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川西海相长水平井白油基钻井液技术研究与应用

韩子轩 韩秀贞 王显光 李大奇 黄河淳 陈晓飞

韩子轩,韩秀贞,王显光,等. 川西海相长水平井白油基钻井液技术研究与应用[J]. 钻井液与完井液,2025,42(4):509-515 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2025.04.010
引用本文: 韩子轩,韩秀贞,王显光,等. 川西海相长水平井白油基钻井液技术研究与应用[J]. 钻井液与完井液,2025,42(4):509-515 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2025.04.010
HAN Zixuan, HAN Xiuzhen, WANG Xianguang, et al.Research and application of white oil-based drilling fluid technology for long horizontal wells in western sichuan [J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2025, 42(4):509-515 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2025.04.010
Citation: HAN Zixuan, HAN Xiuzhen, WANG Xianguang, et al.Research and application of white oil-based drilling fluid technology for long horizontal wells in western sichuan [J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2025, 42(4):509-515 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2025.04.010

川西海相长水平井白油基钻井液技术研究与应用

doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2025.04.010
基金项目: 深地国家科技重大专项项目"重点地区深部热能探测评价"(2024ZD1003600)。
详细信息
    作者简介:

    韩子轩,1982年生,博士,现从事井壁稳定与钻井液技术研究工作。E-mail:hanzx.sripe@sinopec.com

  • 中图分类号: TE254.3

Research and Application of White Oil-Based Drilling Fluid Technology for Long Horizontal Wells in Western Sichuan

  • 摘要: 为解决川西海相长水平井钻探过程中的环空憋堵、井壁失稳技术难题,分析了该地层地质特征,并通过实验研究了其井壁失稳机理,研究表明川西海相地层最小主应力方向井壁失稳风险要高于最大主应力方向,储层岩石矿物呈现硬脆性,地层破碎,微裂缝发育,夹层胶结性差,长水平井段易发生岩屑沉积,引起环空憋堵,裂缝受压力激动进一步拓展,导致井壁失稳。在此基础上,研制了抗高温提切剂SMRS-1,研选了乳化剂和纳微米封堵剂SMNR-2等关键材料,构建了抗高温长效稳定白油基钻井液体系,该体系经160℃滚动老化7 d后,动塑比不小于0.20 Pa/mPa·s,高温高压滤失量(160℃)小于4.0 mL,破乳电压大于600 V,显示出良好的高温长效稳定性。该钻井液在PZ5-3井成功应用,解决了川西海相长水平井环空憋堵、井壁失稳难题。

     

  • 图  1  雷口坡组岩样扫描电镜

    图  2  雷口坡组白云岩三轴抗压强度随浸泡时间变化

    图  3  不同乳化剂在长时间老化后的乳化率变化

    图  4  SMRS-1红外光谱图

    图  5  在180℃下老化不同时间后钻井液的提切性能

    图  6  在180℃下老化不同时间后钻井液的沉降系数

    图  7  油水比80∶20白油基钻井液高温高压破乳电压变化

    图  8  油水比90∶10白油基钻井液高温高压破乳电压变化

    表  1  川西气田雷口坡组岩样及掉块矿物组分分析 %

    样品号 石英 方解石 白云石
    1 0.8 35.6 63.6
    2 0.2 30.5 69.3
    3 0.5 14.8 84.7
    4 0 80.8 19.2
    5 0 22.4 77.6
    6 0.6 3.2 96.2
    平均 0.35 31.2 68.5
     注:黏度矿物含量为0。
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    表  2  基浆中加入不同类型提切剂的提切性能

    配方 PV/
    mPa·s
    YP/
    Pa
    YP/PV/
    Pa/mPa·s
    YP提高率/
    %
    动塑比
    提高率/%
    空白 20 2.5 0.125
    1%提切剂1 20 3.0 0.150 40 20.0
    1%提切剂2 26 5.5 0.211 120 68.8
    1%提切剂3 20 3.0 0.150 20 20.0
    1%提切剂4 24 4.5 0.187 80 49.6
    1%SMRS-1 25 6.5 0.260 160 108.0
     注:老化条件180℃×16 h。
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    表  3  封堵材料对钻井液性能影响

    配方 AV/
    mPa·s
    PV/
    mPa·s
    YP/
    Pa
    YP/PV/
    Pa/mPa·s
    ES/
    V
    FLHTHP/
    mL
    基浆 43.0 35 8.0 0.23 832 14.2
    1# 39.0 30 9.0 0.30 777 7.8
    2# 41.0 33 8.0 0.24 702 8.2
    3# 39.5 31 8.5 0.27 721 5.4
    4# 42.0 32 10.0 0.31 734 5.2
    5# 42.5 32 10.5 0.33 790 2.0
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    表  4  钻井液长期老化性能

    ρ/
    g/cm3
    老化
    条件
    ES/
    V
    PV/
    mPa·s
    YP/
    Pa
    Gel/
    Pa/Pa
    YP/PV/
    Pa/mPa·s
    FLHTHP/
    mL
    1.40 老化前 967 29 10.0 4.0/5.0 0.34
    160℃、1 d 1170 54 18.5 7.0/8.0 0.32 3.0
    160℃、3 d 804 50 16.0 7.0/8.0 0.23 3.0
    160℃、5 d 756 41 9.5 2.5/3.5 0.23 3.2
    160℃、7 d 653 35 8.0 2.0/3.0 0.22 3.4
    1.50 老化前 1281 32 10.0 5.0/4.0 0.31
    160℃、1 d 1456 57 16.0 8.0/9.0 0.28 2.8
    160℃、3 d 936 45 12.0 2.5/3.5 0.27 3.4
    160℃、5 d 716 31 8.0 2.0/3.0 0.26 3.4
    160℃、7 d 653 28 6.0 2.0/3.0 0.21 3.6
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    表  5  油基钻井液PPA封堵实验

    配方 老化
    条件
    50 μm砂盘 10 μm砂盘
    瞬时滤失/
    mL
    VPPA/
    mL
    瞬时滤失/
    mL
    VPPA/
    mL
    基浆 160℃、1 d 56 110 22 60
    油基
    钻井液
    160℃、1 d 4.2 6.4 0 1.6
    160℃、3 d 5.8 7.0 1.8 2.4
    160℃、7 d 6.6 7.2 2.6 3.0
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    表  6  现场钻井液在160℃老化不同时间后的性能

    t老化/
    d
    ES/
    V
    Gel/
    Pa/Pa
    AV/
    mPa·s
    PV/
    mPa·s
    YP/
    Pa
    YP/PV/
    Pa/mPa·s
    FLHTHP/
    mL
    沉降
    系数
    0 930 4.5/8.0 58.5 42 16.5 0.39 2.0 0.515
    1 924 5.0/6.0 61.0 47 14.0 0.30 2.0 0.514
    3 710 5.0/6.0 52.0 42 10.0 0.24 2.2 0.518
    5 683 4.5/5.5 49.0 40 9.0 0.23 2.4 0.515
    7 662 3.0/4.0. 46.0 38 8.0 0.21 2.6 0.520
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-04-06
  • 修回日期:  2025-05-02
  • 刊出日期:  2025-07-31

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