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海上抗超高溫低滲透儲(chǔ)層鉆開液配方設(shè)計(jì)及應(yīng)用效果（一）
來源： 《鉆井液與完井液》 瀏覽 156 次 發(fā)布時(shí)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(chǔ)層為低孔低滲砂巖氣藏，儲(chǔ)層最高溫度達(dá)205℃，是典型的超高溫井。目前，為了減少儲(chǔ)層傷害，該區(qū)域此類儲(chǔ)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(duì)儲(chǔ)層的污染，同時(shí)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(chǔ)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(chǔ)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(huì)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(huì)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(gè)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(duì)低滲儲(chǔ)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(cè)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(qiáng)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(chǔ)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(chǔ)層鉆開液體系配方，并制定了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用技術(shù)方案，以滿足此類海上超高溫儲(chǔ)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(shí)驗(yàn)材料與儀器
主要實(shí)驗(yàn)材料：HCOOK，NaOH，Na2CO3，聚合物提黏劑KG-TNJ，高溫聚合物PC-UTS（進(jìn)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(shí)驗(yàn)儀器：高速攪拌器、Fann式高溫滾子爐、六速旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)、布氏黏度計(jì)、高溫高壓失水儀、高溫高壓巖心動(dòng)態(tài)損害試驗(yàn)儀（SLS-5A）；高溫流變儀（HAAKE MARSⅢ）；界面參數(shù)一體測(cè)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(cè)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(chǎng)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(diǎn)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(shí)驗(yàn)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(chǎng)低滲透鉆開液體系性能變差的主要原因。