宋周成，段永贤，何思龙

张 国 ， 张 宏 强 （中石油塔里木油田分公司塔中勘探开发项目经理部，新疆 库尔勒841000）

蒋卓，王荐，吕方，白炜 （湖北汉科新技术研究所，湖北 荆州434023）

舒福昌 （长江大学化学与环境工程学院，湖北 荆州434023）

向兴金 （长江大学石油工程学院，湖北 武汉430100）

塔中11区块志留系油藏位于新疆维吾尔自治区巴音郭楞蒙古自治州且末县境内、塔里木盆地塔克拉玛干沙漠腹地，构造位于塔里木盆地塔中隆起塔中10号构造带西端。由于地层压力低，易发生水敏等储层伤害等问题。因此，塔中11区块志留系油藏开发适合应用油基欠平衡钻井技术。低密度全油基钻井液体系主要用于解决一些低孔低渗、地层压力因数低、水敏性地层的储层保护问题和深井欠平衡技术难题［1，2］。

塔中11-2H水平井深5013m，水平位移400m，钻屑颗粒规则且形成速度快，地层裂缝发育，储层是以一砂一藏的边水层状油藏为主、构造背景下的岩性油藏为辅的复合型油气藏，其中主要为黑油油藏和凝析气藏。现场钻井液密度控制在0．89～0．91g／cm3，以满足欠平衡水平井的需要。该钻井液的流变性、滤失性、抑制性、润滑性等均能满足水平井段的正常带砂、在欠平衡状态下的井壁稳定、长裸眼水平段摩阻控制等安全钻井施工需要。

1 室内配方及性能测试

针对低密度钻井液的具体要求，室内选用了密度较低的柴油作为研究基液，配合有机土、润湿剂、有机土增效剂、增黏提切剂、降滤失剂、碱度控制剂；根据不同密度的需要，配备不同的密度减轻剂［3，4］及加重剂。最低密度可以降低到0．8g／cm3。

室内通过大量试验优选出合适的典型全油基钻井液配方如下：

2＃柴油＋2%CaO＋3%有机土＋2%增黏剂＋1%乳化剂＋2%合成树脂降滤失剂＋2%改性树脂降滤失剂＋1%润湿剂＋3%稳定剂＋密度减轻剂／加重材料 （配方中百分数为质量分数，下同）。

具体性能变化见表1。室内配方试验表明，配制的低密度全油基钻井液，其密度可控制在0．8～1．5g／cm3任意范围内调整，滤失量小、流变性好、润滑性优良、电稳定性高，可以满足大多数低压储层的开发。

表1 不同密度条件下钻井液性能评价

2 钻井液现场应用

2.1 密度的控制

根据地质预测的地层压力因数，三开钻井液密度设计为0．85～1．15g／cm3。塔中11-2H水平井实钻过程中，结合欠平衡钻进的需要，钻进过程中钻井液密度控制为0．89～0．91g／cm3。现场应用过程中，体系不加加重材料的条件下为0．89g／cm3，达到设计要求，可以直接开钻。在钻进过程中当泥浆密度高于0．91g／cm3时，开启离心机处理2周；若泥浆量较少，则补加柴油维持泥浆密度。

2.2 流变性的控制

在使用全油基钻井液时，保证体系的塑性黏度保持在一个合理的范围，同时低剪切速率下有较高读值，使得全油基钻井液流变指标更有针对性。提高低剪切速率下的泥浆流变性，有助于降低岩屑沉降现象。在现场上，通过固控设备控制固相，降低塑性黏度；同时通过补充增黏剂，提高体系的黏度，补充基油或新浆，对泥浆进行稀释；加入乳化剂、润湿剂改变其泥浆体系中固相的润湿性，达到破坏细微水滴吸附在固相颗粒上的目的，从而破坏颗粒间通过氢键结合形成的网状结构，这样就可以降低泥浆的黏度。实钻过程中，漏斗黏度控制在55～65s之间，动塑比控制在0．5Pa／（mPa·s）以上。

2.3 滤失量的控制

钻井过程中通过补加降滤失剂来控制中压滤失量在3mL以下，高温高压滤失量在8mL以下。油基泥浆的滤液是油而不是水，这是油基泥浆在性能上的一个重要特点，也是油基泥浆能够保护油气层和适用于易坍塌复杂地层的主要原因。

2.4 电稳定性的控制

油基泥浆的核心问题是在使用过程中，必须确保体系的稳定性，即电稳定性和热稳定性。

1）衡量电稳定性的定量指标是破乳电压，控制高破乳电压的目的是保持泥浆的电稳定性。通过对破乳电压的监测，可以反映出地层含水量的情况。破乳电压的大小通常跟油水比、电解质的浓度、水润湿固体、处理剂、剪切状况、温度等有关。全油基泥浆的破乳电压较高，在配好泥浆时，破乳电压高于1700V；钻完塞后，破乳电压均高于1900V。

2）衡量热稳定性的指标是高温高压滤失量和泥饼。全油基泥浆的高温高压滤失量低，均低于8mL，且泥饼厚度较薄 （小于6mm），说明泥浆在高温下未发生沉降，体系抗温性能好。

3 现场应用效果

3.1 钻井液性能稳定

钻井液在塔中11-2H水平井钻进过程中，主要是采用新浆维持泥浆正常消耗的方法来维持泥浆性能，从而来达到满足安全钻进的要求。整个钻进过程中，性能变化不大。泥浆性能见表2。

该井钻进中随着水平段的逐渐加长，逐步提高钻井液黏切和动塑比，并将动塑比保持在0．44～0．78Pa／（mPa·s）之间，有利于水平井的悬浮和携带；滤失量低，有利于封堵；破乳电压高，泥浆稳定性强。通井期间，为进一步加强泥浆的携带和封堵性能，提高泥浆的漏斗黏度至80s，高温高压滤失量降至6mL以下。钻进时钻屑返出正常，说明油基泥浆能够满足水平井携带要求，避免岩屑床的形成。

表2 水平井段低密度全油基泥浆性能表

3.2 有利于井壁稳定

全油基钻井液体系，在油相中泥岩钻屑基本不分散，返出的岩屑颗粒大小均匀、棱角分明，成型较好，如图1所示，泥岩钻屑棱角清晰。将钻屑掰开，钻屑里面是干的，说明泥浆具有较强的抑制性，有利于稳定井壁，确保井下钻井安全，更有利于储层钻进中防止强水敏性储层的伤害，达到保护储层的目的。

3.3 满足欠平衡钻井

全油基钻井液体系在使用过程中具有较好的流变性、电稳定性及热稳定性，钻进过程顺利，密度可控性强，能够满足能量衰竭的低压地层欠平衡钻井施工要求。

图1 振动筛返出的泥岩屑

3.4 润滑性好、机械钻速高

钻进过程中转盘电流350～400mA，摩阻4～6t，三开段平均机械钻时为25min／m，最大钻时为定向钻进152min／m，最小钻时为复合钻进6min／m。从全井的施工过程来看，全油基钻井液能减小钻具的扭矩、磨损和疲劳，提高了机械钻速。

4 结果与认识

1）该油基钻井液密度下限可以调控在0．8～0．85g／cm3，适合低压及压力衰竭储层的钻井需求。

2）该油基钻井液体系抑制性、流变性、润滑性好而且密度可调，适合各类敏感性地层的钻探开发，有利于大位移水平井的井眼清洁和抑制岩屑床的形成，保证复杂井的安全快速钻进。

［1］唐军，吴正良，李杰，等 ．超低密度仿油基钻井液工艺技术及应用 ［J］．钻采工艺，2013，36（1）：94～97．

［2］蒋卓，舒福昌，向兴金，等 ．全油合成基钻井液的室内研究 ［J］．钻井液与完井液，2009，26（2）：19～20．

［3］贾兴明，冯学荣，杨兰平，等 ．中空玻璃微珠低密度钻井液的现场应用工艺 ［J］．钻井液与完井液，2007，24（增刊）：98～100．

［4］孟尚志，鄢捷年，蔡恩宏，等 ．低密度空心微珠玻璃球钻井液室内研究 ［J］．钻井液与完井液，2008，25（1）：26～27．