刘浩冰 赵素娟
江汉工程公司钻井一公司 湖北 潜江 434023
摘要：白油基钻井液由于其良好的稳定性，所以往往将其应用于深井，或者复杂井，其所需的密度往往较高，这就要平衡流变、悬浮特性和沉降性的关系，笔者通过室内开展高密度白油基钻井液体系研发，通过大量室内试验，优选关键助剂，对加重材料改性，加入纳米封堵剂，高效乳化剂，最终研制出具有优异性能的高密度白油基钻井液：抗温180℃，密度在2.0-2.4g/cm3范围，塑性粘度小于70mpa·s，沉降稳定性（24h）小于0.03g/cm3，并在川渝工区推广应用20多口井，应用效果良好，其中的阳**井完钻井深6263米，水平段长1853米，刷新该区块页岩气水平井井深最深、水平段最长两项纪录。为深井、保护生态区顺利开发页岩气提供了技术支撑。
关键词：页岩气；高密度；白油基钻井液
前言
油基钻井液体系具有防塌抑制性、热稳定性能好，润滑性好等特点，适用于页岩气等非常规油气及复杂深井钻井过程，而柴油基钻井液使用造成的生态环境污染影响制约着其推广应用，且柴油基钻井液在高密度的条件流型增稠厉害，现场应用收到限制，相反，白油基钻井液在高密度下流型好为了满足保护生态和勘探开发的需要[1]，鉴于白油基钻井液对乳化剂和有机土选择性高[2]，笔者以低毒矿物油白油为基油，通过室内大量试验研选，开展高密度白油基钻井液体系研究，通过对高密度白油基钻井液的成功开发，为深井、保护生态区顺利开发页岩气提供技术依据。
1.高密度白油基钻井液室内配方优化
通过对白油基钻井液主处理剂研制以及加量优选，以及对各主处理剂和其他辅处理剂的配伍性研究，确定了白油基（油水比80:20）钻井液体系基本配方：白油+3-5%主乳化剂+1-3%副乳化剂+0.6-1.0%有机土+0.5%润湿剂+2-3%CaO+CaCl2水溶液+3%降滤失剂+重晶石。表1为白油基钻井液体系经过不同温度热滚16小时后，65℃下测得的性能。
表1 油水比为80：20、180℃不同密度下白油基钻井液性能
ρ
g/cm3 PV
mPa?s YP
Pa Φ6 Φ3 Gel
Pa/Pa FLHTHP
mL ES
V 备 注
1.50 25 5.5 3.5 3 2/2.5 790
28 6 4.5 3 3/4 3.6 801 180℃ ×16h
1.80 32 6.5 4 2.5 2.5/3 825
36 6.5 5 4 3/3.5 3.4 852 180℃ ×16h
2.0 36 7 5 3 3/4 834
41 7 6.5 4 4/4.5 3.8 848 180℃ ×16h
2.4 45 7 6 5 3/4 865
52 8 7 6 7/6 2.8 871 180℃ ×16h
研制的白油基钻井液体系经过高温滚动后能保持良好的流变性能，高温高压滤失量不超过4mL，破乳电压均在720V以上，同时高温滚动前后钻井液性能变化不大，说明白油基钻井液体系具有良好的流变性、电稳定性和高温稳定性，优选出的该体系性能可以满足现场施工的要求。
2.高密度白油基钻井液现场工艺维护要点
（1）、了解现场地质条件，钻进难点，根据现场地层特点，调试现场钻井液配方，符合现场钻进过程中防漏、抑制封堵、高温稳定等要求，做好钻前小型试验。
（2）、配制过程技术规范：A. 根据设计配方比例，依次加入乳化剂、润湿剂、提切剂，加重前破乳电压不得低于400V，加重速度不可过快，重晶石粒径需大于200目，加重过程中随时观察加重剂是否有沉降现象
（3）、钻中性能维护，高密度钻井液HTHP滤失量（150℃）基本在3ml以下，破乳电压均较高，在性能维护上主要关注有害固相的侵入，用好固控设备。
（4）、钻后钻井液性能维护及实验数据收集、分析：做好钻后钻井液试验数据等资料的收集、分析，从而达到进一步完善高密度白油基钻井液体系，形成推广应用规范。
3.现场应用情况
阳**井川南低褶带阳高寺构造的一口开发井，井型为水平井，设计井深6339.00m，主要目的层是志留统龙马溪组，主要钻探目的是试验埋深4000m、2000m水平段长度、300m巷道间距、轨迹方向沿断层走向的水平井的产能。设计完钻原则为水平井钻至龙马溪组出靶点（B点）完钻。四开（3242.00～6263.00m）采用高密度白油基钻井液，四开设计井深6339.00m，实际井深6263.00m，进尺3021.00m，纯钻时间489.5h，平均机械钻速5.9m/h。密度2.14g/cm3,粘度68-78s，该泥浆具有良好的井壁支撑、流动性能，岩屑成型良好的优异性能，为该井顺利完成提供了泥浆技术保障。
表2 阳**井白油基钻井液性能
井深 ρ
g/cm3 T
s PV
mPa·s YP
Pa Gel(Pa/Pa) FLHTHP
ml Es
V Cl- 碱度 固相分析
初 终 V固 O/W
3318 1.90 75 67.5 13.5 6 14 2.0 500 31000 2.5 28 80/20
4428 2.10 77 68 12 4 14 0.8 566 32000 2.2 38 80/20
5485 2.12 78 66.5 11 3 11 1.0 560 34500 2.3 40 80/20
6124 2.13 79 68 11 3 11 0.8 594 34000 2.1 41 80/20
.png)
4.结论与建议
1）良好的井壁稳定和页岩抑制性。四开作业过程中，钻井液的性能稳定，几乎没有很大的变动。后期只需补充胶液维护，破乳电压呈上升的趋势，验证了体系较好的稳定性。油基钻井液体系，在油相中泥岩钻屑基本不分散，返出的岩屑颗粒大小均匀、棱角分明，成型较好，泥浆具有较强的抑制性，有利于稳定井壁，确保井下钻井安全，更有利于储层钻进中防止强水敏性储层的伤害，达到保护储层的目的。
2）润滑性好、防塌效果强
钻进过程中多次起下钻，无任何异常显示，下钻到底无沉砂，电测一次性成功。油基钻井液良好的润滑性，不仅保护了钻井工具而且还提升了钻井效率，节省了钻进时间，从而降低了钻井成本。
3）封堵性强
钻井液的失水得到了有效的控制，从高温高压失水泥饼薄而致密说明了钻井液的封堵性强，有利于减少钻进过程中的泥浆消耗。
参考文献
[1]李 辉.白油基油包水钻井液在JHW00421井水平段的应用[J].2020，16（2）：38-42
[2]王茂功等.柴油和白油基钻井液用有机土性能研究[J].油田化学，2009，26（3）：235-241