高密度高含硫鉆井液

1、川慶鉆探公司鉆采工程技術(shù)研究院川慶鉆探公司鉆采工程技術(shù)研究院高密度高含硫鉆井液應(yīng)用技術(shù)引子引子高壓、高含硫地層的一般特征從地質(zhì)沉積的角度來看，含硫儲(chǔ)層為海相沉積的灰?guī)r地層，這種儲(chǔ)層常以溶蝕孔洞、裂縫、生物礁及小孔隙為主要儲(chǔ)流空間，高壓地層常伴有好的封蓋層和劇烈的地質(zhì)運(yùn)動(dòng)，其地層巖石較為破碎；主要存在的問題密度窗口窄；在裂縫發(fā)育、巖石強(qiáng)度較低的生物礁地層鉆進(jìn)時(shí)，易出現(xiàn)又噴又漏的嚴(yán)重復(fù)雜卡鉆；破碎的灰?guī)r掉塊、儲(chǔ)層發(fā)育地層的粘附卡鉆封蓋層伴生問題；當(dāng)其為鹽膏層時(shí)，增加了鉆井液性能控制難度，當(dāng)其為壓實(shí)的泥頁巖時(shí)，井壁穩(wěn)定問題突出引子引子鉆井液面臨的主要問題鉆井液面臨的主要問題酸性氣體污染問題；硫化氫污

2、染鉆井液使鉆井液變黑、變臭，鉆井液失水、流變性能變差。該地層經(jīng)常伴有CO2氣體，當(dāng)鉆井液中CO3=、HCO3-含量較高時(shí)，高密度鉆井液會(huì)出現(xiàn)粘切急劇上升的問題。鉆井液流變性能難以控制；受上部地層鹽、膏、泥污染的高密度鉆井液粘切較難控制，較大的壓力激動(dòng)易引起井漏、井涌問題。失水造壁性能難以控制；高密度鉆井液中加重劑含量高，其壓縮性較差、顆粒較大，增大了失水造壁性能控制難度。儲(chǔ)層保護(hù)問題；在壓力敏感的儲(chǔ)層中漏入大量鉆井液后，隨著鉆井液脫水，給深部儲(chǔ)層造成嚴(yán)重的固相傷害。 一、高密度高含硫水基鉆井液基本要求一、高密度高含硫水基鉆井液基本要求要求要求較高的pH值，鉆井液中較高的OH-可減少H2S含量，

3、而以S=形式被高價(jià)金屬離子清除鉆井液抗污染能力強(qiáng)、具有弱凝膠特性，流變性能、失水壁性能、潤滑減阻性能優(yōu)良鉆井液體系及配方選擇鉆井液體系及配方選擇聚磺類鉆井液；聚合物鉆井液中部分處理劑在高堿性環(huán)境中會(huì)水解失效，其它水基鉆井液弱凝膠特性較差含大段鹽膏層的井眼應(yīng)選擇抗鹽性能好的SMP-2、SMP-3、PAC等處理劑在熒光限制寬松的井眼，可加入510 %的油（柴油、合成油）和12%油包水型乳化劑，實(shí)現(xiàn)潤滑減阻目的。二、高密度高含硫水基鉆井液基本配方二、高密度高含硫水基鉆井液基本配方聚磺鉆井液的基本配方聚磺鉆井液的基本配方預(yù)水化原漿：（預(yù)水化原漿：（10 10 30g/L)30g/L)降濾失劑：降濾失劑

4、：4 45%SMP-15%SMP-1（或（或SMP-2SMP-2、SMP-3SMP-3）輔降濾失劑：輔降濾失劑：3 35%SMC5%SMC（或（或RSTFRSTF、SPNHSPNH）輔降濾失劑：輔降濾失劑：0.20.21%CMC-LV1%CMC-LV（或（或PAC-LVPAC-LV）堿度調(diào)節(jié)劑：堿度調(diào)節(jié)劑：0.10.10.3%NaOH0.3%NaOH潤滑封堵劑：聚合醇潤滑封堵劑：聚合醇( (或或FRHFRH、PPLPPL）潤滑劑：潤滑劑：2 25 5FK-10FK-10（或無熒光潤滑劑）（或無熒光潤滑劑）潤滑減阻劑：潤滑減阻劑：1 11.51.5%SP-80%SP-80、5 510%10%柴油

5、柴油除硫劑：除硫劑：0.50.51%1%除硫劑（堿式碳酸鋅、海泡鐵）除硫劑（堿式碳酸鋅、海泡鐵）緩蝕劑：緩蝕劑： 0.30.30.5% KYL-10.5% KYL-1鹽重結(jié)晶抑制劑：鹽重結(jié)晶抑制劑： 0.30.30.5%0.5%除氧劑：除氧劑：0.30.30.5%0.5%亞硫酸鈉亞硫酸鈉降粘劑：適量降粘劑：適量SMTSMT（或（或TXTX）加重劑（按密度需要加重劑（按密度需要) ) 消泡劑消泡劑二、高密度高含硫水基鉆井液基本配方二、高密度高含硫水基鉆井液基本配方膨潤土的推薦加量 控制較低的搬含是保證鉆井液弱凝膠性能的關(guān)鍵，利于獲得好的流變性能，特別是在高溫高堿性環(huán)境中，粘土礦物會(huì)熟化分散，保持

6、較低的搬含和低密度固含更是維護(hù)流變性能的關(guān)鍵，若上部井段泥巖含量低，可適當(dāng)放寬膨潤土含量限制，若為高含鹽鉆井液，應(yīng)選擇較低的膨潤土含量。 較低的膨潤土含量使鉆井液的失水造壁性能變差，可通過加大處理劑用量，增加封堵劑的方式加以改善，選擇有一定彈性的封堵劑更好。鉆井液密度，g/cm3 1.601.801.802.002.002.40推薦膨潤土含量，g/l 153010201015三、高密度高含硫水基鉆井液配制三、高密度高含硫水基鉆井液配制鉆井液配制原則鉆井液配制原則保證膨潤土充分水化盡可能清除低密度固含，應(yīng)低于5%按配方加足處理劑若使用高含鹽鉆井液，應(yīng)加入燒堿提高井漿pH值，充分護(hù)膠后再加入鹽在條

7、件允許的條件下，加入油及反相乳化劑，鉆井液可獲得有限的降失水和減小循環(huán)壓耗的效果在發(fā)育的儲(chǔ)層加入高溫堿性環(huán)境下不易變質(zhì)的隨鉆堵漏劑如彈性石墨、FLC200等材料，獲得改善密度窗口和減小儲(chǔ)層傷害的目的保證pH值達(dá)9.5以上和足量的除硫劑較低的粘切是獲得較好的脫氣性能的關(guān)鍵，氣浸時(shí)及時(shí)補(bǔ)充消泡劑 四、高密度高含硫水基鉆井液維護(hù)四、高密度高含硫水基鉆井液維護(hù)高密度鉆井液維護(hù)的原則：高密度鉆井液維護(hù)的原則：鉆井液的維護(hù)原則是以護(hù)膠為主，降粘為輔；維護(hù)較低的膨潤土含量和低密度固相含量，盡可能不添加降粘劑是實(shí)現(xiàn)弱凝膠特性的關(guān)健；維護(hù)較低的靜切力是避免過高壓力激動(dòng)的關(guān)鍵，較高的激動(dòng)壓力在下鉆、開泵時(shí)易引起井

8、漏，起鉆抽吸使氣體進(jìn)入井眼；維護(hù)較低的塑粘、動(dòng)切，減小循環(huán)壓耗，特別在小井眼中可能造成高動(dòng)、靜液柱壓力差值，可能引起壓力敏感地層的噴、漏矛盾；添加預(yù)水化原漿時(shí)，由于粘土礦物在堿性環(huán)境下要高溫熟化，不能連續(xù)大量加入膨潤土；四、高密度高含硫水基鉆井液維護(hù)四、高密度高含硫水基鉆井液維護(hù)高密度鉆井液維護(hù)的原則高密度鉆井液維護(hù)的原則：高鹽鉆井液應(yīng)選擇SMP-2或SMP-3、PAC-LV作為基礎(chǔ)護(hù)膠劑，飽和鹽水鉆井液應(yīng)加入鹽重結(jié)晶抑制劑；使用瀝青制品等彈性封堵劑，利于改善泥餅性能；維持鉆井液較高的堿性和足量的除硫劑，氣浸時(shí)增加適量的消泡劑；監(jiān)測Mf、Pf防止CO3=、HCO3-污染四、高密度高含硫水基鉆井

9、液維護(hù)四、高密度高含硫水基鉆井液維護(hù)鉆井液密度：鉆井液密度：高含硫井鉆井液密度附加值在地層壓力系數(shù)的基礎(chǔ)上，按氣井附加0.15、油井附加0.10的規(guī)定執(zhí)行；鉆井液密度過高時(shí)加入鐵礦粉，高鹽鉆井液密度大于2.0、淡水鉆井液密度大于2.4應(yīng)使用鐵礦粉，按鐵礦粉：重晶石粉=2：1的比例加入；過高密度的鉆井液不宜大量加入隨鉆堵漏劑；鉆井液的固相控制問題十分重要，應(yīng)最大限度地除去無用固相；使用離心機(jī)時(shí)，應(yīng)監(jiān)測鉆井液入口密度。 四、高密度高含硫水基鉆井液維護(hù)四、高密度高含硫水基鉆井液維護(hù)處理劑：處理劑：處理劑以膠液形式補(bǔ)充；在壓力敏感地層，以新配井漿和處理劑膠液聯(lián)合補(bǔ)充井眼增加、延程損耗、井下濾失、地面揮

10、發(fā)損失的鉆井液體積；鉆井液粘切較低、失水較高且不易控制、高溫陳化72小時(shí)發(fā)生沉淀時(shí)，應(yīng)補(bǔ)充預(yù)水化原漿，膨潤土粉必須充分水化，經(jīng)護(hù)膠處理后再加入井漿，加入預(yù)定量后應(yīng)維持一段時(shí)間，避免因調(diào)節(jié)鉆井液性能連續(xù)大量加入膨潤土粉；在發(fā)育儲(chǔ)層可能出現(xiàn)較嚴(yán)重的滲濾現(xiàn)象，鉆井液濾液滲濾后，密度上升，應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并加以控制。五、高密度高含硫水基鉆井液相關(guān)的井下復(fù)雜五、高密度高含硫水基鉆井液相關(guān)的井下復(fù)雜氣侵、井涌、井噴氣侵、井涌、井噴 在高含硫井段鉆進(jìn)時(shí)，參與各方高度重視井控工作，但發(fā)育儲(chǔ)層氣液置換、壓力敏感儲(chǔ)層的又噴又漏等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，從氣體膨脹規(guī)律來看，井底高壓氣體升至地面會(huì)發(fā)生膨脹，體積增大幾百倍，在礦2井使

11、用微泡鉆井液時(shí)，電測知道低壓氣體在井下300米時(shí)體積就能不計(jì)，這也反映出氣體膨脹有一定的滯后特性，即氣體上升到一定高度后突然加劇膨脹，這一現(xiàn)象提醒我們重視在高產(chǎn)水平井鉆進(jìn)時(shí)，停泵長期不循環(huán)井漿時(shí)存在很大的井控風(fēng)險(xiǎn)，要重視。 按規(guī)定儲(chǔ)備足加重鉆井液、加重劑、堵漏劑、解卡劑；保證井漿密度平穩(wěn)； 重視分析出入口密度差，根據(jù)差值大小、持續(xù)時(shí)間做原因判斷，及時(shí)加重井漿；盡量減小配制堵漏漿、解卡液的時(shí)間。五、高密度高含硫水基鉆井液相關(guān)的井下復(fù)雜五、高密度高含硫水基鉆井液相關(guān)的井下復(fù)雜卡鉆卡鉆 高密度鉆井液固相顆粒中亞微米粒子含量相對較低，構(gòu)造泥餅時(shí)固相級配先天不足，給配制潤滑性能優(yōu)良的鉆井液帶來一定的難度

12、，若在發(fā)育的儲(chǔ)層出現(xiàn)較嚴(yán)重的滲濾，就更易發(fā)生壓差粘附卡鉆，通過嚴(yán)密的鉆具結(jié)構(gòu)、停泵、靜止等工程控制雖能減小卡鉆風(fēng)險(xiǎn)，但破碎的灰?guī)r掉塊、井壁崩塌又可能造成地面工程控制難以實(shí)施，因此必須重視解卡工作。根據(jù)地層特性備足解卡劑，計(jì)劃好迅速配制的工作步驟； 發(fā)育的灰?guī)r儲(chǔ)層中慎用強(qiáng)酸解卡，可能引起又噴又漏問題；做好各項(xiàng)井控準(zhǔn)備的條件下方可實(shí)施低密度段塞的負(fù)壓解卡。五、高密度高含硫水基鉆井液相關(guān)的井下復(fù)雜五、高密度高含硫水基鉆井液相關(guān)的井下復(fù)雜井漏井漏 在發(fā)育的儲(chǔ)層鉆井中，鉆井液滲濾造成的氣液置換會(huì)使鉆井液出口密度降低，雖易誤導(dǎo)不斷地加重井漿，但井控工作壓力可控；一旦鉆入巖石強(qiáng)度較低的地層（如發(fā)育的生物礁）

13、時(shí)，隨時(shí)都可能發(fā)生又噴又漏的嚴(yán)重井下復(fù)雜，及時(shí)關(guān)井是井控工作的重要步驟，隨著關(guān)井時(shí)間的延長，套壓上升進(jìn)一步加劇了井底壓力，井漏通道不斷打開、延伸，鉆井液進(jìn)入儲(chǔ)層置換出氣體又增加井控難度，因此防漏堵漏工作十分重要。根據(jù)地層特性備足堵漏劑，計(jì)劃好迅速配制的工作步驟； 備足鉆井液及時(shí)補(bǔ)充井漿損耗；做好各項(xiàng)井控準(zhǔn)備的條件下方緩解井底受壓。五、高密度高含硫水基鉆井液相關(guān)的井下復(fù)雜五、高密度高含硫水基鉆井液相關(guān)的井下復(fù)雜垮塌垮塌 井壁穩(wěn)定問題在鉆井工作中一直是個(gè)主題，該種鉆井液對應(yīng)的地層一般較深，埋藏的泥頁巖一般是中硬、硬泥巖，巖石經(jīng)壓實(shí)作用后出現(xiàn)脫水現(xiàn)象、產(chǎn)生大量的微細(xì)裂縫、部分區(qū)域有鋁土質(zhì)泥巖或含有一定可溶鹽的泥巖，這些泥巖加上一些區(qū)域的劇烈造山運(yùn)動(dòng)，給鉆井工作制造了很大的難題；部分區(qū)域有層狀沉積的灰?guī)r，在地質(zhì)運(yùn)動(dòng)作用下變成塊狀的破碎狀態(tài)，鉆井中沖擊、沖刷破壞了巖石的原始膠結(jié)，也會(huì)出現(xiàn)坍塌問題。針對地層垮塌原因制定切實(shí)的解決方案； 維護(hù)鉆井液有好的失水造壁性和流變性能；及時(shí)發(fā)現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，與鉆井工程配合及時(shí)清除井底塌物。五、高密度高含硫水基鉆井液相關(guān)的井下復(fù)雜五、高密度高含硫水基鉆井液相關(guān)的井下復(fù)雜COCO2 2污染污染 在天然氣井中常常出現(xiàn)CO