1的最佳加量為1.5%，此時(shí)鉆井液體系具有良好的防水鎖性能。

表2 防水鎖劑加量對(duì)鉆井液濾液表面張力及界面張力的影響

2.3 抑制性能

室內(nèi)通過巖屑滾動(dòng)回收率實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)高效水基鉆井液體系的抑制性能，并與清水、聚磺鉆井液體系和KCl/PLUS鉆井液體系的抑制性能進(jìn)行對(duì)比，實(shí)驗(yàn)巖屑取自目標(biāo)油田儲(chǔ)層段，實(shí)驗(yàn)溫度為140 ℃，結(jié)果見圖1。

圖1 不同鉆井液體系的抑制性能Fig.1 Inhibition performance of different drilling fluid systems

由圖1可以看出，目標(biāo)油田儲(chǔ)層段巖屑在清水中的滾動(dòng)回收率僅為13.7%，而使用不同類型的鉆井液體系后均能達(dá)到較高的滾動(dòng)回收率，其中使用高效水基鉆井液體系時(shí)的滾動(dòng)回收率最高，達(dá)90%以上。表明研制的高效水基鉆井液體系具有良好的抑制性能。

2.4 抗污染性能

室內(nèi)對(duì)高效水基鉆井液體系的抗劣質(zhì)土污染性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，滾動(dòng)老化條件為140 ℃×16 h，結(jié)果見表3。

表3 高效水基鉆井液體系的抗污染性能

由表3可以看出，隨著劣質(zhì)土加量的增加，高效水基鉆井液體系的表觀黏度、切力及濾失量的變化不大。表明研制的高效水基鉆井液體系具有較強(qiáng)的抗劣質(zhì)土污染的能力。

2.5 儲(chǔ)層保護(hù)性能

室內(nèi)按石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 6540-2002《鉆井液完井液損害油層室內(nèi)評(píng)價(jià)方法》評(píng)價(jià)高效水基鉆井液體系的儲(chǔ)層保護(hù)性能，結(jié)果見表4。

表4 高效水基鉆井液體系的儲(chǔ)層保護(hù)性能

由表4可以看出，兩塊巖心污染后的滲透率恢復(fù)值(K1/K0)基本能達(dá)到85%左右；而兩塊巖心污染端切片1 cm后滲透率恢復(fù)值(K2/K0)均可達(dá)到90%左右。說明研制的高效水基鉆井液體系具有良好的儲(chǔ)層保護(hù)性能，不會(huì)在鉆井過程中對(duì)儲(chǔ)層段造成比較嚴(yán)重的儲(chǔ)層損害。

3 結(jié)論

室內(nèi)研制了一種適合低滲透油藏的高效水基鉆井液體系，其配方為：3%海水膨潤(rùn)土漿+0.2%Na2CO3+0.15%NaOH+0.3%包被劑LV-PAC+0.2%增黏劑XC+3%降濾失劑FLO-HT+3%KCl+3%抑制劑JLX-C+1%潤(rùn)滑劑HLB+1.5%防水鎖劑HAW-1+3%超細(xì)碳酸鈣+重晶石加重至1.5 g·cm-3。綜合性能評(píng)價(jià)結(jié)果表明，高效水基鉆井液體系具有良好的耐溫性能、防水鎖性能、抑制性能、抗污染性能以及儲(chǔ)層保護(hù)性能，能夠滿足海上低滲透油田鉆井施工過程中對(duì)鉆井液性能的要求。