吳 江，黃 熠，王 薦，劉和興，向興金，王 巍，鄭浩鵬，蔣 卓

（1.中海石油（中國）有限公司湛江分公司，廣東湛江 524000；2.長江大學(xué)，湖北荊州 434000；3.湖北油田化學(xué)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司，湖北荊州 434000）

0 引言

北部灣盆地潿西南油田群是南海西部重要的原油產(chǎn)區(qū)，是支撐南海西部2025年上產(chǎn)2000萬方重要的貢獻(xiàn)區(qū)。該區(qū)塊鉆井地質(zhì)條件復(fù)雜，其中潿洲組含有雜色泥巖（含有微裂縫、易水化），流沙港組發(fā)育硬脆性、層理發(fā)育的泥頁巖（宋剛練等，2012；何海軍等，2016），水敏性強(qiáng)，鉆井過程井壁失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)高，現(xiàn)場主要使用聚胺類高性能水基鉆井液和油基鉆井液進(jìn)行鉆井作業(yè)。其中，聚胺類高性能水基鉆井液雖然具備良好的抑制防塌性能（張琰和陳鑄，2000），但在應(yīng)用過程中依然存在較多的阻卡、垮塌等井壁穩(wěn)定問題，不能很好地解決該區(qū)塊復(fù)雜地層的鉆探問題。目前，該區(qū)塊通常采用強(qiáng)封堵型的油基鉆井液來應(yīng)對(duì)井壁失穩(wěn)難題（王鐵林等，2011；卜繼勇等，2013）。油基鉆井液由基礎(chǔ)油、有機(jī)土、乳化劑以及封堵劑等組成，其潤滑性、抑制性和封堵性好，可以有效解決復(fù)雜地層的井壁穩(wěn)定等問題。但是，油基鉆井液以及鉆后廢棄物含油，會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染（王先兵等，2019；蔣梅榮等，2020）。北部灣海域?qū)儆趪乙患?jí)海域，海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)要求高。目前，油基鉆井液在該區(qū)塊的應(yīng)用存在漏失污染風(fēng)險(xiǎn)和含油鉆屑回收處理的問題，并且隨著近年鉆井作業(yè)量增多，含油鉆屑處理已經(jīng)嚴(yán)重影響該區(qū)塊的勘探開發(fā)進(jìn)程和經(jīng)濟(jì)效益。因此，亟需開發(fā)新型的環(huán)保防塌鉆井液來代替油基鉆井液，解決該區(qū)塊復(fù)雜地層的井壁穩(wěn)定問題、環(huán)保問題和鉆屑排放問題，為該區(qū)塊的安全、環(huán)保以及經(jīng)濟(jì)有效的勘探開發(fā)提供技術(shù)支撐。

1 潿西南地區(qū)復(fù)雜地層巖性特征

1.1 潿西南地區(qū)地質(zhì)分層

潿西南地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，斷層多、地層破碎（程玉生等，2009；張磊等，2019），從上而下分為下洋組、潿洲組、流沙港組，具體分層及巖心見表1 所示。其中潿二段雜色、灰色、褐灰色泥巖和流二段褐灰色泥頁巖，在鉆井過程中極易發(fā)生井壁失穩(wěn)，導(dǎo)致卡鉆遇阻、坍塌掉塊等復(fù)雜情況，嚴(yán)重影響油田的鉆井時(shí)效，其地層返出物見圖1、圖2所示。

圖1 潿洲組掉塊Fig.1 Falling blocks from the Weizhou Formation

圖2 流沙港組掉塊Fig.2 Falling blocks from the Liushagang Formation

表1 潿西南地區(qū)地質(zhì)分層和巖性Table 1 Geological stratification and lithology in the Weixinan area

1.2 巖屑粘土礦物成分分析

室內(nèi)按照石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T5163-2010《沉積巖中粘土礦物和常見非粘土礦物X 射線衍射分析方法》對(duì)潿西南地區(qū)易坍塌地層的泥頁巖進(jìn)行了分析測試，具體分析數(shù)據(jù)見表2所示。

表2 潿洲組和流沙港組地層粘土礦物分析Table 2 Clay mineral analysis of the Weizhou Formation and Liushagang Formation

從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可看出（表2），潿西南地區(qū)易坍塌區(qū)塊潿洲組和流沙港組地層粘土礦物含量較高，含量為15.7%～51.8%，主要以伊利石和伊蒙混層為主，蒙脫石含量較低，地層整體膠結(jié)性能較差，容易造成井壁剝落掉塊和井壁坍塌（李湃，2010；馮永存等，2012）。

1.3 地層巖石水化特性研究

室內(nèi)通過熱滾回收和線性膨脹評(píng)價(jià)方法，評(píng)價(jià)了潿西南地區(qū)潿洲組和流沙港組地層巖石的水化特性。實(shí)驗(yàn)使用6～10目地層巖屑，在120℃下，清水作用環(huán)境中，滾動(dòng)16 h，然后過40 目篩回收巖屑，評(píng)價(jià)巖石的水化分散特性；實(shí)驗(yàn)使用過200 目篩的巖屑粉，壓制成巖心片，在清水中浸泡16 h，測試巖心膨脹率，評(píng)價(jià)巖石的水化膨脹特性（陳斌，2009）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3所示。

表3 潿洲組和流沙港組巖屑分散性和膨脹性評(píng)價(jià)Table 3 Evaluation of cuttings dispersity and expansibility in the Weizhou Formation and Liushagang Formation

從巖屑水化情況來看，潿洲組巖屑清水回收率為16.55%～33.76%，膨脹率為7.69%～8.97%，地層巖石表現(xiàn)為中等分散弱膨脹的水化特性。流沙港組巖屑清水回收率為22.63%～52.89%，膨脹率在6.31%～7.92%，地層巖石表現(xiàn)為中等至弱分散弱膨脹的水化特性。

1.4 地層巖石微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1.4.1 掃描電鏡分析

室內(nèi)通過電鏡掃描分析實(shí)驗(yàn)（韓輝等，2013；王坤陽等，2014；周尚文等，2017；焦淑靜等，2018；戚明輝等，2019），測定了潿洲組和流沙港組灰色泥巖和硬脆性泥頁巖的微觀結(jié)構(gòu)，見表4、圖3、圖4所示。

圖3 灰色泥巖掃描電鏡分析Fig.3 SEM analysis of gray mudstone

圖4 硬脆性泥頁巖掃描電鏡分析Fig.4 SEM analysis of hard brittle shale

表4 掃描電鏡分析Table 4 SEM analysis

從以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來看，灰色泥巖微孔隙較發(fā)育，層理不發(fā)育，濾液侵入后發(fā)生水化分散，降低地層巖石強(qiáng)度，降低井壁的穩(wěn)定能力；褐灰色硬脆性泥巖微孔、裂隙、層理發(fā)育，為濾液侵入和微裂縫形成提供了通道和開啟條件，易引起地層剝落坍塌。

1.4.2 泥巖的孔喉分布

室內(nèi)通過高壓壓汞法研究了潿西南地區(qū)潿洲組和流沙港組地層泥巖的孔喉分布情況，測試結(jié)果見表5所示。

表5 泥巖孔喉特征Table 5 Characteristics of mudstone pore throat

從評(píng)價(jià)結(jié)果來看，巖心的滲透率為0.032×10-3μm2，最大孔喉半徑285 nm，平均孔喉半徑為32.7 nm。測試分析結(jié)果表明，潿西南地區(qū)潿洲組和流沙港組地層的泥巖孔喉較小，多為納米級(jí)為孔喉。

1.5 地層巖石的水化分散特征

鉆井液侵入泥頁巖方式主要表現(xiàn)為液相侵入，液相侵入導(dǎo)致泥頁巖內(nèi)部作用發(fā)生變化，是導(dǎo)致泥頁巖井壁穩(wěn)定的客觀因素。室內(nèi)通過巖屑浸泡實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步評(píng)價(jià)了易失穩(wěn)地層巖屑的水化情況，具體情況見圖5、圖6所示。

圖5 潿洲組巖屑浸泡實(shí)驗(yàn)Fig.5 Soaking experiment of the Weizhou Formation cuttings

圖6 流沙港組巖屑浸泡實(shí)驗(yàn)Fig.6 Soaking experiment of the Liushagang Formation cuttings

從以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來看：潿洲組巖屑在水中浸泡60 min 后完全分散，說明潿洲組灰色泥巖和砂泥巖在水中容易分散，整體膠結(jié)能力差。流沙港組巖屑在水中浸泡60 min 后形成片狀剝落，說明流沙港組硬脆性泥頁巖層理、微裂縫更容易被水侵入，易造成坍塌掉塊和井壁失穩(wěn)。

2 潿西南地區(qū)地層井壁失穩(wěn)機(jī)理

通過對(duì)潿西南地區(qū)巖石的黏土礦物組成、結(jié)構(gòu)特征和水化特性進(jìn)行研究（羅勇等，2018，2019），潿西南地區(qū)地層井壁失穩(wěn)機(jī)理表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：

（1）潿洲組地層巖石粘土礦物以伊蒙混層和伊利石為主，分散性中等，膨脹性弱，既存在易水化分散的灰色泥巖，也部分存在層理、微裂縫發(fā)育的不易水化的雜色及褐灰色硬脆性泥巖，巖性的差異性是井壁失穩(wěn)的內(nèi)在因素?；疑鄮r膠結(jié)性能差，易表面水化分散，導(dǎo)致巖石強(qiáng)度和膠結(jié)能力降低容易引發(fā)井壁失穩(wěn)；雜色、褐灰色泥巖水化分散性能力差，脆性大，硬度大，泡水后沿層理剝落掉塊，易在灰色泥巖分散或外力作用下失去力學(xué)支撐，導(dǎo)致井壁失穩(wěn)，造成卡鉆等事故。

（2）潿洲組和流沙港組硬脆性泥頁巖，以伊利石和伊蒙混層礦物為主，弱分散，弱膨脹。泥頁巖的納-微米微孔、微裂縫和層理發(fā)育以及不同巖性巖石交界面為液相侵入和通道開啟提供了必要條件，加劇井壁失穩(wěn)的發(fā)生。在液柱壓力、毛細(xì)管力、化學(xué)勢等驅(qū)動(dòng)下，濾液先通過微裂縫、裂隙侵入到地層內(nèi)部，在壓力傳遞條件下，地層孔隙壓力升高，降低液柱壓力對(duì)井壁的有效力學(xué)支撐，導(dǎo)致井壁失穩(wěn)；同時(shí)，層理裂隙更容易受壓力傳遞影響，帶來微裂縫的擴(kuò)展延伸，造成更深井壁強(qiáng)度降低，造成井壁失穩(wěn)、垮塌。

（3）硬脆性泥頁巖脆性巖性特征，增大了上述薄弱地層的應(yīng)力敏感特性，在井下激動(dòng)壓力大的情況下，容易導(dǎo)致薄弱地層破裂。

3 復(fù)合基環(huán)保防塌鉆井液體系的作用機(jī)理

根據(jù)潿西南地區(qū)地層井壁失穩(wěn)機(jī)理，借鑒油基鉆井液強(qiáng)抑制及強(qiáng)封堵的井壁穩(wěn)定機(jī)理（李勁松等，2019；王曉軍等，2020；柏曉超等，2022；李茂森等，2022；趙晗等，2022），以類油基水溶性的復(fù)合基基液代替油，結(jié)合配套納-微米封堵技術(shù)，研發(fā)一套具備油基鉆井液工程性能和水基鉆井液環(huán)保特征的復(fù)合基環(huán)保防塌鉆井液體系。復(fù)合鉆井液體系作用機(jī)理包括：

（1）類油基的強(qiáng)抑制作用

復(fù)合基鉆井液以復(fù)合基基液做連續(xù)相，其是一種多胺基聚糖液體，分子結(jié)構(gòu)中含有羥基、醚鍵、胺基等活性基團(tuán)?；和ㄟ^多點(diǎn)吸附、潤濕反轉(zhuǎn)以及低活度作用，來鈍化地層中的粘土礦物，達(dá)到類似于油基基液強(qiáng)抑制作用效果。通過強(qiáng)抑制能力，抑制地層泥巖水化，提高井壁穩(wěn)定能力。

（2）類油基的納-微米強(qiáng)封堵作用

復(fù)合基鉆井液通過引入納-微米封堵材料，達(dá)到類似油基鉆井液油包水乳狀液滴的強(qiáng)封堵效果（張婷等，2014；馬成云等，2017；蔣卓等，2018）。納-微米封堵材料是由顆粒尺寸在130～200 nm之間的納米級(jí)乳液和顆粒尺寸在820 nm～3.92 μm 之間的亞微米乳液組成。配合常規(guī)的微米級(jí)封堵材料，可以對(duì)地層中從納米到微米級(jí)的孔喉和微裂隙進(jìn)行有效封堵，形成較高膜效率的封堵層，從而阻止濾液侵入，降低壓力傳遞，防止微裂縫開啟，防止雜色、褐灰色硬脆性泥巖坍塌掉塊。

（3）水溶性環(huán)保作用

研究復(fù)合基基液為糖苷類小分子組成，可以完全分散溶于水中，并具備良好的環(huán)境適應(yīng)性，可以解決環(huán)保要求高的海域環(huán)保問題以及巖屑后處理難題。

4 復(fù)合基環(huán)保防塌鉆井液體系的評(píng)價(jià)

室內(nèi)針對(duì)潿西南地區(qū)地層特點(diǎn)以及鉆井工程設(shè)計(jì)，以復(fù)合基基液為基礎(chǔ)連續(xù)相，經(jīng)過大量的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)研究最終形成了適合潿西南油田的復(fù)合基環(huán)保防塌鉆井液體系及配方，鉆井液基本性能見表6所示。

表6 復(fù)合基環(huán)保防塌鉆井液基本性能Table 6 Basic properties of composite base environmental protection anti-collapsing drilling fluid

復(fù)合基鉆井液體系配方：基液+0.2%NaOH+2%增粘劑HDVF+0.5%包被劑HDMP+5%降濾失劑HDFL+1%降濾失劑HDFLO+5%微米封堵劑FT-M+5%亞微米封堵劑FT-S+2%納米封堵劑FT-N+2%復(fù)合潤滑劑HDHLB重晶石加重。

從以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來看，復(fù)合基環(huán)保防塌鉆井液體系具備良好的鉆井工程性能，120℃高溫高壓濾失量＜5 mL，說明復(fù)合基環(huán)保防塌鉆井液體系封堵性能基本達(dá)到油基鉆井液封堵水平，能夠很好地滿足潿西南地區(qū)的防塌封堵性要求。

4.1 鉆井液體系抑制性評(píng)價(jià)

鉆井液液相侵入地層是不可避免的。通過提高鉆井液體系的抑制性能，進(jìn)一步降低侵入液相對(duì)地層巖石性能的影響，是鉆井液關(guān)鍵性能指標(biāo)之一。室內(nèi)研究通過熱滾回收實(shí)驗(yàn)和線性膨脹實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)了復(fù)合基環(huán)保防塌鉆井液的抑制能力。

（1）鉆井液分散抑制性評(píng)價(jià)

實(shí)驗(yàn)通過壓制不同鉆井液濾液，然后分別將潿洲W-2井潿洲組過6～10目篩的50 g巖屑，加入到400 mL清水和鉆井液濾液中，在120℃下老化16 h后過40目篩網(wǎng)，篩余的巖屑在105℃下烘至恒重，然后稱重。計(jì)算熱滾后巖屑滾動(dòng)回收率，結(jié)果見表7所示。

表7 鉆屑滾動(dòng)回收率評(píng)價(jià)Table 7 Evaluation of cuttings rolling recovery evaluation

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，潿洲W-2 井潿洲組巖屑清水回收率為12.6%，巖屑較易分散。水基聚合物鉆井液體系濾液回收率為87.2%，復(fù)合基環(huán)保防塌鉆井液體系濾液回收率為93.8%，說明復(fù)合基環(huán)保防塌鉆井液體濾液可以更好地抑制地層巖石的水化分散。

（2）鉆井液膨脹抑制性評(píng)價(jià)

實(shí)驗(yàn)通過壓制不同鉆井液濾液，然后將鈉膨潤土壓制的黏土片分別加入清水和鉆井液濾液，在120℃、0.7 MPa條件下測試黏土片的膨脹情況，不同液相的膨脹率見圖7所示。

圖7 膨脹率評(píng)價(jià)Fig.7 Evaluation of expansion rate

從以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果中可以看出，膨潤土具有較高的膨脹率，在清水中24 h 線性膨脹率達(dá)到80%以上，而在復(fù)合基環(huán)保防塌鉆井液濾液中其線性膨脹率僅為5%左右，基本接近油基鉆井液水平。

以上兩組實(shí)驗(yàn)表明，復(fù)合基環(huán)保防塌鉆井液體系具有良好的抑制性能，能夠有效抑制地層粘土礦物的水化膨脹和水化分散，有利于降低水化應(yīng)力，提高井壁穩(wěn)定性。

4.2 鉆井液體系抗污染能力評(píng)價(jià)

根據(jù)鉆遇地層的復(fù)雜成分，室內(nèi)評(píng)價(jià)了鉆井液體系的抗污染能力。評(píng)價(jià)內(nèi)容主要包括巖屑污染和鹽污染。實(shí)驗(yàn)用巖屑為W-2 井潿洲組巖屑烘干后粉碎，過200目篩網(wǎng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表8所示。

表8 抗污染性能評(píng)價(jià)Table 8 Evaluation of anti-pollution performance

從以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，加入各種污染物后，鉆井液體系各項(xiàng)工程性能變化不大，說明復(fù)合基環(huán)保防塌鉆井液體系具有良好的抗污染能力；同時(shí)，也體現(xiàn)了鹽及巖屑等各種污染物在復(fù)合基基液中不會(huì)產(chǎn)生離子作用和水化作用，表現(xiàn)出類油基的抑制作用效果。

4.3 鉆井液體系潤滑性評(píng)價(jià)

室內(nèi)通過潤滑系數(shù)和粘滯系數(shù)評(píng)價(jià)了復(fù)合基環(huán)保防塌鉆井液體系的潤滑性能。評(píng)價(jià)內(nèi)容主要包括潤滑性測試以及大量巖屑污染后的潤滑性變化，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表9所示。

表9 潤滑性能評(píng)價(jià)Table 9 Lubrication performance evaluation

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，復(fù)合基環(huán)保防塌鉆井液潤滑系數(shù)為0.094，泥餅粘滯系數(shù)為0.0611，明顯優(yōu)于水基聚合物鉆井液體系；并且污染后潤滑性變化不大，說明復(fù)合基環(huán)保防塌鉆井液體系具備優(yōu)良的潤滑性，整體性能接近油基鉆井液。

4.4 鉆井液體系封堵防塌性能評(píng)價(jià)

根據(jù)目標(biāo)區(qū)塊井壁穩(wěn)定機(jī)理研究，目標(biāo)區(qū)塊泥頁巖受外來液相的侵入導(dǎo)致內(nèi)部孔隙壓力大幅上升是造成井壁失穩(wěn)的主要因素，封堵是解決井壁穩(wěn)定的關(guān)鍵技術(shù)之一（王薦等，2012；劉培鍇等，2018；劉仕和焦冬有，2021）。

傳統(tǒng)的鉆井液濾失量評(píng)價(jià)所采用的濾紙其孔徑為1～20 μm，主要模擬鉆井液對(duì)微米級(jí)的砂巖孔隙以及微裂縫的封堵作用效果。本文通過納米濾膜封堵實(shí)驗(yàn)和壓力傳遞實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)了復(fù)合基環(huán)保防塌鉆井液對(duì)納米級(jí)孔隙的封堵及防塌作用效果。

（1）納米濾膜封堵評(píng)價(jià)

針對(duì)納米級(jí)孔隙，室內(nèi)引入了一種新型混合纖維素濾膜作為過濾介質(zhì)，通過濾失實(shí)驗(yàn)來評(píng)價(jià)鉆井液對(duì)納米級(jí)孔隙的封堵情況。室內(nèi)使用GGS71 型高溫高壓失水儀，在120℃、3.5 MPa 條件下，通過評(píng)價(jià)不同過濾介質(zhì)、不同時(shí)間的濾失量，來研究鉆井液體系的封堵作用效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖8所示。

圖8 鉆井液對(duì)不同封堵介質(zhì)的封堵效果Fig.8 Sealing effect of drilling fluid on different media

從以上數(shù)據(jù)可以看出，針對(duì)常規(guī)孔縫封堵，復(fù)合基環(huán)保防塌鉆井液形成的濾餅濾失量更低，封堵效果更好。針對(duì)納米級(jí)孔縫封堵，復(fù)合基環(huán)保防塌鉆井液作用效果更明顯，封堵作用效果較水基鉆井液提高70%。復(fù)合基環(huán)保防塌鉆井液的納-微米封堵技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)地層井壁的全面封堵，降低鉆井液向地層的侵入，提高井壁穩(wěn)定能力。

（2）泥頁巖巖心封堵評(píng)價(jià)

針對(duì)泥頁巖的納米級(jí)孔隙，由于液體在孔隙中流動(dòng)緩慢，流量測試繁瑣復(fù)雜，室內(nèi)選擇水力壓差來表征流體傳導(dǎo)效果。通過壓力傳遞實(shí)驗(yàn)裝置，監(jiān)測鉆井液體系對(duì)泥頁巖作用后兩端的壓力變化情況，來評(píng)價(jià)鉆井液對(duì)泥頁巖的封堵能力。

室內(nèi)選擇滲透率為0.052×10-3μm2的泥頁巖巖心模擬井壁，上端為鉆井液與巖心，下端為巖心與地層水。模擬3.5 MPa 壓差下鉆井液向泥巖井壁的壓力傳遞情況（上端初始?jí)毫?.5 MPa，下端初始?jí)毫? MPa），具體壓力變化情況見圖9所示。

圖9 壓力傳遞情況Fig.9 Pressure transmission

從以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果中可以看出，上端壓力下降量大于下端壓力上升量，說明復(fù)合基環(huán)保防塌鉆井液體系對(duì)泥頁巖納米級(jí)孔縫封堵性良好，可以形成具有一定膜效率的封堵層來降低鉆井液對(duì)地層的壓力傳遞，維持孔隙壓力的穩(wěn)定，提高井壁穩(wěn)定能力。

4.5 鉆井液體系環(huán)保性能評(píng)價(jià)

根據(jù)目標(biāo)區(qū)塊海域環(huán)保要求，室內(nèi)研究了鉆井液毒性檢測和評(píng)價(jià)方法（李秀珍等，2004；張曉飛等，2009；劉衛(wèi)麗等，2020）。參照中石油集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)《Q/SY 111-2007 油田化學(xué)劑、鉆井液生物毒性分級(jí)及檢測方法發(fā)光細(xì)菌法》和《GB/T 18420.2-2009 海洋石油勘探開發(fā)污染生物毒性檢測方法》，使用南京土壤研究所的發(fā)光細(xì)菌和河北省渤海豐年蟲卵有限公司的鹵蟲進(jìn)行了評(píng)價(jià)（劉麗萍等，2010；朱紅衛(wèi)等，2015）。通過發(fā)光細(xì)菌法測定鉆井液的半有效濃度EC50值為51675 mg/L，達(dá)到無生物毒性標(biāo)準(zhǔn)。通過鹵蟲法測定鉆井液對(duì)鹵蟲無節(jié)幼體96 h半數(shù)致死濃度＞64000 mg/L，達(dá)到一級(jí)海域排放要求。

復(fù)合基環(huán)保防塌鉆井液體系綜合性能評(píng)價(jià)結(jié)果表明，該體系具有優(yōu)良的抑制性能、封堵防塌性能及環(huán)保性能，能夠滿足潿西南地區(qū)海上油氣田開發(fā)的的鉆井工程及環(huán)保需求。

5 現(xiàn)場應(yīng)用

復(fù)合基環(huán)保防塌鉆井液體系在潿西南地區(qū)W-11-2H井進(jìn)行了應(yīng)用，具體性能參數(shù)見表10所示。

表10 現(xiàn)場性能參數(shù)Table 10 Field performance parameters

從現(xiàn)場性能參數(shù)來看，鉆井液體系各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，表現(xiàn)出良好的抑制封堵能力和環(huán)保性能。在應(yīng)用過程中，全井段鉆井液性能穩(wěn)定，起下鉆過程中，無阻卡；鉆遇易坍塌泥巖時(shí)，鉆屑成型，鉆進(jìn)過程中無拖壓，蹩泵現(xiàn)象發(fā)生。在潿洲組和流沙港組兩個(gè)易失穩(wěn)層段的施工過程中，由于臺(tái)風(fēng)原因，鉆井液在井筒內(nèi)浸泡128 h 后，沒有出現(xiàn)垮塌現(xiàn)象，下鉆過程順利。完鉆后，測井4 趟，井況良好，測井過程順利。與鄰井相比，本井鉆井過程中井壁穩(wěn)定，起下鉆順利，阻卡及劃眼時(shí)間減少，節(jié)約工期116 h。通過井徑曲線來看，復(fù)雜井段潿洲組平均擴(kuò)大率為7.39%，流沙港組平均擴(kuò)大率為3.31%，沒有出現(xiàn)井壁垮塌現(xiàn)象，井壁穩(wěn)定作用效果明顯。

6 結(jié)論

（1）潿西南地區(qū)易失穩(wěn)地層泥頁巖粘土礦物以伊蒙混層和伊利石為主，分散性中等，膨脹性弱。易水化分散的灰色泥巖夾雜不易水化的硬脆性泥巖的差異性，導(dǎo)致巖石水化后強(qiáng)度和膠結(jié)能力降低，是井壁失穩(wěn)的主要因素。

（2）研究具有強(qiáng)抑制性能的復(fù)合基基液，以其為核心構(gòu)建復(fù)合基鉆井液體系，結(jié)合納-微米封堵技術(shù)，達(dá)到油基鉆井液的抑制封堵能力，解決潿西南地區(qū)泥頁巖井壁穩(wěn)定問題。

（3）復(fù)合基環(huán)保防塌鉆井液體系在潿西南地區(qū)進(jìn)行了應(yīng)用，表現(xiàn)出良好的防塌和環(huán)保性能，可以替代該區(qū)塊的油基鉆井液，解決使用油基鉆井液存在含油鉆屑處理及環(huán)境影響等技術(shù)難題。

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