PF-PRD钻开液在文昌13-1油田的现场应用
Outline:
任斌
1
,
杜威
2,
彭乔松
1,
陈兰霞
1
1. 中国石化西北油田分公司油气运销部;
2. 中海石油(中国)有限公司湛江分公司钻井部
收稿日期：2012-08-20
作者简介：任斌(1981-)男，四川南充人，工程师。2004年毕业于西南石油学院油气储运专业，现在中国石化西北油田分公司油气运销部从事原油储运管理工作。地址：(842017)新疆阿克苏地区库车县塔北705石油基地输油队。E-mail:
rb811123@163.com.
摘要：PF-PRD无固相钻开液是一种新型弱凝胶钻开液体系，形成的弱凝胶具有低剪切速率黏度高的特点，即使在高温的情况下，也具有优异的悬浮性、润滑性和抑制性；失水小，滤饼薄，易于清除，对储层的损害小；抗温、抗盐、抗剪切，对环境的适应能力较强。结合室内研究结果，介绍了PF-PRD无固相钻开液体系在南海西部文昌13－1油田的三口水平井WC13-1-A6、WC13-1-A8和WC13-1-A3井的应用情况。从应用效果来看，PF-PRD无固相钻开液体系适应于文昌13-1油田的地质构造，具有较强的推广价值和应用前景。
Application of PF-PRD drilling fluid in Wenchang 13-1 oilfield
Outline:
Ren Bin1
,
Du Wei2
,
Peng Qiaosong1
,
Chen Lanxia1
1. Sinopec Northwest Oilfield Branch Ministry of Oil and Gas Distribution;
2. CNOOC (China) Co. Ltd, Zhanjiang Branch Drilling Department
Abstract: PF-PRD non-solid-phase drilling fluid is a new type of weak gel drilling fluid system, whose formation of weak gel has low shear rate and high viscosity. Even at high temperatures, it also shows characteristics of excellent suspension, lubrication and inhibition ability; and low dehydration and thin filter mass make it easy to clean and can alleviate damage. Other excellent features include resistance to temperature, salinity, shear force and strong ability to adapt to the environment. In this paper, we incorporated laboratory study and field application of PF-PRD non-solid-phase drilling fluid system in three horizontal wells WC13-1-A6, WC13-1-A8 and WC13-1-A3 in the Wenchang 13-1 oilfield of southwestern China. The results show that PF-PRD solid free drilling fluid system adapt to Wenchang 13-1 oilfield geological structure, and has good prospect of application and extension.
新型无固相PF-PRD钻开液体系是快速弱凝胶钻开液，它能快速形成弱凝胶结构，其表观黏度低，低剪切速率下的黏度高，能减少钻开液对井壁的冲蚀，稳定井壁、保护储集层；抗温、抗盐、抗剪切；失水小，形成的滤饼很薄，易于清除，对储层的损害小，在海上钻井平台钻进、压裂[1]等作业过程中效果明显，推广应用前景广阔。
1 PF-PRD实验室特性分析
该钻开液体系基本配方：天然海水+0.3%(w)NaOH+0.15%(w)Na2CO3+2%(w)PF-FLO(降滤失剂)+3%(w)PF-JLX(抑制润滑剂)+0.7(w)%PF-VIS(增黏剂)。所使用降滤失剂(PF-FLO)为一种新型降滤失剂，主要成分为阴离子聚合物(聚磺化苯乙烯)，在溶解过程中产生一定量的硫酸盐，具有缓凝作用; 该降滤失剂抗温稳定性在150 ℃以上，降失水剂相对分子质量在4万左右，API失水量一般低于50 mL，加量一般在0.7%~2.2%。该钻开液体系所用抑制润滑剂(PF-JLX)主要成分为环状单体聚糖类高分子衍生物，分子结构上具有亲油基团和亲水基团，可在井壁上形成一层半透膜，对储层有一定保护作用，同时具有优异的抑制润滑作用，其热稳定好。通过在实验室对样本进行实测发现有如下特性[2]。
1.1 流变性独特
PF-PRD无固相钻开液体系是一种具有黏弹性、无时间依赖性和假塑性的可逆弱凝胶。热滚后，表观黏度低、静切力变化小(见图 1)，在高搅剪切稀释后，能很快恢复空间网架结构，能有效地悬浮钻屑，阻止大斜度井和水平井钻进时岩屑床的形成。
1.2 高的低剪切速率黏度(LSRV)
PF-PRD无固相钻开液能快速地形成弱凝胶，该弱凝胶体系具有高的低剪切速率黏度(见图 2)，就能有效地控制污染带的深度，阻止固、液相侵入地层，避免对井壁的冲蚀，起到稳定井壁、保护储集层的作用。
1.3 抗盐能力强、性能稳定
PF-PRD无固相钻开液对环境的适应能力较强，抗温、抗盐、抗剪切[3]，实验室用矿化度3000 mg/L的海水配制成钻开液体系后，再加入NaCl、CaCl2和MgCl2来考察其抗盐性，结果见表 1。
表 1
表 1 PF-PRD无固相钻开液的抗盐性
Table 1 Salt resistance of no solid phase drilling fluid
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表 1 PF-PRD无固相钻开液的抗盐性
Table 1 Salt resistance of no solid phase drilling fluid
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由表 1可以看出，该体系可抗高含量的Na+、Ca2+和Mg2+盐的侵蚀。
1.4 失水造壁性好
在实内考察了该体系的静失水和动失水，结果见表 2。由表 2可以看出：无论静失水和动失水都不大，说明孔隙介质滤失量低，进入储层的滤液少，形成的滤饼很薄，易于清除。
表 2
表 2 PF-PRD无固相钻井液的失水
Table 2 Water-loss of no solid phase drilling fluid PF-PRD
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表 2 PF-PRD无固相钻井液的失水
Table 2 Water-loss of no solid phase drilling fluid PF-PRD
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2 文昌13-1油田地层构造现状
通过分析南海西部文昌13-1油田的地质资料(表 3)，可知该油田设计的三口水平井WC13-1-A6、WC13-1-A8和WC13-1-A3井的水平段属于珠江组二段，井壁易水化膨胀，钻进过程中易出现黏卡，在大斜度和水平段携砂困难，容易形成砂床。
表 3
表 3 文昌13-1油田地层构造
Table 3 Layer structure of Wenchang 13-1 oilfield
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表 3 文昌13-1油田地层构造
Table 3 Layer structure of Wenchang 13-1 oilfield
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3 PF-PRD无固相钻开液体系现场应用
文昌13-1油田三口水平井WC13-1-A6、WC13-1-A8和WC13-1-A3井采用PF-PRD无固相钻开液体系，仅用1个月就安全顺利地完成了全部裸眼水平段的钻完井作业。现场的应用情况，充分体现了PF-PRD无固相钻开液体系各方面的优异性能。
3.1 钻开液配制情况
PF-PRD无固相钻开液体系的材料具体使用情况见表 4。
表 4
表 4 材料配制使用情况
Table 4 Use of materials preparation
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表 4 材料配制使用情况
Table 4 Use of materials preparation
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3.2 钻开液性能
钻开液性能见表 5。
表 5
表 5 钻开液全套性能汇总表
Table 5 Summary of the full set of drilling fluid performance
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表 5 钻开液全套性能汇总表
Table 5 Summary of the full set of drilling fluid performance
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3.3 现场应用效果
3.3.1 性能稳定、抗侵污
在钻进过程中PF-PRD钻开液体系的性能比较稳定，波动小。WC13-1-A3井钻井作业后期，由于地层情况发生突变，使用该钻开液体系连续钻进了135 m的泥岩层(2245~2380 m)，这表明了该体系具备较强的稳定性，抗侵污能力强。
3.3.2 流变性独特、携砂能力强
从现场振动筛的排放情况来看，PF-PRD无固相钻开液的带砂情况非常好，各井返出的钻开液均携带大量各种粒径的砂粒，没有在水平段形成砂床，这充分证明了该体系的确具备较强的携砂能力。
3.3.3 优异的抑制性
该油田这3口井水平井的裸眼水平段井径规整，约在215.9 cm左右，而且在每口井的完井防砂作业过程中，尽管裸眼段受到长时间的浸泡，但井壁依然稳定[4]。这说明该钻开液具有很好的抑制性。
4 结论及认识
(1) PF-PRD钻开液体系是一种快速弱胶凝体系，对成胶温度和成胶时间要求低，具有很好的热稳定性，抗盐、抗侵污、抗剪切[5]。
(2) PF-PRD钻开液的流变性独特，具有低表观黏度、高动速比，有利于携砂，高的低剪切黏度能有效地阻止固相、液相侵入储层，并减少对井壁的冲蚀。
(3) PF-PRD无固相钻开液体系优异的润滑性、抑制性能满足水平井钻井的要求，能有效地阻止岩屑床的形成，失水小、滤饼薄、易破胶，对储层的损害很小，易降解，无生物毒性，满足海洋环保要求。
(4) 该体系满足完井作业过程中的砾石防砂充填工作。过去在中国海上的油田进行砾石充填作业成功率较低，而在文昌油田的充填作业取得成功，说明该体系具有一定的优势和国际市场的竞争力，具有较强的推广价值和应用前景[6]。
2012, Vol. 42