钻井液用高效桥联型防塌剂的研发及现场应用

• 作者: 付建国 宣扬 张县民 董伟 蒋官澄
• 来源期刊: 钻井液与完井液
• 关键词: 水基钻井液 防塌剂 桥联 聚合物 井壁稳定
• 年，卷（期）: 2017,（1）
• 所属期刊栏目: 钻井液
• 页码范围: 39-44
• 页数: 6页
• 分类号: TE254.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.3696/j.issn.1001-5620.2017.01.007

摘要

井壁失稳一直是钻井过程中未能彻底解决的问题.根据防塌剂与钻井液中的黏土及地层矿物吸附联结的作用机理,采用AM、AMPS和一种强吸附单体M,通过以过硫酸钾作引发剂,在60℃反应4h,合成了一种抗温达150℃的高温桥联型防塌剂QFT,产物为白色黏稠状,QFT分子量约为(8～60)×104 g/mol,有效含量为10％.该防塌剂具有强抑制、降滤失及对基浆黏度影响小的特点,对其进行了性能评价和机理分析,并介绍了其现场应用情况.与清水相比,3％QFT水溶液使泥页岩岩心线性膨胀量降低44.56％,泥页岩岩屑150℃滚动回收率提高34.1％,回收率大于KC1及KPAM和FA-367;在清水中浸泡10 min后完全分散开的岩心,在QFT溶液中浸泡24 h仍保存完整.X-射线衍射分析结果说明,QFT由于分子量较小,可以进入黏土层间,阻止水分子进入黏土层.含有QFT的基浆老化后黏土颗粒粒径较小,比表面积较大,说明该防塌剂可以通过与黏土的桥联吸附,阻止基浆中固相颗粒高温聚集,保证基浆中具有一定量的细颗粒,有利于形成薄而致密的滤饼,老化后3％ QFT可以使4％基浆的API滤失量降低48.33％.钾钙基钻井液体系中引入QFT后,有效地降低了滤失量,现场的泥岩岩屑滚动回收率在95％以上,且120℃下浸泡后的人造岩心强度比原体系提高14％以上.通过在红山嘴H160井的应用,表明该防塌钻井液体系能够防止井塌等复杂事故.此外,由于该体系有良好的降滤失及抑制性,试验井钻井周期比邻井H170-X井缩短43％,钻机月速提高了70％,显著提高了钻井时效,降低钻井成本.