低荧光LFM钻井液体系的研究与应用

低荧光LFM钻井液体系的研究与应用

高宏松

中海石油(中国)有限公司天津分公司高宏松

摘要：针对当前常用钻井液添加剂荧光级别较高，对勘探钻井时荧光录井起到严重影响的技术难题，为获得更加准确的地质油藏信息，结合莱州湾垦利区块的钻探实际情况，研制出一种低荧光降滤失剂HFG-LC。通过室内处理剂优选，构建了一套适用于该区块探井的低荧光LFM钻井液体系，并对其综合性能进行了系统评价。现场应用表明，该体系具有较强的抑制性，抗温、抗污染能力强，储层保护效果好，荧光级别低对岩屑的干扰度小。低荧光LFM钻井液体系为首次构建出一套成体系的“低荧光钻井液”，其综合性能不仅满足垦利区块探井作业要求，更为莱州湾地区及周围油田“低荧光钻井液”的研究提供了技术指导。

关键词：低荧光；探井；降滤失剂HFG-LC；现场应用

1概述

探井是为勘察地下含油气情况所钻的井，以发现评价储层为根本目的。在探井作业过程中，在相同条件下钻井液与油气层接触时间长，荧光级别较高的处理剂会污染岩屑对荧光录井产生严重影响，因此在满足钻井工程安全和储层保护的前提下，采用低荧光的处理剂，减小钻井液添加剂荧光对地质录井的干扰，获取准确的地质基础资料，有利于发现油气显示和评价储集层。

2钻井液体系的研究思路

根据已钻探井资料分析，莱州湾垦利区块上部地层为平原组、上第三系明化镇组和馆陶组，上部地层主要以大套泥岩为主；下部地层为下第三系东营组和沙河街组，以砂/泥岩不等厚互层为主。地层粘土矿物含量高，以伊蒙混层为主，含量60～80％左右，伊蒙混层中以蒙脱石为主，地层孔隙与渗透性发育，易产生泥页岩水化膨胀，井壁失稳等问题。另外，储层的非均质性强，还要注意防止固相侵入及水锁对储层造成的损害。传统的钻井液添加剂荧光级别较高[1]，因此研制和优选出低荧光等级的钻井液添加剂，构建一套既满足安全生产需要，有利于地质录井的低荧光钻井液体系，降低钻井液对地质录井影响，在探井钻井过程中，及时识别和评价目的层，为莱州湾垦利区块勘探钻井作业提供有利的保障[2]。

3低荧光FLM钻井液体系配方与性能评价

3.1低荧光降滤失剂HFG-LC的研制及评价

3.1.1HFG-LC荧光级别评价。通过在2%的膨润土浆中分别加入不同加量的HFG-LC，装入老化罐，在120℃滚子炉中热滚16小时，再用三氯甲烷为1：5的比例充分溶解，充分振荡30min，过滤，取其滤液用荧光分光光度计测定其荧光级别，并计算荧光强度的增加值及岩屑的荧光干扰度，HFG-LC加量在4%时，荧光增加值仅为2级，对岩屑的荧光干扰度为25.93%。说明室内研制的降滤失剂HFG-LC荧光级别低，不会干扰地质录井。

3.1.2HFG-LC对体系流变性的影响。在2%的膨润土浆中分别加入不同浓度的HFG-LC，测量其在120℃老化16h后的性能，随着浓度的增加，钻井液的滤失量逐渐减小，粘度略有增加，当其加量达到2%时，滤失量基本趋于稳定。综合考虑，HFG-LC的降滤失效果很好，对钻井液流变性影响不大，加量为2%体系性能最优。

3.2低荧光LFM钻井液体系配方与性能评价

基于上述探井用低荧光钻井液体系设计原则，在新型低荧光降滤失剂HFG-LC研发的基础上，室内通过实验优选低荧光处理剂，优化各处理剂加量，开发出适合莱州湾垦利区块探井的低荧光LFM钻井液体系，其配方为：2%膨润土浆+0.15%Na2CO3+0.3%NaOH+2%低荧光降滤失剂HFG-LC+2%低荧光防塌剂HFT-L+2%聚合醇PF-JLX-C+0.5%包被剂PF-PLH+l%封堵剂PF-LPF+0.1%提切剂XC+5%填充剂HTC+2%防水锁剂HAR-D+1%润滑剂HLB+5%KCL。

3.2.1荧光级别评价。采用直接提取法和岩屑热滚提取法对LFM钻井液及其滤液进行定量荧光测定，并与有机正电胶钻井液体系PEC、聚合醇钻井液体系PEM的荧光级别进行对比，LFM钻井液和滤液的荧光等级均不超过3级，且荧光级别远远低于PEC和PEM。钻井液污染后的岩屑荧光级别仅增加了0.9级，荧光干扰度仅为24%，在现场使用时，有利于探井目的层的识别与发现。

3.2.2抑制性能评价。选用KL10-1-1井的6~10目岩屑进行岩屑回收实验，热滚条件为120℃×16h，并且和PEM钻井液进行对比，构建的低荧光LFM钻井液对KL10-1-1井钻屑的热滚回收率在90%以上，说明体系抑制性强，能够很好的抑制泥岩的水化膨胀和分散。

3.2.3抗温性能评价。室内评价了LFM钻井液体系在110，120和130℃下的流变性和滤失量，在130℃以内钻井液各项性能变化不大，滤失量较低，这表明LFM钻井液在高温条件下具有良好的流变性能，抗温稳定性较强。

3.2.4抗污染性能评价。室内分别进行LFM钻井液抗岩屑、抗盐污染能力评价，随钻屑侵入量的增加，钻井液粘度增加，但变化不大，当岩屑加量达到15%时，表观粘度增加也不明显，钻井液流变性能稳定，表明钻井液固相容量限大，抗钻屑污染能力强。由表8可知，随着CaCl2或MgCl2加量增大，钻井液性能变化不大，表明LFM钻井液具有良好的抗盐污染能力。LFM钻井液具有优秀的抗污染能力。

3.2.5储层保护能力评价。室内选取了3块岩心，测定其污染前后的渗透率值，并计算其渗透率恢复值，3块岩心的渗透率恢复值均在90%左右，说明LFM钻井液对储层的伤害小，储层保护能力强。

4现场应用。2011年6月至10月，低荧光LFM钻井液体系在莱州湾地区垦利区块周围的6口探井12-1/4in井段进行了应用，除了KL11-2-2井完钻层位在沙河街，其余五口探井的完钻层位均在馆陶组及以上。

4.1LFM钻井液对现场荧光录井影响评价

莱州湾KL11-2-2井采用四级井深结构，三开12-1/4in井段使用LFM钻井液钻进至1500米，对KL11-2-2井三开LFM钻井液与四开饱和盐水钻井液QFT值（定量荧光强度值）进行对比。

图1钻井液对岩屑荧光强度影响对比

由图1可知，LFM钻井液QFT值平均在100左右，四开饱和盐水钻井液QFT值平均在300左右，LFM钻井液的QFT远远低于饱和盐水钻井液的QFT值。这说明LFM钻井液对现场荧光录井没有产生干扰和影响，不会影响油气的识别与判断，给现场录井人员判断矿物荧光和原油荧光带来了很大的方便，满足莱州湾垦利区块探井作业要求。

4.2LFM钻井液储层保护效果评价。低荧光LFM钻井液体系对储层伤害小，现场储层保护效果很好。LFM钻井液综合性能良好，携岩返砂正常，起下钻顺利，没有出现严重的复杂情况，井径也比较规则，能很好地满足钻井安全生产作业要求。同时降低钻井（尤其是探井）时钻井液荧光对录井的影响，降低油气显示和评价储集层的的困难，获得更加准确的地层油藏信息，提高了寻找油藏准确性，具有良好的经济效益。该体系的成功应用，不仅提高了探井寻找油藏准确性，为今后渤海其他区块的“低荧光钻井液”探井奠定了基础，更重要的是为今后“低荧光钻井液”的研究与发展提供了有力的保障。

5结论。1）在对莱州湾区块的油气藏进行正确的识别与评估的基础上，研发了适合该区块的新型低荧光降滤失剂HFG-LC，室内评价实验表明，该处理剂具有较好的降滤失效果，抗温性强，荧光等级低，对岩屑的荧光干扰小。2）通过对低荧光处理剂进行优选、加量优化，构建了一套完整的低荧光LFM钻井液体系，室内对该体系进行了系统评价，结果表明其流变性好，抑制性强，抗温、抗污染能力强，储保效果好，荧光级别低，岩屑的荧光干扰度小，对储层的识别及评价影响小，满足垦地区块探井现场施工的技术要求。3）现场应用情况表明，低荧光LFM钻井液体系综合性能良好，能够保证垦利区块优质安全的钻井工程质量，在保护油气层的同时，有利于探井对油气层识别和评价，大大降低了钻井时钻井液荧光对录井的影响，有利于探井获得更加准确的地层油藏信息。4）低荧光LFM钻井液体系为首次研究出一套成体系的“低荧光钻井液”，不仅满足了垦利区块探井作业的要求，更为莱州湾周边油田整体开发及渤海其它地区“低荧光钻井液”的研究提供了技术指导。

参考文献

[1]王关清，陈元顿，周煌辉.深探井和超深探井钻井的难点分析和对策探讨[J].石油钻采工艺，1998，20（1）：1-7.

[2]王全平，周世良.钻井液处理剂及其作用原理[M].北京：石油工业出版社，2003.