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海上抗超高溫低滲透儲層鉆開液配方設計及應用效果（三）
來源：《鉆井液與完井液》 瀏覽 193 次 發布時間:2025-10-15
2.3抑制性
實驗用DF-1探井3800～4000 m的泥頁巖巖屑進行滾動回收率（150℃、16 h）實驗，結果表明，巖屑在清水中的回收率僅為42.5%，說明巖屑的水化分散能力較強，而巖屑在抗超高溫低滲透鉆開液中的回收率可達到96.5%，說明該鉆開液體系可減少巖屑水化分散，有利于增強攜巖和提高井眼清潔效率。
此外，目標區塊儲層段巖屑的線性膨脹率實驗結果如圖2所示。結果顯示，巖屑在清水中浸泡12 h的線性膨脹率為7.32%，在抗超高溫低滲透儲層鉆開液中浸泡的線性膨脹率為0.15%，表明該鉆開液體系抑制地層巖石水化膨脹性能效果好，有利于減少井壁巖石水化，穩定井壁和保障井筒安全。
圖2泥頁巖巖屑在不同體系中的高溫高壓線性膨脹率（150℃、3.5 MPa）
2.4儲層保護效果
選用鶯歌海盆地K-1井儲層黃流組二段垂深4210.0 m和4250.0 m的砂巖巖心，在SLS-5A型高溫高壓巖心動態損害試驗儀上開展儲層保護性能評價，評價流程為鉆開液污染（150℃、3.5 MPa、3 h）、破膠液破膠（150℃、1 MPa、3 h）、完井液污染（150℃、3.5 MPa、3 h），實驗結果見表8。儲層保護評價實驗結果表明，砂巖巖心的滲透率恢復值大于90%，滿足儲層保護需求。
表8抗超高溫低滲透鉆開液的儲層保護性能
3.現場應用
3.1現場工程方案
東方F氣田X2調整井位于鶯歌海盆地中央底辟，使用4層次井身結構，一開使用鉆入法和海水膨潤土鉆井液體系，鉆Φ660.4 mm井眼并下入Φ560 mm隔水套管至樂東組上部灰色泥巖，以建立井口支撐；二開使用Φ445 mm金剛石復合片鉆頭和海水聚合物鉆井液體系鉆穿樂東組、鶯歌海組一段地層，并下入Φ340 mm技術套管封固；三開使用Φ312 mm金剛石復合片鉆頭和聚胺鉆井液體系鉆穿鶯歌海組二段、黃流組一段地層，并下入Φ245 mm技術套管封固；四開Φ213 mm井段為儲層黃流組二段，孔隙度在5.72%～8.66%之間，滲透率在6～9 mD之間，井底溫度高達205℃，屬于典型的低孔、低滲、高溫儲層；由于黃流組二段的黏土礦物組成主要以綠泥石和伊利石為主，伊/蒙混層的含量相對也比較高，存在潛在儲層敏感性損害以及水鎖損害條件，因此四開井段使用Φ213 mm金剛石復合片鉆頭和抗超高溫低滲透儲層鉆開液鉆進，完鉆井深為4340 m。
3.2現場鉆開液維護措施
現場鉆井施工鉆開液維護措施：①低密度的固相含量控制在5%以內，避免低孔低滲儲層受到傷害和污染；②參考儲層鉆進期間振動篩返出巖屑的包被、抑制情況，對抑制劑的加量和濃度進行實時合理的控制和調整；③對鉆開液體系的流變性進行實時的優化調整處理，避免對儲層砂巖帶來過度的沖刷；④在鉆開液體系的流變性保持相對穩定時，將體系的封堵材料濃度提升至4%以上，通過控制濾失量來提升濾餅的質量和防止井壁失穩，減少液相侵害；⑤維持黃流組二段的儲層鉆開液密度區間為1.16～1.18 g/cm3，通過前期實鉆情況分析，當儲層鉆開液密度低于1.16 g/cm3時，井壁剝落片和掉塊會有增多的趨勢；⑥通過控制在黃流組二段儲層鉆進期間的鉆井泵排量不超過1900 L/min，確保井壁不會被過度沖刷。
Φ213 mm儲層井段開始鉆進前需要對鉆開液進行充分循環，并通過鉆頭水眼的高流速對其進行有效的剪切，由于開鉆時的循環溫度和出口溫度較低，因此添加劑材料的補充方式變為交替補充，觀察振動篩上沒有添加劑材料被篩出時為理想狀態；后期維護過程主要通過補充高濃度封堵材料膠液來維護性能，控制鉆開液體系的黏度上升，馬氏漏斗黏度維持為50～53 s，動切力維持為10～13 Pa，從而使儲層鉆開液體系在鉆進期間保持流變性能穩定，嚴格控制濾餅質量和高溫高壓濾失量。
3.3現場施工效果和鉆開液性能
從X2調整井振動篩返出口取得不同深度下鉆開液的性能如表9所示。
表9儲層鉆開液在不同深度的流變性參數
由表9可以看出，鉆開液的流變性在不同深度下變化不大，密度為1.16～1.18 g/cm3，動切力維持在10～13 Pa。鉆進扭矩從前期的平均12.86 kN·m下降到8.76 kN·m，同時沒有明顯的井徑不規則和擴徑現象，沒有出現井下鉆具斷裂等復雜情況，且井眼清潔效果良好；高溫高壓濾失量隨著井深增加逐漸下降，儲層鉆開液的濾餅厚度為0.5 mm，測試期間日產氣量為910 000 m3，表皮系數僅為0.13。
4.結論
1.抗超高溫低滲透儲層鉆開液的研究表明，單一材料和聚合物難以保障體系的綜合性能，研選的溫敏締和聚合物增黏劑KG-TNJ、接枝改性抗超高溫改性淀粉降濾失劑KG-FLUCON、含片狀結構組分和高溫交聯的聚合物降濾失劑DrilFILHT通過協同作用，將現場高溫低滲透鉆開液體系的抗溫性能提高了20℃，抗溫能力達到210℃。
2.優選出了抗超高溫不起泡防水鎖劑KCS-F，可使濾液的表面張力和界面張力分別降低至27.7 mN/m和5.9 mN/m，防水鎖性能好，使用更安全。
3.構建的抗超高溫低滲透儲層鉆開液抑制性強、超高溫下性能穩定，泥餅易清除，體系在東方F氣田X2調整井應用過程中切力高、泥餅薄、濾失小，鉆井作業順利，測試投產日產氣量91萬m3，儲層保護效果好。