复合盐钻井液流变性调控技术优化与应用获奖科研报告

复合盐钻井液流变性调控技术优化与应用获奖科研报告摘要：复合盐钻井液体系应用，由于无机盐含量、固相含量、Ca2+、HCO3-、CO32-污染等因素的影响，影响钻井液性能的稳定，流变性控制问题逐渐显露，通过对其的影响因素试验调整评价，合理优化了钻井液流变性调控技术，实现了良好的钻井液流动性。

关键词：复合盐钻井液;流变性;流动性

1优化复合盐钻井液流变性调控试验评价

1.1钻井液试验配方

清水+4%膨润土+0.2%纯碱+0.2%PAM+0.6%WNP+0.5%KFT+1.5%SMP-2+0.2%NaOH

1.2无机盐含量对钻井液流变性的影响

1.2.1KCL加量对钻井液流变性性能的影响

随着KCl加量的增加，钻井液的表观粘度、塑性粘度相对比较平稳，动切力的变化波动上升幅度比较大，当KCl加量超过6%，钻井液塑性粘度开始增加，动切力呈现出减小的趋势，流动性逐渐变好，钻井液流变性能较平稳。

1.2.2NaCL加量对钻井液流变性的影响

随着NaCl加量的增加，钻井液的表观粘度、塑性粘度、动切力的变化波动不大，钻井液流变性能相对比较平稳，当NaCl加量超过5%，钻井液塑性粘度开始增加，动切力有下降趋势，流动性逐渐变好。

1.2.3KCL、NaCL复合对钻井液流变性的影响

随着KCl、NaCl加量的增加，钻井液的表观粘度先升后降，塑性粘度逐渐降低、动切力的变化波动比较大，先升后降。KCl、NaCl同时加量增加到7%，动切力急剧下降。钻井液滤失量随着KCl、NaCl加量的增加，有不同程度的上升，要及时进行降滤失护胶，保持复合盐钻井液性能的稳定。

1.2.4复合钻井液流变性调整试验

调整试验优化非加重复合盐钻井液流变性配方。

4%膨润土+（0.3～0.5）%PAM+（5～6）%NaCl+（6～7）%KCl+（1.5～2）%WNP+（2～3）%SMP-2+（1～2）%KFT+0.2%NaOH

1.3固相含量对钻井液流变性的影响

1.3.1膨润土加量对钻井液流变性的影响

随着膨润土含量的增加，钻井液滤失量降低，钻井液的表观粘度、塑性粘度、动切力先呈现出逐渐增加的趋势，之后呈现出快速增大的趋势，流动性变差。应用复合盐钻井液体系，应严格控制膨润土含量在4%～6%。

1.3.2密度对复合盐钻井液流变性的影响

钻井液密度增加滤失量升高，钻井液表观粘度、塑性粘度、动切力呈现出不断变大的趋势，随着重晶石粉加量的增加，要及时补充各类钻井液处理剂的含量，同时进行稀释处理，使钻井液保持良好的流动性。

1.3.3加重复合钻井液流变性调整试验

KFT、SF-1钻井液处理剂对加重复合盐钻井液流变性调整，都能降低钻井液的表观粘度、动切力效果，试验数据对比，高密度复合盐钻井液，SF-1对动切力降低明显高于KFT效果，有利于改善钻井液流变性。

1.4钻井液污染对流变性的影响

1.4.1CaCl2加量对钻井液流变性的影响

随着CaCl2加量的增加，钻井液滤失量逐渐增加，表观粘度、塑性粘度呈现出先逐渐增大的趋势，后逐渐减小;试验表明：复合盐钻井液具有一定的Ca2+污染能力，一般不需要专门进行除Ca2+处理。

1.4.2碳酸根对钻井液流变性的影响

随着Na2CO3浓度的增加到15%，鉆井液的pH值达到最大值11。随着Na2CO3浓度的增加，钻井液滤失量增加，表观粘度、动切力先增加后减小，当Na2CO3浓度达到15%时，钻井液的流动性最差，钻井液受到HCO3-、CO32+严重污染。

1.4.3清除HCO3-、CO32-污染钻井液试验评价

利用CaO、CaCl2提供一定数量的Ca2+，清除HCO3-、CO32-试验结果，都可以起到降低HCO3-、CO32-含量的作用，达到调整钻井液流变性能需求，试验处理过程明显存在增稠现象。

2复合盐钻井液流变性调控技术优化

2.1复合盐钻井液转化

（1）体系转换前，控制好钻井液量，采用稀释法和固控设备，进一步控制钻井液膨润土含量在35～40g/L。

（2）将调整好的基浆钻井液，2～3个循环周加入5%NaCL、7%KCL，进行复合盐钻井液转化（检测Cl-浓度在62000mg/l左右）。

（3）根据复合盐钻井液转化后性能再补充处理剂巩固钻井液性能;调整钻井液API失水<5ml，粘度40～45s，pH值9～10。

2.2复合盐钻井液维护

（1）定期检测膨润土含量，保持在40～45g/l，若膨润土含量过低，补充水化好的膨润土浆。

（2）配制5%NaCl、7%KC1复合溶液（胶液）维护钻井液，保持复合盐钻井液NaCl、KC1有效含量。

（3）加重复合盐钻井液严格控制固相含量，高密度钻井液MBT应控制在35～40g/l，同时补充复合盐胶液，保持钻井液性能的稳定性。

（4）高密度加重同时配合（1.5～2）%KFT、（0.5～1）%SF-1处理剂，控制钻井液动切力的上升，保持高密度复合盐钻井液良好的流动性。

2.3盐膏层污染钻井液流变性调控

（1）钻至盐膏层前，补充钻井液中NaCL、KCL的有效含量，保持复合盐钻井液体系的稳定。

（2）补充钻井液中各类处理剂含量，增加钻井液的抗盐性和护胶能力，维持钻井液的稳定性。

（3）钻至盐膏层时，随时测量Ca2+、HCO3-、CO32-含量，以利于钻井液流变性能的调控。

（4）CaO、CaCl2除去HCO3-、CO32-处理，在提高pH值，降低滤失量的同时，加入SF-1调整钻井液流变性能。

3应用效果

2018年在罗斜73、罗70井应用。优化的复合盐钻井液流变性调整技术，钻井液转化及维护，Ca2+、HCO3-、CO32-污染处理，流变性能调整处理可操作性强，使钻井液保持较好的流动性。

4结论

（1）通过对影响复合盐钻井液流变