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【摘 要】针对辽河盆地西部凹斜西斜坡齐40块稠油油藏吞吐开发后期转蒸汽驱后地层压力低，储层松散，地层温度较高，现有的水基分散性泥浆体系对油层污染大，固井质量难以满足蒸汽驱需要的现状，研制了复合膜钻井液。室内评价结果表明，复合膜钻井液的储层渗透率恢复值高于原水基钻井液，具有较强的抑制性和滤失造壁性，流变性易调控，润滑性、抗温性及抗污染能力较强，热稳定性好的特点，经在齐40块现场应用，可满足该区储层保护要求。复合膜钻井液其抑制效果和储层保护效果与油基钻井液基本相当，可满足齐40块低压松散地层钻井施工要求. 解决了以往用钻井液和应用的屏蔽暂堵剂由于砂砾增加而造成的增粘、增稠问题;携岩能力、造壁能力强，保证了钻井施工安全顺利。
【关键词】辽河盆地;复合膜;钻井液;储层
一、前言
如何提高固井质量，一直以来都是工程届不断探索的课题。影响固井质量的因素很多，根据固井作业和水泥环长期密封性能所涉及的对象，可将其分为四大类：（l）井眼条件，包括井眼尺寸、井眼质量、并内温度和压力、环空间隙;（2）地层条件，包括地层岩性、地层压力、地层流体特性;（3）钻井液，包括钻井液类型、密度、流变性、泥饼质量;（4）水泥浆，包括水泥浆体系、稳定性、流变性、稠化时间、水泥石抗压强度、水泥石的长期稳定性。现场上，我国部分油田在应用油基钻井液时，第一界面胶结质量差，声幅测井效果差的现象时有发生。定向井、水平井、大位移井及深井复杂井的出现，钻井液对固井质量的影响更是越来越突出，因此，深入系统的弄清钻井液类型及性能与固井质量的关系，提出相应的解决措施和施工标准，具有十分积极的意义，也势在必行。
二、钻井过程中易造成储层损害的分析
钻井液是打开油气层后与地层接触的第一种外来流体，在钻井施工中会程度不同地破坏油气层原有的物理、化学平衡状态，而对油气层造成损害。而其对储层的损害程度一方面是来自钻井液自身;另一方面取决于外部因素的影响。
1.钻井液固相的损害
钻井液中所含的多种固体物质（粘土、钻屑、加重料和堵漏剂等），它们在压差的作用下，会在滤饼形成前侵入油层内部，堵塞孔道裂缝等，都有可能对储层造成损害。固相颗粒侵入的越深、侵入量越大，对储层的损害越严重。但固相的侵入深度一般比滤液浅。
2.钻井液滤液的损害
钻井中，在一定的压差作用下，钻井液滤液会渗入地层，特别在泥饼形成之前，滤液的侵入是不可避免的。如果钻井液滤失量太大，将会携带大量的固相颗粒进入储层，产生堵塞而造成损害;同时，进入储层的滤液若与储层不配伍，则会引起粘土水化膨胀、水锁、化学沉淀、乳化、润湿反转等，而导致储层的损害。
三、复合膜钻井液研究
1.组分
包括：生物聚合物、PS抑制剂、聚合酸稀释剂、聚阴离子纤维素、成膜剂、泥饼改进剂、降滤失剂、润滑剂（水基润滑剂或聚合醇）
其中：聚合酸稀释剂、润滑剂（水基润滑剂）获得国家海洋局北海监测中心认可可应用于海洋钻井;其余组分为无毒处理剂。因此，可以确保体系对环境无污染。
2.基本性能
粘度：40-60s，可以调节;
密度：≤1.10g/cm3，可加重到1.50 -1.80g/cm3;
滤失量：≤4ml，可降低到2-3 ml;
高温高压滤失量（150℃）：≤10 ml
润滑性：0.15-0.20（极压系数）
从以上指标看出，可以满足4500m以内深井、大斜度井、水平井钻井施工要求。
3.与常有体系对比
3.1组分对比
常用体系组分有：铁铬盐、烧碱、磺化沥青、HA树脂、硅氟稀释剂、柴油。其中铁铬盐、磺化沥青、HA树脂、硅氟稀释剂溶于水后，颜色为黑色，柴油有难闻味道，铁铬盐含有铬盐，因此体系排放对环境有严重的污染。与国家颁布的《清洁生产法》要求生产过程尽量采取先进工艺，不污染环境背道而驰。复合膜钻井液采用无毒可应用于海洋钻井处理剂，对环境无污染可以直接排放，相比之下，复合膜钻井液体系环保效益明显优于常用体系。
3.2泥饼质量对比
目前国内外对泥饼质量尚无标准的评价方法，本实验借助于清水渗透率和泥饼抗冲刷强度来反映泥饼质量变化。
（1）清水渗透率
清水渗透率：对经过充分搅拌的钻井液测其API滤失量，然后倒出实验液换注清水，再测清水API滤失量。滤失量越低，泥饼质量越好。
（2）定性实验
将API失水的泥饼放在原泥浆中置于50℃中浸泡24h，实验发现，常用体系泥饼被溶蚀，而复合膜体系的泥饼明显有一定的硬度。由此可以推断，复合膜体系在泥浆液柱压力作用下失水形成泥饼，特有组分在地层温度作用下，逐渐活化形成类似水泥的物质，这种物质加固了地层岩石的稳定，堵塞了地层孔隙，因此有助于井壁的稳定，防止井塌、井漏的发生。因此可得出结论：复合膜体系会提高地层与水泥之间的胶结强度，从而提高了固井质量。
（3）膜现象
在API滤失量后，发现复合膜体系的泥饼薄、有一层膜存在，而常用体系无此现象。在100-200目石英砂模拟岩样3.5MPa下形成泥饼，自然风干条件下，复合膜体系明显出现膜，可以取出泥饼，并有一定强度;而常用体系泥饼出现裂纹，并收缩逐渐成块。
四、现场应用
4.1现场应用效果
在以上研究的基础上，开展了现场应用实验，取得了良好的效果。截止到2019年12月，未利用该套钻井液的完钻新井85口，投产66口，开井64口，日产149吨，平均单井产油2.32吨。统计试验5口井，其中4口井，平均单井日产油5.27吨，同比增加127%。統计2019年投产38口井，开井32口，日产油97t，平均单井日产油3.03t，主要是2019年投产新井中有34口为更新井，则应用该套钻井液体系后，单井日增油0.71t。
4.2对环境影响
4.2.1组分分析
将齐40-14-更26井完井钻井液送至国家海洋局大连海洋环境监测中心站检测，结果如下：
按GB18668-2002海洋沉积物质量，可达第一类（除铜外），第二类。
第一类 适用于海洋渔业水域，海洋自然保护区，珍稀于濒危生物自然保护区，海水养殖区，海水浴场，人体直接接触沉积物的海上运动或娱乐区，与人类食用直接有关的工业用水区。
第二类 适用于一般工业用水区，滨海风景旅游区。
4.2.2毒性检测
将该区完井后的钻井液送至国家海洋局北海检测中心检测，确定无毒，可以排放到海洋。
4.3保护油气层
将完井的钻井液放在不同目数石英砂模拟的岩样，在3.5MP、24h条件下测定钻井液侵入深度，完全可以通过射孔解除。
4.4钻速快
齐40区块使用复合膜钻井液43口井平均钻速20.39m/h，使用分散钻井液72口井平均钻速18.01 m/h，同比增加13.2%。
五、结论
复合膜钻井液室内研究和现场应用表明：该体系对环境影响小、固井质量得到提高、保护油气层效果好，值得大面积推广。
参考文献：
[1]樊世忠、鄢捷年、周大晨等，《钻井液完井液及保护油气层技术》，石油大学出版社，1996。
[2]张绍怀、罗平亚等，《保护储集层技术》，石油工业出版社，1993。
[3]李克向等，《保护油气层钻井液完井液技术》，石油工业出版社，1993。
[4]温刚全，等. 胜利油区浅海海水钻井液体系及其应用.油气地质与采收率，2003，（8）.
[5]周迅. 废钻井液的处理技术综述. 油气田环境保护，2001，12.
[6]杨振杰，环保钻井液技术现状及发展趋势. 钻井液与完井液，2003，（2）.
（作者单位：辽河油田公司开发事业部）
【关键词】辽河盆地;复合膜;钻井液;储层
一、前言
如何提高固井质量，一直以来都是工程届不断探索的课题。影响固井质量的因素很多，根据固井作业和水泥环长期密封性能所涉及的对象，可将其分为四大类：（l）井眼条件，包括井眼尺寸、井眼质量、并内温度和压力、环空间隙;（2）地层条件，包括地层岩性、地层压力、地层流体特性;（3）钻井液，包括钻井液类型、密度、流变性、泥饼质量;（4）水泥浆，包括水泥浆体系、稳定性、流变性、稠化时间、水泥石抗压强度、水泥石的长期稳定性。现场上，我国部分油田在应用油基钻井液时，第一界面胶结质量差，声幅测井效果差的现象时有发生。定向井、水平井、大位移井及深井复杂井的出现，钻井液对固井质量的影响更是越来越突出，因此，深入系统的弄清钻井液类型及性能与固井质量的关系，提出相应的解决措施和施工标准，具有十分积极的意义，也势在必行。
二、钻井过程中易造成储层损害的分析
钻井液是打开油气层后与地层接触的第一种外来流体，在钻井施工中会程度不同地破坏油气层原有的物理、化学平衡状态，而对油气层造成损害。而其对储层的损害程度一方面是来自钻井液自身;另一方面取决于外部因素的影响。
1.钻井液固相的损害
钻井液中所含的多种固体物质（粘土、钻屑、加重料和堵漏剂等），它们在压差的作用下，会在滤饼形成前侵入油层内部，堵塞孔道裂缝等，都有可能对储层造成损害。固相颗粒侵入的越深、侵入量越大，对储层的损害越严重。但固相的侵入深度一般比滤液浅。
2.钻井液滤液的损害
钻井中，在一定的压差作用下，钻井液滤液会渗入地层，特别在泥饼形成之前，滤液的侵入是不可避免的。如果钻井液滤失量太大，将会携带大量的固相颗粒进入储层，产生堵塞而造成损害;同时，进入储层的滤液若与储层不配伍，则会引起粘土水化膨胀、水锁、化学沉淀、乳化、润湿反转等，而导致储层的损害。
三、复合膜钻井液研究
1.组分
包括：生物聚合物、PS抑制剂、聚合酸稀释剂、聚阴离子纤维素、成膜剂、泥饼改进剂、降滤失剂、润滑剂（水基润滑剂或聚合醇）
其中：聚合酸稀释剂、润滑剂（水基润滑剂）获得国家海洋局北海监测中心认可可应用于海洋钻井;其余组分为无毒处理剂。因此，可以确保体系对环境无污染。
2.基本性能
粘度：40-60s，可以调节;
密度：≤1.10g/cm3，可加重到1.50 -1.80g/cm3;
滤失量：≤4ml，可降低到2-3 ml;
高温高压滤失量（150℃）：≤10 ml
润滑性：0.15-0.20（极压系数）
从以上指标看出，可以满足4500m以内深井、大斜度井、水平井钻井施工要求。
3.与常有体系对比
3.1组分对比
常用体系组分有：铁铬盐、烧碱、磺化沥青、HA树脂、硅氟稀释剂、柴油。其中铁铬盐、磺化沥青、HA树脂、硅氟稀释剂溶于水后，颜色为黑色，柴油有难闻味道，铁铬盐含有铬盐，因此体系排放对环境有严重的污染。与国家颁布的《清洁生产法》要求生产过程尽量采取先进工艺，不污染环境背道而驰。复合膜钻井液采用无毒可应用于海洋钻井处理剂，对环境无污染可以直接排放，相比之下，复合膜钻井液体系环保效益明显优于常用体系。
3.2泥饼质量对比
目前国内外对泥饼质量尚无标准的评价方法，本实验借助于清水渗透率和泥饼抗冲刷强度来反映泥饼质量变化。
（1）清水渗透率
清水渗透率：对经过充分搅拌的钻井液测其API滤失量，然后倒出实验液换注清水，再测清水API滤失量。滤失量越低，泥饼质量越好。
（2）定性实验
将API失水的泥饼放在原泥浆中置于50℃中浸泡24h，实验发现，常用体系泥饼被溶蚀，而复合膜体系的泥饼明显有一定的硬度。由此可以推断，复合膜体系在泥浆液柱压力作用下失水形成泥饼，特有组分在地层温度作用下，逐渐活化形成类似水泥的物质，这种物质加固了地层岩石的稳定，堵塞了地层孔隙，因此有助于井壁的稳定，防止井塌、井漏的发生。因此可得出结论：复合膜体系会提高地层与水泥之间的胶结强度，从而提高了固井质量。
（3）膜现象
在API滤失量后，发现复合膜体系的泥饼薄、有一层膜存在，而常用体系无此现象。在100-200目石英砂模拟岩样3.5MPa下形成泥饼，自然风干条件下，复合膜体系明显出现膜，可以取出泥饼，并有一定强度;而常用体系泥饼出现裂纹，并收缩逐渐成块。
四、现场应用
4.1现场应用效果
在以上研究的基础上，开展了现场应用实验，取得了良好的效果。截止到2019年12月，未利用该套钻井液的完钻新井85口，投产66口，开井64口，日产149吨，平均单井产油2.32吨。统计试验5口井，其中4口井，平均单井日产油5.27吨，同比增加127%。統计2019年投产38口井，开井32口，日产油97t，平均单井日产油3.03t，主要是2019年投产新井中有34口为更新井，则应用该套钻井液体系后，单井日增油0.71t。
4.2对环境影响
4.2.1组分分析
将齐40-14-更26井完井钻井液送至国家海洋局大连海洋环境监测中心站检测，结果如下：
按GB18668-2002海洋沉积物质量，可达第一类（除铜外），第二类。
第一类 适用于海洋渔业水域，海洋自然保护区，珍稀于濒危生物自然保护区，海水养殖区，海水浴场，人体直接接触沉积物的海上运动或娱乐区，与人类食用直接有关的工业用水区。
第二类 适用于一般工业用水区，滨海风景旅游区。
4.2.2毒性检测
将该区完井后的钻井液送至国家海洋局北海检测中心检测，确定无毒，可以排放到海洋。
4.3保护油气层
将完井的钻井液放在不同目数石英砂模拟的岩样，在3.5MP、24h条件下测定钻井液侵入深度，完全可以通过射孔解除。
4.4钻速快
齐40区块使用复合膜钻井液43口井平均钻速20.39m/h，使用分散钻井液72口井平均钻速18.01 m/h，同比增加13.2%。
五、结论
复合膜钻井液室内研究和现场应用表明：该体系对环境影响小、固井质量得到提高、保护油气层效果好，值得大面积推广。
参考文献：
[1]樊世忠、鄢捷年、周大晨等，《钻井液完井液及保护油气层技术》，石油大学出版社，1996。
[2]张绍怀、罗平亚等，《保护储集层技术》，石油工业出版社，1993。
[3]李克向等，《保护油气层钻井液完井液技术》，石油工业出版社，1993。
[4]温刚全，等. 胜利油区浅海海水钻井液体系及其应用.油气地质与采收率，2003，（8）.
[5]周迅. 废钻井液的处理技术综述. 油气田环境保护，2001，12.
[6]杨振杰，环保钻井液技术现状及发展趋势. 钻井液与完井液，2003，（2）.
（作者单位：辽河油田公司开发事业部）