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海上抗超高溫低滲透儲層鉆開液配方設(shè)計及應(yīng)用效果（一）
來源： 《鉆井液與完井液》 瀏覽 361 次 發(fā)布時間:2025-10-15
引言
南海西部鶯歌海盆地凹陷中央底辟的黃流組二段儲層為低孔低滲砂巖氣藏，儲層最高溫度達(dá)205℃，是典型的超高溫井。目前，為了減少儲層傷害，該區(qū)域此類儲層多使用低滲透鉆開液體系作業(yè)，該體系主要成分為鹽、聚合物、防水鎖劑不含膨潤土，所以可減少固相材料對儲層的污染，同時預(yù)防水鎖傷害。但是在前期作業(yè)期間，發(fā)現(xiàn)低滲透鉆開液在井下超高溫的工況條件下出現(xiàn)了黏度下降、濾失增加、起泡等系列問題，一定程度上影響了鉆井作業(yè)及后續(xù)生產(chǎn)。
眾所周知，由于低孔低滲儲層孔喉通道狹窄、滲流阻力偏高，液體與固體、液體與氣體之間的作用力比較大，所以鉆完井作業(yè)期間很容易發(fā)生儲層水鎖損害等問題；而超高溫地層鉆井作業(yè)由于鉆井液材料高溫降解失效常會導(dǎo)致體系性能惡化，如絮凝增稠、降黏、泥餅虛厚、濾失增大等，尤其濾失量增大會直接導(dǎo)致鉆井液侵害地層的速度急劇增加。鶯歌海盆地黃流組二段由于兼具低孔低滲和超高溫兩個因素，所以一旦聚合物材料出現(xiàn)明顯高溫降解情況就很難控制液相對低滲儲層的污染，從而帶來嚴(yán)重的水鎖傷害問題，必然直接影響后續(xù)測試投產(chǎn)效果。
目前國內(nèi)外高溫超高溫水基鉆井液技術(shù)已經(jīng)日益成熟，雖然與油基鉆井液技術(shù)還存在一定差距，但是可以滿足勘探開發(fā)要求，國內(nèi)添加了高溫聚合物的膨潤土水基鉆井液體系抗溫已經(jīng)達(dá)到220℃以上，含膨潤土水基鉆井液體系的抗溫性得到大幅度提高。但是由于低滲透鉆井液體系不含膨潤土且鹽含量高，可用于低滲透水基高溫鉆井液增黏提切的聚合物材料較少，目前使用的低滲透鉆開液高溫聚合物材料以天然改性聚合物、丙烯酰胺類多元共聚物高分子材料為主，近年來有結(jié)合納米類材料增強鉆井液高溫下的懸浮穩(wěn)定性和濾失造壁性的研究，但是200℃以上的超高溫下的低滲透鉆開液的性能仍存在問題，超高溫下的懸浮攜巖高溫穩(wěn)定性能和濾失造壁性能難以保障，因此抗超高溫低滲透鉆開液技術(shù)亟待突破。
基于此，研選了低滲透儲層鉆開液抗超高溫聚合物材料和配套抗超高溫防水鎖劑，構(gòu)建了一套抗超高溫低滲透儲層鉆開液體系配方，并制定了現(xiàn)場應(yīng)用技術(shù)方案，以滿足此類海上超高溫儲層勘探開發(fā)的需求。
1.抗超高溫低滲透鉆開液體系關(guān)鍵材料優(yōu)選
1.1實驗材料與儀器
主要實驗材料：HCOOK，NaOH，Na2CO3，聚合物提黏劑KG-TNJ，高溫聚合物PC-UTS（進口），高溫聚合物降濾失劑DrilFILHT，抗高溫改性淀粉降濾失劑KG-Filcon，抗超高溫改性淀粉降濾失劑（KG-UTSTA、KG-FLUCON），聚合醇KG-JHC，泥頁巖抑制劑聚胺KG-YZJ和超細(xì)碳酸鈣KG-EZCARB。
實驗儀器：高速攪拌器、Fann式高溫滾子爐、六速旋轉(zhuǎn)黏度計、布氏黏度計、高溫高壓失水儀、高溫高壓巖心動態(tài)損害試驗儀（SLS-5A）；高溫流變儀（HAAKE MARSⅢ）；界面參數(shù)一體測量系統(tǒng)（KRUSS DSA30S）。
1.2海上常用高溫低滲透鉆開液體系的抗溫性
室內(nèi)測試了該區(qū)域海上常用高溫低滲透鉆開液體系的抗溫性，結(jié)果見表1。室內(nèi)配漿流程為：量取海水倒入高攪杯，在10 000 r/min高速攪拌狀態(tài)下向高攪杯中依次加入堿、降濾失劑、增黏劑、碳酸鈣、聚胺、聚合醇、加重劑，其中降濾失劑、增黏劑、加重劑加入后均需高速攪拌20 min。該鉆井液體系主要使用的材料為KG-TNJ和KG-Filcon，配方如下。
表1海上常用低滲透鉆開液體系的抗溫性能
基礎(chǔ)配方：海水+0.2%NaOH+0.2%Na2CO3+2.5%KG-EZCARB+2.0%KG-YZJ+2.5%KG-JHC+加重劑HCOOK（密度為1.20 g/cm3）
現(xiàn)場配方：基礎(chǔ)配方+1.0%KG-TNJ+2.0%KG-Filcon
由表1可知，體系的高溫高壓濾失性隨老化溫度的升高而增大，170℃老化后增至35 mL，190℃老化后急劇增至71 mL，已經(jīng)失控，說明降濾失劑KG-Filcon的抗高溫能力有限，拐點溫度在170℃；從流變性能來看，體系的黏度和切力在190℃老化后仍然穩(wěn)定，低剪切速率黏度也有25000 mPa·s，但是210℃老化后出現(xiàn)急劇下降，低剪切速率黏度變?yōu)? mPa·s，說明提黏劑KG-TNJ能夠耐190℃的高溫，210℃超高溫下體系的流變性能仍需改善。實驗表明，材料的抗高溫性能不足，尤其降濾失劑的抗溫性能差是導(dǎo)致現(xiàn)場低滲透鉆開液體系性能變差的主要原因。