有机盐钻井液技术课件

有机盐钻井液技术有机盐钻井液技术有机盐钻井液技术1一、基本概念一、基本概念有有机机盐盐即即有有机机酸酸盐盐，也也就就是是有有机机酸酸根根阴阴离离子子与与金金属属阳阳离离子子、其其它它类类型型的的阳阳离离子子所所形形成成的的盐盐。本本文文所所说说的的有有机机盐盐，是是带带杂杂原原子子取取代代基基的的有有机机酸酸根根阴阴离离子子与与一一价价金金属属离离子子（钾钾离离子、钠离子、铵离子、叔铵离子、季铵离子等）所形成的盐。子、钠离子、铵离子、叔铵离子、季铵离子等）所形成的盐。有有机机盐盐钻钻井井液液由由有有机机盐盐水水溶溶性性加加重重剂剂Weigh2、Weigh3，降降滤滤失失剂剂Redu1、Redu2、提提切切剂剂Visco1、Visco2、无无荧荧光光仿仿沥沥青青NFA-25、包包被被剂剂IND10配配制制而而成成。其其中中，IND10是专门用于配制低浓度有机盐是专门用于配制低浓度有机盐(15%)钻井液的处理剂。钻井液的处理剂。一、基本概念有机盐即有机酸盐，也就是有机酸根阴离子与金属阳离2提切剂提切剂Visco1是硅酸盐矿物的改性产品。是硅酸盐矿物的改性产品。提提切切剂剂Visco2是是含含磺磺酸酸基基的的聚聚合合物物经经微微交交联联合合成成的的高高分子化合物。分子化合物。降降滤滤失失剂剂Redu1是是含含磺磺酸酸基基的的乙乙烯烯基基单单体体、乙乙烯烯基基单单体与纤维素等接枝共聚而成的中小分子量聚合物。体与纤维素等接枝共聚而成的中小分子量聚合物。降降滤滤失失剂剂Redu2是是含含磺磺酸酸基基的的乙乙烯烯基基单单体体、乙乙烯烯基基单单体共聚而成的中小分子量聚合物。体共聚而成的中小分子量聚合物。包包被被剂剂IND10是是乙乙烯烯基基单单体体、含含磺磺酸酸基基的的乙乙烯烯基基单单体体共聚而成的较高分子量的聚合物。共聚而成的较高分子量的聚合物。提切剂Visco1是硅酸盐矿物的改性产品。3 二、有机盐钻井液的作用机理二、有机盐钻井液的作用机理(一一)有机盐钻井液的流变性有机盐钻井液的流变性有有机机盐盐水水溶溶性性加加重重剂剂的的有有机机酸酸根根阴阴离离子子与与单单价价阳阳离离子子亲亲水水性性强强，在在水水中中电电离离倾倾向向大大，具具有有超超高高溶溶解解度度，Weigh2Weigh2在在水水中中溶溶解解度度可可达达9595克克/100/100克克水水，Weigh3Weigh3在在水水中中溶溶解解度度可可达达150150克克/100/100克克水水。其其水水溶溶液液密密度度较较高高，最最高高可可达达1.55g/cm1.55g/cm3 3,用用这这类类加加重重剂剂可可配配成成密密度度高高达达1.55g/cm1.55g/cm3 3的的无无固固相相钻钻井井液液及及密密度度为为2.50 2.50 g/cmg/cm3 3以以上上的的低低固固相相超超高高密密度度钻钻井液。井液。二、有机盐钻井液的作用机理(一)有机盐钻井液的流变4有有有有机机机机盐盐盐盐加加加加重重重重剂剂剂剂溶溶溶溶于于于于水水水水后后后后形形形形成成成成的的的的较较较较高高高高密密密密度度度度溶溶溶溶液液液液，为为为为无无无无固固固固相相相相、低低低低固固固固相相相相、高高高高密密密密度度度度且且且且具具具具有有有有优优优优良良良良流流流流变变变变性性性性钻钻钻钻井井井井液液液液的的的的配配配配制制制制打打打打下下下下了了了了良良良良好好好好的的的的基基基基础础础础。在在在在该该该该体体体体系系系系中中中中使使使使用用用用提提提提切切切切剂剂剂剂Visco1Visco1Visco1Visco1、Visco2Visco2Visco2Visco2来来来来调整流变性。调整流变性。调整流变性。调整流变性。Visco1Visco1Visco1Visco1在在在在水水水水中中中中溶溶溶溶解解解解后后后后可可可可形形形形成成成成空空空空间间间间网网网网状状状状结结结结构构构构，提提提提高高高高钻钻钻钻井井井井液液液液的的的的悬悬悬悬浮浮浮浮携携携携砂砂砂砂能能能能力力力力。Visco1Visco1Visco1Visco1溶溶溶溶于于于于水水水水后后后后所所所所成成成成胶胶胶胶体体体体颗颗颗颗粒粒粒粒不不不不带带带带电，因此其在高浓度有机盐溶液中仍能保持较高切力。电，因此其在高浓度有机盐溶液中仍能保持较高切力。电，因此其在高浓度有机盐溶液中仍能保持较高切力。电，因此其在高浓度有机盐溶液中仍能保持较高切力。Visco2Visco2Visco2Visco2为为为为抗抗抗抗盐盐盐盐聚聚聚聚合合合合物物物物的的的的微微微微交交交交联联联联产产产产品品品品，在在在在有有有有机机机机盐盐盐盐溶溶溶溶液液液液中可形成空间网状结构，改善有机盐溶液的悬浮能力。中可形成空间网状结构，改善有机盐溶液的悬浮能力。中可形成空间网状结构，改善有机盐溶液的悬浮能力。中可形成空间网状结构，改善有机盐溶液的悬浮能力。有机盐加重剂溶于水后形成的较高密度溶液，为无固相、低固相、高5(二二二二)有机盐钻井液的抑制性有机盐钻井液的抑制性有机盐钻井液的抑制性有机盐钻井液的抑制性1 1 1 1、井井井井壁壁壁壁、钻钻钻钻屑屑屑屑、粘粘粘粘土土土土颗颗颗颗粒粒粒粒在在在在有有有有机机机机盐盐盐盐钻钻钻钻井井井井液液液液中中中中浸浸浸浸泡泡泡泡时时时时的水化应力为：的水化应力为：的水化应力为：的水化应力为：水化水化=4.61T ln=4.61T ln（a a水水/a/a岩岩）T T T T为绝对温度，为绝对温度，为绝对温度，为绝对温度，a a a a水水水水为钻井液中水的活度，为钻井液中水的活度，为钻井液中水的活度，为钻井液中水的活度，a a a a岩岩岩岩为岩石为岩石为岩石为岩石（钻屑、井壁、粘土颗粒）的活度。（钻屑、井壁、粘土颗粒）的活度。（钻屑、井壁、粘土颗粒）的活度。（钻屑、井壁、粘土颗粒）的活度。由由由由上上上上式式式式可可可可见见见见a a a a水水水水越越越越小小小小，水水水水化化化化越越越越小小小小。试试试试验验验验测测测测定定定定不不不不同同同同种种种种类类类类盐（或处理剂）的饱和溶液中的盐（或处理剂）的饱和溶液中的盐（或处理剂）的饱和溶液中的盐（或处理剂）的饱和溶液中的a a a a水水水水值见表值见表值见表值见表1 1 1 1。(二)有机盐钻井液的抑制性6 表表表表1 1 1 1 不同种类盐的饱和溶液中的不同种类盐的饱和溶液中的不同种类盐的饱和溶液中的不同种类盐的饱和溶液中的a a a a水水水水值值值值 由由由由表表表表1 1 1 1可可可可知知知知Weigh2Weigh2Weigh2Weigh2、Weigh3Weigh3Weigh3Weigh3饱饱饱饱和和和和溶溶溶溶液液液液的的的的a a a a水水水水值值值值极极极极小小小小。因因因因此此此此在在在在有有有有机机机机盐盐盐盐钻钻钻钻井井井井液液液液中中中中，井井井井壁壁壁壁、钻钻钻钻屑屑屑屑、粘粘粘粘土土土土颗颗颗颗粒粒粒粒的的的的水水水水化化化化应应应应力力力力水水水水化化化化比比比比在在在在其其其其它它它它钻钻钻钻井井井井液液液液中中中中小小小小得得得得多多多多，其其其其结结结结果果果果是是是是在在在在有有有有机机机机盐盐盐盐钻钻钻钻井井井井液液液液中中中中，井井井井壁壁壁壁稳稳稳稳定定定定、钻钻钻钻屑屑屑屑、粘粘粘粘土土土土不不不不分分分分散散散散、不不不不膨膨膨膨胀胀胀胀。另另另另外外外外由由由由于于于于钻钻钻钻井井井井液液液液中中中中水水水水的的的的活活活活度度度度远远远远比比比比岩岩岩岩石石石石中中中中水水水水的的的的活活活活度度度度小小小小得得得得多多多多，岩岩岩岩石石石石中中中中的的的的水水水水将将将将渗渗渗渗流流流流入入入入钻钻钻钻井井井井液液液液，钻钻钻钻井井井井液液液液中中中中的的的的水水水水不不不不会会会会渗渗渗渗流流流流入入入入岩岩岩岩石石石石，这这这这有有有有利利利利于于于于井井井井壁壁壁壁稳定及钻屑、粘土的不分散。稳定及钻屑、粘土的不分散。稳定及钻屑、粘土的不分散。稳定及钻屑、粘土的不分散。表1 不同种类盐的饱和溶液中的a水值 由表1可知7 2 2、有有机机盐盐溶溶液液中中电电离离出出的的大大量量的的阳阳离离子子K K+、NHNH4 4+、NHNHx xR R4-x4-x +（x=1x=1 4 4）可可通通过过静静电电引引力力吸吸附附进进入入粘粘土土晶晶格格（尤尤其是蒙脱石晶格中），抑制粘土表面水化及渗透水化膨胀；其是蒙脱石晶格中），抑制粘土表面水化及渗透水化膨胀；3 3、有有机机盐盐阴阴、阳阳离离子子对对粘粘土土颗颗粒粒的的吸吸附附扩扩散散双双电电层层具具有较强的压缩作用，从而较强地抑制粘土分散有较强的压缩作用，从而较强地抑制粘土分散;4 4、由由于于有有机机盐盐钻钻井井液液中中含含有有较较高高浓浓度度的的电电解解质质，使使得得侵入其中的盐、钙物质难于溶解，其抗盐钙污染能力很强。侵入其中的盐、钙物质难于溶解，其抗盐钙污染能力很强。2、有机盐溶液中电离出的大量的阳离子K+、NH4+、NH8(三三)有机盐钻井液的抗温性能有机盐钻井液的抗温性能钻钻井井液液的的抗抗温温性性能能是是由由其其处处理理剂剂的的抗抗温温能能力力决决定定的的。有有机机盐盐钻钻井井液液在在抗抗温温方方面面有有其其独独特特的的优优点点。钻钻井井液液处处理理剂剂的的高高温温失失效效主主要要是是由由于于处处理理剂剂在在高高温温下下降降解解所所致致。该该降降解解反反应应主主要要是是有有机机处处理理剂剂分分子子链链在在高高温温下下氧氧化化断断链链。在在常常规规水水基基钻钻井井液液中中，水水中中溶溶解解氧氧在在高高温温下下活活性性异异常常高高，氧氧化化能能力力较较强强，可可使使有有机机处处理理剂剂氧氧化化降降解解。这这就就是是大大多多数数处处理理剂剂难难以以抗抗180180以以上上高高温温的的原原因因。有有机机盐盐钻钻井井液液中中，情情况况就就迥迥然然不不同同。两两种种水水溶性加重剂皆含有大量的有机酸根溶性加重剂皆含有大量的有机酸根XmRn(COO)XmRn(COO)l lq-q-阴离子，阴离子，(三)有机盐钻井液的抗温性能钻井液的抗温性能是由其处理剂的抗9该阴离子含有较多的还原性基团，可除掉钻井液中的溶解氧，该阴离子含有较多的还原性基团，可除掉钻井液中的溶解氧，使得在常规水中可降解的处理剂不发生降解反应，有效地保使得在常规水中可降解的处理剂不发生降解反应，有效地保护了各种处理剂，使其可在超高温度（护了各种处理剂，使其可在超高温度（200200）下稳定发挥作）下稳定发挥作用。用。有有机机盐盐钻钻井井液液处处理理剂剂中中，有有机机酸酸根根阴阴离离子子只只有有少少量量用用于于除除去去溶溶解解氧氧，其其它它在在高高温温下下分分子子结结构构不不发发生生任任何何变变化化，就就是是用用于于除除去去溶溶解解氧氧的的这这极极小小量量的的有有机机酸酸根根，也也变变成成分分子子量量稍稍小小的有机酸根，对钻井液性能无影响。的有机酸根，对钻井液性能无影响。有有机机盐盐钻钻井井液液中中，其其它它处处理理剂剂的的抗抗温温能能力力可可分分别别达达到到140140200200。该阴离子含有较多的还原性基团，可除掉钻井液中的溶解氧，使得在10 (四四四四)有机盐钻井液的滤失造壁性有机盐钻井液的滤失造壁性有机盐钻井液的滤失造壁性有机盐钻井液的滤失造壁性 有有有有机机机机盐盐盐盐钻钻钻钻井井井井液液液液体体体体系系系系中中中中的的的的降降降降滤滤滤滤失失失失剂剂剂剂Redu1Redu1Redu1Redu1、无无无无荧荧荧荧光光光光仿仿仿仿沥沥沥沥青青青青NFA-25NFA-25NFA-25NFA-25可可可可有有有有效效效效降降降降低低低低滤滤滤滤失失失失量量量量、改改改改善善善善泥泥泥泥饼饼饼饼质质质质量量量量，可可可可形形形形成成成成薄薄薄薄而而而而韧韧韧韧的的的的泥泥泥泥饼饼饼饼，NFA-25NFA-25NFA-25NFA-25中中中中油油油油溶溶溶溶组组组组份份份份可可可可在在在在一一一一定定定定的的的的压压压压力力力力、温温温温度度度度作作作作用用用用下发生塑性形变，进入地层微下发生塑性形变，进入地层微下发生塑性形变，进入地层微下发生塑性形变，进入地层微裂缝，起到封堵、防塌作用。裂缝，起到封堵、防塌作用。裂缝，起到封堵、防塌作用。裂缝，起到封堵、防塌作用。(四)有机盐钻井液的滤失造壁性11四、有机盐钻井液性能室内试验四、有机盐钻井液性能室内试验(一一)有机盐钻井液的基本性能有机盐钻井液的基本性能浆浆浆浆1 1 1 1：H H2 2O O 0.3%Na0.3%Na2 2COCO3 3 2%Redu1 2%Redu1 3%NFA-25 3%NFA-25 25%Weigh2 25%Weigh2 4%Visco1 4%Visco1浆浆浆浆2 2 2 2：H H2 2O O 0.3%Na0.3%Na2 2COCO3 3 0.1%XC 0.1%XC 1%Redu1 1%Redu1 1%NPAN1%NPAN 50%Weigh2 50%Weigh2 75%Weigh3 75%Weigh3 2%NFA-25 2%NFA-25 4%Visco14%Visco1浆浆浆浆3 3 3 3：H H2 2O O 0.3%Na0.3%Na2 2COCO3 3 0.1%XC 0.1%XC 1%Redu1 1%Redu1 1.5%NPAN 1.5%NPAN 150%Weigh3 150%Weigh3 2%NFA-25 2%NFA-25 4%Visco1 4%Visco1四、有机盐钻井液性能室内试验(一)有机盐钻井液的基本性能12 浆浆浆浆4 4 4 4：H H2 2O O 0.3%Na0.3%Na2 2COCO3 3 1.2%Redu1 1.2%Redu1 0.1%XC 0.1%XC 1.5%NPAN 1.5%NPAN 150%Weigh3 150%Weigh3 2%NFA-25 2%NFA-25 4%Visco1 4%Visco1 铁矿粉铁矿粉 浆浆5 5：H H2 2O O 0.3%Na0.3%Na2 2COCO3 3 1%Redu1 1%Redu1 0.5%NPAN 0.5%NPAN 0.05%XC 0.05%XC 150%Weigh3 150%Weigh3 2%NFA-25 2%NFA-25 1%Visco1 1%Visco1 铁铁矿粉矿粉 浆浆6 6：H H2 2O O 0.3%Na0.3%Na2 2COCO3 3 10%10%高高岭岭土土 0.6%0.6%Visco2 Visco2 5%Redu2 5%Redu2 100%Weigh3 100%Weigh3 以上各浆的基本性能见表以上各浆的基本性能见表2。浆4：H2O 0.3%Na2CO3 1.2%Redu113 表表表表2 2 浆浆浆浆1-1-浆浆浆浆6 6基本性能数据基本性能数据基本性能数据基本性能数据 注：高温高压滤失量的实验条件：注：高温高压滤失量的实验条件：150,3.5MPa150,3.5MPa可可见见有有机机盐盐钻钻井井液液基基本本性性能能良良好好，可可较较好好地地满满足足钻钻井井工程需要。工程需要。表2 浆1-浆6基本性能数据 注：高温高压滤14(二二)有机盐钻井液的抗温性能有机盐钻井液的抗温性能浆浆11浆浆5 5在在150150热滚热滚1616小时后性能见表小时后性能见表3 3。表表表表3 3 3 3 浆浆浆浆1111浆浆浆浆5 5 5 5在在在在150150150150热滚热滚热滚热滚16161616小时后性能数据小时后性能数据小时后性能数据小时后性能数据注：高温高压滤失量的实验条件：注：高温高压滤失量的实验条件：注：高温高压滤失量的实验条件：注：高温高压滤失量的实验条件：150150150150、3.5MPa3.5MPa3.5MPa3.5MPa。浆浆浆浆6 6 6 6在在在在200200200200热滚热滚热滚热滚16161616小时后性能见表小时后性能见表小时后性能见表小时后性能见表4 4 4 4。(二)有机盐钻井液的抗温性能 表3 浆1浆5在15 表表表表4 4 浆浆浆浆6 6在在在在200200热滚热滚热滚热滚1616小时后性能数据小时后性能数据小时后性能数据小时后性能数据注：高温高压滤失量的实验条件：注：高温高压滤失量的实验条件：200、3.5MPa。这些数据验证了有机盐钻井液优良的抗温性能（可这些数据验证了有机盐钻井液优良的抗温性能（可抗抗200高温）。高温）。表4 浆6在200热滚16小时后性16(三三)有机盐钻井液的抗膨润土污染性能有机盐钻井液的抗膨润土污染性能 表表2 2中中浆浆2 2、浆浆4 4、浆浆5 5加加入入5%5%夏夏子子街街土土，150150热热滚滚1616小时后性能见表小时后性能见表5 5。表表5 5 浆浆2 2、浆、浆4 4、浆、浆5 5加入加入5%5%夏子街土、夏子街土、150150热滚热滚1616小时后性能数据小时后性能数据注：高温高压滤失量的实验条件：注：高温高压滤失量的实验条件：150150、3.5MPa3.5MPa。由上表可见有机盐钻井液抗膨润土污染能力较强。由上表可见有机盐钻井液抗膨润土污染能力较强。(三)有机盐钻井液的抗膨润土污染性能 表2中浆2、浆417(四四)有机盐钻井液的抗盐污染性能有机盐钻井液的抗盐污染性能表表2中中浆浆2、浆浆4、浆浆5各各加加入入4%NaCl、150热热滚滚16小小时时后性能见表后性能见表6表表6 浆浆2、浆、浆4、浆、浆5各加入各加入4%NaCl、150热滚热滚16小时小时后性能数据后性能数据注：高温高压滤失量的实验条件：注：高温高压滤失量的实验条件：注：高温高压滤失量的实验条件：注：高温高压滤失量的实验条件：150150、3.5MPa3.5MPa。由上表可见，有机盐钻井液抗盐污染能力较强。由上表可见，有机盐钻井液抗盐污染能力较强。由上表可见，有机盐钻井液抗盐污染能力较强。由上表可见，有机盐钻井液抗盐污染能力较强。(四)有机盐钻井液的抗盐污染性能注：高温高压滤失量的实验条件18(五五)有有机机盐盐钻钻井井液液的的抗抗石石膏膏污污染染性性能能表表表表1 1 1 1中中中中浆浆浆浆2 2 2 2、浆浆浆浆4 4 4 4、浆浆浆浆5 5 5 5各各各各加加加加入入入入1%CaSO1%CaSO1%CaSO1%CaSO4 4 4 4、150150150150热热热热滚滚滚滚16161616小小小小时后性能见表时后性能见表时后性能见表时后性能见表7 7 7 7表表7、浆浆2、浆浆4、浆浆5各各加加入入1%CaSO4、150热热滚滚16小时后性能数据小时后性能数据注：高温高压滤失量的实验条件：注：高温高压滤失量的实验条件：150150、3.5MPa3.5MPa。由由上上表表可可见见石石膏膏污污染染后后，有有机机盐盐钻钻井井液液流流变变性性及及滤滤失失造壁性仍保持良好且稳定。造壁性仍保持良好且稳定。(五)有机盐钻井液的抗石膏污染性能表1中浆2、浆4、浆5各加19(六六)有机盐钻井液的钻屑回收率试验有机盐钻井液的钻屑回收率试验表表2 2中中浆浆2 2、浆浆4 4、浆浆5 5各各加加入入准准噶噶尔尔盆盆地地南南缘缘西西4 4井井安安集集海海河河组组钻钻屑屑(此此钻钻屑屑蒙蒙脱脱石石含含量量在在65%65%以以上上),120),120热热滚滚1616小时钻屑回收率数据见表小时钻屑回收率数据见表8 8。表表表表8 8 钻屑回收率数据钻屑回收率数据钻屑回收率数据钻屑回收率数据 由上表可见，有机盐钻井液抑制钻屑分散能力很强。由上表可见，有机盐钻井液抑制钻屑分散能力很强。(六)有机盐钻井液的钻屑回收率试验 表8 20(七七)有机盐钻井液的岩心污染对比试验有机盐钻井液的岩心污染对比试验 1 1、试验配方、试验配方 配方配方1 1：有机盐钻井液：有机盐钻井液：3%3%膨润土浆膨润土浆0.15%NaOH 0.15%NaOH 1%Visco1 1%Visco1 1.5%Redu1 1.5%Redu1 2%NFA-25 2%NFA-25 3%JHG 3%JHG 30%Weigh230%Weigh2配方配方2 2：聚磺钻井液：聚磺钻井液：3%3%膨润土浆膨润土浆 0.15%NaOH 0.15%NaOH 0.3%FA367 0.3%FA367 0.5%SK-2 0.5%SK-2 2%SMP-1(2%SMP-1(胶胶)2%2%磺化沥青（粉）磺化沥青（粉）2 2、实验数据见表、实验数据见表9 9(七)有机盐钻井液的岩心污染对比试验21 表表表表9 9 有机盐钻井液的岩心污染对比试验数据有机盐钻井液的岩心污染对比试验数据有机盐钻井液的岩心污染对比试验数据有机盐钻井液的岩心污染对比试验数据 由上表可见，有机盐钻井液有较好的储层保护效果。由上表可见，有机盐钻井液有较好的储层保护效果。由上表可见，有机盐钻井液有较好的储层保护效果。由上表可见，有机盐钻井液有较好的储层保护效果。表9 有机盐钻井液的岩心污染对比试验数据 22 (八八八八)有机盐钻井液对金属的腐蚀性有机盐钻井液对金属的腐蚀性有机盐钻井液对金属的腐蚀性有机盐钻井液对金属的腐蚀性 经经经经中中中中国国国国石石石石油油油油天天天天然然然然气气气气集集集集团团团团公公公公司司司司管管管管材材材材研研研研究究究究所所所所检检检检测测测测，密密密密度度度度为为为为 1.55g/cm1.55g/cm1.55g/cm1.55g/cm3 3 3 3的的的的Weigh3Weigh3Weigh3Weigh3溶溶溶溶液液液液对对对对P110P110P110P110油油油油管管管管材材材材料料料料及及及及NK140NK140NK140NK140套套套套管管管管材材材材料料料料的腐蚀速率均的腐蚀速率均的腐蚀速率均的腐蚀速率均0.01mm/a0.01mm/a0.01mm/a0.01mm/a，结论为基本无腐蚀。，结论为基本无腐蚀。，结论为基本无腐蚀。，结论为基本无腐蚀。(八)有机盐钻井液对金属的腐蚀性23五、有机盐钻井液的现场应用五、有机盐钻井液的现场应用 自自自自20002000年年年年初初初初以以以以来来来来，有有有有机机机机盐盐盐盐钻钻钻钻井井井井液液液液已已已已在在在在新新新新疆疆疆疆准准准准噶噶噶噶尔尔尔尔盆盆盆盆地地地地各各各各油油油油田田田田、塔塔塔塔里里里里木木木木油油油油田田田田、吐吐吐吐哈哈哈哈油油油油田田田田等等等等9 9口口口口井井井井进进进进行行行行了了了了现现现现场场场场应应应应用用用用，现现现现场场场场应应应应用用用用效效效效果果果果表表表表明明明明，有有有有机机机机盐盐盐盐钻钻钻钻井井井井液液液液流流流流变变变变性性性性好好好好、抑抑抑抑制制制制性性性性强强强强、井壁稳定、井径规则、机械钻速快。井壁稳定、井径规则、机械钻速快。井壁稳定、井径规则、机械钻速快。井壁稳定、井径规则、机械钻速快。1 1、有机盐钻井液在新疆准噶尔盆地、有机盐钻井液在新疆准噶尔盆地、有机盐钻井液在新疆准噶尔盆地、有机盐钻井液在新疆准噶尔盆地5703157031井的应用：井的应用：井的应用：井的应用：57031 57031井是准噶尔盆地西北缘的一口开发井，该井除目井是准噶尔盆地西北缘的一口开发井，该井除目井是准噶尔盆地西北缘的一口开发井，该井除目井是准噶尔盆地西北缘的一口开发井，该井除目的层为砂泥岩互层外，其余井段为水敏性易缩径的泥岩，的层为砂泥岩互层外，其余井段为水敏性易缩径的泥岩，的层为砂泥岩互层外，其余井段为水敏性易缩径的泥岩，的层为砂泥岩互层外，其余井段为水敏性易缩径的泥岩，易水化膨胀、坍塌。易水化膨胀、坍塌。易水化膨胀、坍塌。易水化膨胀、坍塌。五、有机盐钻井液的现场应用 自2000年初以来，有机盐钻24 57031 57031井二开段钻井液性能数据见表井二开段钻井液性能数据见表1010。表表表表10 5703110 5703110 5703110 57031井二开段钻井液性能数据井二开段钻井液性能数据井二开段钻井液性能数据井二开段钻井液性能数据 由由于于该该井井密密度度较较低低，有有机机盐盐仅仅作作为为抑抑制制剂剂使使用用，加加量量为为10%10%25%25%，钻钻井井液液性性能能稳稳定定，全全井井施施工工顺顺利利，表表明明有有机机盐盐抑抑制性良好。制性良好。57031井二开段钻井液性能数据见表10。由于该井25 该该井井二二开开转转化化为为有有机机盐盐钻钻井井液液后后，流流变变性性好好，粘粘切切低低，滤滤失失造造壁壁性性好好,机机械械钻钻速速快快（比比同同井井队队同同区区块块使使用用其其它它类类型型钻钻井井液液的的井井平平均均机机械械钻钻速速提提高高了了48%48%），井井壁壁稳稳定定，井井径规则（井径平均扩大率在径规则（井径平均扩大率在1%1%以下），完井电测一次成功。以下），完井电测一次成功。该井二开转化为有机盐钻井液后，流变性好，粘切低，滤失造壁26 2 2、有机盐钻井液在新疆准噶尔盆地南缘西、有机盐钻井液在新疆准噶尔盆地南缘西5 5井及东湾井及东湾1 1井的应用：井的应用：西西5 5井井和和东东湾湾1 1井井是是位位于于新新疆疆准准噶噶尔尔盆盆地地南南缘缘西西湖湖背背斜斜及及东东湾湾背背斜斜山山前前构构造造上上的的两两口口重重点点预预探探井井，钻钻探探难难度度极极大大，以以前前在在此此地地区区钻钻的的数数口口井井皆皆因因安安集集海海河河组组、紫紫泥泥泉泉子子组组地地层层地地质质情情况况复复杂杂而而工工程程报报废废，该该地地层层压压力力系系数数高高达达2.002.00以以上上,属属超超高高压压力力系系统统。地地层层岩岩性性矿矿物物组组成成一一部部分分以以蒙蒙脱脱石石为为主主，蒙蒙脱脱石石含含量量达达65%65%，易易水水化化膨膨胀胀；一一部部分分为为伊伊/蒙蒙混混层层,混层中蒙脱石含量最高达混层中蒙脱石含量最高达94%94%，极易龟裂散塌。，极易龟裂散塌。2、有机盐钻井液在新疆准噶尔盆地南缘西5井及东湾1井的应27 西西西西5 5 5 5井井井井三三三三开开开开井井井井段段段段使使使使用用用用有有有有机机机机盐盐盐盐聚聚聚聚合合合合醇醇醇醇钻钻钻钻井井井井液液液液施施施施工工工工。井井井井段段段段为为为为3925392539253925 5200m5200m5200m5200m，地层安集海河组、紫泥泉子组和东沟组。，地层安集海河组、紫泥泉子组和东沟组。，地层安集海河组、紫泥泉子组和东沟组。，地层安集海河组、紫泥泉子组和东沟组。东东东东湾湾湾湾1 1 1 1井井井井三三三三开开开开、四四四四开开开开井井井井段段段段使使使使用用用用有有有有机机机机盐盐盐盐聚聚聚聚合合合合醇醇醇醇钻钻钻钻井井井井液液液液体体体体系系系系施施施施工工工工。井井井井段段段段20002000200020005419m5419m5419m5419m，地地地地层层层层独独独独山山山山子子子子组组组组、塔塔塔塔西西西西河河河河组组组组、沙沙沙沙湾湾湾湾组、安集海河组、紫泥泉子组和东沟组。组、安集海河组、紫泥泉子组和东沟组。组、安集海河组、紫泥泉子组和东沟组。组、安集海河组、紫泥泉子组和东沟组。西西西西5 5 5 5井井井井及及及及东东东东湾湾湾湾1 1 1 1井井井井有有有有机机机机盐盐盐盐聚聚聚聚合合合合醇醇醇醇钻钻钻钻井井井井液液液液性性性性能能能能数数数数据据据据见见见见表表表表11111111、表表表表12121212。西5井三开井段使用有机盐聚合醇钻井液施工。井段为392528 表表表表11 11 11 11 西西西西5 5 5 5井三开段钻井液性能数据井三开段钻井液性能数据井三开段钻井液性能数据井三开段钻井液性能数据表表表表12 12 12 12 东湾东湾东湾东湾1 1 1 1井三开、四开井段钻井液性能数据井三开、四开井段钻井液性能数据井三开、四开井段钻井液性能数据井三开、四开井段钻井液性能数据 表11 西5井三开段钻井液性能数据表12 东湾129 西西5 5井井三三开开有有机机盐盐聚聚合合醇醇钻钻井井液液体体系系最最高高使使用用密密度度为为2.15g/cm2.15g/cm3 3，东东湾湾1 1井井有有机机盐盐聚聚合合醇醇钻钻井井液液最最高高使使用用密密度度为为1.92g/cm1.92g/cm3 3，有有机机盐盐无无固固相相基基浆浆密密度度达达到到1.421.421.45 1.45 g/cmg/cm3 3，相相对对其其它它钻钻井井液液体体系系，固固相相含含量量降降低低了了13.0%13.0%14.0%14.0%（体体积积比比），流流变变性性很很好好。有有机机盐盐作作为为加加重重抑抑制制剂剂，抑抑制制性性极极强强，有有效效抑抑制制了了安安集集海海河河组组地地层层造造浆浆。有有机机盐盐聚聚合合醇醇钻钻井井液液体体系系为为西西5 5井井及及东东湾湾1 1井井的的优优质质快快速速钻钻井井提提供供了了安安全全井眼环境。井眼环境。西西5 5井井及及东东湾湾1 1井井井井底底温温度度为为130130，钻钻井井液液表表现现出出各各种性能的高温稳定性。种性能的高温稳定性。西5井三开有机盐聚合醇钻井液体系最高使用密度为2.1530由由由由于于于于钻钻钻钻井井井井液液液液固固固固相相相相含含含含量量量量低低低低，亚亚亚亚微微微微米米米米固固固固相相相相含含含含量量量量更更更更低低低低，机机机机械械械械钻钻钻钻速速速速比比比比南南南南缘缘缘缘使使使使用用用用其其其其它它它它钻钻钻钻井井井井液液液液所所所所钻钻钻钻井井井井大大大大幅幅幅幅度度度度提提提提高高高高，具具具具体体体体数数数数据据据据见表见表见表见表1212。表表表表1212南缘地区完钻井技术指标对比南缘地区完钻井技术指标对比南缘地区完钻井技术指标对比南缘地区完钻井技术指标对比由于钻井液固相含量低，亚微米固相含量更低，机械钻速比南缘使用31 以以上上两两口口井井使使用用有有机机盐盐聚聚合合醇醇钻钻井井液液施施工工井井段段井井壁壁稳稳定定、井井径径规规则则。西西5 5井井有有机机盐盐钻钻井井液液施施工工井井段段平平均均井井径径扩扩大大率率为为2.21%2.21%，东东湾湾1 1井井有有机机盐盐钻钻井井液液施施工工井井段段平平均均井井径扩大率为径扩大率为1.85%1.85%，测井数次均一次成功。，测井数次均一次成功。以上两口井使用有机盐聚合醇钻井液施工井段井壁稳定、井径规32六、结论六、结论 1 1 1 1、有有有有机机机机盐盐盐盐钻钻钻钻井井井井液液液液体体体体系系系系解解解解决决决决了了了了高高高高密密密密度度度度钻钻钻钻井井井井液液液液密密密密度度度度与与与与流流流流变性之间的矛盾。变性之间的矛盾。变性之间的矛盾。变性之间的矛盾。2 2 2 2、有有有有机机机机盐盐盐盐钻钻钻钻井井井井液液液液有有有有极极极极强强强强的的的的抑抑抑抑制制制制性性性性,可可可可有有有有效效效效抑抑抑抑制制制制泥泥泥泥岩岩岩岩及及及及钻屑水化分散、膨胀。钻屑水化分散、膨胀。钻屑水化分散、膨胀。钻屑水化分散、膨胀。3 3 3 3、有机盐钻井液体系有较强的抗温及抗污染能力。、有机盐钻井液体系有较强的抗温及抗污染能力。、有机盐钻井液体系有较强的抗温及抗污染能力。、有机盐钻井液体系有较强的抗温及抗污染能力。4 4 4 4、有有有有机机机机盐盐盐盐钻钻钻钻井井井井液液液液体体体体系系系系用用用用于于于于超超超超高高高高密密密密度度度度井井井井段段段段钻钻钻钻井井井井，可可可可以以以以大大大大幅幅幅幅度度度度降降降降低低低低钻钻钻钻井井井井液液液液冲冲冲冲放放放放量量量量，减减减减少少少少维维维维护护护护处处处处理理理理钻钻钻钻井井井井液液液液的的的的时时时时间间间间，有利于降低钻井液成本与钻井综合成本。有利于降低钻井液成本与钻井综合成本。有利于降低钻井液成本与钻井综合成本。有利于降低钻井液成本与钻井综合成本。六、结论 1、有机盐钻井液体系解决了高密度钻井液密度与流变33谢谢谢谢34