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海上抗超高温低渗透储层钻开液技术

刘智勤 崔应中 余意 张雨 黄登铸

刘智勤,崔应中,余意,等. 海上抗超高温低渗透储层钻开液技术[J]. 钻井液与完井液,2025,42(4):478-485 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2025.04.006
引用本文: 刘智勤,崔应中,余意,等. 海上抗超高温低渗透储层钻开液技术[J]. 钻井液与完井液,2025,42(4):478-485 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2025.04.006
LIU Zhiqin, CUI Yingzhong, YU Yi, et al.Drill-in fluid technology for offshore ultra-high low-permeability reservoirs[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2025, 42(4):478-485 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2025.04.006
Citation: LIU Zhiqin, CUI Yingzhong, YU Yi, et al.Drill-in fluid technology for offshore ultra-high low-permeability reservoirs[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2025, 42(4):478-485 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2025.04.006

海上抗超高温低渗透储层钻开液技术

doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2025.04.006
基金项目: 中海油重大科技项目“南海西部油田上产2000万方钻完井关键技术研究”部分研究成果(CNOOC-KJ135ZDXM38ZJ05ZJ)。
详细信息
    作者简介:

    刘智勤,高级工程师,2014年获得澳大利亚新南威尔士大学海洋油气井工程专业硕士学位,主要从事海洋钻井完井技术研究与相关管理工作。E-mail:34374216@qq.com

    通讯作者:

    崔应中,高级工程师,2008年获得长江大学石油与天然气开发专业工程硕士学位,现在从事钻井液方面的研究工作。电话 (0716)8326974;E-mail:my01 god@163.com

  • 中图分类号: TE257

Drill-in Fluid Technology for Offshore Ultra-High Low-Permeability Reservoirs

  • 摘要: 南海西部东方F气田黄流组二段为超高温低孔低渗段储层,温度高达205℃。前期钻探使用的低渗透钻开液作业存在高温降解问题,影响了现场作业并带来水锁伤害问题。为此,室内研选出超高温条件下具有良好协同抗温作用的温敏聚合物提黏剂、增黏降滤失剂、抗超高温改性淀粉材料,构建了一套新型抗超高温低渗透储层钻开液体系。该体系210℃高温稳定,150℃滤失量小于10 mL,岩心污染渗透率恢复值大于90%,滤饼易破胶、易解除。同时,优选出的配套超高温防水锁剂不起泡,能将体系滤液的气-液表面张力和油-液界面张力分别降低至27.7 mN/m和5.9 mN/m。新型抗超高温低渗透储层钻开液体系在东方F气田X2调整井进行了成功应用,作业期间体系黏度和切力稳定、滤失量小、井径规则、作业顺利,测试投产效果好,该井表皮系数仅为0.13。新型抗超高温低渗透储层钻开液技术对于降低海上此类储层的钻探开发风险和保障产能具有重要意义。

     

  • 图  1  滤液表面张力和界面张力随KCS-F加量的变化

    图  2  泥页岩岩屑在不同体系中的高温高压线性膨胀率(150℃、3.5 MPa)

    表  1  海上常用低渗透钻开液体系的抗温性能

    T老化/
    AV/
    mPa·s
    PV/
    mPa·s
    YP/
    Pa
    FLHTHP/
    mL
    φ6/φ3 η0/
    mPa·s
    老化前 43 21 22 11 18/15 43 000
    150 48 24 24 17 19/17 49 000
    170 41 22 19 35 18/15 38 886
    190 40 22 18 71 15/12 25 000
    210 7 7 0 0/0 0
     注:老化时间为16 h。
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    表  2  2.5%抗超高温降滤失剂的初选评价

    降滤
    失剂
    实验
    条件
    PV/
    mPa·s
    YP/
    Pa
    FLAPI/
    mL
    FLHTHP/
    mL
    φ6/φ3 η0/
    mPa·s
    KG-Filcon 老化前 21 20 18/15 43 000
    老化后 22 18 3.0 71.0 15/12 25 100
    KG-CPSY 老化前 22 15 15/13 36 200
    老化后 21 15 5.0 28.0 13/11 17 000
    KG-THERM 老化前 24 15 15/13 31 000
    老化后 23 18 4.5 30.0 13/11 21 000
    KG-UTSTA 老化前 24 18 15/13 40 000
    老化后 21 20 3.7 17.8 15/13 38 000
    KG-FLUCON 老化前 24 18 15/13 42 000
    老化后 21 20 3.6 17.0 15/13 39 000
     注:老化条件为190℃、16 h。
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    表  3  抗超高温聚合物增黏剂的优选实验

    聚合物 实验
    条件
    AV/
    mPa·s
    PV/
    mPa·s
    YP/
    Pa
    φ6/φ3 FLAPI/
    mL
    1%KG-TNJ 210℃、16 h 18 13 5 1/1 15.0
    1%DrilFILHT 210℃、16 h 7 6 1 0.5/0.5 5.0
    1%Drilloss F 210℃、16 h 6 6 0 0.5/0.5 9.0
    1%PC-UTS 210℃、16 h 12 11 1 1.0/0.5 16.0
    1.5%KG-TNJ 210℃、16 h 20 13 7 0.5/0.5 21.0
    1.5%DrilFILHT 210℃、16 h 12 11 1 0.5/0.5 5.0
    1.5%Drilloss F 210℃、16 h 9 9 0 0.5/0.5 7.0
    1.5%PC-UTS 210℃、16 h 18 15 3 0.5/0.5 21.0
     注:流变性在50℃测定。
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    表  4  高温聚合物的复配效果实验数据

    复配聚合物 实验条件 AV/mPa·s PV/mPa·s YP/Pa φ6/φ3 FLAPI/mL FLHTHP/mL
    1%KG-TNJ+2.5%KG-UTSTA 210℃、16 h 26 18 8 3/2 3.0 6.8
    1%PC-UTS+2.5%KG-UTSTA 210℃、16 h 22 17 5 2/1 3.0 8.2
    1%KG-TNJ+2.5%KG-FLUCON 210℃、16 h 39 26 13 3/2 2.5 7.0
     注:流变性在50℃测定 ;FLHTHP在150℃、3.5 MPa测定。
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    表  5  防水锁剂优选数据记录表

    防水锁剂 10 min起泡率/
    %
    γ滤液/
    mN·m−1
    σ滤液油液/
    mN·m−1
    未添加 未添加 65.5 41.5
    2.5%KHV 320.0 39.2 5.4
    2.5%LK-20 278.0 40.6 5.1
    2.5%JNV 427.0 38.2 6.4
    2.5%S-30 217.0 42.0 7.5
    2.5%ULRRE30 152.0 37.1 9.4
    2.5%1338 282.0 39.7 15.7
    2.5%HLN-S 2.0 41.7 11.2
    2.5%KCS 13.0 29.8 7.2
    2.5%KCS-F 0.6 27.7 5.9
     注:老化条件为210℃、16 h; 表面张力和油液界面张力在80℃测定。
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    表  6  低渗透钻开液超高温长时间老化稳定性(210℃、72 h )

    老化状态 PV/
    mPa·s
    YP/
    Pa
    φ6/φ3 FLAPI/
    mL
    FLHTHP/
    mL
    η0/
    mPa·s
    动态老化 23 20 4/3 3.3 12.0 31 532
    静置老化 28 21 8/5 2.9 11.4 38 161
     注:流变性在50℃ 测定;FLHTHP在150℃、3.5 MPa测定。
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    表  7  低渗透钻开液的高温高压流变性(ρ=1.20 g/cm3

    T测定/℃ AV/mPa·s PV/mPa·s YP/Pa
    120 36 18 18
    150 32 15 17
    190 30 12 18
    210 28 11 17
     注:老化条件为210℃、16 h,流变性在5 MPa测定。
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    表  8  抗超高温低渗透钻开液的储层保护性能

    岩心深度/
    m
    K油相/mD 渗透率恢复/
    %
    污染前 污染后
    4210.0 7.257 6.713 92.5
    4250.0 8.628 8.006 92.8
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    表  9  储层钻开液在不同深度的流变性参数

    井深/
    m
    ρ/
    g·cm−3
    PV/
    mPa·s
    YP/
    Pa
    φ6/φ3 FLAPI/
    mL
    FLHTHP/
    mL
    η0/
    mPa·s
    3876 1.16 23 10 4/3 3.3 12.0 31 478
    3952 1.16 24 10 4/3 3.5 11.8 31 698
    4029 1.17 24 11 5/4 3.6 11.6 31 759
    4188 1.17 25 11 5/4 3.8 11.5 31 827
    4296 1.18 26 12 6/5 3.9 11.3 31 962
     注:钻井液密度为1.16~1.17 g/cm3FLHTHP在150℃、3.5 MPa下测定。
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-01-24
  • 修回日期:  2025-02-27
  • 刊出日期:  2025-07-31

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