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钻井液体系

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抗盐共聚物在柴达木盆地西部深层卤水资源普查中的应用

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抗盐共聚物在柴达木盆地西部深层卤水资源普查中的应用

 

纪卫军¹陶士先'毛连义²李艳宁'

(1北京探矿工程研究所,北京10083;2山东省鲁北地质工程勘察院,山东0534)

 

 :项目施工地点位于柴达木盆地大浪滩,钻孔上部地层主要为石盐地层,下部以泥岩、砂岩为主。配浆用水为 当地的卤水,卤水成分复杂,除了含有钠钾离子外,还含有大量的钙镁离子,这就对泥浆处理剂的抗盐性能提出了很 高的要求。抗盐共聚物是一种新型抗盐处理剂,具有很强的抗盐性和抑制性,该孔自孔深180米之后全部使用抗盐 共聚物泥浆,取得了很好的经济效益。

关键词盐层抗盐共聚物抗盐性能抑制性悬浮能力

 


1 井区概况

1. 1地质概况

该孔孔位于柴达木盆地大浪滩地区,老一辈地质 工作者曾经在这里打过浅孔,根据资料,该孔位上部 基本上都是石盐地层,下部以泥页岩、砂岩为主,夹杂 盐层;在第四系地层存在高承压水,第三系地层可能 存在承压水。

1.2设备状况

钻机水井1000型钻机;泥浆泵型号为TBL0850/50; 现场配有7m³ 搅浆机、除砂器及振动筛。


2 抗盐共聚物泥浆常规性能评价

项目施工地区属于盐碱地,配浆用水全部来自本 地兴元钾肥公司的卤水沟,该水密度为1.26g/cm³,  漏斗粘度为16.50s,pH  4,往卤水中加纯碱溶液时 有大量白色絮状沉淀产生,由此可以判断该卤水中含 有大量的钙镁离子。由于没有充足的淡水资源,所以 在现场配浆时,膨润土及处理剂是直接加入卤水中 的,没有经过预水化。所以在试验时我们采用的配浆 用水为复合盐水,配浆时土和处理剂是直接加入复合 盐水中搅拌,没有预水化。试验结果见表1。


1抗盐共聚物在复合盐水中的常规性能表

 

  

泥浆配方

表观粘度 mPa.s

动切力 lb/100ft

动塑比

静切力  lb/100ft²

API FLml

膨胀降低率

泥皮质量

1#

5%土+0 . 5%样

7.5

4.5

0.81

0/0.5

20

60%

一般

2#

5%土+0 . 75%样

11

6

0.75

0.5/1

14

78%

润滑、韧性较好

3#

5 %  + 1 % 

16

10

0.91

1/2

7

80%

润滑薄韧

注:页岩膨胀用土为安丘土(一种钙膨润土)。

 


复合盐水配方如下:1%硫酸钙+2%硫酸镁+ 22%氯化钠+12%氯化钾。

由表1可以看出2#、3#配方的性能基本能够满  足现场施工的要求,因此得出现场泥浆使用配方:


5%土+0.75%-1%抗盐共聚物。

 

3 抗盐共聚物泥浆的现场应用

该孔上部基本上都是盐层,在180m 涌 水 之 前


 

 

作者简介纪卫军(1985-),男,江苏,北京探矿工程研究所,助理工程师,从事泥浆处理剂方面的研究。

电话:010-69301863。


 


使用的是淡水+膨润土+CMC 体系,配置出的泥浆 从孔内循环出来之后马上就会出现严重分层现象, 并且处理剂用量大,泥浆成本高。涌水之后,我们就 没有用泥浆,准备顶涌钻进,打到600m 时,孔内沉 淀很多、孔壁坍塌严重,每次下钻都要扫孔,最后用 套管封堵,水止住之后采用了抗盐共聚物泥浆体系, 取得良好的施工效果,现将该体系现场使用情况介 绍如下:

1)泥浆配方

采用实验室得出的泥浆配方:5%土+0.75%- 1%抗盐共聚物。

2)现场泥浆配制方法

直接将膨润土加入卤水中,充分搅拌,之后加入 抗盐共聚物(粉末状材料须慢慢加入),搅拌0.5- 1h 即可使用。

3)泥浆性能

新浆性能:密度,1.30;漏斗粘度,22s; 失水量, 14ml; 泥皮:2mm   ;pH6 . 5。

钻井液在孔中循环24h 后性能:密度,1.30;漏 斗粘度,23s; 失水量,16ml; 泥皮:3mm;pH   6 . 5。

钻井液在孔中循环48h 后性能:密度,1.31;漏 斗粘度,23s; 失水量,16ml, 泥皮:3mm   ;pH6 . 5。

4)现场维护处理

该孔上部基本上都是石盐地层,进入700m 之 后才开始出现大段泥岩地层,有点造浆,所以在进入 泥岩地层后要做好固控工作,启动所有固控设备,及 时清理沉淀坑中的岩粉,并且往泥浆中加入0.4% -0.8%的腐殖酸钾,防止缩颈。

4 抗盐共聚物泥浆现场使用效果

采用抗盐共聚物泥浆体系共施工400m, 取得了 比较理想的效果,具体表现在以下几个方面:

1)具有很好的抗盐钙侵能力。孔深700m 之 前 基本上都是盐层,配好的泥浆在孔内循环后性能没 有明显变化。我们已知泥浆在孔内循环48小时后


的性能,之后随着新浆的不断加入,泥浆的性能基本 都维持在这个水平。

2)具有较强的抑制能力。孔深700m 之后有大 段的泥岩地层出现,使用该泥浆体系无缩颈现象,每 次下钻都能一通到底。

3)具有良好的悬浮能力。在180m 之前使用的 泥浆体系分层严重,悬浮能力极差,在涌水后我们曾 用加重泥浆压过,但比重始终加不上去,最高加到 1.60左右就再也加不上去了。根据地质资料,此孔 在进入800m 之后可能含有第三系承压水,为了防 止水再次涌出,决定把孔内泥浆比重调到1.50以 上。在泥浆池中用高压水枪加重晶石,轻松就能将 泥浆比重调到1.83,只搅了两灌(每罐7方)就把孔 内泥浆比重调到设计值。

4)取得了良好的经济效益,大大降低了泥浆成 本。此前用CMC 泥浆体系时每方泥浆成本在400 元左右,现在用的低摩阻抗盐侵泥浆体系每方泥浆 成本不到200元。

 

5    

1)研制的新型抗盐共聚物性能优良,具有很强 的抗盐性和抑制性,配制泥浆方便。

2)新型抗盐共聚物泥浆用于钻进石盐地层,成 本降低一半,取得良好的经济效益。

3)新型抗盐共聚物泥浆,应进一步提高性能, 推广应用于西部石盐地层,为解决我国紧缺的钾盐 需要,加快勘探速度。

 

参考文献:

[1]纪卫军、等,抗盐共聚物在柴达木盆地西部千米科学深 钻施工中的应用,地质装备,2009.3。

[2]杨波等,大浪滩和巴里坤盐湖钻孔沉积物中粘土矿物, 盐湖研究,1995.3

[3]刁荣丰,柴达木盆地油气勘探浅析,青海石油,2002.20。