硅酸盐／聚合物防塌泡沫钻井液研究

石油 天然 气学报 ( 江汉石油学院学报 )2 0 1 4 年 3 月 第 3 6 卷 第 3 期 J o u r n a l o f O i l a n d Ga s T e c h n o l o g y ( J ． J P I )Ma r ． 2 0 1 4 V o 1 ． 3 6 N o ． 3 硅 酸 盐／ 聚 合 物 防塌 泡 沫 钻 井液 研 究 吴婷婷 ，张烈辉 张宇睿 ( 油 气藏地质及开发工程国家重点实验室 ( 西南石油大学) ， 四川成都。 ’ 。 0 0 ) 魏栋超 ( 中 石油 川 庆 钻探 工 程 有限 公 司， 四 J l I 成 都6 1 0 0 5 1 ) [ 摘 要]针对泡沫钻井液在钻遇大段水敏性泥 页岩地层 时易引发井壁 失稳 问题 ，室内通过对发泡 剂、稳泡 剂、泥页岩抑制剂 的评价 与筛选 ，形成 了以脂肪 醇 聚氧 乙烯醚磷 酸钠 ( AE S )为 发泡 剂、黄原胶 ( X c ) 为 稳 泡 剂 、Kz 0 和 聚 乙烯 醇 ( P VA) 为 抑 制 剂 的 防塌 泡 沫 钻 井 液 体 系 。 综 合 性 能 评 价 表 明： 该 体 系具 有 良好的发泡性能 ，其抗温和抗污染 能力较强 。在 防塌 性能 方面，该 泡沫钻 井液 能有效 降低 泥页岩 自吸 水速度 ，具有较高的持 久抑 制性能 以及硬 度测 试结果 。通过膨 润土 X R D分析 以及 成膜 性 能分析 可 以看 出，通过 两者协同作用 ，硅 酸钾可形成凝胶物质或沉淀 封堵 泥页岩 岩样孔 隙或 裂缝 ，并 与聚 乙烯醇作 用 在岩样表 面形 成一层憎水膜 。 同时钻井液 中部分小分 子能进 入黏 土 晶层，加强 黏土层 间连接 力， 因而能 有效防止钻井液 中自由水侵入 ，实现泡沫钻井过程 中的井壁稳定 。 [ 关键词]泡沫钻井 ；硅酸钾 ；聚 乙烯醇 ；防塌泡沫钻 井液 [ 中图分类号]T E 2 5 4 [ 文献标 志码 ]A [ 文章编号]i 0 0 0—9 7 5 2( 2 0 1 4 )0 3— 0 0 8 2 ～ 0 6 泡 沫钻 井技 术作 为欠 平衡 钻井 中 的一种 ，在 提高机 械钻 速 、减少 地层 漏失 、防 止压差 卡钻 、保 护储 层 等方 面具 有独 特 的优势 。然 而 ，当泡 沫流体 钻 遇大段 水敏 性泥 页岩 地层 时 ，由于泡 沫流 体不 能在 井壁 形 成泥 饼 ，且泡 沫钻 井液 液柱 压力 不 能 平 衡 地层 坍 塌 压 力 ，因此 随 着 钻井 时 间 的增 加 ，泥......