甲酸盐钻井液是无机盐水钻井液体系的一种。与常规的无机盐水钻井液相比具有密度可调(1.00~2.30g/cm3 ),对地层损害小、固相含量低、泥饼薄而韧且可酸化、井眼清洁能力好,抑制性强,腐蚀性低,对环境污染小,能增加聚合物的高温稳定性等优点。与常规的聚合物钻井液相比,其显著特点是不用膨润土配浆,从根本上克服了钻井液保持体系膨润土细分散的胶体性质和泥页岩的地层稳定,抑制钻屑在钻井液中分散所表现出来的矛盾。国外已在强水敏地层、易卡钻地层、深井小井眼地层和复杂压力层系的井中使用了甲酸盐钻井液,最常见的是甲酸钾,密度 可达到1.60g/cm3以上.国内西南石油学院、石油大学等都进行了研究,大庆和大港油田已现场应用,收到明显效果。 有资料显示,甲酸盐能够提高生物聚合物的能力,更好地实现岩屑的传输和井眼清洁。根据这一特性,再结合冀东油田特点(甲酸盐暂时无法回收利用),采用G104-5区块浅井地层特性,化验中心用甲酸盐+生物聚合物、再配合阴离子纤维素等,进行 了无膨润土相配方实验。实验用石灰石粉调节密度,从体系的抑制性、携岩性和油气层保护几个方面进行了评价,评价得出该体系各方面的性能都较好,具体性能见附表。具有代表性的配方:
水+0.3%XC+0.5%阴离子纤维素+4%甲酸钾+0.5%淀粉+10%石灰石粉+5%岩面
密度为1.15 g/cm3,表观粘度23MPa.s,动塑比0.7,失水能够控制在6mL以下,岩屑回收率达到93.6%,膨胀降低率为78.8%,渗透率恢复值95.2%,能够满足浅井施工需要。更主要的是:由于无粘土相,体系粘度稳定,而较高的回收率、膨胀降低率和渗透率恢复值是顺利钻进和保护油气层的主要因素。
由于甲酸钾价格比较昂贵,现在市场上的甲酸盐大都是甲酸钾和甲酸钠的混合物,因此我们对甲酸钠和甲酸钾用7:3和6:4的配比进行了复核实验,实验结果基本不变,动塑比略有降低可达到0.65,回收率92.6%,渗透率恢复值99.5%。
从各种性能看,甲酸盐体系除了失水略大于聚合物黑胶体系外,其他性能都有所改善。
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